遗传与进化课件

专题四遗传与进化目录专题要略……………（3）主干线索……………（4）要点剖析……………（10）真题体验……………（37）返回目录本专题内容主要包括生物的生殖和发育、遗传与变异、生物的进化，以及细胞质遗传、基因的结构等内容。关于生殖细胞形成，涉及细胞增殖的内容。减数分裂和有性生殖细胞的形成、被子植物个体发育，这部分知识从细胞水平上探讨了生物的遗传和变异现象，是联系遗传和变异的基础。历年的高考题中，遗传学的知识都是考查的重点，考题常常涉及遗传基本规律的实质及实践运用，常见人类遗传病的遗传图解的书写、分析及计算，各种育种方式的方法、原理及流程设计等内容。专题要略返回目录主干线索

[答案]

进行有性生殖的生物原始生殖细胞→成熟生殖细胞一两2.生物的遗传与变异遗传物质基础返回目录主干线索遗传的基本定律：分离定律自由组合定律亲本性状一对两对（或多对）相对性状基因位置位于同源染色体上非等位基因位于不同的同源染色体上F1的配子2种2n种（如2对基因时，4种），比值相等F2表现型及比例2种，显∶隐＝3∶1(3∶1)n（如2对基因时，4种，分离比为9∶3∶3∶1）F2基因型3种3n种（如2对基因时，9种）F1测交后代分离比1∶12对基因时，1∶1∶1∶1实质等位基因随同源染色体的分离而分开等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合应用作物育种和预防遗传病①杂交育种②由于基因重组，引起变异，有利于生物进化联系在生物性状的遗传过程中，两大遗传定律是同时进行，同时起作用的。在有性生殖形成配子时，等位基因分离，互不干扰；非等位基因自由组合，分配到不同的配子中。返回目录主干线索基因工程：基因拼接技术或DNA重组技术。返回目录主干线索方向性等基因自由组合与互换缺失，重复，倒位，易位21三体综合征3.现代生物进化理论

[答案]

种群基因频率的突变和基因重组、自然选择及隔离突变和基因重组自然选择生殖隔离

要点剖析返回目录

1.减数分裂过程的分析（1）减数分裂各期的染色体、DNA、同源染色体、四分体等数量计算①给出减数分裂某个时期的分裂图，计算该细胞中的某种结构或物质的数目a.染色体的数目：染色体的数目＝着丝点的数目。b.DNA的数目：DNA数目的计算分两种情况：当染色体不含姐妹染色单体时，一条染色体上只含有一个DNA分子；当染色体含有姐妹染色单体时，一条染色体上含有两个DNA分子。要点剖析返回目录c.同源染色体的对数：在减Ⅰ分裂前的间期和减数第一次分裂期为该时期细胞中染色体数目的一半，而在减数第二次分裂期和配子时期由于同源染色体已经分离进入到不同的细胞中，因此该时期细胞中同源染色体的数目为零。同源染色体在减Ⅰ分裂以前有，减Ⅱ分裂各期及以后无。d.四分体的个数：在含有四分体的时期（四分体时期和减Ⅰ中期），四分体的个数等于同源染色体的对数。四分体在四分体时期和减Ⅰ中期有，其他各期无。②利用减数分裂某个时期细胞中的某种结构或物质的数量，计算在其他各期的数目要点剖析返回目录（2）减数分裂过程中染色体和DNA数目变化的曲线图要点剖析返回目录

2.被子植物和高等动物个体发育的概况要点剖析返回目录

3.从生殖方式的角度来理解几种新技术（1）试管婴儿这是一种体外受精，受精卵在体外发育一段时间后，将胚胎移植到子宫内继续发育成完整个体。其实质应属于有性生殖，与人类正常生殖情况相比，只是改变了受精的场所而已。（2）克隆以克隆动物为例，其一般过程是将体细胞的细胞核移到去核的卵细胞中，将这种组合式卵细胞移植到子宫内，逐渐发育成为一个新个体。克隆的实质为体细胞培养繁殖，属于无性生殖。要点剖析返回目录（4）病毒的生殖病毒的生殖方式是复制，应属于无性生殖。

4.减数分裂中染色体变化与遗传规律的关系从细胞水平上看，遗传规律发生在经减数分裂形成配子的过程中。对于真核生物而言，减数分裂是遗传基本规律的基础，基因的分离定律、基因的自由组合定律都是减数分裂过程中，随着染色体的规律性变化，染色体上的基因随之进行规律性变化的结果。具体来说，在减数分裂第—次分裂过程中，联会的同源染色体的非姐妹染色单体之间对应片段部分发生交叉互换，结果会使每条要点剖析返回目录染色体上都含有对方的染色体片段，这是基因互换的基础。后期，当同源染色体被纺锤丝牵引移向两极时，位于同源染色体上的等位基因，也随着同源染色体的分开而分离，分别进入不同的子细胞，这是基因分离定律的基础。在等位基因分离的同时非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的组合而自由组合，这是自由组合定律的基础。遗传规律本质上是指基因在上下代之间的传递规律。经过减数分裂所形成的配子中的染色体数目比原始生殖细胞减少了一半，没有同源染色体，也就不存在等位基因了（同源多倍体要点剖析返回目录生物例外）。经过受精作用形成的合子，以及由合子发育成的新个体的所有体细胞中，染色体数又恢复到亲本体细胞中染色体数目，有了同源染色体，也就会有等位基因或成对的基因了。子代基因型中的每对基因（包括等位基因）都分别来源于双亲。遗传规律尽管发生在配子形成过程中，但必须通过子代的个体发育由性状表现出来。

5.证明DNA是遗传物质的实验（1）格里菲思实验：格里菲思用加热的办法将S型菌杀死，并用死的S型菌与活的R型菌的混合物注射到小鼠身上，小鼠死了（由于R型菌在S型菌的转化因子的作用下，变成了S型菌）。要点剖析返回目录质，用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体的DNA。用35S标记蛋白质的噬菌体侵染细菌后，细菌体内无放射性，即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部；而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性，即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。③结论：进入细菌的物质，只有DNA，并没有蛋白质。新的噬菌体中的蛋白质不是从亲代连续下来的，而是在噬菌体DNA的作用下合成的。说明了遗传物质是DNA，不是蛋白质。此实验还证明了DNA能够自我复制，在亲子代之间能够保持一定的连续性，也证明了DNA能够控制蛋白质的合成。要点剖析返回目录

6.DNA的特性及有关计算问题（1）DNA的特性①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DNA分子的稳定性。②多样性：DNA中的碱基对的排列顺序是千变万化的。碱基对的排列方式：4n种（n为碱基对的数目）。③特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。要点剖析返回目录（2）碱基互补配对原则在碱基含量计算中的应用①在双链DNA分子中，不互补的两碱基含量之和是相等的，占整个分子碱基总量的50%。②在双链DNA分子中，一条链中的嘌呤之和与嘧啶之和的比值与其互补链中相应的比值互为倒数。③在双链DNA分子中，一条链中的不互补的两碱基含量之和的比值［(A＋T)/(G＋C)］与其在互补链中的比值和在整个分子中的比值都是一样的。（3）DNA复制的计算规律每次复制的子代DNA中各有一条链是其上一代DNA分子中的，要点剖析返回目录

7.关于配子种类及计算（1）一对纯合基因（或多对基因均纯合）的个体只产生一种类型的配子；（2）一对杂合基因（Dd）的个体产生两种配子（D、d）且二者产生的几率相等；（3）n对杂合基因产生2n种配子，配合分支法即可写出这2n种配子的基因。例如：AaBbCc产生23＝8种配子：ABC、ABc、aBC、aBc、AbC、Abc、abC、abc。要点剖析返回目录

8.基因的结构与基因的表达基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，是有遗传效应的DNA片段。基因在染色体上呈间断的直线排列，每个基因中可以含有成百上千个脱氧核苷酸。基因的脱氧核苷酸排列顺序就代表遗传信息。（1）基因的表达中心法则，是遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译的基因表达的过程。①转录：是在细胞核内进行的，它是指以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。要点剖析返回目录（2）真核细胞和原核细胞的基因结构的比较原核细胞基因的结构：真核细胞基因的结构：要点剖析返回目录相同点：均有编码区和非编码区（起调控作用）。不同点：原核细胞的基因中编码区是连续的，无外显子和内含子之分；真核细胞的基因中编码区是不连续的，分为能编码蛋白质的外显子和不能编码蛋白质的内含子。在真核生物中，DNA、mRNA的碱基数及蛋白质的氨基酸数之间6∶3∶1的数量关系中，DNA片段的碱基数其实是该基因片段中外显子至少含有的碱基数目。

9.细胞核遗传与细胞质遗传细胞核遗传：染色体是主要的遗传物质载体，且染色体在细胞核内，是受细胞核内遗传物质控制的遗传现象。要点剖析返回目录细胞质遗传：线粒体和叶绿体也是遗传物质的载体，且在细胞质内，是受细胞质内遗传物质控制的遗传现象。细胞质遗传有着不同于核遗传的几个特点：（1）细胞质遗传的物质基础：叶绿体、线粒体、质粒等细胞质结构中的DNA。（2）细胞质遗传的主要特点是：母系遗传；后代不出现一定的性状分离比。（3）细胞核遗传和细胞质遗传是相互依存、相互制约、不可分割的，共同控制生物的性状。要点剖析返回目录核质互作杂交育种——三系配套是杂交水稻的一种培育方法，其过程和原理图示如下：要点剖析返回目录

10.遗传育种的方法（1）诱变育种：用物理或化学因素处理生物，诱导基因突变，提高突变频率，从中选择培育出优良品种。如青霉素高产菌株的培育。（2）杂交育种：利用生物杂交产生的基因重组，使两个亲本的优良性状组合在一起，培育出所需要的优良品种。如用高秆抗锈病的小麦和矮秆不抗锈病的小麦杂交，培育出矮秆抗锈病的新类型。（3）单倍体育种：利用花药离体培养获得单倍体，再经人工诱导使染色体数目加倍，迅速获得纯合体。单倍体育种可大大缩短育种年限。要点剖析返回目录（4）多倍体育种：用人工方法获得多倍体植物，再利用其变异来选育新品种的方法。通常使用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗，从而获得多倍体植物。如三倍体无籽西瓜和八倍体小黑麦的培育（6n普通小麦与2n黑麦杂交得4n后代，再经秋水仙素使染色体数目加倍至8n，这就是八倍体小黑麦）。

11.生物进化理论（1）达尔文自然选择学说内容有四方面：过度繁殖；生存斗争；遗传变异；适者生存。达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿产生的后代超过环境承受要点剖析返回目录能力（过度繁殖）；它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）；它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的因吃不到树叶而最终饿死了（适者生存）。（2）现代生物进化理论基本内容也有四点：种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组产生进化的原材料；自然选择改变基因频率；隔离导致物种形成。种群基因频率改变的原因：基因突变、基因重组、自然选择。生物进化其实就是种群基因频率改变的过程。突变和基因重组使生要点剖析返回目录物个体间出现可遗传的变异。种群产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择和种群的繁殖使有利变异基因不断积累，不利变异基因逐代淘汰，使种群的基因频率发生了定向改变，导致生物朝一定方向缓慢进化。因此，定向的自然选择决定了生物进化的方向。真题体验返回目录

例1（2008·北京）无尾猫是一种观赏猫。猫的无尾、有尾是一对相对性状，按基因的分离定律遗传。为了选育纯种的无尾猫，让无尾猫自交多代，但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫，其余均为无尾猫。由此推断正确的是（）A.猫的有尾性状是由显性基因控制的B.自交后代出现有尾猫是基因突变所致C.自交后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子D.无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2真题体验返回目录

［解析］

依据题意，无尾是显性性状（A），有尾是隐性性状（a），符合基因分离定律。但无尾猫自交后代总是出现无尾猫与有尾猫，且比例总是接近2∶1，这说明无尾猫是杂合（Aa）的且纯合（AA）致死。

例2（2006·江苏）与无性生殖相比，有性生殖的后代具有较强的适应性，下列说法不正确的是（）A.后代继承了双亲的遗传物质B.减数分裂过程中，DNA复制更容易发生差错

［答案］D真题体验返回目录C.减数分裂过程中，由于基因重组产生了不同类型的配子D.更容易产生新的基因型

［解析］

与无性生殖相比，有性生殖的后代具有较强的适应性，是因为后代继承了双亲的遗传物质，减数分裂过程中，由于基因重组产生了不同类型的配子，更容易产生新的基因型，使后代具有更强的生活力和变异性。

［答案］B真题体验返回目录

例3（2006·广东）右图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是（）A.发生了基因突变B.发生了染色体互换C.该细胞为次级卵母细胞D.该细胞为次级精母细胞

［解析］

本题考查了减数分裂示意图的识别与分析，涉及了生殖发育及遗传的有关内容。A是正确的，因为图示中同一个着丝粒分开后的两条染色体的相同位置分别有了B和b基因，可能是突变来真题体验返回目录的；B也是有可能的（尽管图中未表示），因为这肯定是一个减数分裂图形，在减数分裂的第一次分裂过程中可能出现染色体互换，从而导致基因的重组；C是不可能的，如果是次级卵母细胞的分裂，其细胞质分裂应该是不均等的。

例4（2006·江苏）下图甲为被子植物种子形成过程的某一阶段，乙为脊椎动物个体发育过程的某一时期。下列叙述正确的是（）

［答案］C真题体验返回目录A.甲中1部位的细胞继续分裂和分化，发育成胚B.被子植物在达到开花年龄后，其营养器官的生长就会停止C.乙中的细胞继续分裂、移动和分化，可发育成原肠胚D.卵裂期胚的细胞数目增多、体积增大真题体验返回目录

［解析］

甲中的1为球状胚体，其细胞继续分裂和分化，发育成具有子叶、胚芽、胚轴、胚根的胚；被子植物在达到开花年龄后，生殖生长开始进行，但其营养器官的生长还在继续；乙为囊胚期，其中的细胞继续分裂、移动和分化，可发育成原肠胚；卵裂期胚的细胞数目增多，由于细胞分裂较快，没有时间生长，因此体积基本不变。

例5（2006·全国Ⅱ）已知病毒的核酸有双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA四种类型。现发现了一种新病毒，要确定其核酸属于上述哪一种类型，应该（）

［答案］AC真题体验返回目录A.分析碱基类型，确定碱基比率B.分析碱基类型，分析核糖类型C.分析蛋白质的氨基酸组成，分析碱基类型D.分析蛋白质的氨基酸组成，分析核糖类型

［解析］

本题考查遗传物质的结构和特点。DNA和RNA的组成中五碳糖不同，碱基种类有所不同，双链结构的都符合碱基互补配对原则，数量特点应为A＝T（U），C＝G。通过B只能确定是DNA还是RNA，不能确定单链或双链；通过A既能确定是DNA还是RNA，也能确定是单链还是双链。

［答案］A真题体验返回目录

例6（2006·江苏）赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤：①培养噬菌体，②用35S和32P标记噬菌体，③放射性检测，④离心分离。实验步骤的先后顺序为（）A.①②④③B.④②①③C.②①④③D.②①③④C

［解析］

由于DNA中含有P元素，但多数蛋白质不含有P元素（99%的P都存在于DNA分子中）；只有蛋白质中含有S元素，而DNA中不含有S元素。因此，在1952年赫尔希和蔡斯设计了一个巧妙实验：用放射性同位素标记和检测。T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，先要用35S和32P标记噬菌体，然后培养噬菌体，再离心分离，最后检测放射性。真题体验返回目录

例7（2007·上海）下列有关遗传病的叙述中,正确的是（）A.仅基因异常而引起的疾病B.仅染色体异常而引起的疾病C.基因或染色体异常而引起的疾病D.先天性疾病就是遗传病C

［解析］

变异分为可遗传变异和不遗传变异。可遗传变异包括基因突变、基因重组、染色体变异。先天性疾病不全是遗传病，比较典型的例子是：母亲在妊娠3个月内感染风疹病毒，会引起胎儿先天性心脏病或先天性白内障。再如一种减轻妊娠反应的药“反应停”导致胎儿发生海豹肢畸形。在这种情况下，就不能认为是遗传病。真题体验返回目录

例8（2008·全国Ⅰ）已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指。如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是（）A.3B.4C.9D.12真题体验返回目录

［解析］

本题考查了基因工程方面的内容。每一种限制性内切酶切割DNA后会留下特征性的黏性末端，同时一次切割后，会把DNA分割成两个片段，且不同的内切酶切后的片段不一样，如果将图中的三个切割位点从左至右切，最左边的一个切点可产生两个片段，即a和右边的b＋c＋d段；如果只第二个箭头处切，就有a＋b和c＋d段；如果只从第三个箭头处切，就有a＋b＋c和d段；第一、第二个箭头处同时切，就有a、b和c＋d段；第二、第三个箭头处同时切，就有a＋b和c、d段；第一、第三个箭头处同时切，就有a、b＋c、d段三种片段；第一、第二、第三处同时切，就有a、b、c、d三种片断。

［答案］C真题体验返回目录

例9（2007·全国Ⅱ）下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是（）A.一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B.限制性内切酶的活性受温度影响C.限制性内切酶能识别和切割RNAD.限制性内切酶可从原核生物中提取

［解析］

限制性内切酶是一种在特殊脱氧核苷酸序列处水解双链DNA的内切酶。限制性内切酶广泛运用于基因工程技术中，人们常常称它为“基因的剪刀”。一种限制性内切酶只能识别一种特定的真题体验返回目录脱氧核苷酸序列。作为一种酶，其活性同样受温度影响。到目前为止，细菌是限制性内切酶，尤其是特异性非常强的I类限制性内切酶的主要来源。

例10（2007·上海）能在细胞分裂间期起作用的措施是（）①农作物的诱变育种②用秋水仙素使染色体数目加倍③肿瘤的治疗④花粉离体培养A.①③B.①④C.②③D.②④

［答案］C

［解析］

DNA复制，是在分裂间期S期，DNA复制出现差错即基因突变；各种细胞器的增殖也是在细胞分裂间期发生的。化疗治真题体验返回目录疗肿瘤的原理也是抑制DNA的复制。因此①③符合题意。

例11（2006·天津）紫外线具有杀菌和诱变功能。用相同剂量、不同波长的紫外线处理两组等量的酵母菌，结果见下表。A.260nm；酵母菌存活率较低B.260nm；酵母菌突变数多C.280nm；酵母菌存活率高D.280nm；酵母菌突变数少紫外线波长（nm）存活率（%）突变数（个）2606050～1002801000～1

［答案］A

［解析］

诱变育种是利用物理、化学因子去提高突变率，以期从中挑选出人们所需的新的优良性状。260nm时酵母菌的存活率低、突变数大，因而突变率高，所以选B。

例12（2006·江苏）人的线粒体基因突变所致疾病的遗传特点是（）A.基因控制，遵循孟德尔遗传定律，男性和女性中均可表现B.基因控制，但不遵循孟德尔遗传定律,男性和女性中均可表现C.突变的基因属于细胞质遗传，不遵循孟德尔遗传定律，只在