专题四遗传变异进化

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1、 知识内容知识内容要求要求1.1.人类对遗传物质的探索过程人类对遗传物质的探索过程2.DNA2.DNA分子结构的主要特点及基因的概念分子结构的主要特点及基因的概念3.DNA3.DNA分子的复制及遗传信息的转录和翻译分子的复制及遗传信息的转录和翻译4.4.孟德尔遗传实验的科学方法孟德尔遗传实验的科学方法5.5.基因的分离定律和自由组合定律基因的分离定律和自由组合定律6.6.基因与性状的关系基因与性状的关系7.7.伴性遗传伴性遗传8.8.基因重组及其意义基因重组及其意义9.9.基因突变的特征和原因基因突变的特征和原因10.10.染色体结构变异和数目变异染色体结构变异和数目变异11.11.生物变异在

2、育种上的应用生物变异在育种上的应用12.12.人类遗传病的类型、检测、预防人类遗传病的类型、检测、预防13.13.人类基因组计划及意义人类基因组计划及意义14.14.现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容15.15.生物进化与生物多样性的形成生物进化与生物多样性的形成 【考试说明考试说明】第1页/共48页【知识网络知识网络】第2页/共48页【高考分析】1.1.遗传和变异是高考命题的重点区，几乎每年高考都考。2.2.主要考查的知识：对经典实验的再认识；DNADNA的结构、复制及基因表达；两大遗传定律的实质及运用定律分析解决实际问题；遗传图谱的分析及相关计算；几种育种方法的比较及其在

3、实践中的应用；种群中基因、基因型频率的计算。4.4.命题思路:以专题内综合的形式出现，一般涉及遗传的物质基础、遗传的基本规律和它们在农业生产或遗传系谱图分析中的应用，同时也涉及到一定的实验内容。遗传规律解决生产、生活中的遗传问题是经常考查的问题。3.3.命题形式:多数非选择题，少数选择题。第3页/共48页考点考点1 1 遗传、变异、进化中的计算遗传、变异、进化中的计算1、遗传的物质基础相关的计算（1）有关碱基互补配对原则的应用（2）有关复制的计算（3）基因控制蛋白质合成的相关计算（4）DNA分子的种类计算【直击考点直击考点】第4页/共48页碱基互补配对原则的应用碱基互补配对原则的应用双链DNA

4、A1+T1=m%A1=T2A2=T1 A2+T2A1+T1=m%A1A2T1T2A+T=A2+T2A1+T1=m%链1链1链2链2双链第5页/共48页有关复制的计算有关复制的计算（1）一个双链DNA分子连续复制n次，可以形成2n个子代DNA分子，且含有最初母链的DNA分子有2个，不含亲代母链的DNA分子数为2n2。（2）一个双链DNA分子连续复制n次，所需游离的脱氧核苷酸数M（2n1），其中M为的所求的脱氧核苷酸在原来DNA分子中的数量。第6页/共48页基因控制蛋白质合成的相关计算基因控制蛋白质合成的相关计算丙链ACTGAA甲链乙链DNARNA丁链6：3：1蛋白质DNA分子的种类计算 设一个D

5、NADNA分子中有n n个碱基对，则这些碱基对可能的排列方式就有4 4n n种。第7页/共48页2 2、遗传基本规律的计算（1）一对相对性状的杂交实验（2）两对相对性状的杂交实验（3）多对基因遗传情况计算第8页/共48页一对相对性状的杂交实验一对相对性状的杂交实验（1）F1产生的两种雌雄配子的几率（数目）都是1/2（2）一对等位基因的杂合子连续自交n代，在Fn代中杂合子占(1/2)n，纯合子占1(1/2)n（3）致死情况第9页/共48页 基因型是Aa的亲本连续自交，若aa不能适应环境，幼苗时期就被淘汰，则F3中AA,Aa,所占的比例是F1XP1/2Aa1/4AAAaAa1/4aaUUF21/4

6、Aa3/8AA3/8aaF31/8Aa7/16AA7/16aaUUF3中中AA的比例的比例(7/16)/(7/16+1/8)=7/9F3中中Aa的比例的比例(1/8)/(7/16+1/8)=2/9UUUUUUUU第10页/共48页两对相对性状的杂交实验两对相对性状的杂交实验 具有独立遗传的两对性状的纯种杂交，F F1自交的F F2，其F F2中亲本类型的比例 重组型的比例双显性性状的比例纯合子的比例10/16或或6/161/49/166/16或或10/16第11页/共48页基因与基因与染色体染色体实质实质F F1 1配子配子F F2 2基因型基因型与比例与比例F F2 2表现型表现型与比例与比

7、例测交后代测交后代基因型表基因型表现型现型分分离离定定律律1 1对对等位基因等位基因分离分离2 2种种1:11:13 3种种1:2:11:2:12 2种种3:13:1各各2 2种种 1:11:1自自由由组组合合定定律律2 2对对等位基因等位基因分离，非分离，非等位基因等位基因自由组合自由组合4 41:1:1:11:1:1:19 9(1:2:1)(1:2:1)2 24 49:3:3:19:3:3:14 41:1:1:11:1:1:1n n对对2 2n n种种（1:11:1）n n3 3n n种种(1:2:1)(1:2:1)n n2 2n n种种 （3:13:1）n n各各2 2n n种种（1:1

8、1:1）n n多对基因遗传情况计算多对基因遗传情况计算第12页/共48页3 3、基因和染色体数的有关计算（1 1）不同细胞中的基因数目（2 2）单倍体的染色体组数（1 1或多个）某男子是色盲兼外耳道多毛症患者，则这男子的次级精母细胞中有 个色盲基因，有 个外耳道多毛基因。0 0或或2 2用3232P P标记了玉米体细胞（含2020条染色体）的DNADNA分子双链，再将这些细胞转入不含3232P P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被3232P P标记的染色体条数分别是 。0 0或或2 22020、20 20；4040、2020第13页/共48页4 4、基因

9、频率和基因型频率的计算（1 1）在一个遗传平衡的群体中，求基因型频率及基因频率（2 2）自交与自由交配的频率计算（3 3）在抽样调查的情况下，求基因频率第14页/共48页基因频率、基因型频率基因频率、基因型频率 某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为19%19%，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们所生的子女正常的概率是 AaaaAAAa+=19%aa=81%a=9/10A=1/10aa=81%Aa=18%AA=1%aaAa=18/19患病的妻子是杂合子的概率第15页/共48页自交与自由交配自交与自由交配 一个种群基因型为AAAA的个体占1/31/3，基因型为AaAa的个体占2/32/3，在没有

10、人为干扰的情况下：（1 1）如果该种群是果蝇，则子代各种基因个体所占比例是 _；（2 2）如果该种群是豌豆，则子一代中各种基因型的比例是 _。（1）AA4/9，Aa4/9，aa1/9；（2）AA1/2，Aa1/3，aa1/6第16页/共48页如果在一个种群中，基因型如果在一个种群中，基因型AAAA的比例占的比例占25%25%，基因型，基因型AaAa的比例占的比例占50%50%，基因型，基因型aaaa占占25%25%。已知基因型。已知基因型aaaa的个体的个体失去求偶和繁殖的能力，则随机交配一代后，基因型失去求偶和繁殖的能力，则随机交配一代后，基因型aaaa的个体所占的比例为的个体所占的比例为

11、。1/9 A A（p p）a a（q q）A A（p p）AAAA（p p2 2）AaAa（pqpq）a a（q q）AaAa（pqpq）aaaa（q q2 2）A A的基因频率为p,ap,a的基因频率为q q第17页/共48页考点考点2 2 遗传规律各种题型及解法遗传规律各种题型及解法探究探究：细胞核遗传或细胞质遗传：细胞核遗传或细胞质遗传探究探究：相对性状的显隐性关系：相对性状的显隐性关系探究探究：某个体是纯合子或杂合子：某个体是纯合子或杂合子验证：基因的分离规律验证：基因的分离规律验证：基因的自由组合规律验证：基因的自由组合规律分析分析：通过子代性状的分离比，分析由几对等位基因控制：通过

12、子代性状的分离比，分析由几对等位基因控制分析分析：育种的实验设计：育种的实验设计分析分析：变异的类型：变异的类型第18页/共48页细胞核遗传和细胞质遗传判断细胞核遗传和细胞质遗传判断判断原则：通过正交和反交实验判断。如果正交和反交实验结果性状一致，则该生物性状的遗传属于细胞核遗传；如果正交和反交实验的结果不一致且有母系遗传的特点，则该生物性状的遗传属于细胞质遗传。（20062006年江苏4242题）有人发现某种花卉有红花和白花两种表现型。请你设计一个实验，探究花色的遗传是细胞质遗传还是细胞核遗传。用图解和简洁语言回答。伴性遗传正反交的结果也不相同，但没有母系遗传的特点。第19页/共48页 若正

13、交与反交产生的F F1 1的性状表现都与母本相同，则该颜色的遗传为细胞质遗传；若正交与反交产生的F F1 1的性状表现与母本无关，都表现为红花或白花的一种，则该花色的遗传为细胞核遗传。选择具有相对性状的纯合亲本进行正交和反交：第20页/共48页显隐性的判断和是否为纯合子的判断显隐性的判断和是否为纯合子的判断1 1、显隐性相对性状和性状分离（1 1）若已知亲本皆为纯合体，可利用显、隐性性状的概念，用杂交的方法即选取具有不同性状的两亲本杂交，后代表现出的那一种亲本的性状即为显性性状，另一亲本的性状为隐性性状。（2 2）若已知亲本是野生型（显性中既有纯合体也有杂合体），可利用显性杂合体自交会出现性状

14、分离的原理，选取具有相同性状的多对亲本杂交，看后代有无性状分离，若有则亲本的性状为显性性状。（3 3）若已知亲本是野生型（显性中既有纯合体也有杂合体），可选取多对具有相对性状的亲本杂交，看后代中哪种性状的比例大，比例大的那种是显性性状。第21页/共48页2 2、是否为纯合子性状分离（1 1）自交法，是适用于雌雄同体植物的简便方法。如果后代出现性状分离，则此个体为杂合体；若后代中不出现性状分离，则此个体为纯合体。（2 2）测交法，通常用于动物。如果后代既有显性性状出现，又有隐性性状出现，则被鉴定的个体为杂合体；若后代只有显性性状，则被鉴定的个体为纯合体。表现型同时受基因型和环境影响，实验设计要表

15、现型同时受基因型和环境影响，实验设计要排除环境因素的影响。排除环境因素的影响。第22页/共48页XYXY型性别决定的生物：雄性的Y Y染色体来自父本，只遗传给雄性子代。等位基因位于X X染色体上或X X、Y Y染色体的同源区段时，会出现正、反交结果不一致的现象。故常用正交和反交的方法探究控制某性状的等位基因是位于常染色体上还是X X染色体上，还是在X X、Y Y染色体的同源区段。探究控制某性状的等位基因的位置探究控制某性状的等位基因的位置第23页/共48页1 1X X染色体常染色体该相对性状的显隐性未知，亲本皆为纯合子（1 1）若正交和反交的后代表现型相同,都表现同一亲本的性状,这对基因位于常

16、染色体上。（2 2）若正交组合后代全表现为甲性状,而反交组合后代中雌性全表现为甲性状，而雄性全表现为乙性状，则甲为显性性状，这对基因位于X X染色体上。用相对性状的亲本杂交用相对性状的亲本杂交第24页/共48页2 2X X染色体常染色体该相对性状的显隐性是未知的，亲本皆为野生型（既有杂合子又有纯合子）（1 1）若后代的性状表现与性别无关，则基因位于常染色体上，表现型多的为显性性状，少的为隐性性状。（2 2）若某组合后代中雌性全为甲性状，雄性全为乙性状，其反交组合后代中甲性状多于乙性状，则甲性状为显性，且为伴X X遗传。用相对性状的亲本杂交用相对性状的亲本杂交第25页/共48页3 3已知性状的显

17、隐性，且亲本为野生型，则让多对隐性的雌性个体与显性的雄性个体杂交；分别记录每一对杂交组合产生的子代的性状表现（1 1）若后代显性多于隐性且与性别无关，则为常染色体遗传。（2 2）若后代雌性全为显性，雄性全为隐性，则为伴X X遗传。（3 3）若出现某对或几对杂交组合的子代，雄性全为显性，则基因位于X X、Y Y染色体的同源区段。第26页/共48页采用杂交法或测交法，后代会表现一定的性状分离比，探究控制性状的等位基因遵循的遗传规律。1 1若F F2 2 的性状分离比为3 31 1（或1 12 21 1），或测交后代的性状分离比为1 11 1，则符合分离定律。2 2若F F2 2 的性状分离比为9

18、93 33 31 1（或该比例的变形，如9 933331 1），或测交后代的性状分离比为1 11 11 11 1（或该比例的变形，如1 111111 1），则符合自由组合定律。3 3若分离比跟典型的比例相关而又不完全相符，则可能存在基因间的相互作用或致死现象等情况。探究某性状是由探究某性状是由1或或2对等位基因控制对等位基因控制第27页/共48页F F2 2为为3 3：1 1分离比的出现必须具体以下条件：分离比的出现必须具体以下条件：研究的生物是二倍体，杂交亲本均为纯合体；基因的完全显性；F F1 1产生的两类配子数目相等，受精时各种雌雄配子以均等机会自由结合；F F2 2中不同基因型个体成活

19、率相同；实验分析的群体比较大。第28页/共48页3:13:1的变式的变式隐性致死基因隐性致死基因：隐：隐(或显或显)性基因在杂合时不影响个体的生性基因在杂合时不影响个体的生活力，但在纯合状态有致死效应的基因叫隐性致死基因。活力，但在纯合状态有致死效应的基因叫隐性致死基因。显性致死基因显性致死基因：杂合状态即表现致死作用的基因。：杂合状态即表现致死作用的基因。致死基因的作用发生在不同的发育阶段在配子时致死的，称配子致死在胚胎期或成体阶段致死的，称合子致死1、致死基因有一种家鼠，皮毛黄色对灰色是由一对等位基因控制的。当用黄色鼠和灰色鼠杂交，得到的子一代黄色和灰色两种鼠的比例是1 11 1。将子一代

20、中黄色鼠互相交配，得到的子二代中，黄色和灰色两种鼠的比例是2 21 1。第29页/共48页2 2、不完全显性具有相对性状的纯合亲本杂交后，F1显现中间类型的现象第30页/共48页3 3、共显性一个等位基因的两个成员在杂合体中都显示出来的现象4 4、嵌镶显性一个等位基因影响身体的一部分，另一个等位基因则影响身体的另一部分，而在杂合体中两个部分都受到影响的现象称为镶嵌显性。第31页/共48页5 5、性别影响性状的表现、性别影响性状的表现（1 1）牛的有角与无角：）牛的有角与无角：母牛母牛有角（有角（AAAA）、无角（）、无角（AaAa、aaaa）公牛公牛有角（有角（AAAA、AaAa）、无角（）、

21、无角（aaaa）（2 2）人类的秃顶与非秃顶：）人类的秃顶与非秃顶：女性女性秃顶（秃顶（BBBB）、非秃顶（）、非秃顶（BbBb、bbbb）男性男性秃顶（秃顶（BBBB、BbBb）、非秃顶（）、非秃顶（bbbb）（3 3）女性子宫、阴道积水，男性的尿道下裂等均为）女性子宫、阴道积水，男性的尿道下裂等均为常染色体遗传，致病基因在两性中都存在，但在一种常染色体遗传，致病基因在两性中都存在，但在一种性别中因缺乏表达器官而不表现性状。性别中因缺乏表达器官而不表现性状。第32页/共48页9:3:3:19:3:3:1的变式的变式第33页/共48页XRRpp 玫瑰冠玫瑰冠rrPP 豌豆冠豌豆冠RrPp 胡桃

22、冠胡桃冠9R_P_ 3R_pp 3rrP_ 1rrpp（1 1）基因互作单冠胡桃冠胡桃冠玫瑰冠玫瑰冠豌豆冠豌豆冠第34页/共48页香豌豆花色由两对基因(C/c(C/c，R/r)R/r)控制P白花(CCrr)白花(ccRR)F1紫花(CcRr)F29紫花(C_R_)7白花(3C_rr+3ccR_+1ccrr)（2 2）互补作用第35页/共48页甲物质甲物质乙物质乙物质 丙性状丙性状（蛋白质）（蛋白质）酶酶1 1酶酶2 2基因基因A A基因基因B B 9:79:7第36页/共48页 南瓜果形受A/a、B/b两对基因共同控制P 圆球形(AAbb)圆球形(aaBB)F1 扁盘形(AaBb)F2 9 扁

23、盘形(A_B_):6圆球形(3A_bb+3aaB_):1 长圆形(aabb)（3 3）累加作用第37页/共48页 荠菜蒴果受T1/t1、T2/t2两对基因控制：P 三角形(T1T1T2T2)卵形(t1t1t2t2)F1 三角形(T1t1T2t2)F2 15 三角形 (9T1_T2 _+3T1_t2t2+3t1t1T2 _)1 卵形(t1t1t2t2)（4 4）重叠作用第38页/共48页甲物质甲物质乙物质乙物质 丙性状丙性状（蛋白质）（蛋白质）酶酶1 1酶酶2 2基因基因A A基因基因B B15:115:1第39页/共48页 基因C C控制有色羽毛，I I基因为抑制基因，当I I存在时，C C不

24、能起作用；I I_C_C_基因型是白羽毛。I I_cc_cc和iiiicccc也都是白羽毛，只有I I基因不存在时C C基因才决定有色羽毛。F F2 2代白羽毛与有色羽毛的比例为13:313:3。鸡的羽毛颜色遗传鸡的羽毛颜色遗传（5 5）抑制作用第40页/共48页（7 7）显性上位作用12白(9B_I_+3bbI_):3黑(B_ii):1褐(bbii)第41页/共48页（8 8）隐性上位作用有色(C)/C)/无色(c)c)；紫色(Pr)/Pr)/红色(pr)pr)P 红色 (CCprpr)(CCprpr)白色 (ccPrPr)(ccPrPr)F F1 1 紫色(C_Pr_)C_Pr_)F F2

25、 2 9 9 紫色(C_Pr_)(C_Pr_)3 3 红色(C_prpr)C_prpr)4 4 白色(3ccPr_+1ccprpr)3ccPr_+1ccprpr)第42页/共48页前体物质（白色）中间产物（红色）紫色物质酶AA基因B基因酶B9 93 34 4:第43页/共48页根据性状的分离比，分析性状受几对等位基因控制。根据性状的分离比，分析性状受几对等位基因控制。某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制（如A A、a a；B B、b;C c b;C c）,当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时（即A_B_C_.A_B_C_.）才开红花，否则开白花。现有甲、乙、丙、丁

26、4 4个纯合白花品系，相互之间进行杂交，杂交组合组合、后代表现型及其比例如下：植物的花色受几对等位基因的控制？第44页/共48页考点考点3遗传系谱图的解法遗传系谱图的解法1 1、显隐性判断无中生有隐性（亲代双亲无病子代有病）有中生无显性（亲代双亲有病子代无病）代代发病一般为显性，隔代发病一般为隐性。第45页/共48页（1 1）确认或排除伴Y Y遗传。观察遗传系谱图，如发现父病、子全病、女全不病，则可判定此病为伴Y Y遗传。（2 2）利用反证法排除X X染色体遗传，确定常染色体遗传。2 2、致病基因位置判断、致病基因位置判断父子相传为伴Y Y，子女同母为母系；“无中生有”为隐性，隐性遗传看女病，父子有正非伴性（伴X X）；“有中生无”为显性，显性遗传看男病，母女有正非伴性（伴X X）。第46页/共48页考点考点4育种的实验设计育种的实验设计分组编号设对照，确定方法选材料，控制变量定常量，观察记录找指标。杂交育种适用于进行有性生殖的动物和植物，诱变育种适用于有性生殖的生物和无性生殖的微生物，单倍体育种主要应用于进行有性生殖的植物。首先要明确优良性状是隐性还是显性。如果优良性状是显性，要根据不同生物的特点确定不同的纯化或者鉴定方法。第47页/共48页Thanks！第48页/共48页