高三复习学程遗传规律与伴性遗传

高三生物大单元整体学习学程第五单元遗传规律与伴性遗传班级：___________小组：___________姓名：___________第五单元遗传规律与伴性遗传——探索有性生殖中基因的传递规律一、单元概述本单元主要以遗传规律发现史为主线，通过孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇杂交实验，从现象到本质，揭示了有性生殖过程中基因的传递规律基因分离规律、基因自由组合规律和伴性遗传现象。本单元的学习从性状到遗传因子（基因）再到基因位于染色体上，均用到了假说—演绎法这种科学探究方法，遗传因子的发现也体现了遗传的物质性。基于孟德尔的豌豆杂交实验，可以提升归纳与演绎的科学思维，体会并学会运用假说—演绎法进行科学探究，培养敢于质疑的科学精神、缜密的科学思维、大胆的想象和创新，以及对科学的热爱和锲而不舍的探索精神。分离规律、自由组合规律和伴性遗传在生物的遗传中具有普遍性，依据遗传规律设计动植物育种过程，预测杂交后代的遗传性状，特别是预测某些遗传病的患病概率，训练基于遗传规律对遗传现象作出理性解释和判断、解决生产生活问题的能力。二、单元要素（一）单元内容标准概念3遗传信息控制生物性状，并代代相传3.2.3阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，并可由此预测子代的遗传性状3.2.4概述性染色体上的基因传递和性别相关联（二）分析近三年山东省高考生物试题，遗传规律是考查的重点和难点，在单项选择、不定项选择和非选择题中都有涉及，所占分值较高，难度较大，以情境命题，考查必备知识、理解能力、信息获取能力和综合运用能力。根据考点可分为两类：(1)遗传规律方面常以遗传现象为情景，考查遗传规律的实质及相关拓展性应用，能力方面多侧重于遗传现象的演绎与推理和相关实验的设计与验证。(2)伴性遗传方面常结合基本规律的相关计算、基因在染色体上的位置判断方法及实验验证、遗传系谱图的分析。备考需要有效的整合生物学相关知识，运用生物学的相关能力获取信息、分析问题、解决问题。试卷分值题型核心知识核心素养2021山东T62单选伴性遗传、遗传计算科学思维：通过果蝇的星眼和圆眼，正常翅和缺刻翅的遗传考查演绎推理、概率计算2021山东T173不定项染色体变异、基因分离定律科学思维：利用小鼠Y染色体S基因转接改变性别，考查信息获取、逻辑推理2021山东T2216非选择配子致死科学思维：通过番茄育性及配子致死考查信息获取、逻辑推理科学探究：选育方案设计2022山东T52单选个体致死、随机交配科学思维：通过家蝇Y染色体的遗传考查信息获取、推理判断2022山东T62单选杂交实验科学思维：野生型拟南芥的叶片光滑形边缘的6个不同的隐性突变的判断，以表格信息为载体考查逻辑推理2022山东T173不定项自由组合定律科学思维：借助二倍体植物的花色开车车逻辑推理2022山东T2216非选择遗传方式判断、显隐性判断科学思维：以果蝇的正常眼和无眼性状的遗传与遗传系谱图结合为情境载体考查逻辑推理科学探究：设计实验判断遗传方式2023山东T72单选伴性遗传、表观遗传科学思维：借助表观遗传考查逻辑推理2023山东T183不定项复等位基因、自由交配有关分析科学思维：通过复等位基因决定性别考查逻辑推理2023山东T2312非选择自由组合定律、基因定位科学思维：利用PCR扩增结果分析基因位置考查逻辑推理科学探究：设计实验判断基因位置（三）单元学习目标1.研读教材，从假说—演绎法的角度整体建构有性生殖过程中基因的传递规律的思维导图，设计实验方案验证两大遗传定律，解释特殊分离比现象。2.运用遗传规律和伴性遗传原理，分析不同生物的遗传现象原理，能根据实际需求设计方案选育优良品种。3.完善单元思维导图，从遗传和变异的角度，分析对生物进化的影响，阐释遗传信息控制生物性状并代代相传的原因。（四）单元学习计划学习阶段主要学习任务学时安排整体建构1.借助遗传规律与伴性遗传教材助读资源研读教材，从假说演绎法的角度整体建构有性生殖过程中基因的传递规律的思维导图2.运用科学史的思路方法，设计实验方案，探究性状显隐性、个体基因型、两大遗传定律的验证，解释特殊分离比现象，注意严谨的思维和规范科学步骤表达3.通过遗传系谱图分析或设计实验方案，结合人类遗传病和果蝇性状遗传实例，探究基因在染色体上的位置4学时探究迁移1.认真审题从复杂情境中提取信息，运用整体建构生成的规律方法逻辑推理解释果蝇和番茄性状遗传问题2学时拓展过关1.拓展本单元与减数分裂和变异的联系2.《遗传规律与伴性遗传》过关检测3学时（五）单元学习资源学习阶段资源类别（课件微课素材资源包（视频音频图片）习题教案）资源分层（ABCT）整体建构学习活动1素材：教材助读，假说演绎法视频，单元复习思维导图学习活动2资源：孟德尔豌豆杂交实验视频，摩尔根果蝇实验视频、单倍体育种流程学习活动3素材：自交和自由交配辨析学习活动8素材：常见遗传病的遗传特点TTBT探究迁移学习活动9素材：果蝇不同性状图，分离定律遗传特例分析小结，基因在染色体位置上的判断拓展资源学习活动10素材：特殊分离比，自由组合定律遗传特例分析小结AC拓展过关遗传规律与伴性遗传单元检测（课中使用）T（六）单元学习目标追求三、单元学习内容（一）整体建构遗传规律与伴性遗传——建构基因的发现历程探究传递规律遗传学与更好的认识自己遗传学是研究遗传现象和遗传规律的学科。它主要研究遗传物质（如DNA、RNA等）在遗传过程中的作用，以及遗传信息的传递、变异、表达和调控等方面的问题。遗传学是现代生物学的重要分支之一，对于人类的健康、农业生产、环境保护等方面都有着重要的应用价值。遗传学的研究内容包括基因的结构和功能、遗传信息的传递和变异、基因表达和调控、遗传病的发生和治疗、人类进化和种群遗传学等方面。在现代遗传学的研究中，分子遗传学、基因工程、生物信息学等技术的应用越来越广泛，为遗传学的发展带来了新的机遇和挑战。总之，遗传学是一门重要的生物学科学，它研究的内容涉及广泛，对于人类的健康、农业生产、环境保护等领域都有着重要的应用价值。【学习目标】1.研读教材，基于假说—演绎法的逻辑建构遗传因子发现历程的思维导图，阐明有性生殖中基因的传递规律。2.运用科学史的思路方法，设计实验方案验证两大遗传定律，解释特殊分离比出现的原因。3.结合人类遗传病，解读遗传系谱图，预测后代遗传病发病情况。【学习活动】学习活动1：构建遗传规律及伴性遗传思维导图假说—演绎法是指在观察、实验和分析的基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，由于假说无法被直接验证，需要根据假说进行演绎推理，推出预测的结果，再通过实验来检验。如果实验结果与预测相符，就证明假说是正确的；反之，则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种方法。借助教材助读资源研读教材，基于假说—演绎法的逻辑整体建构两大遗传定律和基因在染色体上发现历程的思维导图，阐明有性生殖中常染色体和性染色体上基因的传递规律。学习活动2：判断显隐性及纯合子与杂合子猫咪的被毛颜色多种多样，几乎没有一只猫与另外一只是一模一样的猫。猫咪体内拥有很多种色素基因与修饰基因，这些基因共同影响着猫咪的毛色。猫咪身上的毛色来源于父母，但是并不代表只由其父母的毛色说了算，还受到淡化基因等其他很多基因影响，但控制毛色的基因和其它的核基因一样是严格遵循遗传定律的。某品系鼠的毛色有黄色和灰色两种(相关遗传因子用B、b表示)、观察鼠的毛色的遗传图解，回答下列问题：1.根据遗传图解可判断毛色的显性性状和隐性性状。2.黄色鼠与黄色鼠杂交，后代出现了灰色鼠与黄色鼠，这种现象在遗传学上称为什么？3.设计实验，判断F2中的一只黄色公鼠是纯合子还是杂合子，简述实验思路和预测结果及结论。4.若两只杂合的黄色鼠杂交后代的表型之比为2：1，出现该遗传现象的原因最可能是什么？【总结】总结显隐性判断的方法。学习活动3：比较自交和自由交配大多数植物没有性别分化，为雌雄同株单性花或两性花植物，像水稻、小麦等两性花植物，其自花授粉的过程就称为自交；而像玉米、黄瓜等单性花植物来说，自交是指同株异花授粉。所以自交的概念适用于植物，含义是自花授粉或雌雄同株的异花授粉。对动物而言，大多数为雌雄异体，虽有像蚯蚓等雌雄同体的低等动物，但为防止物种衰退现象，它们也通常进行异体受精。因此，在动物种群中，若没特殊说明，自交的含义是指基因型相同的雌雄异体交配。自由交配指在一群体中，不同的个体之间都有交配机会且机会均等，即有基因型相同的个体交配，也有基因型不同的个体交配，强调随机性。迷迭香是雌雄同株植物，其花色由一对基因R、r控制，蓝色对白色为完全显性，蓝色更具有观赏价值。在不考虑突变和致死情况下，以Rr的植株作亲本来选育蓝色纯合植株RR。现有两种方案：方案1：Rr植株连续自交2次，每代的子代中人工除去rr个体方案2：Rr植株连续自由交配2次，每代的子代中人工除去rr个体请思考哪一种方案能使F2获得比例最大的蓝色纯合植株，并说明自交和自由交配的区别。拓展：若方案1和2中每代的子代中人工除去rr个体，F2获得蓝色纯合植株的比例分别是多少？【总结】构建模型区分自交和自由交配。学习活动4：分析两对相对性状的杂交实验遗传之父孟德尔用了长达八年的时间，从现象到本质，从个别到一般，层层深入地进行了生物遗传现象的探索研究，极具天才的发明了生物遗传的分离定律和自由组合定律，从而揭示了人类生命丰富多彩的奥秘，为生物的遗传和变异、植物的杂交育种、现代生物技术的发展奠定了重要的理论依据。植物的性状有的由1对基因控制，有的由多对基因控制。一种二倍体甜瓜的叶形有缺刻叶和全缘叶，果皮有齿皮和网皮。为了研究叶形和果皮这两个性状的遗传特点，某小组用其因型不同的甲乙丙丁4种甜瓜种子进行实验，其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮。杂交实验及结果见下表（实验②中F1自交得F2）。1.根据实验①可判断这2对相对性状的遗传均符合分离定律，判断的依据是什么？根据实验②，可判断这2对相对性状中的显性性状是什么？2.甲乙丙丁中属于杂合体的是哪些？3.实验②的F2中纯合体所占的比例是多少？4.假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮不是9∶3∶3∶1，而是45∶15∶3∶1，则叶形和果皮这两个性状中由1对等位基因控制的是哪一个，判断的依据是什么？【总结】总结由1对相对性状到2对或多对相对性状的思路。学习活动5：基因自由组合现象的特殊分离比孟德尔的分离定律得出，F1（Aa）自交的后代会出现3种基因型，2种表现型，且比例为3∶1；其自由组合定律得出，F1（YyRr）自交的后代会出现9种基因型，4种表现型，且比例为9∶3∶3∶1。但在我们的实际生活中，往往会存在胚胎致死、个体致死、显性基因的累加效应等情况，使最后的比值不是9∶3∶3∶1，会出现9∶7、12∶3∶1、15∶1等比值，那么为什么会出现这种情况呢？正常条件下，子一代(AaBb)自交，子二代分离比为9∶3∶3∶1(即9/16AB∶3/16Abb∶3/16aaB∶1/16aabb)，但由于非等位基因之间存在相互作用等原因，孟德尔分离比会被修饰而发生改变，但两对等位基因的遗传仍遵循基因自由组合定律。通过分析正常条件下F2的性状分离比，并适当变形，可以建立“基因互作”条件下的性状分离比模型。思考：两对相对性状的基因自由组合，如果F2的性状分离比分别为9∶7和9∶6∶1和15∶1，那么F1与隐性个体测交，请写出对应的性状分离比。牡丹花的花色种类多种多样，其中白色的是不含花青素，深红色的含花青素最多，花青素含量的多少决定着花瓣颜色的深浅，由两对独立遗传的基因（A和a、B和b）所控制；显性基因A和B可以使花青素量增加，两者增加的量相等，并且可以累加。若深红色的牡丹同一白色的牡丹杂交，就能得到中等红色的个体，若这些个体自交，请写出后代将出现的花色的种类和比例及双杂合子测交后代的表现型和比例。3.某种雌雄异株的植物宽叶和窄叶两种类型，宽叶由显性基因B控制，窄叶由隐性基因b控制，B和b均位于X染色体上，基因b使雄配子致死。①若后代全为宽叶雄株个体，请写出亲本的基因型。②若后代全为宽叶，雌雄植株各一半时，请写出亲本的基因型。③若后代全为雄株，宽叶和窄叶个体各一半时，请写出亲本的基因型。④若后代性别比为1∶1，宽叶个体占3/4，请写出亲本的基因型。【总结】1.总结“和为16”的特殊分离比成因。2.总结“和小于16”的特殊分离比成因。学习活动6：两大遗传定律的验证假说演绎法实际上在学术中也称之为假说演绎推理，就是指代在观察以及分析的基础上提出问题了之后，通过推理以及想象来提出解释问题的假说，然后根据假说去进行演绎推理，紧接着通过实验来检验演绎推理的结论。如果说得到的实验结果和之前预期的结论是相符的，那么就证明这个假说是正确的，反之，那么就说明之前的假说是错误的。因此，孟德尔通过杂交实验才发现了著名的遗传学的两大定律，而孟德尔取得成功的至关重要的原因也就是使用了严谨的假说演绎法。某禾本科植物高茎(B)对矮茎(b)为显性，花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性，花粉粒非糯性(E)对糯性(e)为显性，非糯性花粉遇碘变蓝色，糯性花粉遇碘呈红棕色。现有品种甲(BBDDee)、乙(bbDDEE)、丙(BBddEE)和丁(bbddee)，进行了如下两组实验，部分结果如下：亲本组合F1配子种类及比例甲×丁BDe：Bde：bDe：bde=100：1：1：100丙×丁BdE：Bde：bdE：bde=1：1：1：11.该植物三对相对性状的遗传是否都分别符合分离定律？请根据不同的思路设计实验进行验证。2.若要验证基因的自由组合定律，可以选用什么样的亲本组合？如何根据实验结果判断是否符合自由组合定律？【总结】总结验证两大遗传定律的方法。学习活动7：基因位于染色体上的实验证据摩尔根及其同事设想，如果控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因，果蝇杂交实验的遗传现象就可以得到合理的解释。但是判断一种设想或假说是否正确，仅能解释已有的实验现象是不够的，还应运用假说—演绎法，预测另外设计的实验结果，再通过实验来检验。请运用教材中果蝇杂交实验的知识设计一个实验来验证他们的解释吗？学习活动8：遗传系谱图中遗传方式的判断家族病史主要是指父亲一方或者母亲一方一代人具有相似的疾病，家族病史主要包括常规疾病，如高血压、高血糖、冠心病等心血管疾病，还有癫痫、肿瘤类疾病，可以通过询问家族病史进行预防。遗传病史主要是指有血缘关系的亲人中出现的遗传病，一般都是从父母一方传到子女身上，属于基因型变异导致的缺陷或疾病，可以通过基因筛查得出。遗传性疾病通常有明显的遗传性状特征，可以通过染色体，或者基因检测发现具体的遗传特点。对于无法根治的遗传性疾病，要积极采取预防措施。某家族中有的成员患甲种遗传病(基因用A、a表示)，有的成员患乙种遗传病(基因用B、b表示)，下图是该家族遗传系谱图。现已查明，Ⅱ不携带致病基因。请分析回答：1.据图分析甲病遗传方式和正常人中肯定携带甲病致病基因的有哪些个体？2.乙病属于隐性遗传病，其致病基因位于什么染色体上？写出判断依据。3.Ⅲ8的基因型是什么？我国禁止近亲结婚，请以Ⅲ8与和Ⅲ9近亲婚配为例阐释原因。【总结】总结遗传系谱图题目的解答思路。（二）探究迁移遗传规律与伴性遗传——运用遗传规律，阐释遗传现象基因定位基因定位是指利用一定的方法将基因确定到染色体的实际位置。这是现代遗传学的重要研究内容之一。将不同的基因确定于染色体的具体位置之后，即可绘制出基因图。有两种基本方式制作人类染色体的基因图：即物理作图和遗传作图。物理作图是从DNA分子水平制作基因图。它表示不同基因（包括遗传标记）在染色体上的实际距离，是以碱基对为衡量标准，所以物理图谱最终是以精确的DNA碱基对顺序来表达，从而说明基因的DNA分子结构。【学习目标】1.梳理孟德尔和摩尔根实验的设计思路及子代分离比，阐明两大遗传定律的实质。2.分析果蝇和番茄的遗传现象，判断基因在染色体上的位置，阐释特殊遗传现象。3.利用两大遗传规律为农业生产中培育优质作物、提高产量等设计方案。学习活动9：两大遗传定律的实质及应用果蝇被科学家们称为上帝的礼物，它是遗传学上的重要的实验材料同时也是重要的实验模型。果蝇与人类在身体发育、神经退化、肿瘤形成等的调控机制，都有非常多相通处，许多人类的基因在果蝇身上也有，甚至功能可以互通。因此，科学家们希望能够通过对果蝇的研究揭开人类生命得奥秘。摩尔根以果蝇为实验材料，证明了基因在染色体上。在对果蝇的研究过程中进行了如下几个实验。已知果蝇灰身(A)和黑身(a)基因，长翅(B)和残翅(b)基因，都在常染色体上。

实验一：选择一只黑身长翅果蝇和一只灰身残翅果蝇为亲本进行杂交实验，子代出现灰身长翅、黑身残翅、灰身残翅、黑身长翅，且比例为1∶1∶1∶1。

实验二：两只杂合长刚毛果蝇交配，在子代的雌蝇和雄蝇中长刚毛与短刚毛的性状分离比均为3∶1。实验三：一只白眼雌蝇和一只红眼雄蝇交配，子代雄蝇均为白眼，雌蝇均为红眼。

实验四：用一只纯合灰身长翅果蝇与一只黑身残翅果蝇进行杂交，让子一代雌性果蝇与黑身残翅雄蝇进行杂交得到的子二代，子二代出现了四种表现型，且表现型的比例为42∶42∶8∶8。

根据以上实验结果回答以下问题：

1.仅根据实验一，能否判断控制果蝇体色基因与翅型基因分别位于两对同源染色体上？并写出你的判断理由。2.根据实验二和实验三，能否判断出控制长刚毛和短刚毛以及控制眼色的基因位置？并以此为依据，判断以上两对基因是否遵循自由组合定律？请写出你的依据。

3.请提出合理假说，解释实验四中子二代出现的情况。学习活动10：判断基因位置，分析特殊遗传现象番茄是雌雄同花植物，可自花受粉也可异花受粉。M、m基因位于2号染色体上，基因型为mm的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育。基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上，基因型为RR、Rr、rr的植株表现型分别为：正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的H基因控制某种酶的合成，导入H基因的转基因番茄植株中，H基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺（NAM）后含H基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和交叉互换。1.基因型为Mm的植株连续自交两代，F2中雄性不育植株所占的比例？雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为？以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，则F2中可育晚熟红果植株所占比例为？2.已知H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙，植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交，在形成配子时喷施NAM，F1均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因，则以上所得F1的体细胞中含有多少个H基因？若植株乙的体细胞中含n个H基因，则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是什么？植株乙与雄性不育植株杂交，若不喷施NAM，则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为？3.若植株甲的细胞中仅含一个H基因，在不喷施NAM的情况下，利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案。【总结】1.两对等位基因是位于一对还是两对同源染色体上的判断思路。2.某等位基因位于常染色体还是X染色体的判断思路。3.某等位基因位于常染色体还是XY染色体同源区段的判断思路。（三）拓展过关遗传规律与伴性遗传——拓展体系过关检测牝鸡司晨牝鸡司晨是我国古代人民早就发现的性反转现象。原来下过蛋的母鸡，以后却变成公鸡，长出公鸡样的羽毛，发出公鸡样的啼声。从遗传的物质基础和性别控制的角度，你怎么解释这种现象出现的可能原因？鸡是ZW性性别决定，公鸡的两条性染色体是同型的（ZZ），母鸡的两条性染色体是异性的（ZW）。如果一只母鸡性反转成公鸡，这只公鸡与正常母鸡交配，后代的性别会是怎样的？【学习目标】1.完善遗传规律的单元思维导图，说出遗传对生物及进化的影响。2.运用两大遗传规律解释生活中常见的动植物遗传现象，从分子水平阐述生命的延续性。3.从遗传和变异的角度，阐释遗传信息控制生物性状，并代代相传的原因。【单元拓展1】探寻遗传的细胞学基础和生物界变异现象基因在染色体上，基因的传递遵循两大遗传规律，基因为什么会这样传递、基因在代代相传过程中会发生哪些变化呢？这些变化会对生物产生什么样的影响？构建本单元与其他单元之间的联系。【单元拓展2】遗传学三大理论的区别和联系遗传学是研究遗传现象与遗传机制的学科，是现代生物学的重要分支之一。遗传学的发展离不开三大理论，即孟德尔遗传定律、染色体理论和基因理论。孟德尔遗传定律是遗传学的基石，也是遗传学发展的里程碑。它是在19世纪中叶由奥地利的修道士孟德尔通过对豌豆杂交实验的观察和分析得出的。孟德尔遗传定律包括三个定律