遗传变异进化育种

1、专题四专题四 遗传遗传 变异变异 进化进化 育种育种 小专题小专题1 遗传的物质基础遗传的物质基础 网络网络构建构建肺炎双球菌肺炎双球菌转化实验转化实验烟草花叶烟草花叶病毒侵染病毒侵染烟叶烟叶有遗传效应有遗传效应的的DNA片段片段传递遗传信息传递遗传信息双螺旋结构双螺旋结构一一、 聚焦探索遗传物质本质的经典实验聚焦探索遗传物质本质的经典实验 典例剖析典例剖析 下图甲是某兴趣小组利用两种肺炎双球菌进下图甲是某兴趣小组利用两种肺炎双球菌进行相关的转化实验，各组肺炎双球菌先进行图示处理，再行相关的转化实验，各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内；图乙是该兴趣小组培养一段时间

2、后注射到不同小鼠体内；图乙是该兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做的噬菌体侵染细菌的实验，请判断模拟赫尔希和蔡斯做的噬菌体侵染细菌的实验，请判断 ： DNA 对照对照 DNA 1肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验 肺炎双球菌体肺炎双球菌体外转化实验外转化实验 噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌 的实验的实验 实验思路实验思路 设法将设法将 与其他物质分开，单独与其他物质分开，单独研究它们各自的作用研究它们各自的作用 实验原则实验原则 都遵循都遵循 原则原则 相相同同点点 实验结论实验结论 两实验都能证明两实验都能证明 是遗传物质是遗传物质 直接分离直接分离

3、 同位素标记同位素标记 DNA 蛋白质蛋白质 DNA 3组中转化产生的有毒性的组中转化产生的有毒性的S 型菌体与原来的型菌体与原来的R 型菌体型菌体的遗传物质是否发生改变呢？的遗传物质是否发生改变呢？ 4在噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌和离心的目的？在噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌和离心的目的？ 2 2、某、某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下44 个实验：个实验： SS 型菌的型菌的DNA + DNADNA + DNA 酶酶加入加入RR 型菌型菌注射入小鼠注射入小鼠 RR 型菌的型菌的DNA +DNADNA +DNA 酶酶加入加入SS 型菌型菌注

4、射入小鼠注射入小鼠 RR 型菌型菌DNADNA 酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入SS 型菌的型菌的DNADNA注射入小鼠注射入小鼠 SS 型菌型菌DNADNA 酶酶高温加热后冷却高温加热后冷却加入加入RR 型菌的型菌的DNADNA注射入小鼠注射入小鼠以上以上44 个实验中小鼠存活的情况依次是（个实验中小鼠存活的情况依次是（ ）A A存活，存活，存活，死亡存活，存活，存活，死亡B B存活，死亡，存活，存活存活，死亡，存活，存活C C死亡，死亡，存活，存活死亡，死亡，存活，存活D D存活，死亡，存活，存活，死亡，存活，死亡死亡B噬菌体侵染细菌问题的思路分析噬菌体侵染细菌问题的思路分析 注意

5、：注意：因放射性检测时只能检测到因放射性检测时只能检测到部位，不能确定是何种元素的放射部位，不能确定是何种元素的放射性，故性，故35S(标记蛋白质标记蛋白质)和和32P(标记标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，不能同时标记在同一噬菌体上，应将二者分别标记，即把实验分成应将二者分别标记，即把实验分成两组。两组。二、中心法则二、中心法则1 1、遗传信息流动的过程、遗传信息流动的过程在细胞生物生长繁殖过程中遗传信息的传递方向为在细胞生物生长繁殖过程中遗传信息的传递方向为在细胞内蛋白质合成过程中，遗传信息的传递方向为在细胞内蛋白质合成过程中，遗传信息的传递方向为含逆转录酶的含逆转录酶的RNA病毒在

6、寄主细胞内繁殖过程中，遗传病毒在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为信息的传递方向为DNA病毒病毒(如如T2噬菌体噬菌体)在寄主细胞内繁殖过程中，遗在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为：传信息的传递方向为：RNA病毒病毒(如烟草花叶病毒如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中，在宿主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为：遗传信息的传递方向为：2 2、遗传信息传递的过程、遗传信息传递的过程a.DNA复制能复制能准确进行的准确进行的原因？原因？b.复制和转录过程有哪些区别？复制和转录过程有哪些区别？c.起始密码子和终止密码子与启动子起始密码子和终止密码子与启动子和终止子有什么区别？和

7、终止子有什么区别？d.遗传信息、密码子、反密码子的遗传信息、密码子、反密码子的区别区别？(1)(1)基因控制生物的性状：基因控制生物的性状：直接途径直接途径间接途径间接途径方式方式基因通过控制基因通过控制蛋白质蛋白质的结构的结构直接控制生物体直接控制生物体的性状。如镰刀型细胞的性状。如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病的贫血症、囊性纤维病的病因病因基因通过控制基因通过控制酶的合酶的合成来控制代谢过程成来控制代谢过程，进而控制生物体的性进而控制生物体的性状。如白化病、豌豆状。如白化病、豌豆的粒形的粒形图解图解 3基因与性状的关系基因与性状的关系(2)(2)基因与性状的数量关系：基因与性状的数量关系：

8、小专题小专题2 2遗传的基本规律遗传的基本规律项目项目分离定律分离定律自由组合定律自由组合定律相对性状相对性状一一对对两对或两对以上两对或两对以上控制相对性控制相对性状的等位基状的等位基因因一一对对两对或两对以上两对或两对以上等位基因与等位基因与染色体的关染色体的关系系位于位于一一对同对同源染色体上源染色体上如如A、 a a分别位于两对或两对以上同分别位于两对或两对以上同源染色体上如源染色体上如A、a，B、b4n4 4配子组合配子组合数数2n数量相等数量相等211配子类型配子类型及及其比例其比例n(n2)1基因对数基因对数F1非同源染色体上的非等位基因非同源染色体上的非等位基因之间的自由组合之

9、间的自由组合等位等位基因分离基因分离遗传实质遗传实质减减后期非同源染色体自由组后期非同源染色体自由组合合减减后期同源后期同源染色体分离染色体分离细胞学基础细胞学基础(染色体的行染色体的行为为)F2 基因型种类基因型种类33n亲本类型亲本类型22重组类型重组类型02n2表现型之比表现型之比31(31)nF1测测交子代交子代基因型种类基因型种类22n表现型种类表现型种类22n表现型之比表现型之比11(11)n联系联系两大定律均发生在两大定律均发生在减数减数第一次第一次分分裂过程裂过程分离定律是自由组合定律的基础分离定律是自由组合定律的基础两大定律均为两大定律均为真核生物真核生物细细胞胞核核基基因因

10、在在有性生殖有性生殖过程中的传递规律过程中的传递规律基因的分离定律和自由组合定律的基因的分离定律和自由组合定律的F F2 2要要表现特定的分离比应具备的条件表现特定的分离比应具备的条件不同类型的雌、雄配子都能发育良好，不同类型的雌、雄配子都能发育良好，且受精机会均等。且受精机会均等。所有后代都处于比较一致的环境中，而所有后代都处于比较一致的环境中，而且存活率相同。且存活率相同。实验的群体要大，个体数量要足够多。实验的群体要大，个体数量要足够多。伴伴性遗传遵循基因分离定律，如果与常性遗传遵循基因分离定律，如果与常染色体遗传再综合在一起又遵循自由组染色体遗传再综合在一起又遵循自由组合定律。合定律。

11、伴伴性遗传与基因的分离、自由组性遗传与基因的分离、自由组合定律存在怎样的关系？合定律存在怎样的关系？( (1)1)自交法自交法若若F F1 1自交后代的性状分离比为自交后代的性状分离比为3:13:1，则，则符合基因的分离定律。符合基因的分离定律。若若F F1 1自交后代的性状分离比为自交后代的性状分离比为9:3:3:19:3:3:1( (或或9:3:3:19:3:3:1的变式比例的变式比例) )，则符合基因的，则符合基因的自由组合定律。自由组合定律。一、一、遗传基本定律的验证遗传基本定律的验证方法方法(2)(2)测交法测交法若测交后代的性状比例若测交后代的性状比例为为1:11:1，则则符合基因

12、的分离定律。符合基因的分离定律。若测交后代的性状比例为若测交后代的性状比例为 1:1:1:1 1:1:1:1 ( (或或1:11:1：1:11:1的的变式比例变式比例) )，则符合基，则符合基因的自由组合定律。因的自由组合定律。 (3)(3)花粉鉴定法花粉鉴定法 根据花粉表现的性状根据花粉表现的性状( (如花粉的形状、如花粉的形状、染色后的颜色等染色后的颜色等) )判断。判断。 若花粉有两种表现型，比例若花粉有两种表现型，比例为为1:11:1，则符合基因的分离定律。则符合基因的分离定律。 若花粉有四种表现型，比例若花粉有四种表现型，比例为为1:1:1:11:1:1:1，则符合基因的自由组合定律

13、。则符合基因的自由组合定律。 (4)(4)单倍体育种法单倍体育种法 取花药离体培养，用秋水仙素处理单取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株性状有两种表现型，倍体幼苗，若植株性状有两种表现型，比例比例为为1:11:1，则符合基因的分离定律。则符合基因的分离定律。 取花药离体培养，用秋水仙素处理单取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株性状有四种表现型，倍体幼苗，若植株性状有四种表现型，比例比例为为1:1:1:1 1:1:1:1 ，则符合基因的自由组，则符合基因的自由组合定律合定律。二、显隐性判断和二、显隐性判断和基因在常染色体基因在常染色体还是在还是在X染色体上的判断染色体上的

14、判断 1、显隐性判断、显隐性判断 已知已知牛的有角和无角为一对相对性状，牛的有角和无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因由常染色体上的等位基因A和和a控制，控制，在自由放养多年的牛群中，无角的基在自由放养多年的牛群中，无角的基因频率与有角的基因频率相等，随机因频率与有角的基因频率相等，随机选一头无角公牛，与六头有角母牛分选一头无角公牛，与六头有角母牛分别交配，每头母牛只产一头小牛，其别交配，每头母牛只产一头小牛，其中三头有角，三头无角。据上所述能中三头有角，三头无角。据上所述能不能判断显隐性关系？不能判断显隐性关系？为了为了确定有角无角这对相对性状的显隐确定有角无角这对相对性状的显隐性关系

15、，用上述自由放养的牛群（假设性关系，用上述自由放养的牛群（假设无突变发生）为实验材料，再进行新的无突变发生）为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样杂交实验，应该怎样进行进行? 从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交（有角牛交（有角牛有角牛）。有角牛）。 如果后代出现无角小牛，则有角为显如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐性；性，无角为隐性； 如果后代全部为有角小牛，则无角为如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为显性，有角为隐性。隐性。2、判断基因判断基因在常染色体还是在在常染色体还是在X染色体染色体上上(1)(1)、已知显隐性或能判断出显隐性已知显隐

16、性或能判断出显隐性【典型例题典型例题1 1】 果蝇的红眼和白眼是一对相果蝇的红眼和白眼是一对相对性状（红眼对性状（红眼W W白眼白眼w w）且雌雄果蝇均有红）且雌雄果蝇均有红眼和白眼。实验室现有一批未交配过的红眼和白眼。实验室现有一批未交配过的红眼白眼雌雄果蝇，若要用眼白眼雌雄果蝇，若要用一次一次交配实验即交配实验即可证明这对基因位于何种染色体上，则交可证明这对基因位于何种染色体上，则交配的亲本表现型配的亲本表现型是？是？白眼雌果蝇白眼雌果蝇 红眼雄果蝇红眼雄果蝇【典型例题2】 一只雌鼠的一条染色体上的某基因一只雌鼠的一条染色体上的某基因发生突变，使得野生性状变为突变发生突变，使得野生性状变为

17、突变型，请设计实验判断控制该性状的型，请设计实验判断控制该性状的基因是在常染色体上还是在基因是在常染色体上还是在X X染色染色体上？体上？ 分析：由条件可知，突变型是显性分析：由条件可知，突变型是显性性状，野生型是隐性性状；该突变性状，野生型是隐性性状；该突变型雌鼠是杂合子，其基因型为型雌鼠是杂合子，其基因型为AaAa或或XAXaXAXa，野生型雄的基因型为，野生型雄的基因型为aaaa或或XaYXaY。 突变型雌鼠与野生型雄鼠杂交，得突变型雌鼠与野生型雄鼠杂交，得到到F1F1。从。从F1F1中选出突变型雄鼠与野中选出突变型雄鼠与野生型雌鼠杂交，观察并统计子代雌生型雌鼠杂交，观察并统计子代雌雄性

18、的性状。雄性的性状。(2)、未知显未知显隐性隐性 【典型例题典型例题3 3】已知果蝇的直毛与非直已知果蝇的直毛与非直毛是一对等位基因，若实验室有毛是一对等位基因，若实验室有纯合纯合的的直毛和非直毛雌雄果蝇亲本，你能直毛和非直毛雌雄果蝇亲本，你能否通过一代杂交实验确定这对等位基否通过一代杂交实验确定这对等位基因是位于常染色体上还是因是位于常染色体上还是X X染色体上？染色体上？说明推导过程。说明推导过程。 能。取直毛雌果蝇与非直毛雄果蝇能。取直毛雌果蝇与非直毛雄果蝇进行正交和反交（直毛进行正交和反交（直毛非直毛非直毛 非直毛非直毛直毛）直毛） 若两种杂交组合的后代该相对性若两种杂交组合的后代该相

19、对性状都表现一致，则该对等位基因是状都表现一致，则该对等位基因是位于常染色体上；若两种杂交组位于常染色体上；若两种杂交组合的后代该相对性状都表现不一致，合的后代该相对性状都表现不一致，则该对等位基因是位于则该对等位基因是位于X染色体上。染色体上。 变变式式：雄家蚕的性染色体为雄家蚕的性染色体为ZZ，雌家蚕为，雌家蚕为ZW，已知已知幼蚕的体色正常和油质透明是一对相对性状，幼蚕的体色正常和油质透明是一对相对性状，雌雄个体两种性状都有。雌雄个体两种性状都有。请你设计一组杂交方式，请你设计一组杂交方式，通过通过一代杂交一代杂交来判断是否是来判断是否是Z Z染色体遗传？染色体遗传？ZtZtZTWXZTZ

20、tZtWZTZtZtWXZTZtZtWZTWZtZtZTZTZtWXZTZtZTW1 1、假设在、假设在Z Z染色体上染色体上: :正交：正交：反交：反交：2 2、假设在常染色体上、假设在常染色体上: :TT TtttXXTtttTttt正交正交反交反交 正反交正反交体色正常雄性体色正常雄性X油质油质透明雌性透明雌性体色正常雌性体色正常雌性X油质油质透明雄性透明雄性结果预测结果预测 1 1、若正交和反交的结果是一样的，、若正交和反交的结果是一样的，且且与性别无关，与性别无关，则在常染色体上则在常染色体上。2 2、若正交和反交结果不一样，且与性、若正交和反交结果不一样，且与性别有关。则在别有关。

21、则在Z Z染色体上。染色体上。正反交不一致，一定正反交不一致，一定是在性染色体上吗是在性染色体上吗？ PSPS. .在在X X、Y Y染色体的同源区段还是染色体的同源区段还是仅位于仅位于X X染色体上染色体上三、家族系谱图的判断三、家族系谱图的判断图图遗传病类型遗传病类型遗传特点遗传特点常隐常隐隔代遗传；隔代遗传；男女发病率男女发病率相等相等常显常显连续遗传；连续遗传；男女发病率男女发病率相等相等常隐或常隐或X隐隐隔代遗传隔代遗传图图遗传病类型遗传病类型遗传特点遗传特点常显或常显或X显显连续连续遗传遗传最可能为最可能为X显显(也可能为常也可能为常隐、常显、隐、常显、X隐隐)连续遗传；连续遗传；

22、患者女性患者女性多于多于男性男性连续遗传；只有连续遗传；只有男性患者男性患者最可能为伴最可能为伴Y遗遗传传(也可能为常也可能为常显、常隐、显、常隐、X隐隐)非非X隐隐(可能是常可能是常隐、常显、隐、常显、X显显)补充：补充：归类遗传学归类遗传学中的致死现象中的致死现象致死致死现象在高中遗传学试题中通常可现象在高中遗传学试题中通常可以分为以下几种情况：隐性致死和显以分为以下几种情况：隐性致死和显性致死、配子致死和合子致死、常染性致死、配子致死和合子致死、常染色体基因致死和性染色体基因致死色体基因致死和性染色体基因致死、基因基因突变突变致死致死和染色体和染色体缺失致死。缺失致死。例：某种雌性异株的

23、植物有宽叶和狭叶两种类型，例：某种雌性异株的植物有宽叶和狭叶两种类型，宽叶由显性基因宽叶由显性基因B B控制，狭叶由隐性基因控制，狭叶由隐性基因b b控制，控制，B B和和b b均位于均位于X X染色体上。基因染色体上。基因b b使雄配子致死。请回答：使雄配子致死。请回答：（1 1）若后代全为宽叶雄株个体，则其亲本基因型）若后代全为宽叶雄株个体，则其亲本基因型为为 。（2 2）若后代全为宽叶，雌、）若后代全为宽叶，雌、雄雄性植株各半时，则其性植株各半时，则其亲本基因型为亲本基因型为 。（3 3）若后代全为雄株，宽叶和狭叶个体各半时，则）若后代全为雄株，宽叶和狭叶个体各半时，则其亲本基因型为其亲

24、本基因型为 。（4 4）若后代性别比为）若后代性别比为1:11:1，宽叶个体占，宽叶个体占3/43/4，则其亲，则其亲本基因型为本基因型为 。X XB BX XB BX Xb bY Y X XB BX XB BX XB BY Y X XB BX Xb bX Xb bY Y X XB BX Xb bX XB BY Y （20102010年全国理综年全国理综第题）已知某环境条第题）已知某环境条件下某种动物的件下某种动物的AAAA和和AaAa个体全部存活，个体全部存活，aaaa个个体体在在出生前会全部死亡。现有该动物的一个出生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体，只有大群体，只有AAAA、AaAa两

25、种基因型，其比例为两种基因型，其比例为1 12.2.假设每对亲本只交配一次且成功受孕，假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎，在上述环境条件下，理论上该群均为单胎，在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中体随机交配产生的第一代中AAAA和和AaAa的比例是的比例是A A1 11 1 B B1 12 2 C C2 21 D1 D3 31 1 A小专题小专题3 3 变异、育种和进化变异、育种和进化一、三种可遗传变异的比较一、三种可遗传变异的比较类类型型项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异概念概念DNA分子中发分子中发生碱基对的替生碱基对的替换、换、增添增添和

26、缺和缺失，而引起的失，而引起的基因结构基因结构的改的改变变在生物体进在生物体进行行有性生殖有性生殖的过程中，的过程中，控制不同性控制不同性状的基因的状的基因的重新组合重新组合因因染色体数染色体数目或结构目或结构发发生变化而导生变化而导致生物性状致生物性状发生变异发生变异类型类型项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异适适用用范范围围生生物物种种类类所有生物所有生物(包括病毒包括病毒)均可发生均可发生自然状态下只自然状态下只发生于发生于真核真核生生物有性生殖过物有性生殖过程中，为核遗程中，为核遗传传真核生物真核生物生生殖殖方方式式无性生殖、有性生无性生殖、有性生殖殖有性生殖有

27、性生殖无性生殖、有性生无性生殖、有性生殖殖类型类型自然突变自然突变诱发突变诱发突变交叉互换、交叉互换、自自由组合、由组合、人工人工DNA拼接技术拼接技术染色体结构变异、染色体结构变异、染色体染色体数目数目变异变异发生发生时期时期DNA复制时复制时(有丝有丝分裂间期、减数第分裂间期、减数第一次分裂前的间期一次分裂前的间期)减数分裂四分减数分裂四分体时期及减数体时期及减数第一次分裂后第一次分裂后期期任何时期任何时期类型类型项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异产生产生结果结果产生产生新的基因新的基因只产生新的只产生新的基基因型因型，不产生，不产生新的基因新的基因不产生新的基因

28、，但不产生新的基因，但可引起染色体上基因可引起染色体上基因数目或排列顺序的变数目或排列顺序的变化化镜检镜检光镜下均光镜下均无法无法检出，可根据是否检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定有新性状或新性状组合确定光镜下可检出光镜下可检出育种育种应用应用诱变育种诱变育种杂交杂交育种育种基因工程育基因工程育种种单倍体育种单倍体育种多倍体多倍体育种育种关于关于“互换互换”问题问题 关于关于“缺失缺失”问题问题DNA分子上若干基因的缺失属于分子上若干基因的缺失属于染色体变异；染色体变异；DNA分子上若干碱分子上若干碱基对的缺失，属于基因突变基对的缺失，属于基因突变注意：注意：(1)(1)确认是否为可遗传

29、变异的唯一依据是看确认是否为可遗传变异的唯一依据是看“遗传物质是否发生变化遗传物质是否发生变化 ”。若将其体细若将其体细胞培养为个体，则可保持其变异性状胞培养为个体，则可保持其变异性状这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本这与仅由环境引起的不可遗传变异有着本质区别。质区别。( (2)“2)“可遗传可遗传”“”“可育可育”三倍体三倍体无子西瓜无子西瓜、单倍体、单倍体等均表现等均表现“不不育育”，但它们均属于可遗传的变异，但它们均属于可遗传的变异其其遗传物质已发生遗传物质已发生变化变化。杂交育种杂交育种诱变育诱变育种种单倍体育单倍体育种种多倍体育种多倍体育种基因工程育种基因工程育种原理原理二、各种育种方式的比较二、各种育种方式的比较地理隔离地理隔离自然选择自然选择自然选择学说自然