2019三维设计高考生物一轮复习教师用书：必修2 遗传与进化


第一单元遗传的基本规律与伴性遗传
第一讲孟德尔的豌豆杂交实验(一)
知识体系——定内容
核心素养——定能力

生命观念
通过对基因分离定律实质的分析，从细胞水平阐述生命的延续性，建立起进化与适应的观点
理性思维
理解利用假说—演绎法推理分离定律的过程及在解题中的应用，培养归纳与概括、演绎与推理以及逻辑分析能力
科学探究
通过验证分离定律实验，掌握验证分离定律的方法，培养实验设计及结果分析的能力

[基础知识·系统化]
知识点一　孟德尔遗传实验的科学杂交方法
1．用豌豆作遗传实验材料的优点
所具特点
相应优点
豌豆是自花传粉、闭花受粉植物
自然状态下都是纯种，用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析
豌豆品种间有许多易于区分的相对性状
实验结果易观察和分析
豌豆的生长周期短
短时间内获取后代，便于分析
豌豆的后代数目多
便于统计分析
2．孟德尔遗传实验的杂交方法与程序

3．与遗传实验有关的生物学知识
单性花
一朵花中只有雄蕊或只有雌蕊，如黄瓜的花
两性花
同一朵花中既有雄蕊又有雌蕊，如豌豆的花
闭花受粉
花在未开放前，因雄蕊和雌蕊都紧紧地被花瓣包裹着，雄蕊花药中的花粉传到雌蕊的柱头上的过程
父本和母本
不同植株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株叫作父本，接受花粉的植株叫作母本
知识点二　一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析

知识点三　基因的分离定律

[基本技能·问题化]
1．判断用豌豆进行遗传实验时操作的正误
(1)杂交时，须在开花前除去母本的雄蕊(√)
(2)孟德尔研究豌豆花的构造，但无须考虑雌蕊、雄蕊的发育程度(×)
(3)人工授粉后，应套袋(√)
(4)自交时，雌蕊和雄蕊都无须除去(√)
(5)孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合(×)
2．判断下列有关孟德尔假说—演绎说法的正误
(1)F1产生雌、雄配子的比例为1∶1，此比例为雌、雄配子的数量之比(×)
(2)A和a、A和A、a和a均为等位基因(×)
(3)符合基因分离定律但F2并不一定出现3∶1的性状分离比(√)
(4)运用假说—演绎法验证的实验结果总与预期相符(×)
(5)孟德尔所作假设的核心内容是“生物体能产生数量相等的雌雄配子”(×)
(6)孟德尔巧妙设计的测交方法只能用于检测F1的基因型(×)
3．在孟德尔的一对性状的杂交实验中，子一代只有高茎性状，子二代出现高茎∶矮茎≈3∶1的性状分离比，与此无关的解释是(　　)
A．子一代含有的控制矮茎的遗传因子没有表现出来
B．各个个体产生的雌雄配子数量相等
C．必须有足量的子二代个体
D．各种配子的活力和各个个体的适应环境能力相同
解析：选B　孟德尔一对相对性状的杂交实验中，相关的解释为：子一代中含有控制矮茎的遗传因子没有表现出来；后代必须有足够多的个体；子一代产生的各种配子的活力和各个个体的适应环境的能力相同。
4．观察下列图示，请思考：

(1)能正确表示基因分离定律实质的图示是①～④中哪一幅？其具体内涵是什么？发生时间及细胞学基础是什么？
提示：③可揭示分离定律实质，其内涵是：控制相对性状的遗传因子在形成配子时彼此分离，其发生时间为减数第一次分裂后期，细胞学基础是“同源染色体分离”。
(2)图示基因分离过程适用范围如何？
提示：该现象只发生于真核生物有性生殖时核基因的遗传。

考点一基因分离定律及其验证

1．理清遗传规律相关概念的联系

2．正确区分相同基因、等位基因与非等位基因

(1)相同基因：同源染色体相同位置上控制相同表现型的基因。如图中A和A。
(2)等位基因：同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因。如图中B和b、C和c、D和d都是等位基因。
(3)非等位基因：有两种情况。一种是位于非同源染色体上的非等位基因，如图中A和D；还有一种是位于同源染色体上的非等位基因，如图中A和b。
3．澄清对分离定律理解及应用的两个易误点
(1)杂合子(Aa)产生雌雄配子数量不相等。
一般来说，生物产生的雄配子数远远多于雌配子数。
(2)符合基因分离定律并不一定就会出现特定性状分离比(针对完全显性)。原因如下：
①F2中3∶1的结果必须在统计大量子代后才能得到；子代数目较少，不一定符合该比例。
②某些致死基因可能导致遗传分离比变化，如隐性致死、纯合致死、显性致死等。
[对点落实]
1．下列关于遗传学基本概念的叙述，正确的有(　　)
①兔的白毛和黑毛，狗的长毛和卷毛都是相对性状
②纯合子杂交产生的子一代所表现的性状就是显性性状，XAY、XaY属于纯合子
③不同环境下，基因型相同，表现型不一定相同
④A和A、b和b不属于等位基因，C和c属于等位基因
⑤后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离，两个双眼皮的夫妇生了一个单眼皮的孩子属于性状分离
⑥检测某雄兔是否是纯合子，可以用测交的方法
A．2项　　　　　　　 B．3项
C．4项 D．5项
解析：选B　兔的白毛和黑毛是一对相对性状，狗的长毛和卷毛不是一对相对性状，①错误；具有一对相对性状的两纯合子杂交产生的子一代所表现的性状是显性性状，②错误；性状的表现是基因与环境相互作用的结果，基因型相同，环境不同，表现型不一定相同，③正确；同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因是等位基因，如C和c，④正确；性状分离是指在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象，⑤错误；动物纯合子的检测，可用测交法，⑥正确。
2．(2018·邯郸模拟)孟德尔用豌豆进行杂交实验，成功地揭示了遗传的两个基本定律，为遗传学的研究做出了杰出的贡献，被世人公认为“遗传学之父”。下列有关孟德尔一对相对性状杂交实验的说法错误的是(　　)
A．豌豆是自花受粉植物，实验过程中免去了人工授粉的麻烦
B．在实验过程中，提出的假说是F1产生配子时，成对的遗传因子分离
C．解释性状分离现象的“演绎”过程是若F1产生配子时，成对的遗传因子分离，则测交后代出现两种表现型，且数量比接近1∶1
D．验证假说阶段完成的实验是让子一代与隐性纯合子杂交
解析：选A　豌豆是自花传粉植物，在杂交时，要严格“去雄”并“套袋”，进行人工授粉。

“四步”法理顺“假说—演绎”推理过程

[对点落实]
3．假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法，下列属于孟德尔在发现分离定律时的“演绎”过程的是(　　)
A．生物的性状是由遗传因子决定的
B．由F2中出现的分离比推测，生物体产生配子时，成对的遗传因子彼此分离
C．若F1产生配子时遗传因子分离，则测交后代的两种性状比接近1∶1
D．若F1产生配子时遗传因子分离，则F2中三种遗传因子组成的个体比接近1∶2∶1
解析：选C　“假说—演绎法”中的“演绎”是根据假说进行的推理过程，孟德尔在发现分离定律时的演绎过程是设计测交实验并预测实验结果的过程。
4．(2018·衡阳六校联考)假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法，包括“提出问题、提出假说、演绎推理、检验推理、得出结论”五个基本环节。利用该方法，孟德尔发现了两个遗传定律。下列关于孟德尔研究过程的分析正确的是(　　)
A．孟德尔提出的假说其核心内容是“性状是由位于染色体上的基因控制的”
B．孟德尔依据减数分裂的相关原理进行“演绎推理”的过程
C．为了验证提出的假说是否正确，孟德尔设计并完成了测交实验
D．测交后代性状分离比为1∶1，可以从细胞水平上说明基因分离定律的实质
解析：选C　在孟德尔提出的假说的内容中，性状是由成对的遗传因子控制，而不是由位于染色体上的基因控制；孟德尔演绎推理的是F1和隐性个体杂交后代的情况，并据此设计和完成了测交实验；测交后代性状比为1∶1，是从个体水平证明基因的分离定律。

对分离定律的验证
[对点落实]
5．(2018·合肥检测)玉米中因含支链淀粉多而具有黏性(由基因W控制)的子粒和花粉遇碘不变蓝；含直链淀粉多不具有黏性(由基因w控制)的子粒和花粉遇碘变蓝色。W对w完全显性。把WW和ww杂交得到的种子播种下去，先后获取花粉和子粒，分别滴加碘液观察统计，结果应为(　　)
A．花粉1/2变蓝、子粒3/4变蓝
B．花粉、子粒各3/4变蓝
C．花粉1/2变蓝、子粒1/4变蓝
D．花粉、子粒全部变蓝
解析：选C　WW和ww杂交之后的种子中胚的基因型为Ww，该种子播种后发育成的植株产生含有W和w的花粉各占一半，所以花粉滴加碘液有1/2会变蓝，而该植株的子代，即产生的种子中可以按照Ww自交来进行分析，后代中WW和Ww遇碘不变蓝色，ww遇碘变蓝色。
6．若用玉米为实验材料验证孟德尔分离定律，下列因素对得出正确实验结论影响最小的是(　　)
A．所选实验材料是否为纯合子
B．所选相对性状的显隐性是否易于区分
C．所选相对性状是否受一对等位基因控制
D．是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法
解析：选A　用于杂交的两个个体如果都是纯合子，验证孟德尔分离定律的方法是先杂交再测交或先杂交再自交，子二代出现1∶1或3∶1的性状分离比；如果不都是或者都不是纯合子，则可以用自交或者测交的方法来验证。显隐性不容易区分容易导致统计错误，影响实验结果。所选相对性状必须受一对等位基因控制，如果受两对或多对等位基因(位于两对或多对同源染色体上)控制，则符合自由组合定律。如果不遵守实验操作流程和统计分析方法，实验结果的准确性就不能得到保证。
[类题通法]　“三法”验证分离定律
成立前提：一对相对性状由一对同源染色体上的等位基因控制。
自交法
若自交后代的性状分离比为3∶1，则符合基因的分离定律
测交法
若测交后代的性状分离比为1∶1，则符合基因的分离定律
花粉
鉴定法
取杂合子的花粉，对花粉进行特殊处理后，用显微镜观察并计数，若花粉粒类型比例为1∶1，则可直接验证基因的分离定律
考点二分离定律的解题规律和方法

命题点(一)　显隐性性状的判断方法与实验设计
1．已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制，在自由放养多年的一牛群中，两基因频率相等，每头母牛一次只生产1头小牛。以下关于性状遗传的研究方法及推断错误的是(　　)
A．选择多对有角牛和无角牛杂交，若后代有角牛明显多于无角牛则有角为显性；反之，则无角为显性
B．自由放养的牛群自由交配，若后代有角牛明显多于无角牛，则说明有角为显性
C．选择多对有角牛和有角牛杂交，若后代全部是有角牛，则说明有角为隐性
D．随机选出1头有角公牛和3头无角母牛分别交配，若所产3头牛全部是无角，则无角为显性
解析：选D　随机选出1头有角公牛和3头无角母牛分别交配，若所产3头牛全部是无角，由于子代牛的数量较少，不能判断显隐性关系。
[类题通法]　显隐性性状的判断方法与实验设计
(1)根据子代性状判断：

(2)合理设计杂交实验，判断性状的显隐性：

(3)根据遗传系谱图进行判断：
双亲表现正常，后代出现“患者”，则致病性状为隐性，如图甲所示，由该图可以判断白化病为隐性性状；双亲表现患病，后代出现“正常”，则致病性状为显性，如图乙所示，由该图可以判断多指是显性性状。

命题点(二)　纯合子与杂合子的判断
2．某两性花植物的紫花与红花是一对相对性状，且为由单基因(D、d)控制的完全显性遗传。现用一株紫花植株和一株红花植株作实验材料，请设计实验方案(后代数量足够多)，以鉴别该紫花植株的基因型。
(1)实验程序：
第一步：_______________________________________(填选择的亲本及杂交方式)；
第二步：_______________________________________________________。
(2)结果预测：
①若第一步实验的子代出现性状分离，说明紫花植株为杂合子(Dd)；若
________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：根据实验结果预测中①的题干可知，第一步是让紫花植株自交，根据子代是否出现性状分离判断紫花是否纯合。如果是DD或dd，则子代全部为紫花；如果是Dd，则子代出现性状分离。第二步是将紫花植株与红花植株杂交，如果子代全为紫花，则紫花植株的基因型为DD；如果全为红花或出现红花，则紫花植株的基因型为dd。
答案：(1)第一步：紫花植株自交　第二步：紫花植株与红花植株杂交
(2)①未出现性状分离，说明紫花植株的基因型为DD或dd。
②若第二步子代全为紫花，则紫花植株的基因型为DD；若子代全部为红花或出现红花，则紫花植株的基因型为dd。
[类题通法]　纯合子、杂合子的判断方法
方法
实验设计
结果分析
测交法
→子代
若子代无性状分离，则待测个体为纯合子
若子代有性状分离，则待测个体为杂合子
自交法
待测个体子代
若后代无性状分离，则待测个体为纯合子
若后代有性状分离，则待测个体为杂合子
花粉鉴定法
花粉
①若产生2种或2种以上的花粉，则待测个体为杂合子
②若只产生1种花粉，则待测个体为纯合子
单倍体育种法
待测个体→花粉→幼苗→秋水仙素处理获得植株
①若得到两种类型的植株且数量基本相等，则说明亲本能产生两种类型的花粉，即为杂合子
②若只得到一种类型的植株，则说明亲本只能产生一种类型的花粉，即为纯合子
命题点(三)　基因型和表现型的判断
3．某植物的紫花与红花是一对相对性状，且是由单基因(D、d)控制的完全显性遗传，现有一株紫花植株和一株红花植株作实验材料，设计如表所示实验方案以鉴别两植株的基因型。下列有关叙述错误的是(　　)
选择的亲本及杂交方式
预测子代表现型
推测亲代基因型
第一组：紫花自交
出现性状分离
③
①
④
第二组：紫花×红花
全为紫花
DD×dd
②
⑤
A.两组实验中，都有能判定紫花和红花的显隐性的依据
B．若①全为紫花，则④为DD×Dd
C．若②为紫花和红花的数量之比是1∶1，则⑤为Dd×dd
D．若③为Dd×Dd，则判定依据是子代出现性状分离
解析：选B　紫花自交，子代出现性状分离，可以判定出现的新性状为隐性性状，亲本性状(紫花)为显性性状。由紫花×红花的后代全为紫花，可以判定紫花为显性性状；①全为紫花，且亲本紫花自交，故④的基因型为DD×DD；紫花×红花的后代中紫花和红花的数量之比为1∶1时，⑤为Dd×dd；子代出现性状分离，说明亲代的基因型为Dd×Dd。
[类题通法]　基因型和表现型的推导方法
(1)基因填充法：
先根据亲代表现型写出能确定的基因，如显性亲本的基因型可用A_来表示，那么隐性亲本的基因型只有一种aa，再根据子代中的一对基因分别来自两个亲本，可推出亲代中未知的基因。
(2)隐性纯合子突破法：
如果子代中有隐性个体存在，它往往是逆推过程中的突破口，因为隐性个体是纯合子(aa)，所以亲代基因型中必然都有一个a基因，然后再根据亲代的表现型进一步判断。
(3)分离比法：
子代表现型
亲本基因型组合
亲本基因型、表现型
全显
AA×_ _
亲本中至少有一个是显性纯合子
全隐
aa×aa
双亲均为隐性纯合子
显∶隐＝1∶1
Aa×aa
亲本一方为杂合子，一方为隐性纯合子
显∶隐＝3∶1
Aa×Aa
双亲均为杂合子

[典型图示]　图文结合突破自交与自由交配计算问题
杂合子Aa连续自交，第n代的比例情况(如下表)：
Fn
杂合子
纯合子
显性纯合子
隐性纯合子
显性性状个体
隐性性状个体
所占比例

1－
－
－
＋
－
根据上表比例，杂合子、纯合子所占比例坐标曲线图为：

[问题设计]
(1)图中a、b、c依次为纯合子、显性(隐性)纯合子、杂合子所占比例曲线。
(2)在育种过程中，由该曲线得到的启示：选育符合人们要求的显性个体时，可进行连续自交，直到性状不再发生分离为止，即可留种推广使用。
(3)杂合子(Aa)连续自交，且逐代淘汰隐性个体，自交n代后，显性个体中，纯合子比例为(2n－1)/(2n＋1)，杂合子比例为2/(2n＋1)。
[特别提醒]　自交和自由交配的不同
(1)自交：基因型相同个体间的交配。如基因型为2/3AA、1/3Aa植物群体中自交是指：2/3(AA×AA)、1/3(Aa×Aa)，其后代基因型及概率为3/4AA、1/6Aa、1/12aa，后代表现型及概率为11/12A_、1/12aa。
(2)自由交配强调的是群体中所有个体进行随机交配，以基因型为2/3AA、1/3Aa的动物群体为例，进行随机交配的情况是：
：AA、Aa×
所求后代某基因型所占比例一般利用基因频率进行计算。如群体中基因型情况为2/3AA、1/3Aa，不难得出A、a的基因频率分别为5/6、1/6，根据遗传平衡定律，后代中：AA＝2＝，Aa＝2××＝，aa＝2＝。
[对点落实]
4.将基因型为Aa的豌豆连续自交，将后代中的纯合子和杂合子所占的比例绘制成如图所示的曲线，据图分析，错误的说法是(　　)
A．a曲线可代表自交n代后纯合子所占的比例
B．b曲线可代表自交n代后显性纯合子所占的比例
C．隐性纯合子的比例比b曲线所对应的比例要小
D．c曲线可代表后代中杂合子所占比例随自交代数的变化
解析：选C　杂合子连续自交n代后，杂合子所占比例为(1/2)n，纯合子所占比例为1－(1/2)n，可知图中a曲线表示纯合子所占比例，b曲线表示显性纯合子或隐性纯合子所占比例，c曲线表示杂合子所占比例。
5．已知牛的体色由一对等位基因(A、a)控制，其基因型为AA的个体为红褐色，aa为红色，在基因型为Aa的个体中，雄牛为红褐色，雌牛为红色。现有一群牛，只有AA、Aa两种基因型，其比例为1∶2，且雌∶雄＝1∶1。若让该群体的牛分别进行自交(基因型相同的雌雄个体交配)和自由交配，则子代的表现型及比例分别是(　　)
选项
自交
自由交配
A
红褐色∶红色＝5∶1
红褐色∶红色＝8∶1
B
红褐色∶红色＝3∶1
红褐色∶红色＝4∶1
C
红褐色∶红色＝2∶1
红褐色∶红色＝2∶1
D
红褐色∶红色＝1∶1
红褐色∶红色＝4∶5

解析：选C　先求出不同交配类型产生的后代的基因型及概率，然后再利用题意求出表现型的比例。亲本的基因型及概率：1/3AA、2/3Aa，雌∶雄＝1∶1，自交的子代中基因型AA占(1/3)×1＋(2/3)×(1/4)＝1/2，Aa占(2/3)×(1/2)＝1/3，aa占1/6；在基因型为Aa的个体中有1/2为红褐色(雄牛)，1/2为红色(雌牛)，因此，子代中红褐色个体占(1/2)＋(1/3)×(1/2)＝2/3，则红色占1/3，即红褐色∶红色＝2∶1。求自由交配产生子代的基因型时，可利用配子的概率求解，亲本产生的雄(或雌)配子中：A占2/3，a占1/3，则自由交配产生子代的基因型及概率：AA的概率＝(2/3)×(2/3)＝4/9，Aa的概率＝2×(2/3)×(1/3)＝4/9，aa的概率＝(1/3)×(1/3)＝1/9；再根据前面的计算方法可知，子代的表现型及比例为红褐色∶红色＝2∶1。
[类题通法]　两种随机交配类型的解题技巧
(1)杂合子Aa连续随机交配n代，杂合子比例为1/2，显性纯合子比例为1/4，隐性纯合子比例为1/4。
(2)杂合子Aa连续随机交配n代，且逐代淘汰隐性个体后，显性个体中，纯合子比例为，杂合子比例为。
微专题4
1．复等位基因问题
同源染色体上同一位置上的等位基因的数目在两个以上的基因，称为复等位基因。如控制人类ABO血型的IA、i、IB三个基因，ABO血型由这三个复等位基因决定。因为IA对i是显性，IB对i是显性，IA和IB是共显性，所以基因型与表现型的关系如下表：
表现型
A型
B型
AB型
O型
基因型
IAIA、IAi
IBIB、IBi
IAIB
ii
2．分离定律异常分离比的三大成因
(1)不完全显性：
Aa与AA表现型不同，杂合子(Aa)自交产生的子代中，性状分离比为1∶2∶1。
(2)存在致死现象：
隐性致死
隐性基因存在于同一对同源染色体上时，对个体有致死作用，如镰刀型细胞贫血症(红细胞异常，使人死亡)；植物中的白化基因，使植物不能形成叶绿素，从而因不能进行光合作用而死亡
显性致死
显性基因具有致死作用，如人的神经胶质基因(皮肤畸形生长，智力严重缺陷，出现多发性肿瘤等症状)。显性致死又分为显性纯合致死和显性杂合致死，若为显性纯合致死，杂合子自交后代显∶隐＝2∶1
配子致死
指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有生活力的配子的现象
合子致死
指致死基因在胚胎时期发生作用，从而不能形成活的个体的现象
(3)从性遗传：
由常染色体上基因控制的性状，在表现型上受个体性别影响的现象，如绵羊的有角基因H为显性，无角基因h为隐性，在杂合子(Hh)中，公羊表现为有角，母羊则表现为无角。
3．表型模拟问题
生物的表现型＝基因型＋环境，由于受环境影响，导致表现型与基因型不符合的现象。如果蝇长翅(V)和残翅(v)的遗传受温度的影响，其表现型、基因型与环境的关系如下表：
温度
表现型
基因型　　　　　　
25 ℃(正常温度)
35 ℃
VV、Vv
长翅

vv
残翅
残翅
[题点突破]
题点(一)　复等位基因问题
1．(2018·西安八校联考)研究发现，豚鼠毛色由以下等位基因决定：Cb—黑色、Cs—银色、Cc—乳白色、Cx—白化。为确定这组基因间的关系，进行了部分杂交实验，结果如表，据此分析下列选项正确的是(　　)
组别
亲代表现型
子代表现型
黑
银
乳白
白化
1
黑×黑
22
0
0
7
2
黑×白化
10
9
0
0
3
乳白×乳白
0
0
30
11
4
银×乳白
0
23
11
12
A．两只白化的豚鼠杂交，后代不会出现银色个体
B．该豚鼠群体中与毛色有关的基因型共有6种
C．无法确定这组等位基因间的显性程度
D．两只豚鼠杂交的后代最多会出现4种毛色
解析：选A　亲代黑×黑→子代出现黑和白化，说明黑(Cb)对白化(Cx)为显性。亲代乳白×乳白→子代出现乳白和白化，说明乳白(Cc)对白化(Cx)为显性。亲代黑×白化→子代出现黑和银，说明银(Cs)对白化(Cx)为显性，故两只白化的豚鼠杂交，后代不会出现银色个体。该豚鼠群体中与毛色有关的基因型有10种。根据四组交配亲子代的表现型关系可以确定显性程度为Cb(黑色)>Cs(银色)>Cc(乳白色)>Cx(白化)。由于四种等位基因间存在显隐性关系，两只豚鼠杂交的后代最多会出现3种毛色。
2．(2018·潍坊检测)某植物的花色有红色、蓝色、黄色和白色4种，受一组复等位基因控制，控制情况为：TA控制红色素的合成，TB控制黄色素的合成，TC控制蓝色素的合成，TD控制白色素的合成，含有相应色素植株开相应颜色的花。回答下列问题：
(1)不含TD基因的植株对应的基因型有________种可能性。
(2)现有4种纯合植株(每种均有若干株)，如何确定这组复等位基因之间的显隐性关系？(请写出一种准确关系用“>”表示，下同)__________________________________ _______
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若用基因型为TATB的红花植株与基因型为TCTD的白花植株杂交，子代只有两种表现型，则这组复等位基因之间的显隐性关系为________________。
解析：(1)不含TD基因的植株对应的基因型有TATA、TBTB、TCTC、TATB、TATC、TBTC 6种。(2)4种纯合植株为TATA、TBTB、TCTC、TDTD，要确定复等位基因之间的显隐性关系，只需让四种纯合植株两两相互杂交，根据子代的表现型即可确定相互之间的显隐性关系。(3)基因型为TATB的红花植株与基因型为TCTD的白花植株杂交，后代只有两种表现型，可判断TA>TB、TD>TC，TA和TB对TD和TC为显性或TD和TC对TA和TB为显性。
答案：(1)6　(2)让4种纯合植株相互杂交，即进行6组杂交，若有3组子代开红花，2组子代开黄花，1组开蓝花，则显隐性关系为TA>TB>TC>TD(意思对即可)　(3)TA>TB>TD>TC或TD>TC>TA>TB
题点(二)　分离定律的异常分离比问题
3．某种品系的鼠毛色灰色和黄色是一对相对性状，科学家进行了大量的杂交实验得到了如下结果，由此推断错误的是(　　)
杂交
亲本
后代
杂交A
灰色×灰色
灰色
杂交B
黄色×黄色
2/3黄色，1/3灰色
杂交C
灰色×黄色
1/2黄色，1/2灰色
A．杂交A后代不发生性状分离，亲本为纯合子
B．由杂交B可判断鼠的黄色毛基因是显性基因
C．杂交B后代黄色毛鼠既有杂合子也有纯合子
D．鼠毛色这对相对性状的遗传符合基因的分离定律
解析：选C　由杂交B的结果可知，黄色为显性性状，灰色为隐性性状，且杂交B中的双亲为杂合子；杂交A的亲子代均表现为隐性性状(灰色)，因此亲代均为隐性纯合子；结合杂交B后代中2/3黄色、1/3灰色，可知导致这一现象的原因可能是黄色个体纯合时会死亡，因此，杂交B后代黄色毛鼠都是杂合子，而没有纯合子。
4．基因型为Aa的某植株产生的“a”花粉中有一半是致死的，则该植株自花传粉产生的子代中AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为(　　)
A．3∶2∶1　　　　　　　 B．2∶3∶1
C．4∶4∶1 D．1∶2∶1
解析：选B　据题意，“a”花粉中有一半是致死的，所以该植株产生的雄配子有两种：1/3a、2/3A，雌配子也有两种：1/2a、1/2A，雌雄配子结合后产生的子代中AA＝1/3，Aa＝1/2，aa＝1/6，所以AA∶Aa∶aa＝2∶3∶1。
5．(2018·河南九校联考)如图所示为一对夫妇的基因型和他们子女的基因型及对应的表现型(秃顶与非秃顶)。有另一对夫妇的基因型为b＋b和bb，则生一个非秃顶孩子的概率为(　　)

A．1/2 B．1/3
C．1/4 D．3/4
解析：选C　图示为从性遗传，杂合子b＋b男性表现为秃顶，女性表现为非秃顶。所以基因型为b＋b和bb的夫妇后代基因型为1/2b＋b、1/2bb，其中非秃顶孩子的概率＝1/2×1/2＝1/4。
题点(三)　表型模拟问题
6．某种两性花的植物，可以通过自花传粉或异花传粉繁殖后代。在25 ℃的条件下，基因型为AA和Aa的植株都开红花，基因型为aa的植株开白花，但在30 ℃的条件下，各种基因型的植株均开白花。下列说法错误的是(　　)
A．不同温度条件下同一植株花色不同说明环境能影响生物的性状
B．若要探究一开白花植株的基因型，最简单可行的方法是在25 ℃条件下进行杂交实验
C．在25 ℃的条件下生长的白花植株自交，后代中不会出现红花植株
D．在30 ℃的条件下生长的白花植株自交，产生的后代在25 ℃条件下生长可能会出现红花植株
解析：选B　在25 ℃条件下，基因型所决定的表现型能够真实地得到反映，因此，要探究一开白花植株的基因型需要在25 ℃条件下进行实验，但杂交实验操作复杂、工作量大，最简单的方法是进行自交。

[真题集训——验能力]
1．(2014·海南高考)某二倍体植物中，抗病和感病这对相对性状由一对等位基因控制，要确定这对性状的显隐性关系，应该选用的杂交组合是(　　)
A．抗病株×感病株
B．抗病纯合体×感病纯合体
C．抗病株×抗病株，或感病株×感病株
D．抗病纯合体×抗病纯合体，或感病纯合体×感病纯合体
解析：选B　判断性状的显隐性关系的方法有：①定义法——具有相对性状的纯合个体进行正反交，子代表现出来的性状就是显性性状，未表现出来的性状为隐性性状；②相同性状的雌雄个体间杂交，子代出现不同于亲代的性状，该子代的性状为隐性，亲代为显性。
2．(2015·全国卷Ⅰ)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题：
(1)若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率∶a基因频率为________。理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为________，A基因频率为________。
(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2∶1，则对该结果最合理的解释是______________________。根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为________。
解析：(1)因为该种群只有Aa一种基因型，若不考虑基因突变和染色体变异，该种群中A和a的基因频率均为0.5，所以A基因频率∶a基因频率＝1∶1。如果该果蝇种群随机交配且不考虑基因突变和染色体变异，根据遗传平衡定律可知，AA的基因型频率为0.25，aa的基因型频率也是0.25，则Aa的基因型频率为0.5，所以AA、Aa和aa的数量比为1∶2∶1，且A和a的基因频率仍然都是0.5。
(2)由于该种群初始只有Aa一种基因型，所以理论上随机交配产生的后代中，应含有三种基因型，且比例为1∶2∶1。但实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2∶1，最可能的原因是显性基因纯合(AA)致死，从而导致子代中无基因型为AA的个体存在。子一代中Aa和aa的比例为2∶1，即Aa和aa的概率分别是和，所以A和a的基因频率分别是和。如果不考虑基因纯合致死，随机交配符合遗传平衡定律，产生的子二代中AA＝×＝，Aa＝×2＝，aa＝×＝，所以AA∶Aa∶aa＝1∶4∶4，AA个体致死，所以Aa和aa的个体数量比应为1∶1。
答案：(1)1∶1　1∶2∶1　0.5　(2)A基因纯合致死　1∶1
3．(2015·北京高考)野生型果蝇的腹部和胸部都有短刚毛，而一只突变果蝇S的腹部却生出长刚毛，研究者对果蝇S的突变进行了系列研究，用这两种果蝇进行杂交实验的结果见下图。

(1)根据实验结果分析，果蝇腹部的短刚毛和长刚毛是一对________性状，其中长刚毛是________性性状。图中①、②基因型(相关基因用A和a表示)依次为________。
(2)实验2结果显示：与野生型不同的表现型有________种。③基因型为________，在实验2后代中该基因型的比例是________。
(3)根据果蝇③和果蝇S基因型的差异，解释导致前者胸部无刚毛、后者胸部有刚毛的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)检测发现突变基因转录的mRNA相对分子质量比野生型的小，推测相关基因发生的变化为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验2中出现的胸部无刚毛的性状不是由F1新发生突变的基因控制的。做出这一判断的理由是：虽然胸部无刚毛是一个新出现的性状，但____________________________
________________________________________________________________________，
说明控制这个性状的基因不是一个新突变的基因。
解析：(1)同种生物同一性状的不同表现类型称为相对性状，果蝇腹部的短刚毛与长刚毛是一对相对性状。由实验2可知，F1中腹部有长刚毛的个体相互交配，子代出现性状分离，可知新出现的短刚毛为隐性性状，长刚毛为显性性状。实验1中显性个体∶隐性个体＝1∶1，可知实验1的交配类型为测交，因此①、②的基因型依次是Aa、aa。(2)实验2中，与野生型表现型(腹部有短刚毛胸部有短刚毛)不同的是腹部有长刚毛胸部有短刚毛和腹部有长刚毛胸部无刚毛两种类型。因为F2中胸部无刚毛的果蝇占腹部有长刚毛果蝇的1/3，所以③的基因型应为AA，在实验2后代中所占的比例为3/4×1/3＝1/4。(3)由决定胸部无刚毛的基因型为AA，而果蝇S基因型为Aa，可以推测两个A基因同时存在时抑制胸部长出刚毛，只有一个A基因时无此效应。(4)检测发现突变基因转录的mRNA相对分子质量比野生型的小，推测相关基因发生的变化应为核苷酸数量减少或缺失。(5)实验2后代中胸部无刚毛的果蝇占1/4，明显符合基因的分离定律的比例，可见并非基因突变的结果。
答案：(1)相对　显　Aa、aa　(2)两　AA　1/4　(3)两个A基因抑制胸部长出刚毛，具有一个A基因时无此效应　(4)核苷酸数量减少或缺失　(5)新的突变基因经过个体繁殖后传递到下一代中不可能出现比例高达25%的该基因纯合子
[课下检测——查缺漏]
一、选择题
1．(2018·岳阳阶段考)下列有关一对相对性状遗传的叙述，正确的是(　　)
A．在一个种群中，若仅考虑一对等位基因，可有4种不同的杂交类型
B．最能说明基因分离定律实质的是F2的表现型比例为3∶1
C．若要鉴别和保留抗锈病(显性)小麦，最简便易行的方法是自交
D．通过测交可以推测被测个体产生配子的数量
解析：选C　在一个种群中，若仅考虑一对等位基因，交配类型不止4种；最能说明基因分离定律实质的是F1的配子类型比为1∶1；显性抗锈病小麦自交，后代发生性状分离的为杂合子，予以淘汰，后代未发生性状分离的保留子代的后代；通过测交不能推测被测个体产生配子的数量，但可推测被测个体的基因型。
2．(2018·郑州模拟)番茄的红果(R)对黄果(r)是显性，让纯种红果植株和黄果植株杂交得F1，F1再自交产生F2，淘汰F2的黄果番茄，利用F2中的红果番茄自交，则F3中RR、Rr、rr三种基因型的比例是(　　)
A．4∶4∶1　　　　　　 B．3∶2∶1
C．1∶2∶1 D．9∶3∶1
解析：选B　F2中红果番茄的基因型为1/3RR、2/3Rr，自交后代F3中rr占(2/3)×(1/4)＝1/6，Rr占(2/3)×(1/2)＝1/3，RR占(1/3)×1＋(2/3)×(1/4) ＝1/2，即RR∶Rr∶rr＝3∶2∶1。
3．(2018·江西红色七校联考)一豌豆杂合子(Aa)植株自交时，下列叙述错误的是(　　)
A．若自交后代基因型比例是2∶3∶1，可能是含有隐性基因的花粉50%死亡造成的
B．若自交后代的基因型比例是2∶2∶1，可能是隐性个体有50%死亡造成的
C．若自交后代的基因型比例是4∶4∶1，可能是含有隐性基因的配子有50%死亡造成的
D．若自交后代的基因型比例是1∶2∶1，可能是花粉有50%死亡造成的
解析：选B　该杂合子能产生A∶a＝1∶1的雌配子，若含有隐性基因的花粉有50%死亡率，则产生的雄配子种类及比例为A∶a＝2∶1，自交后代的基因型及比例为1/3AA、1/2Aa、1/6aa；若隐性个体有50%死亡，则AA∶Aa∶aa＝2∶4∶1；若含有隐性基因的配子有50%死亡，该杂合子能产生A∶a＝2∶1的雌雄配子，自交后代的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝4∶4∶1；若花粉有50%死亡，并不影响花粉的基因型比例，所以后代的性状分离比仍然是1∶2∶1。
4．苏格兰牛的耳尖V形与非V形是一对相对性状，由一对等位基因控制。如图是苏格兰牛耳尖性状遗传的系谱图，下列叙述正确的是(　　)

A．V形耳尖由X染色体上的显性基因控制
B．由Ⅲ2的表现型可推定Ⅲ1为杂合子
C．Ⅲ3中控制非V形耳尖的基因可能来自Ⅰ1
D．Ⅲ2与Ⅲ5生出V形耳尖子代的可能性为1/3
解析：选C　由Ⅱ1、Ⅱ2都是V形耳尖生出非V形耳尖Ⅲ2可知，控制耳尖性状的V形基因是显性基因，但Ⅱ3为非V形，因此V形耳尖由常染色体上的显性基因控制；由Ⅲ2的表现型可推定Ⅱ1和Ⅱ2均为杂合子，但是Ⅲ1是否是杂合子未知；Ⅲ3中控制非V形耳尖的基因，双亲均提供一个，其母方的非V形耳尖的基因来自Ⅰ1和Ⅰ2；Ⅲ2与Ⅲ5的基因型分别是aa、Aa，因此生出V形耳尖子代的可能性为1/2。
5．(2018·邯郸模拟)下图①②③表示两个红色荧光蛋白基因随机整合在染色体上的三种转基因烟草的体细胞示意图。不考虑交叉互换和突变，下列说法正确的是(　　)

A．植株①自交后代中有1/4个体散发红色荧光
B．植株③的一个花粉细胞中至少含有1个红色荧光蛋白基因
C．处于有丝分裂后期时有4条染色体含有红色荧光蛋白基因的细胞来自植株①②③
D．处于减数第二次分裂后期时可能含4个红色荧光蛋白基因的细胞来自植株①和③
解析：选D　植株①自交后代中有3/4个体散发红色荧光；植株③的一个花粉细胞中可能不含有红色荧光蛋白基因；植株①处于有丝分裂后期时，有2条染色体含有红色荧光蛋白基因；植株②处于减数第二次分裂后期细胞中一定含有2个红色荧光蛋白基因，①③植株可能含有4个红色荧光蛋白基因。
6．(2018·赣州模拟)在孟德尔一对相对性状的杂交实验中，实现3∶1的分离比必须同时满足的条件是(　　)
①观察的子代样本数目足够多　②F1形成的两种配子数目相等且生活力相同　③雌、雄配子结合的机会相等　④F2不同基因型的个体存活率相等　⑤等位基因间的显隐性关系是完全的　⑥F1体细胞中各基因表达的机会相等
A．①②⑤⑥ B．①③④⑥
C．①②③④⑤ D．①②③④⑤⑥
解析：选C　观察的子代样本数目要足够多，这样可以避免偶然性，①正确；F1形成的配子数目相等且生活力相同，这是实现3∶1的分离比要满足的条件，②正确； 雌、雄配子结合的机会相等，这是实现3∶1的分离比要满足的条件，③正确；F2不同基因型的个体存活率要相等，否则会影响子代表现型之比，④正确；等位基因间的显隐性关系是完全的，否则会影响子代表现型之比，⑤正确；基因是选择性表达的，因此F1体细胞中各基因表达的机会不相等，⑥错误。
7．(2018·宜宾一模)椎实螺螺壳的旋向是由一对核基因控制的，右旋(D)对左旋(d)是完全显性。旋向的遗传规律是子代螺壳旋向只由其母本核基因型决定，与其自身基因型无关。下列叙述错误的是(　　)
A．椎实螺螺壳旋向的遗传现象符合基因的分离规律
B．椎实螺螺壳表现为左旋的个体基因型可能为DD
C．椎实螺螺壳表现为右旋的个体其基因型可能为dd
D．控制左旋和右旋的基因都是有遗传效应的DNA片段
解析：选B　椎实螺螺壳旋向的遗传规律是子代螺壳旋向只由其母本核基因型决定，与其自身基因型无关。也就是说，不论后代基因型为Dd还是dd，只要母本核基因型为dd，就为左旋。左旋个体的母本必为dd，dd母本的后代基因型绝对不可能为DD。
8．基因型为Bb(B对b为完全显性)的玉米植株自交后所结的一个玉米穗上有700多粒种子(F1)，挑选F1植株中的显性个体均分为两组，甲组自交，乙组自由交配，下列有关两组所产子代的分析，错误的是(　　)
A．甲组子代中隐性个体占1/6，乙组子代中隐性个体占1/9
B．两组子代中纯合子所占比例均高于杂合子所占比例
C．两组子代中基因型为Bb的个体所占比例不同
D．基因B在两组子代中的基因频率不同
解析：选D　基因型为Bb的玉米自交后，F1显性个体中基因型为BB的占1/3，基因型为Bb的占2/3。将F1植株中的显性个体均分为甲、乙两组，甲组自交得到的F2的基因型为3/6BB、2/6Bb、1/6bb，且基因B的频率为2/3；乙组自由交配得到的F2的基因型为4/9BB、4/9Bb、1/9bb，且基因B的频率为2/3。
9．(2018·临沂一模)某植物子叶的颜色受一对等位基因控制，基因型为AA的个体呈深绿色，基因型为Aa的个体呈浅绿色。基因型为aa的个体呈黄色，在幼苗阶段死亡。下列说法错误的是(　　)
A．浅绿色植株自花传粉，其成熟后代的基因型为AA和Aa，且比例为1∶2
B．浅绿色植株与深绿色植株杂交，其后代的表现型为深绿色和浅绿色，且比例为1∶1
C．浅绿色植株连续自交n次，成熟后代中杂合子的概率为1/2n
D．经过长时间的自然选择，A基因频率越来越大，a基因频率越来越小
解析：选C　浅绿色植株自交，其后代中基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，即深绿色∶浅绿色∶黄色＝1∶2∶1，但由于aa的个体幼苗阶段死亡，在成熟后代中只有AA和Aa，且比例为1∶2；若浅绿色植株与深绿色植株杂交，即Aa×AA，则后代中表现型及比例为深绿色(AA)∶浅绿色(Aa)＝1∶1；浅绿色植株连续自交，即Aa×Aa，则成熟后代为AA∶Aa＝1∶2，杂合子的概率为2/3，当自交次数为n时，则杂合子的概率为；由于aa个体在自然选择中被淘汰，所以经过长期的自然选择，A的基因频率越来越大，a基因频率越来越小。
10．(2018·宜昌模拟)已知羊的毛色由一对常染色体上的基因A、a控制。某牧民让两只白色羊交配，后代中出现一只黑色羊。判断一只白色公羊是纯合子还是杂合子的实验方案有如下图所示的两种，已知方案一中母羊的基因型为Aa，方案二中母羊的基因型为aa，下列判断错误的是(　　)

A．①全为白色 B．②黑色∶白色＝3∶1
C．③全为白色 D．④黑色∶白色＝1∶1
解析：选B　根据题意可知，羊的毛色遗传中白色为显性，方案一的母羊的基因型为Aa，如果亲本公羊为纯合子(AA)，则①应该全为白色；如果亲本公羊为杂合子(Aa)，则②应该是白色∶黑色＝3∶1；方案二的母羊的基因型为aa，如果亲本公羊为纯合子(AA)，则③应该全为白色；如果亲本公羊为杂合子(Aa)，则④应该是白色∶黑色＝1∶1。
11．用小球做遗传规律模拟实验，每个桶中两种球的数量相等。每次分别从Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个小桶中的某两个小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合，多次重复。下列叙述错误的是(　　)

A．用Ⅰ、Ⅱ两桶中抓的球做统计可模拟两种类型的雌雄配子随机结合的过程
B．用Ⅱ、Ⅲ两桶中抓的球做统计可模拟非同源染色体上非等位基因自由组合的过程
C．Ⅰ、Ⅱ两桶中小球的总数不相等不影响实验结果
D．每次将抓取的小球放在另外一个小桶中进行统计、汇总
解析：选D　每次抓取并记录字母组合后，需将抓取的小球放回原桶并混合均匀，才能进行下一次抓取。
12．研究人员发现甲、乙两种植物可进行种间杂交(不同种生物通过有性杂交产生子代)。两种植物均含14条染色体，但是两种植物间的染色体互不同源。两种植物的花色各由一对等位基因控制，基因型与表现型的关系如图所示。研究人员进一步对得到的大量杂种植株X研究后发现：植株X能开花，且A1、A2控制红色素的效果相同并具有累加效应。下列相关叙述错误的是(　　)
　
　　　　　　　　　　×―→
　
A．植株X有三种表现型，其中粉红色个体占1/2，植株Y产生配子的过程中可形成14个四分体
B．植株X不可育的原因是没有同源染色体，不能进行正常的减数分裂，不能形成正常的配子
C．图中①处可采用的处理方法只有一种，即用秋水仙素处理植株X的幼苗，进而获得可育植株Y
D．用①处所用处理方式处理植株Z的幼苗，性成熟后自交，子代中只开白花的植株占1/36
解析：选C　植物A1a1能产生A1和a1两种配子，植物A2a2能产生A2和a2两种配子，它们杂交后代基因型为A1A2、A1a2、A2a1和a1a2。由于A1、A2控制红色素合成的效果相同，并具有累加效应，所以植株X的表现型及比例为红色∶粉红色∶白色＝1∶2∶1。植株X经秋水仙素处理可以获得可育的植株Y，在减数第一次分裂前期，植株Y的初级性母细胞中形成14个四分体。由于两种植株间的染色体互不同源，所以植株X的细胞内没有同源染色体，不能进行正常的减数分裂，不能形成正常的配子，因而不可育。诱导染色体数目加倍可以用低温或秋水仙素处理。用①处所用处理方式处理植株Z的幼苗，体细胞中染色体加倍，基因型为A1A1a1a1，性成熟后产生的配子基因型及比例为A1A1∶A1a1∶a1a1＝1∶4∶1，自交后开白花的为a1a1a1a1＝1/6×1/6＝1/36。
二、非选择题
13．已知豌豆种子中子叶的黄色与绿色由一对等位基因Y、y控制，现用豌豆进行下列遗传实验，请分析回答：
实验一
实验二
　　P　黄色子叶甲×绿色子叶乙
↓
F1 黄色子叶丙　绿色子叶
1　 　∶　　1
P　黄色子叶丁
↓⊗
F1 黄色子叶戊　绿色子叶
　3　　∶ 　 1
(1)用豌豆做遗传实验容易取得成功的原因之一是________________________。
(2)从实验________可判断这对相对性状中________是显性性状。
(3)实验一子代中出现黄色子叶与绿色子叶的比例为1∶1，其主要原因是____________
________________________________________________________________________。
(4)实验二黄色子叶戊的基因型为________，其中能稳定遗传的占________，若黄色子叶戊植株之间随机杂交，所获得的子代中绿色子叶占________。
(5)实验一中黄色子叶丙与实验二中黄色子叶戊杂交，所获得的子代黄色子叶个体中不能稳定遗传的占________。
解析：(1)豌豆有许多稳定的易于区分的相对性状，并且是自花传粉、闭花受粉植物，在自然状态下都为纯合子，是良好的遗传杂交实验材料。(2)根据实验二中子代的性状分离现象可判断子叶黄色对绿色为显性。(3)根据题意知，黄色子叶甲的基因型为Yy，故产生Y、y两种配子，且比例相等。(4)黄色子叶戊的基因型及比例为YY∶Yy＝1∶2，黄色子叶戊随机交配，由于黄色子叶戊产生y配子的概率是2/3×1/2＝1/3，所以子代中绿色子叶yy的比例为1/3×1/3＝1/9。(5)黄色子叶丙(Yy)与黄色子叶戊(1/3YY、2/3Yy)杂交，子代中YY所占的比例为1/3×1/2＋2/3×1/2×1/2 ＝1/3，Yy所占的比例为1/3×1/2＋2/3×1/2＝1/2，这两种黄色子叶YY∶Yy＝2∶3，所以黄色子叶中不能稳定遗传的(Yy)占3/5。
答案：(1)性状易于区分　(2)二　黄色　(3)黄色子叶甲产生的配子种类及其比例为Y∶y＝1∶1　(4)YY或Yy　1/3　1/9　(5)3/5
14．在一个经长期随机交配形成的自然鼠群中，存在的毛色表现型与基因型的关系如表(注：AA纯合胚胎致死)。请分析回答相关问题：
表现型
黄色
灰色
黑色
基因型
Aa1、Aa2
a1a1、a1a2
a2a2
(1)若亲本基因型为Aa1×Aa2，则其子代的表现型可能为____________。
(2)两只鼠杂交，后代出现三种表现型。则该对鼠的基因型是______________，它们再生一只黑色雄鼠的概率是________。
(3)假设进行很多Aa2×a1a2的杂交，平均每窝生8只小鼠。在同样条件下进行许多Aa2×Aa2的杂交，预期每窝平均生________只小鼠。
(4)现有一只黄色雄鼠和多只其他各色的雌鼠，如何利用杂交方法检测出该雄鼠的基因型？实验思路如下：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
结果预测：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
解析：(1)根据表格中基因型与表现型的对应关系，若亲本基因型为Aa1和Aa2，则其子代的基因型和表现型为AA(死亡)、Aa1(黄色)、Aa2(黄色)、a1a2(灰色)。(2)后代中有3种表现型，其中有黑色a2a2，可推知其亲本均有a2，所以亲本的基因型为Aa2和a1a2，它们再生一只黑色鼠概率为1/4，雄性概率为1/2，所以黑色雄鼠的概率为1/8。(3)Aa2和a1a2所生的后代全部存活，而Aa2和Aa2的后代只有3/4存活，所以每窝存活后代为8×3/4＝6只。(4)检测出黄色雄鼠的基因型，应用该黄色雄鼠与多只黑色雌鼠杂交，并观察后代的毛色。如果后代出现黄色和灰色，则该黄色雄鼠的基因型为Aa1，如果后代出现黄色和黑色，则该黄色雄鼠的基因型为Aa2。
答案：(1)黄色、灰色　(2)Aa2、a1a2　1/8　(3)6
(4)实验思路：
①选用该黄色雄鼠与多只黑色雌鼠杂交
②观察后代的毛色
结果预测：
①如果后代出现黄色和灰色，则该黄色雄鼠的基因型为Aa1
②如果后代出现黄色和黑色，则该黄色雄鼠的基因型为Aa2
15．(2018·太原模拟)豌豆的圆粒(R)对皱粒(r)为显性。将纯种圆粒豌豆与纯种皱粒豌豆杂交，产生的F1全是圆粒；然后让F1自交，获得的F2中圆粒与皱粒之比约为3∶1(第一个实验)。再将F1与皱粒豌豆交配(第二个实验)。根据题意回答下列问题。
(1)上述实验是由________及________构成的。
(2)观察第一个实验，由此提出的问题是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)观察第一个实验，由此提出的假说是______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)第二个实验得出的结果是_____________________________________________。
(5)由此可见，分离定律的细胞学基础是______________；研究分离定律的方法是______________；分离定律的实质是在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中______________的分开而分离，独立地随配子遗传给后代。
(6)某生物小组种植的纯种高茎豌豆，在自然状态下却出现了矮茎后代。为探究导致矮茎豌豆出现的原因，将矮茎种子在良好的环境条件下培养再自花传粉，若是____________，则其后代全为高茎；若为____________，则其后代全为矮茎。
解析：(1)题干中的实验包括杂交实验(两纯种亲本杂交及F1自交)和测交实验。(2)(3)对杂交实验提出的问题是F2中为什么会出现3∶1的性状分离比，对这一问题所提出的假说是该对相对性状受一对等位基因控制，并且生物体在产生配子时，成对的等位基因彼此分离分别进入不同的配子中，在配子受精时，雌、雄配子的结合是随机的。(4)测交实验是让F1圆粒个体与皱粒个体杂交，由于F1圆粒个体基因型为Rr，则测交后代中圆粒∶皱粒＝1∶1。(5)分离定律的实质体现在减数分裂产生配子时，在减数第一次分裂的后期，等位基因随同源染色体分开而分离，减数分裂是分离定律的细胞学基础。孟德尔研究分离定律运用了假说—演绎法。(6)生物的变异可能是由环境条件引起的，也可能是遗传物质改变引起的。设相关基因为D、d，如果该矮茎豌豆是由环境条件引起的，则该矮茎豌豆的基因型仍为DD，则在良好的环境条件下，让该矮茎豌豆自交，后代将全为高茎；但如果该矮茎豌豆是基因突变所形成的，则它的基因型为dd，自交后代将全为矮茎。
答案：(1)杂交实验　测交实验
(2)为什么F2中出现性状分离和3∶1的比例(其他答案合理也可)
(3)一对相对性状由一对等位基因控制
(4)圆粒∶皱粒＝1∶1
(5)减数分裂　假说—演绎法　等位基因会随同源染色体
(6)受环境影响　基因突变
第二讲孟德尔的豌豆杂交实验(二)
知识体系——定内容
核心素养——定能力

生命观念
通过对基因的自由组合定律的实质分析，从细胞水平阐述生命的延续性，建立起进化与适应的观点
理性思维
通过基因分离定律与自由组合定律的关系解读，研究自由组合定律的解题规律及方法，培养归纳与概括、演绎与推理及逻辑分析能力
科学探究
通过个体基因型的探究与自由组合定律的验证实验，掌握实验操作的方法，培养实验设计及结果分析的能力

[基础知识·系统化]
知识点一　两对相对性状的杂交实验
1．假说—演绎过程

2．自由组合定律

知识点二　孟德尔获得成功的原因

[基本技能·问题化]
1．在孟德尔两对相对性状杂交实验中，F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。下列表述正确的是(　　)
A．F1产生4个配子，比例为1∶1∶1∶1
B．F1产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子数量之比为1∶1
C．基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合
D．F1产生的精子中，基因型为YR和基因型为yr的比例为1∶1
解析：选D　在孟德尔两对相对性状的遗传实验中，F1(YyRr)在进行减数分裂时可产生4种比例相等的配子，而不是4个，且卵细胞的数量要远远少于精子的数量；基因的自由组合定律是在F1产生配子时起作用，其实质是减数分裂形成配子时，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2．观察甲、乙两图，请分析：


(1)甲图表示基因在染色体上的分布情况，其中哪组不遵循基因的自由组合定律？为什么？
提示：A、a与D、d和B、B与C、c分别位于同一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律。只有位于非同源染色体上的非等位基因之间，其遗传时才遵循自由组合定律。
(2)乙图中哪些过程可以发生基因重组？为什么？
提示：④⑤过程。基因重组发生于产生配子的减数第一次分裂过程中，而且是非同源染色体上的非等位基因之间的重组，故①～⑥过程中仅④、⑤过程发生基因重组，图中①、②过程仅发生了等位基因分离，未发生基因重组，⑥过程是雌雄配子的随机结合过程。
3．(2018·太原模拟)下面为某同学总结的有丝分裂、减数分裂和受精作用的联系图，有些联系是错误的，其中全为错误联系的选项是(　　)

A．①⑤⑧　　　　　　 B．①③④
C．⑦⑧ D．⑤⑧
解析：选D　有丝分裂后期姐妹染色单体分离，①正确；减数第一次分裂后期会发生同源染色体分离，非同源染色体自由组合，②和③正确；受精作用时同源染色体汇合，④正确；有丝分裂中姐妹染色单体分离不会导致等位基因分离，⑤错误；同源染色体的分离会导致等位基因分离，⑥正确；非同源染色体自由组合会导致非同源染色体上非等位基因自由组合，⑦正确；非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂，⑧错误。
4.已知三对基因在染色体上的位置情况如图所示，且三对基因分别单独控制三对相对性状，则下列说法正确的是(　　)
A．三对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
B．基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交的后代会出现4种表现型，比例为3∶3∶1∶1
C．如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交叉互换，则它只产生4种配子
D．基因型为AaBb的个体自交后代会出现4种表现型，比例不一定为9∶3∶3∶1
解析：选B　A、a和D、d基因的遗传遵循基因的自由组合定律，A、a和B、b基因的遗传不遵循基因的自由组合定律，如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交叉互换，则它只产生2种配子；由于A、a和B、b基因的遗传不遵循基因的自由组合定律，因此，基因型为AaBb的个体自交后代不一定会出现4种表现型且比例不一定为9∶3∶3∶1。

考点一两对相对性状杂交实验与自由组合定律

1．记准F2基因型和表现型的种类及比例


2．明辨重组类型的内涵及常见错误
(1)明确重组类型的含义：重组类型是指F2中表现型与亲本不同的个体，而不是基因型与亲本不同的个体。
(2)含两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中重组类型所占比例并不都是。
①当亲本基因型为YYRR和yyrr时，F2中重组类型所占比例是。
②当亲本基因型为YYrr和yyRR时，F2中重组类型所占比例是＋＝。
[对点落实]
1．判断下列有关两对相对性状杂交实验叙述的正误
(1)F1(基因型为YyRr)产生基因型YR的卵细胞和基因型YR的精子数量之比为1∶1(×)
(2)基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵细胞可以自由组合(×)
(3)在F2中纯合黄色皱粒豌豆所占比例为1/16(√)
(4)在F2中重组类型占10/16，亲本类型占6/16(×)
(5)基因型为AaBb的植株自交，得到的后代中表现型与亲本不相同的概率为9/16(×)
(6)自由组合定律的实质是等位基因分离的同时，非等位基因自由组合(×)
2．在孟德尔的两对相对性状的杂交实验中，具有1∶1∶1∶1比例的有哪些？
提示：F1产生配子类型的比例；F1测交后代基因型的比例；F1测交后代表现型的比例。
3．(2018·郑州检测)孟德尔通过豌豆杂交实验揭示了遗传的基本定律。下列相关叙述错误的是(　　)
A．F1自交时，雌、雄配子结合的机会相等
B．F1自交后，各种基因型个体成活的机会相等
C．F1形成配子时，产生了数量相等的雌雄配子
D．F1形成配子时，非同源染色体上的非等位基因组合进入同一配子的机会相等
解析：选C　F1自交时，雌、雄配子结合的机会相等，保证配子的随机结合；F1自交后，各种基因型个体成活的机会相等，使后代出现性状分离比为3∶1；F1产生的雌配子和雄配子的数量不等，但雌、雄配子中D∶d均为1∶1；F1形成配子时，非同源染色体的非等位基因自由组合，进入同一配子的机会相等。

解读基因分离定律与自由组合定律的关系及相关比例

[对点落实]
4．(2018·山东曲师大附中模拟)如图为某植株自交产生后代的过程示意图，下列描述错误的是(　　)

A．A、a与B、b的自由组合发生在①过程
B．②过程发生雌、雄配子的随机结合
C．M、N、P分别代表16、9、3
D．该植株测交后代性状分离比为1∶1∶1∶1
解析：选D　①过程为减数分裂产生配子的过程，A、a与B、b的自由组合发生在减数第一次分裂后期；②过程为受精作用，发生雌、雄配子的随机结合；①过程产生4种配子，则雌、雄配子的随机结合的方式是4×4＝16种，基因型＝3×3＝9种，表现型为3种；根据F2的3种表现型比例为12∶3∶1，得出A_B_个体表现型与A_bb个体或aaB_个体相同，该植株测交后代基因型比例为1(AaBb)∶1(Aabb)∶1(aaBb)∶1(aabb)，则表现型的比例为2∶1∶1。
5．某动物细胞中位于常染色体上的基因A、B、C分别对a、b、c为显性。用两个纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1。则F1体细胞中三对基因在染色体上的位置是(　　)

解析：选B　F1测交，即F1×aabbcc，其中aabbcc个体只能产生abc一种配子，而测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1，说明F1产生的配子基因型分别为abc、ABC、aBc、AbC，其中a和c、A和C总在一起，说明A和a、C和c两对等位基因位于同一对同源染色体上，且A和C在同一条染色体上，a和c在同一条染色体上。
[易错提醒]　澄清自由组合定律的两点易误
(1)发生时期：自由组合发生于配子形成(MⅠ后期)过程中，而不是受精作用过程中。
(2)组合基因：能发生自由组合的是位于非同源染色体上的非等位基因，而不仅指“非等位基因”，因为同源染色体上也有非等位基因。

个体基因型的探究与自由组合定律的验证
1．“实验法”探究个体基因型
自交法
对于植物来说，鉴定个体的基因型的最好方法是使该植物个体自交，通过观察自交后代的性状分离比，分析出待测亲本的基因型
测交法
如果能找到纯合的隐性个体，根据测交后代的表现型比例即可推知待测亲本的基因组成
单倍体
育种法
对于植物个体来说，如果条件允许，取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，根据处理后植株的性状表现即可推知待测亲本的基因型
2.“实验法”验证自由组合定律
验证方法
结论
自交法
F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
测交法
F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
花粉
鉴定法
若有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律
单倍体育种法
取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有四种表现型，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律

[对点落实]
6．(2018·河南六市联考)某单子叶植物非糯性(A)对糯性(a)为显性，叶片抗病(T)对易染病(t)为显性，花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性，三对等位基因分别位于三对同源染色体上，非糯性花粉遇碘液变蓝，糯性花粉遇碘液为棕色。现有四种纯合子，其基因型分别为：①AATTdd，②AAttDD，③AAttdd，④aattdd，下列说法正确的是(　　)
A．若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应选择亲本①和③杂交
B．若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，可以选择亲本①和②杂交
C．若培育糯性抗病优良品种，应选用①和④杂交
D．若将①和④杂交所得F1的花粉用碘液染色，可观察到比例为1∶1∶1∶1的四种花粉粒
解析：选C　根据题意，若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应选择亲本①×④或②×④或③×④，然后再自交；若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，应选择亲本②×④；若培育糯性抗病优良品种，应选用①和④杂交；将①和④杂交所得F1的基因型为AaTtdd，由于只有非糯性和糯性花粉遇碘出现颜色变化，因此F1花粉用碘液染色，可观察到比例为1∶1的两种花粉粒。
7．某中学实验室有三包豌豆种子，甲包写有“纯合高茎叶腋花”字样，乙包写有“纯合矮茎茎顶花”字样，丙包豌豆标签破损只隐约看见“黄色圆粒”字样。某研究性学习小组对这三包豌豆展开激烈的讨论：
(1)在高茎、叶腋花、茎顶花和矮茎四个性状中，互为相对性状的是____________。
(2)怎样利用现有的三包种子判断高茎、叶腋花、茎顶花和矮茎四个性状中哪些性状为显性性状？写出杂交方案，并预测可能的结果。
(3)同学们就“控制叶腋花、茎顶花的等位基因是否与控制高茎、矮茎的等位基因在同一对同源染色体上”展开了激烈的争论，请利用以上两种豌豆设计出最佳实验方案并做出判断。
(4)针对丙包豌豆，该研究性学习小组利用网络得知，黄色、绿色分别由A和a控制，圆粒、皱粒分别由B和b控制，于是该研究性学习小组欲探究其基因型。实验一组准备利用单倍体育种方法对部分种子进行基因型鉴定，但遭到了实验二组的反对。实验二组选择另一种实验方案，对剩余种子进行基因型鉴定。
①为什么实验二组反对实验一组的方案？
②请写出实验二组的实验方案和结果预测。
解析：(1)相对性状是同种生物同一性状的不同表现类型，故叶腋花和茎顶花、高茎和矮茎各为一对相对性状。(2)取甲、乙两包种子各一些种植，发育成熟后杂交，观察F1的表现型，F1表现出的性状为显性性状。(3)对于设计实验探究控制两对或多对相对性状的基因是否位于一对同源染色体上，一般采用F1自交法，观察后代表现型比例，如果是9∶3∶3∶1，则相应基因位于两对同源染色体上，即符合自由组合定律，若是3∶1则相应基因位于一对同源染色体上，即符合分离定律。(4)①单倍体育种技术复杂，普通中学实验室难以完成。②对于个体基因型的探究，可以有自交法、测交法和单倍体育种法等，鉴定个体基因型时，植物最常用自交法。
答案：(1)叶腋花和茎顶花、高茎和矮茎
(2)取甲、乙两包种子各一些种植，发育成熟后杂交。若F1均为高茎叶腋花豌豆，则高茎、叶腋花为显性；若F1均为矮茎、茎顶花豌豆，则矮茎、茎顶花为显性；若F1均为高茎茎顶花豌豆，则高茎、茎顶花为显性；若F1均为矮茎叶腋花豌豆，则矮茎、叶腋花为显性。
(3)取纯种的高茎叶腋花和矮茎茎顶花的豌豆杂交得F1，让其自交，如果F2出现四种性状，其性状分离比为9∶3∶3∶1，说明符合基因的自由组合定律，因此控制叶腋花、茎顶花的这对等位基因与控制高茎、矮茎的等位基因不在同一对同源染色体上；否则可能位于同一对同源染色体上。
(4)①单倍体育种技术复杂，还需要与杂交育种配合，普通中学实验室难以完成。②对部分丙包种子播种并进行苗期管理。植株成熟后，自然状态下进行自花受粉。收集每株所结种子进行统计分析，若自交后代全部为黄色圆粒，则此黄色圆粒豌豆的基因型为AABB；若后代仅出现黄色圆粒、黄色皱粒，比例约为3∶1，则此黄色圆粒豌豆的基因型为AABb；若后代仅出现黄色圆粒、绿色圆粒，比例约为3∶1，则此黄色圆粒豌豆的基因型为AaBB；若后代出现黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒、绿色皱粒四种表现型，比例约为9∶3∶3∶1，则此黄色圆粒豌豆的基因型为AaBb。
8．实验室中现有一批未交配过的纯种长翅灰体和残翅黑檀体的果蝇。已知长翅和残翅这对相对性状受一对位于第Ⅱ号同源染色体上的等位基因控制。现欲利用以上两种果蝇研究有关果蝇灰体与黑檀体性状的遗传特点(说明：控制果蝇灰体和黑檀体的基因在常染色体上，所有果蝇均能正常繁殖存活)。
请设计一套杂交方案，同时研究以下两个问题：
问题一：研究果蝇灰体、黑檀体是否由一对等位基因控制，并做出判断。
问题二：研究控制灰体、黑檀体的等位基因是否也位于第Ⅱ号同源染色体上，并做出判断。
(1)杂交方案：____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)对问题一的推断及结论：____________________________________________。
(3)对问题二的推断及结论：_______________________________。
解析：(1)对于问题一，应采用先杂交，再自交的方法进行，然后根据F2的性状分离比是否为3∶1来确定是否受一对等位基因控制。(2)对于问题二，应采用两对相对性状的纯合子杂交，再让F1自交，观察统计F2的表现型是否符合9∶3∶3∶1，从而做出相应的推断。
答案：(1)长翅灰体×残翅黑檀体→F1F2
(2)如果F2出现性状分离，且性状分离比为3∶1，符合孟德尔分离定律，则控制灰体和黑檀体的基因是一对等位基因。反之，则不是由一对等位基因控制
(3)如果F2出现四种表现型，其性状分离比为9∶3∶3∶1，说明符合基因的自由组合定律，因此控制灰体、黑檀体的这对等位基因不是位于第Ⅱ号同源染色体上。反之，则可能是位于第Ⅱ号同源染色体上
考点二自由组合定律的解题规律及方法
方法(一)　“拆分法”求解自由组合定律计算问题
1．甘蓝型油菜花色性状由三对等位基因控制，三对等位基因分别位于三对同源染色体上。花色表现型与基因型之间的对应关系如表。
表现型
白花
乳白花
黄花
金黄花
基因型
AA____
Aa____
aaB___ aa__D_
aabbdd
请回答下列问题：
(1)白花(AABBDD)×黄花(aaBBDD)，F1的基因型是________________，F1测交后代的花色表现型及其比例是________________。
(2)黄花(aaBBDD)×金黄花，F1自交，F2中黄花基因型有________种，其中纯合个体占黄花的比例是________。
(3)甘蓝型油菜花色有观赏价值，欲同时获得四种花色表现型的子一代，可选择基因型为________的个体自交，理论上子一代比例最高的花色表现型是________。
解析：(1)基因型为AABBDD的白花个体与基因型为aaBBDD的黄花个体杂交，后代的基因型为AaBBDD，对它进行测交，即与基因型为aabbdd的个体杂交，后代有两种基因型：AaBbDd和aaBbDd，比例为1∶1，据题意可知，基因型为AaBbDd的个体开乳白花，基因型为aaBbDd的个体开黄花。(2)黄花个体(aaBBDD)与金黄花个体(aabbdd)杂交，后代基因型是aaBbDd，让其自交，后代的基因型有aaB_D_、aaB_dd、aabbD_、aabbdd，比例为9∶3∶3∶1，据表可知aaB_D_、aaB_dd、aabbD_的个体均开黄花，aabbdd的个体开金黄花。aaBbDd自交，后代基因型有1×3×3＝9种，1种开金黄花，所以黄花的基因型有8种，而每种aaB_D_、aaB_dd、aabbD_里面只有1份纯合，所以纯合个体占黄花的比例为3/15，即1/5。(3)据表可知，要想获得四种花色表现型的子一代，需要选择基因型为AaBbDd的个体自交，后代表现白花的概率是1/4×1×1＝1/4，后代表现乳白花的概率是1/2×1×1＝1/2，后代表现黄花的概率是1/4×3/4×1＋1/4×1×3/4－1/4×3/4×3/4＝15/64，后代表现金黄花的概率是1/4×1/4×1/4＝1/64，所以子一代比例最高的花色表现型是乳白花。
答案：(1)AaBBDD　乳白花∶黄花＝1∶1　(2)8　1/5　(3)AaBbDd　乳白花
[类题通法]　“拆分法”解答自由组合问题的一般方法
首先，将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下，有几对等位基因就可分解为几组分离定律问题。如AaBb×Aabb，可分解为两组：Aa×Aa，Bb×bb。然后，按分离定律进行逐一分析。最后，将获得的结果进行综合，得到正确答案。举例如下：
问题举例
计算方法
AaBbCc×AabbCc，求其杂交后代可能的表现型种类数
可分解为三个分离定律：
Aa×Aa→后代有2种表现型(3A_∶1aa)
Bb×bb→后代有2种表现型(1Bb∶1bb)
Cc×Cc→后代有2种表现型(3C_∶1cc)
所以，AaBbCc×AabbCc的后代中有2×2×2＝8种表现型
AaBbCc×AabbCc，后代中表现型A_bbcc出现的概率计算
Aa×Aa　Bb×bb　Cc×Cc
↓　 　　↓　　　↓
3/4(A_)×1/2(bb)×1/4(cc)＝3/32
AaBbCc×AabbCc，求子代中不同于亲本的表现型(基因型)
不同于亲本的表现型＝1－亲本的表现型＝1－(A_B_C_＋A_bbC_)，不同于亲本的基因型＝1－亲本的基因型＝1－(AaBbCc＋AabbCc)

方法(二)　“逆向组合法”推断亲本基因型问题
2．(2017·全国卷Ⅱ)若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定，其中，A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素；B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素；D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达；相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交，F1均为黄色，F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑＝52∶3∶9的数量比，则杂交亲本的组合是(　　)
A．AABBDD×aaBBdd，或AAbbDD×aabbdd
B．aaBBDD×aabbdd，或AAbbDD×aaBBDD
C．aabbDD×aabbdd，或AAbbDD×aabbdd
D．AAbbDD×aaBBdd，或AABBDD×aabbdd
解析：选D　F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑＝52∶3∶9的数量比，总数为64，故F1中应有3对等位基因，且遵循自由组合定律，由此对各项进行逐项分析即可得出答案。A项，AABBDD×aaBBdd的F1中只有2对等位基因，AAbbDD×aabbdd的F1中也只有2对等位基因；B项，aaBBDD×aabbdd的F1中只有2对等位基因，AAbbDD×aaBBDD的F1中也只有2对等位基因；C项，aabbDD×aabbdd的F1中只有1对等位基因，且F1、F2都是黄色，AAbbDD×aabbdd的F1中只有2对等位基因。A、B、C中的亲本组合都不符合。D项，AAbbDD×aaBBdd或AABBDD×aabbdd的F1中含有3对等位基因，F1均为黄色，F2中毛色表现型会出现黄∶褐∶黑＝52∶3∶9的数量比，符合要求。
[类题通法]
“逆向组合法”推断亲本基因型的一般思路
(1)方法：将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析，再运用乘法原理进行逆向组合。
(2)题型示例：
①9∶3∶3∶1⇒(3∶1)(3∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×Bb)；
②1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)⇒(Aa×aa)(Bb×bb)；
③3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)；
④3∶1⇒(3∶1)×1⇒(Aa×Aa)(BB×_ _)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×_ _)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。
方法(三)　“十字交叉法”解答自由组合的概率计算问题
3．一个正常的女人与一个并指(Bb)的男人结婚，他们生了一个白化病且手指正常的孩子。若他们再生一个孩子：
(1)只患并指的概率是________。
(2)只患白化病的概率是________。
(3)既患白化病又患并指的男孩的概率是________。
(4)只患一种病的概率是________。
(5)患病的概率是________。
解析：由题意知，第1个孩子的基因型应为aabb，则该夫妇基因型应分别为妇：Aabb；夫：AaBb。依据该夫妇基因型可知，孩子中并指的概率应为1/2(非并指概率为1/2)，白化病的概率应为1/4(非白化病概率应为3/4)，则：(1)再生一个只患并指孩子的概率为：并指概率－并指又白化概率＝1/2－1/2×1/4＝3/8。(2)只患白化病的概率为：白化病概率－白化病又并指的概率＝1/4－1/2×1/4＝1/8。(3)生一既白化又并指的男孩的概率为：男孩出生率×白化病概率×并指概率＝1/2×1/4×1/2＝1/16。(4)后代只患一种病的概率为：并指概率×非白化病概率＋白化病概率×非并指概率＝1/2×3/4＋1/4×1/2＝1/2。(5)后代中患病的概率为：1－全正常(非并指、非白化)＝1－1/2×3/4＝5/8。
答案：(1)3/8　(2)1/8　(3)1/16　(4)1/2　(5)5/8
[类题通法]　用“十字交叉法”解答两病概率计算问题
(1)当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率分析如下：

(2)根据序号所示进行相乘得出相应概率再进一步拓展如下表：
序号
类型
计算公式
①
同时患两病概率
mn
②
只患甲病概率
m(1－n)
③
只患乙病概率
n(1－m)
④
不患病概率
(1－m)(1－n)
拓展求解
患病概率
①＋②＋③或1－④
只患一种病概率
②＋③或1－(①＋④)
微专题5
一、基因自由组合现象的特殊分离比问题
1．妙用“合并同类型”巧解特殊分离比
(1)“和”为16的特殊分离比成因：
①基因互作：
类型
F1(AaBb) 自交后代比例
F1测交后代比例
Ⅰ
存在一种显性基因时表现为同一性状，其余正常表现
9∶6∶1
1∶2∶1
Ⅱ
两种显性基因同时存在时，表现为一种性状，否则表现为另一种性状
9∶7
1∶3
Ⅲ
当某一对隐性基因成对存在时表现为双隐性状，其余正常表现
9∶3∶4
1∶1∶2
Ⅳ
只要存在显性基因就表现为一种性状，其余正常表现
15∶1
3∶1
②显性基因累加效应：
a．表现：

b．原因：A与B的作用效果相同，但显性基因越多，其效果越强。
(2)“和”小于16的特殊分离比成因：
成因
后代比例
①
显性纯合致死(AA、BB致死)
自交子代AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝4∶2∶2∶1，其余基因型个体致死
测交子代AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1
②
隐性纯合致死(自交情况)
自交子代出现9∶3∶3(双隐性致死)；自交子代出现9∶1(单隐性致死)
2．基因完全连锁遗传现象的分析
基因完全连锁(不考虑交叉互换)时，不符合基因的自由组合定律，其子代也呈现特定的性状分离比，如下图所示：


产生配子：2种(AB、ab)


产生配子：2种(Ab、aB)


[题点突破]
题点(一)　基因互作与性状分离比9∶3∶3∶1的变式
1．(2016·全国卷Ⅲ)用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交，F1全部表现为红花。若F1自交，得到的F2植株中，红花为272株，白花为212株；若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株。根据上述杂交实验结果推断，下列叙述正确的是(　　)
A．F2中白花植株都是纯合体
B．F2中红花植株的基因型有2种
C．控制红花与白花的基因在一对同源染色体上
D．F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多
解析：选D　本题的切入点在“若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株”上，相当于测交后代表现出1∶3的分离比，可推断该相对性状受两对等位基因控制，且两对基因独立遗传。设相关基因为A、a和B、b，则A_B_表现为红花，A_bb、aaB_、aabb表现为白花，因此F2中白花植株中既有纯合体又有杂合体；F2中红花植株的基因型有AaBb、AABB、AaBB、AABb 4种；控制红花与白花的两对基因独立遗传，位于两对同源染色体上；F2中白花植株的基因型有5种，红花植株的基因型有4种。
2．(2018·聊城模拟)科研人员为探究某种鲤鱼体色的遗传，做了如下实验：用黑色鲤鱼与红色鲤鱼杂交，F1全为黑鲤，F1自交结果如下表所示。根据实验结果，下列推测错误的是(　　)
取样地点
F2取样总数(条)
F2性状的分离情况
黑鲤
红鲤
黑鲤∶红鲤
1号池
1 699
1 592
107
14.88∶1
2号池
1 546
1 450
96
15.10∶1

A．鲤鱼体色中的黑色是显性性状
B．鲤鱼的体色由细胞核中的基因控制
C．鲤鱼体色的遗传遵循自由组合定律
D．F1与隐性亲本杂交，后代中黑鲤与红鲤的比例为1∶1
解析：选D　由题干可知，鲤鱼体色黑色与红色是一对相对性状，用黑色鲤鱼与红色鲤鱼杂交，F1全为黑鲤，可知黑色是显性性状，并由核基因所控制；分析表格，两组杂交后代性状分离比约为15∶1(9∶3∶3∶1的变形)，说明该性状由2对等位基因控制，在遗传过程中遵循自由组合定律；F1与隐性亲本杂交，后代中黑鲤与红鲤的比例为3∶1。
[类题通法]
性状分离比9∶3∶3∶1的变式题解题步骤

题点(二)　致死效应引起的性状分离比的偏离
3．(2018·黄山一模)现用山核桃甲(AABB)、乙(aabb)两品种做亲本杂交得F1，F1测交结果如表，下列有关叙述错误的是(　　)
测交类型
测交后代基因型种类及比例
父本
母本
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
F1
乙
1
2
2
2
乙
F1
1
1
1
1

A．F1产生的AB花粉50%不能萌发，不能实现受精
B．F1自交得F2，F2的基因型有9种
C．F1花粉离体培养，将得到四种表现型不同的植株
D．正反交结果不同，说明这两对基因的遗传不遵循自由组合定律
解析：选D　正常情况下，双杂合子测交后代四种表现型的比例应该是1∶1∶1∶1，而作为父本的F1测交结果为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶2∶2∶2，说明父本F1产生的AB花粉有50%不能完成受精作用；F1自交后代中有9种基因型；F1花粉离体培养，将得到四种表现型不同的单倍体植株；根据题意可知，正反交均有四种表现型说明符合基因自由组合定律。
4．(2018·郑州模拟)某种鱼的鳞片有4种表现型：单列鳞、野生型鳞、无鳞和散鳞，由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定(用A、a，B、b表示)，且BB对生物个体有致死作用，将无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交，F1有两种表现型，野生型鳞鱼占50%，单列鳞鱼占50%；选取F1中的单列鳞鱼进行互交，其后代中有上述4种表现型，这4种表现型的比例为6∶3∶2∶1，则F1的亲本基因型组合是(　　)
A．Aabb×AAbb　　　　　 B．aaBb×aabb
C．aaBb×AAbb D．AaBb×AAbb
解析：选C　该鱼的鳞片有4种表现型，由两对独立遗传的等位基因控制，并且BB有致死作用，可推知该鱼种群4种表现型由A_Bb、A_bb、aaBb和aabb这4类基因型控制。F1中的单列鳞鱼相互交配能产生4种表现型的个体，可推出F1中的单列鳞鱼的基因型为AaBb。无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交，能得到基因型为AaBb的单列鳞鱼，先考虑B和b这对基因，亲本的基因型为Bb和bb，而亲本野生型鳞鱼为纯合子，故bb为亲本野生型鳞鱼的基因型，Bb为无鳞鱼的基因型；再考虑A和a这对基因，由于无鳞鱼和纯合野生型鳞鱼杂交后代只有两种表现型，且比例为1∶1，结合以上分析，亲本的基因型为AA和aa。这样基因型组合方式有AABb×aabb和AAbb×aaBb两种，第一种组合中基因型为AABb的个体表现为单列鳞，与题意不符，排除。
5．(2018·临沂模拟)在小鼠的一个自然种群中，体色有黄色(Y)和灰色(y)，尾巴有短尾(D)和长尾(d)，两对相对性状的遗传符合基因的自由组合定律。任取一对黄色短尾个体经多次交配，F1的表现型为黄色短尾∶黄色长尾∶灰色短尾∶灰色长尾＝4∶2∶2∶1。实验中发现有些基因型有致死现象(胚胎致死)。以下说法错误的是(　　)
A．黄色短尾亲本能产生4种正常配子
B．F1中致死个体的基因型共有4种
C．表现型为黄色短尾的小鼠的基因型只有1种
D．若让F1中的灰色短尾雌雄鼠自由交配，则F2中灰色短尾鼠占2/3
解析：选B　由题干分析知，当个体中出现YY或DD时会导致胚胎死亡，因此黄色短尾个体的基因型为YyDd，能产生4种正常配子；F1中致死个体的基因型共有5种；表现型为黄色短尾的小鼠的基因型只有YyDd 1种；若让F1中的灰色短尾(yyDd)雌雄鼠自由交配，则F2中灰色短尾鼠占2/3。
[类题通法]　解答致死类问题的方法技巧
(1)从每对相对性状分离比角度分析。如：
6∶3∶2∶1⇒(2∶1)(3∶1)⇒一对显性基因纯合致死。
4∶2∶2∶1⇒(2∶1)(2∶1)⇒两对显性基因纯合致死。
(2)从F2每种性状的基因型种类及比例分析。如BB致死：

题点(三)　基因累加引起的性状分离比的偏离
6．(2016·上海高考，有改动)控制棉花纤维长度的三对等位基因A/a、B/b、C/c对长度的作用相等，分别位于三对同源染色体上。已知基因型为aabbcc的棉纤维长度为6 cm，每个显性基因增加纤维长度2 cm。棉花植株甲(AABbcc)与乙(aaBbCc)杂交，则F1的棉纤维长度范围是(　　)
A．6～14 cm B．6～16 cm
C．8～14 cm D．8～16 cm
解析：选C　AABbcc和aaBbCc杂交得到的F1中，显性基因最少的基因型为Aabbcc，显性基因最多的基因型为AaBBCc，由于每个显性基因增加纤维长度2厘米，所以F1的棉纤维长度范围是(6＋2)～(6＋8)厘米。
7．旱金莲由三对等位基因控制花的长度，这三对基因分别位于三对同源染色体上，作用相等且具叠加性。已知每个显性基因控制花长为5 mm，每个隐性基因控制花长为2 mm。花长为24 mm的同种基因型个体相互授粉，后代出现性状分离，其中与亲本具有同等花长的个体所占比例是(　　)
A．1/16 B．2/16
C．5/16 D．6/16
解析：选D　由“花长为24 mm的同种基因型个体相互授粉，后代出现性状分离”说明花长为24 mm的个体为杂合子，再结合题干中的其他条件，可推知花长为24 mm的亲本中含4个显性基因和2个隐性基因，假设该个体基因型为AaBbCC，则其互交后代含4个显性基因和两个隐性基因的基因型有：AAbbCC、 aaBBCC、 AaBbCC，这三种基因型在后代中所占的比例为：1/4×1/4×1＋1/4×1/4×1＋1/2×1/2×1＝6/16。
[类题通法]　基因遗传效应累加的分析
相关原理
举例分析(以基因型AaBb为例)
自交后代比例
测交后代比例
显性基因在基因型中的个数影响性状表现
AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶4∶6∶4∶1
AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb＝1∶2∶1

题点(四)　基因完全连锁引起的性状分离比的偏离
8．已知桃树中，树体乔化与矮化为一对相对性状(由等位基因A、a控制)，蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因B、b控制)，以下是相关的两组杂交实验。
杂交实验一：乔化蟠桃(甲)×矮化圆桃(乙)→F1：乔化蟠桃∶矮化圆桃＝1∶1
杂交实验二：乔化蟠桃(丙)×乔化蟠桃(丁)→F1：乔化蟠桃∶矮化圆桃＝3∶1
根据上述实验判断，以下关于甲、乙、丙、丁四个亲本的基因在染色体上的分布情况正确的是(　　)

解析：选D　根据实验二：乔化×乔化→F1出现矮化，说明乔化相对于矮化是显性性状，蟠桃×蟠桃→F1出现圆桃，蟠桃对圆桃是显性性状。实验一后代中乔化∶矮化＝1∶1，属于测交类型，说明亲本的基因型为Aa和aa；蟠桃∶圆桃＝1∶1，也属于测交类型，说明亲本的基因型为Bb和bb，推出亲本的基因型为AaBb、aabb，如果这两对性状的遗传遵循自由组合定律，则实验一的杂交后代应出现2×2＝4种表现型，比例应为1∶1∶1∶1，与实验一的杂交结果不符，说明上述两对相对性状的遗传不遵循自由组合定律，控制两对相对性状的基因不在两对同源染色体上。同理推知，杂交实验二亲本基因型应是AaBb、AaBb，基因图示如果为C，则杂交实验二后代比例为1∶2∶1，所以C不符合。
二、多对等位基因的自由组合现象问题
n对等位基因(完全显性)位于n对同源染色体上的遗传规律


相对性状对数
等位基
因对数
F1配子
F1配子可能组合数
F2基因型
F2表现型
种类
比例
种类
比例
种类
比例
1
1
2
1∶1
4
3
1∶2∶1
2
3∶1
2
2
22
(1∶1)2
42
32
(1∶2∶1)2
22
(3∶1)2
3
3
23
(1∶1)3
43
33
(1∶2∶1)3
23
(3∶1)3
⋮
⋮
⋮
⋮
⋮
⋮
⋮
⋮
⋮
n
n
2n
(1∶1)n
4n
3n
(1∶2∶1)n
2n
(3∶1)n

[题点突破]
9．(2018·湖南十校联考)某植物红花和白花为一对相对性状，同时受多对等位基因控制(如A、a；B、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_……)才开红花，否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系，相互之间进行杂交，杂交组合、后代表现型及其比例如表所示，下列分析错误的是(　　)

组一
组二
组三
组四
组五
组六
P
甲×乙
乙×丙
乙×丁
甲×丙
甲×丁
丙×丁
F1
白色
红色
红色
白色
红色
白色
F2
白色
红色81∶白色175
红色27∶白色37
白色
红色81∶白色175
白色

A．组二F1基因型可能是AaBbCcDd
B．组五F1基因型可能是AaBbCcDdEE
C．组二和组五的F1基因型可能相同
D．这一对相对性状最多受四对等位基因控制，且遵循自由组合定律
解析：选D　组二和组五的F1自交，F2的分离比为红∶白＝81∶175，即红花占81/(81＋175)＝(3/4)4，则可推测这对相对性状至少受四对等位基因控制，且四对基因分别位于四对同源染色体上，遵循自由组合定律。组二、组五的F1至少含四对等位基因，当该对性状受四对等位基因控制时，组二、组五的F1基因型都可为AaBbCcDd；当该对性状受五对等位基因控制时，组五F1基因型可能是AaBbCcDdEE。
10．某种植物的表现型有高茎和矮茎、紫花和白花，其中紫花和白花这对相对性状由两对等位基因控制，这两对等位基因中任意一对为隐性纯合则表现为白花。用纯合的高茎白花个体与纯合的矮茎白花个体杂交，F1表现为高茎紫花，F1自交产生F2，F2有4种表现型：高茎紫花162株，高茎白花126株，矮茎紫花54株，矮茎白花42株。请回答下列问题：
(1)根据此杂交实验结果可推测，株高受________对等位基因控制，依据是________。在F2中矮茎紫花植株的基因型有______种，矮茎白花植株的基因型有______种。
(2)如果上述两对相对性状自由组合，则理论上F2中高茎紫花、高茎白花、矮茎紫花和矮茎白花这4种表现型的数量比为________________。
解析：(1)根据F2中高茎∶矮茎＝3∶1，说明株高遗传遵循分离定律，该性状受一对等位基因控制，其中高茎(用D表示)为显性性状。控制花色的两对基因中任意一对为隐性纯合则表现为白花，即只有双显性个体(用A_B_表示)为紫花；根据F2中紫花∶白花约为9∶7可判断F1紫花的基因型为AaBb，所以在F2中矮茎紫花植株(ddA_B_)的基因型有4种，矮茎白花植株(ddA_bb、ddaaB_、ddaabb)的基因型共有5种。(2)若这两对相对性状自由组合，则F1(DdAaBb)自交，F2中表现型及比例为(3高茎∶1矮茎)(9紫花∶7白花)＝27高茎紫花∶21高茎白花∶9矮茎紫花∶7矮茎白花。
答案：(1)1　F2中高茎∶矮茎＝3∶1　4　5
(2)27∶21∶9∶7
[类题通法]　判断控制性状等位基因对数的方法
(1)若F2中某性状所占分离比为(3/4)n，则由n对等位基因控制。
(2)若F2子代性状分离比之和为4n，则由n对等位基因控制。
三、探究不同对基因在染色体上的位置问题
确定基因位置的四个判断方法
(1)判断基因是否位于一对同源染色体上：
以AaBb为例，若两对等位基因位于一对同源染色体上，不考虑交叉互换，则产生两种类型的配子，在此基础上进行自交会产生两种或三种表现型，测交会出现两种表现型；若两对等位基因位于一对同源染色体上，考虑交叉互换，则产生四种类型的配子，在此基础上进行自交或测交会出现四种表现型。
(2)判断基因是否易位到一对同源染色体上：
若两对基因遗传具有自由组合定律的特点，但却出现不符合自由组合定律的现象，可考虑基因转移到同一对同源染色体上的可能，如由染色体易位引起的变异。
(3)判断外源基因整合到宿主染色体上的类型：
外源基因整合到宿主染色体上有多种类型，有的遵循孟德尔遗传定律。若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体的一条上，其自交会出现分离定律中的3∶1的性状分离比；若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体的一条上，各个外源基因的遗传互不影响，则会表现出自由组合定律的现象。
(4)判断基因是否位于不同对同源染色体上：
以AaBb为例，若两对等位基因分别位于两对同源染色体上，则产生四种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比，如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或9∶7等变式)，也会出现致死背景下特殊的性状分离比，如4∶2∶2∶1或6∶3∶2∶1等。在涉及两对等位基因遗传时，若出现上述性状分离比，可考虑基因位于两对同源染色体上。
[题点突破]
题点(一)　判断控制不同性状的等位基因所在位置
11．某二倍体植物体内常染色体上具有三对等位基因(A和a，B和b，D和d)，已知A、B、D三个基因分别对a、b、d基因完全显性，但不知这三对等位基因是否独立遗传。某同学为了探究这三对等位基因在常染色体上的分布情况，做了以下实验：用显性纯合个体与隐性纯合个体杂交得F1，再用所得F1同隐性纯合个体测交，结果及比例为AaBbDd∶AaBbdd∶aabbDd∶aabbdd＝1∶1∶1∶1，则下列表述正确的是(　　)
A．A、B在同一条染色体上 B．A、b在同一条染色体上
C．A、D在同一条染色体上 D．A、d在同一条染色体上
解析：选A　从F1的测交结果可以推测出F1能产生四种比例相等的配子：ABD、ABd、abD、abd，基因A、B始终在一起，基因a、b始终在一起，说明基因A、B在同源染色体的一条染色体上，基因a、b在另一条染色体上，基因D和d在另外一对同源染色体上。
12．现提供纯种的高茎叶腋花和矮茎茎顶花的豌豆，叶腋花(E)对茎顶花(e)为显性，高茎(D)对矮茎(d)为显性，现欲利用以上两种豌豆设计出最佳实验方案，探究控制叶腋花、茎顶花的等位基因是否与控制高茎、矮茎的等位基因在同一对同源染色体上，请设计方案并作出判断。
答案：方案一：取纯种的高茎叶腋花和矮茎茎顶花的豌豆杂交得F1，让其自交，如果F2出现四种性状，其性状分离比为9∶3∶3∶1，说明符合基因的自由组合定律，因此控制叶腋花、茎顶花的等位基因与控制高茎、矮茎的等位基因不在同一对同源染色体上；若分离比为3∶1或1∶2∶1，则位于同一对同源染色体上。
方案二：取纯种的高茎叶腋花和矮茎茎顶花的豌豆杂交得F1，将F1与纯种矮茎茎顶花豌豆测交，如果测交后代出现四种性状，其性状分离比为1∶1∶1∶1，说明符合基因的自由组合定律，因此控制叶腋花、茎顶花的等位基因与控制高茎、矮茎的等位基因不在同一对同源染色体上；若分离比为1∶1，则位于同一对同源染色体上。
题点(二)　基因型的验证与探究
13．一对相对性状可受多对等位基因控制，如某种植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状就受多对等位基因控制。科学家已从该种植物的一个紫花品系中选育出了5个基因型不同的白花品系，且这5个白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异。某同学在大量种植该紫花品系时，偶然发现了1株白花植株，将其自交，后代均表现为白花。回答下列问题：
(1)假设上述植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状受8对等位基因控制，显性基因分别用A、B、C、D、E、F、G、H表示，则紫花品系的基因型为________________；上述5个白花品系之一的基因型可能为______________(写出其中一种基因型即可)。
(2)假设该白花植株与紫花品系也只有一对等位基因存在差异，若要通过杂交实验来确定该白花植株是一个新等位基因突变造成的，还是属于上述5个白花品系中的一个，则：
①该实验的思路： _______________________________________________________
________________________________________________________________________；
②预期实验结果和结论：_________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)大量种植紫花品系，偶然发现1株白花植株，将其自交，后代均表现为白花，说明不可能是环境改变引起的变异。该白花植株的出现有两种假设，既可能是由杂交产生的，也可能是基因突变造成的。若为前者，大量种植该紫花品系，后代应符合性状分离的比例，而不是偶然的1株，故该假设不成立；若为后者，由于突变的低频性，在纯合的紫花品系中偶然出现1株白花植株的假设是成立的。故可判断该紫花品系为纯合子，基因型为AABBCCDDEEFFGGHH。5个白花品系与紫花品系只有一对等位基因不同，故白花品系的基因中只有一对等位基因为隐性纯合基因。(2)若该白花植株是由一个新等位基因突变造成的，让该植株的后代分别与5个白花品系杂交，子代应全部为紫花；若该白花植株属于上述5个白花品系中的一个，让该植株的后代分别与5个白花品系杂交，有1个杂交组合的子代全为白花，其余4个杂交组合的子代全为紫花。
答案：(1)AABBCCDDEEFFGGHH　aaBBCCDDEEFFGGHH(或8对等位基因中任意1对等位基因为隐性纯合，且其他等位基因为显性纯合)　(2)①用该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交，观察子代花色　②在5个杂交组合中，如果子代全部为紫花，说明该白花植株是新等位基因突变造成的；在5个杂交组合中，如果4个杂交组合的子代为紫花，1个杂交组合的子代为白花，说明该白花植株属于这5个白花品系之一
14．(2018·开封模拟)某植物茎秆有短节与长节，叶形有皱缩叶与正常叶，叶脉有绿色和褐色，茎秆有甜与不甜。下面是科研人员用该植物进行的两个实验(其中控制茎秆节长度的基因用A和a表示，控制叶形的基因用B和b表示)。请回答下列问题：
(1)[实验一]纯合的短节正常叶植物与纯合的长节皱缩叶植物杂交，F1全为长节正常叶植株，F2中长节正常叶∶长节皱缩叶∶短节正常叶∶短节皱缩叶＝9∶3∶3∶1。
①从生态学方面解释上述实验中F1的性状表现有利于
________________________________________________________________________。
②请在方框内画出F1基因在染色体的位置(用“|”表示染色体，用“·”表示基因在染色体上的位置)。


(2)[实验二]纯合的绿色叶脉茎秆不甜植株与纯合的褐色叶脉茎秆甜植株杂交，F1全为绿色叶脉茎秆不甜植株，F2中只有两种表现型，且绿色叶脉茎秆不甜植株∶褐色叶脉茎秆甜植株＝3∶1(无突变、致死现象等发生)。
①与实验一的F2结果相比，请尝试提出一个解释实验二的F2结果的假设：________________________________________________________________________。
②根据你的假设，实验二中F1产生配子的种类有________种。
③为验证你的假设是否成立，可采用________法，若实验结果为____________________________，则假设成立。
解析：(1)茎秆长节、正常叶更有利于植株光合作用的进行，增强其生存斗争能力。从F2的表现型比例可知控制茎秆节长、叶形的两对等位基因位于两对同源染色体上，据此可画出基因在染色体上的位置。(2)实验二的F2中只有两种表现型，且比例为3∶1，推测控制叶脉颜色、茎秆甜度的两对等位基因可能位于同一对同源染色体上。按照这个假设，F1能产生两种配子。为验证假设是否成立，可用测交的方法，如果假设成立，则测交结果为绿色叶脉茎秆不甜植株与褐色叶脉茎秆甜植株的比例为1∶1。
答案：(1)①增加光合作用能力，增强生存斗争能力　②如右框内所示　(2)①两对等位基因位于一对同源染色体上　②2　③测交　绿色叶脉茎秆不甜植株∶褐色叶脉茎秆甜植株＝1∶1(其他答案合理也可)

[真题集训——验能力]
1．(2017·全国卷Ⅲ)下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是(　　)
A．两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同
B．某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的
C．O型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的
D．高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的
解析：选D　生物的性状受遗传因素和环境的共同影响，两个人的身高不同，基因型可能相同，也可能不同；绿色幼苗在黑暗中变黄，是因为缺光无法合成叶绿素，是由环境因素造成的；O型血夫妇基因型均为ii，两者均为纯合子，所以后代基因型仍然为ii，表现为O型血，这是由遗传因素决定的；高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明高茎豌豆亲本是杂合子，子代出现性状分离，这是由遗传因素决定的。
2．(2015·海南高考)下列叙述正确的是(　　)
A．孟德尔定律支持融合遗传的观点
B．孟德尔定律描述的过程发生在有丝分裂中
C．按照孟德尔定律，AaBbCcDd个体自交，子代基因型有16种
D．按照孟德尔定律，对AaBbCc个体进行测交，测交子代基因型有8种
解析：选D　孟德尔定律的前提是遗传因子独立存在，不相互融合；孟德尔定律描述的过程发生在减数分裂中；按照孟德尔定律，AaBbCcDd个体自交，子代基因型有3×3×3×3＝81种；按照孟德尔定律，对AaBbCc个体进行测交，测交子代基因型有2×2×2＝8种。
3．(2016·全国卷Ⅱ)某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状，各由一对等位基因控制(前者用D、d表示，后者用F、f表示)，且独立遗传。利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交，实验结果如下：

回答下列问题：
(1)果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为________，果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为________。
(2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为________________________。
(3)若无毛黄肉B自交，理论上，下一代的表现型及比例为________________________。
(4)若实验3中的子代自交，理论上，下一代的表现型及比例为________________________________________________________________________。
(5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有__________________________。
解析：(1)由实验3有毛白肉A与无毛黄肉C杂交的子代都是有毛黄肉，可判断果皮有毛对无毛为显性性状，果肉黄色对白色为显性性状。(2)依据性状与基因的显隐性对应关系，可确定有毛白肉A的基因型是D_ff，无毛黄肉B的基因型是ddF_，因有毛白肉A和无毛黄肉B的子代果皮都表现为有毛，则有毛白肉A的基因型是DDff；又因有毛白肉A和无毛黄肉B的子代黄肉∶白肉为1∶1，则无毛黄肉B的基因型是ddFf；由有毛白肉A(DDff)与无毛黄肉C(ddF_)的子代全部为有毛黄肉可以推测，无毛黄肉C的基因型为ddFF。(3)无毛黄肉B(ddFf)自交后代的基因型为ddFF∶ddFf∶ddff＝1∶2∶1，故后代表现型及比例为无毛黄肉∶无毛白肉＝3∶1。(4)实验3中亲代的基因型是DDff和ddFF，子代为有毛黄肉，基因型为DdFf，其自交后代表现型为有毛黄肉(9D_F_)∶有毛白肉(3D_ff)∶无毛黄肉(3ddF_)∶无毛白肉(1ddff)＝9∶3∶3∶1。(5)实验2中无毛黄肉B(ddFf)与无毛黄肉C(ddFF)杂交，子代无毛黄肉的基因型为ddFF和ddFf。
答案：(1)有毛　黄肉　(2)DDff、ddFf、ddFF　(3)无毛黄肉∶无毛白肉＝3∶1　(4)有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉＝9∶3∶3∶1　(5)ddFF、ddFf
4．(2015·福建高考)鳟鱼的眼球颜色和体表颜色分别由两对等位基因A、a和B、b控制。现以红眼黄体鳟鱼和黑眼黑体鳟鱼为亲本，进行杂交实验，正交和反交结果相同。实验结果如下图所示。请回答：

(1)在鳟鱼体表颜色性状中，显性性状是________。亲本中的红眼黄体鳟鱼的基因型是________。
(2)已知这两对等位基因的遗传符合自由组合定律，理论上F2还应该出现________性状的个体，但实际并未出现，推测其原因可能是基因型为________的个体本应该表现出该性状，却表现出黑眼黑体的性状。
(3)为验证(2)中的推测，用亲本中的红眼黄体个体分别与F2中黑眼黑体个体杂交，统计每一个杂交组合的后代性状及比例。只要其中有一个杂交组合的后代________，则该推测成立。
(4)三倍体黑眼黄体鳟鱼具有优良的品质。科研人员以亲本中的黑眼黑体鳟鱼为父本，以亲本中的红眼黄体鳟鱼为母本，进行人工授精。用热休克法抑制受精后的次级卵母细胞排出极体，受精卵最终发育成三倍体黑眼黄体鳟鱼，其基因型是________。由于三倍体鳟鱼________，导致其高度不育，因此每批次鱼苗均需重新育种。
解析：(1)由题图可知，亲本红眼与黑眼杂交，F1全为黑眼，说明黑眼为显性性状；黑体和黄体杂交，F1全是黄体，说明黄体为显性性状。亲本基因型为aaBB(红眼黄体)和AAbb(黑眼黑体)。(2)根据基因的自由组合定律，F2中理论上应为9黑眼黄体(A_B_)∶3红眼黄体(aaB_)∶3黑眼黑体(A_bb)∶1红眼黑体(aabb)，F2还应该出现红眼黑体类型，但F2中没有出现该性状，原因可能是基因型为aabb的个体没有表现该性状，而是表现出了黑眼黑体的性状。(3)亲本中的红眼黄体与F2中的黑眼黑体杂交：aaBB×aabb和aaBB×A_bb，前一个杂交组合后代全是红眼黄体，后一个杂交组合后代有黑眼黄体和红眼黄体，若某一杂交组合的后代全是红眼黄体，则说明其杂交类型为aaBB×aabb，即该杂交组合中的黑眼黑体个体的基因型为aabb。(4)亲本中的父本产生的精子的基因型为Ab，母本产生的卵细胞的基因型为aB。若抑制受精后的次级卵母细胞排出极体，则形成的受精卵的基因型为AaaBBb。三倍体鳟鱼减数分裂时同源染色体不能两两配对，联会紊乱，所以不能产生正常的配子，导致其高度不育。
答案：(1)黄体(或黄色)　aaBB　(2)红眼黑体　aabb
(3)全部为红眼黄体　(4)AaaBBb　不能进行正常的减数分裂，难以产生正常配子(或在减数分裂过程中，染色体联会紊乱，难以产生正常配子)
5．(2015·天津高考)白粉菌和条锈菌能分别导致小麦感白粉病和条锈病，引起减产。采用适宜播种方式可控制感病程度。下表是株高和株型相近的小麦A、B两品种在不同播种方式下的试验结果。
试验编号
播种方式
植株密度
(×106株/公顷)
白粉病
感染程度
条锈病
感染程度
单位面
积产量
A品种
B品种
Ⅰ
单播
4
0
－
＋＋＋
＋
Ⅱ
单播
2
0
－
＋＋
＋
Ⅲ
混播
2
2
＋
＋
＋＋＋
Ⅳ
单播
0
4
＋＋＋
－
＋
Ⅴ
单播
0
2
＋＋
－
＋＋
注：“＋”的数目表示感染程度或产量高低；“－”表示未感染。
据表回答：
(1)抗白粉病的小麦品种是________，判断依据是__________________________
________________________________________________________________________。
(2)设计Ⅳ、Ⅴ两组试验，可探究____________________________________。
(3)Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ三组相比，第Ⅲ组产量最高，原因是_____________________________
________________________________________________________________________。
(4)小麦抗条锈病性状由基因T/t控制，抗白粉病性状由基因R/r控制，两对等位基因位于非同源染色体上。以A、B品种的植株为亲本，取其F2中的甲、乙、丙单株自交，收获籽粒并分别播种于不同处理的试验小区中，统计各区F3中的无病植株比例。结果如下表。
　试验处理
F3无病植株的比例(%)
F2植株
无菌水
以条锈菌进行感染
以白粉菌进行感染
以条锈菌＋白粉菌进行双感染　
甲
100
25
0
0
乙
100
100
75
75
丙
100
25
75
？

据表推测，甲的基因型是________，乙的基因型是________，双菌感染后丙的子代中无病植株的比例为________。
解析：(1)根据试验Ⅰ、Ⅱ单播A品种，感染条锈病而未感染白粉病，可证明A品种具有抗白粉病的性状。(2)试验Ⅳ、Ⅴ相比，自变量为植株密度，因变量为白粉病感染程度和单位面积产量，所以两者对照可探究植株密度对B品种小麦感病程度及产量的影响。(3)由表可知Ⅲ组为A、B品种小麦混播，其感病程度最低，产量最高。(4)由表中F3无病植株的比例数据可知：甲自交后代中抗条锈病个体占25%，乙自交后代中抗白粉病的个体占75%，可说明抗条锈病为隐性性状，抗白粉病为显性性状。依据甲自交后代抗白粉病个体比例为0，抗条锈病个体比例为25%，可推测甲的基因型为Ttrr。依据乙自交后代抗条锈病个体比例为100%，抗白粉病个体比例为75%，可推测乙的基因型为ttRr。根据丙自交后代中抗条锈病个体占25%，抗白粉病个体占75%，可知丙的基因型为TtRr，其自交后代中无病植株即基因型为ttR_的植株占3/16，即18.75%。
答案：(1)A　Ⅰ、Ⅱ组小麦未感染白粉病　(2)植株密度对B品种小麦感病程度及产量的影响　(3)混播后小麦感病程度下降　(4)Ttrr　ttRr　18.75%(或3/16)

[课下检测——查缺漏]
一、选择题
1．某种动物的毛色有黑色、灰色、白色三种，由两对等位基因(A、a和B、b)控制。现让该种动物的两黑色雌雄个体经过多代杂交，统计所有后代的性状表现，得到如下结果：黑色个体63只，灰色个体43只，白色个体7只，下列说法错误的是(　　)
A．两黑色亲本的基因型都是AaBb
B．后代黑色个体中约有7只个体为纯合子
C．可以确定控制毛色性状的两对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律
D．后代灰色和白色个体中均有杂合子
解析：选D　杂交后代中黑色、灰色、白色个体的比例约为9∶6∶1，由此可知，两亲本的基因型一定都为AaBb，两对等位基因的遗传遵循基因自由组合定律；后代黑色个体中有1/9的个体为纯合子，即约有7只个体为纯合子；白色个体中没有杂合子。
2．据下图能得出的结论是(　　)

A．乙个体自交后代会出现3种表现型，比例为1∶2∶1
B．丁图个体减数分裂时可以恰当地揭示孟德尔自由组合定律的实质
C．孟德尔用丙YyRr自交，其子代分离比表现为9∶3∶3∶1，这属于假说—演绎的验证假说阶段
D．孟德尔用假说—演绎法揭示基因分离定律时，可以选甲、乙、丙、丁为材料
解析：选D　乙个体YYRr自交，后代会出现2种表现型，比例为3∶1；丁图个体有2对基因是杂合的，但这2对基因位于同一对同源染色体上，所以减数分裂时不能恰当地揭示孟德尔自由组合定律的实质；孟德尔用YyRr与yyrr测交，其子代分离比表现为1∶1∶1∶1，这属于验证阶段；甲、乙、丙、丁中都至少含有一对等位基因，因此揭示基因分离定律时，可以选甲、乙、丙、丁为材料。
3．(2018·衡水二调)豌豆灰种皮(G)对白种皮(g)为显性，黄子叶(Y)对绿子叶(y)为显性，两对基因独立遗传。现将基因型为GGyy与ggYY的豌豆植株杂交，再让F1自交得F2。下列相关结论，错误的是(　　)
A．F1植株上所结的种子，种皮细胞的基因组成是GgYy
B．F1植株上所结的种子，子叶颜色的分离比为1∶3
C．若F2自交，F2植株上所结的种子，种皮颜色的分离比为5∶3
D．若F2自交，F2植株上所结的种子，灰种皮绿子叶与白种皮黄子叶的比为9∶5
解析：选C　F1植株上所结种子的种皮是母本的珠被发育来的，基因型与母本相同，故种皮基因型为GgYy；Yy自交后代基因型及比例YY∶Yy∶yy＝1∶2∶1，所以子叶的颜色是黄色∶绿色＝3∶1；F2植株所结种子种皮颜色分离比为3∶1; F2自交，F2所结种子灰种皮绿子叶与白种皮黄子叶比为9∶5。
4．(2018·保定一模)某植物正常株开两性花，且有只开雄花和只开雌花的两种突变型植株。取纯合雌株和纯合雄株杂交，F1全为正常株，F1自交所得F2中正常株∶雄株∶雌株＝9∶3∶4。下列推测不合理的是(　　)
A．该植物的性别由位于非同源染色体上的两对基因决定
B．雌株和雄株两种突变型都是正常株隐性突变的结果
C．F1正常株测交后代表现为正常株∶雄株∶雌株＝1∶1∶2
D．F2中纯合子测交后代表现为正常株∶雄株∶雌株＝2∶1∶1
解析：选D　若基因用A、a和B、b表示，由题干可知，F1自交所得F2中正常株∶雄株∶雌株＝9∶3∶4＝9∶3∶(3＋1)，则F1基因型为AaBb，双亲为AAbb和aaBB，符合基因的自由组合定律；F1正常株测交后代为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶1∶1∶1，表现型为正常株∶雄株∶雌株＝1∶1∶2；F2中纯合子有AABB、AAbb、aaBB、aabb，测交后代分别为AaBb、Aabb、aaBb、aabb，表现型为正常株∶雄株∶雌株＝1∶1∶2。
5．(2017·宜春二模)在孟德尔两对相对性状的实验中，用纯合的黄色圆粒和绿色皱粒豌豆作亲本杂交得F1，F1全为黄色圆粒，F1自交得F2。在F2中，①用绿色皱粒人工传粉给黄色圆粒豌豆，②用绿色圆粒人工传粉给黄色圆粒豌豆，③让黄色圆粒自交，三种情况独立进行实验，则子代的表现型比例分别为(　　)
A．①4∶2∶2∶1　②15∶8∶3∶1　③64∶8∶8∶1
B．①3∶3∶1∶1　②4∶2∶2∶1　 ③25∶5∶5∶1
C．①1∶1∶1∶1　②6∶3∶2∶1　 ③16∶8∶2∶1
D．①4∶2∶2∶1　②16∶8∶2∶1　③25∶5∶5∶1
解析：选D　用纯合的黄色圆粒和绿色皱粒豌豆作亲本杂交得F1，F1全为黄色圆粒，可见黄色圆粒为显性性状。若用A表示黄色基因，B表示圆粒基因，则F2中黄色圆粒豌豆基因型有4种，AABB∶AaBb∶AaBB∶AABb＝1∶4∶2∶2，减数分裂产生配子比例为AB∶Ab∶aB∶ab＝4∶2∶2∶1，则①用绿色皱粒人工传粉给黄色圆粒豌豆，②用绿色圆粒人工传粉给黄色圆粒豌豆，③让黄色圆粒自交，三种情况独立进行实验，子代的表现型比例分别为①4∶2∶2∶1；②16∶8∶2∶1；③25∶5∶5∶1。
6．某植物叶形的宽叶和窄叶是一对相对性状，用纯合的宽叶植株与窄叶植株进行杂交，如下表(相关基因用A、a；B、b；C、c……表示)。下列相关叙述错误的是(　　)

母本
父本
子一代
子二代
杂交组合一
宽叶
窄叶
宽叶
宽叶∶窄叶＝3∶1
杂交组合二
宽叶
窄叶
宽叶
宽叶∶窄叶＝15∶1
杂交组合三
宽叶
窄叶
宽叶
宽叶∶窄叶＝63∶1
A．该植物的叶形至少受三对等位基因控制
B．只要含有显性基因该植株的表现型即为宽叶
C．杂交组合一亲本的基因型可能是AABBcc、aaBBcc
D．杂交组合三的子二代宽叶植株的基因型有26种
解析：选C　由表格信息可知，宽叶植株与窄叶植株杂交，子一代都是宽叶，说明宽叶是显性性状。杂交组合一，子二代窄叶植株所占的比例是1/4，说明符合一对杂合子自交实验结果；杂交组合二，子二代窄叶植株所占的比例是1/16，说明符合两对杂合子自交实验结果；杂交组合三，子二代窄叶植株所占的比例是1/64，说明符合三对杂合子自交实验结果，因此该植物的宽叶和窄叶性状至少由三对等位基因控制，且三对等位基因在遗传过程中遵循自由组合定律，隐性纯合子表现为窄叶，其他都表现为宽叶。杂交组合三子一代的基因型是AaBbCc，子二代的基因型有3×3×3＝27(种)，其中基因型为aabbcc的植株表现为窄叶，因此杂交组合三的子二代宽叶植株的基因型有26种。
7．柑橘的果皮色泽同时受多对等位基因控制(如A、a；B、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……)为红色，当个体的基因型中每对等位基因都不含显性基因时(即aabbcc……)为黄色，否则为橙色。现有三株柑橘进行如下甲、乙两组杂交实验：
实验甲：红色×黄色→红色∶橙色∶黄色＝1∶6∶1
实验乙：橙色×红色→红色∶橙色∶黄色＝3∶12∶1
据此分析错误的是(　　)
A．果皮的色泽受3对等位基因的控制
B．实验甲亲、子代中红色植株基因型相同
C．实验乙橙色亲本有4种可能的基因型
D．实验乙的子代中，橙色个体有9种基因型
解析：选C　依题意和实验甲的结果“子代红色、黄色分别占1/8、1/8”可推知：果皮的色泽受3对等位基因的控制，实验甲亲、子代红色植株基因型为AaBbCc，亲代黄色植株的基因型为aabbcc；实验乙的子代中，红色、橙色、黄色分别占3/16、3/4、1/16，说明相应的橙色亲本有3种可能的基因型：Aabbcc、aaBbcc、aabbCc；实验乙的子代中，共有12种基因型，其中红色的有2种，黄色的有1种，则橙色个体有9种基因型。
8．(2018·黔东南四校模拟)凤仙花的花瓣由单瓣和重瓣两种，由一对等位基因控制，且单瓣对重瓣为显性，在开花时含有显性基因的精子不育而含隐性基因的精子可育，卵细胞不论含显性还是隐性基因都可育。现取自然情况下多株单瓣凤仙花自交得F1，则对F1中单瓣与重瓣的比值分析正确的是(　　)
A．单瓣与重瓣的比值为3∶1
B．单瓣与重瓣的比值为1∶1
C．单瓣与重瓣的比值为2∶1
D．单瓣与重瓣的比值无规律
解析：选B　由题意可知，由于无法产生含A的精子，故单瓣凤仙花的基因型为Aa，多株单瓣凤仙花自交得F1，其中雄性亲本只能产生a一种精子，雌性亲本可产生A和a两种卵细胞，故后代基因型为1Aa、1aa，表现型比例为单瓣与重瓣的比值为1∶1。
9．某种动物的眼色由两对独立遗传的等位基因(A、a和B、b)控制，具体控制关系如图。相关叙述正确的是(　　)

A．A基因正常表达时，以任一链为模板转录和翻译产生酶A
B．B基因上可结合多个核糖体，以提高酶B的合成效率
C．该动物群体中无色眼的基因型只有1种，猩红色眼对应的基因型有4种
D．若一对无色眼亲本所形成的受精卵中基因a突然变成了基因A，或基因b突然变成了基因B，则发育成的子代为深红色眼
解析：选C　A基因正常表达时，以非编码链为模板转录形成mRNA，以mRNA为模板翻译产生酶A；以B基因的一条链为模板，转录出的mRNA可结合多个核糖体，以提高酶B的合成效率；分析图示可知：无色眼没有酶A和酶B，为无色底物，缺乏A基因和B基因，基因型只有aabb这1种，猩红色眼有A基因控制合成的酶A或B基因控制合成的酶B，因此对应的基因型有4种，分别为AAbb、Aabb、aaBB、aaBb；若一对无色眼亲本(aabb)所形成的受精卵中基因a或b发生突变，发育成的子代的基因型为Aabb或aaBb，表现为猩红色眼。
10．(2018·深圳一模)果蝇的长翅和残翅由一对等位基因控制，灰身和黑身由另一对等位基因控制。一对长翅灰身果蝇杂交的子代中出现了残翅雌果蝇，雄果蝇中的黑身个体占1/4。不考虑变异的情况下，下列推理合理的是(　　)
A．两对基因位于同一对染色体上
B．两对基因都位于常染色体上
C．子代不会出现残翅黑身雌果蝇
D．亲本雌蝇只含一种隐性基因
解析：选B　由亲代长翅灰身果蝇杂交产生的子代中出现残翅和黑身果蝇判断，长翅对残翅为显性，灰身对黑身为显性。子代中出现了残翅雌果蝇，说明控制该性状基因位于常染色体上(若位于X染色体上，则雌果蝇应该全为长翅)；雄果蝇中的黑身个体占1/4，说明控制该性状基因位于常染色体上(若位于X染色体上，则雄果蝇中的黑身个体占1/2)，所以两个亲本都为杂合子，含有两个隐性基因；若两对基因位于一对同源染色体上或者两对同源染色体上，则子代都能出现上述结果；若亲本中两对基因位于两对同源染色体上，或者两个显性基因位于同源染色体的一条染色体上，两个隐性基因位于另一条染色体上，子代都可能出现残翅黑身雌果蝇。
11．(2018·唐山调研)某哺乳动物棒状尾(A)对正常尾(a)为显性；黄色毛(Y)对白色毛(y)为显性，但是雌性个体无论毛色基因型如何，均表现为白色毛。两对基因均位于常染色体上并遵循基因的自由组合定律。下列叙述正确的是(　　)
A．A与a、Y与y两对等位基因位于同一对同源染色体上
B．若想依据子代的表现型判断出性别能满足要求的交配组合有两组
C．基因型为Yy的雌雄个体杂交，子代黄色毛和白色毛的比例为3∶5
D．若黄色与白色两个体交配，生出一只白色雄性个体，则母本的基因型是Yy
解析：选C　由控制两对性状的基因遵循自由组合定律可知，这两对基因分别位于两对同源染色体上；若想依据子代的表现型判断出性别，只有YY×yy这一组杂交组合；基因型为Yy的雌雄个体杂交，F1基因型为1YY、2Yy、1yy，雄性中黄色毛∶白色毛＝3∶1，雌性全为白色毛，故子代黄色毛和白色毛的比例为3∶5；当亲本的杂交组合为♂Yy×♀yy时，也可生出白色雄性(yy)个体。
12．(2018·宣城调研)甲、乙、丙三种植物的花色遗传均受两对具有完全显隐性关系的等位基因控制，且两对等位基因独立遗传。白色前体物质在相关酶的催化下形成不同色素，使花瓣表现相应的颜色，不含色素的花瓣表现为白色。色素代谢途径如图。据图分析下列叙述错误的是(　　)
甲种植物
　
乙种植物

丙种植物

A．基因型为Aabb的甲植株开红色花，测交后代为红花∶白花≈1∶1
B．基因型为ccDD的乙种植株，由于缺少蓝色素D基因必定不能表达
C．基因型为EEFF的丙种植株中，E基因不能正常表达
D．基因型为EeFf的丙植株，自交后代为白花∶黄花≈13∶3
解析：选B　分析图示可知，在甲种植物中，A_B_、aaB_和A_bb均开红花，aabb开白花，因此基因型为Aabb的植株，测交后代为红花(Aabb)∶白花(aabb)≈1∶1；基因型为ccDD的乙种植株，由于缺少C基因而不能合成蓝色素，但D基因仍可表达；在丙植株中，E基因的表达离不开f基因的表达产物f酶的催化，因此基因型为EEFF的植株缺少f基因，E基因不能正常表达；基因型为EeFf的丙植株自交，产生的子一代的基因型及比例为E_F_∶E_ff∶eeF_∶eeff＝9∶3∶3∶1，E_ff能合成黄色素，含F基因的植株抑制E基因的表达，只有E_ff的植株表现为黄花，所以白花∶黄花≈13∶3。
二、非选择题
13．(2018·惠州调研)某严格闭花受粉植物，其花色黄色(Y)对绿色(y)为显性，种子圆粒(R)对皱粒(r)为显性。有人用黄色圆粒和绿色圆粒的两亲本进行杂交，实验结果(F1)为897黄色圆粒∶902绿色圆粒∶298黄色皱粒∶305绿色皱粒，请回答以下问题：
(1)根据F1推测Y、y和R、r两对等位基因位于________(选填“同源”或“非同源”)染色体上；两亲本的基因型为：黄色圆粒________，绿色圆粒________。
(2)让F1中所有绿色圆粒植株自然生长结实(假设结实率、成活率等均相同)，理论上其F2的表现型及数量比为____________________________。
(3)该植物中，抗病和感病由另一对等位基因控制，但未知其显隐关系。现分别有1株抗病(甲)和感病(乙)植株(甲、乙是否为纯合子未知)，请利用以上植株，探究抗病和感病的显隐关系，简要写出实验思路并对实验结果进行分析。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由题意可知，F1中黄色(Y_)∶绿色(yy)＝1∶1，圆粒(R_)∶皱粒(rr)＝3∶1，所以亲本基因型为YyRr和yyRr。(2)让F1中所有绿色圆粒植株(1/3yyRR、2/3yyRr)自然生长结实，理论上F2的表现型及数量比为(1/3＋2/3×1/4)yyRR∶(2/3×1/2)yyRr∶(2/3×1/4)yyrr＝(1/2yyRR＋1/3 yyRr)绿色圆粒∶1/6yyrr 绿色皱粒＝5∶1。(3)判断显、隐性状的一般方法：①确定显隐性性状时首选自交，看其后代有无性状分离，若有则亲本的性状为显性性状。②其次，让具有相对性状的两亲本杂交，看后代的表现型，若后代表现一种亲本性状，则此性状为显性性状。③考虑各种情况，设定基因来探究后代的表现型是否符合题意来确定性状的显隐性。
答案：(1)非同源　YyRr　yyRr
(2)绿色圆粒(或绿圆)∶绿色皱粒(或绿皱)＝5∶1
(3)答案一：将抗病(或甲)和感病(或乙)植株进行自交，如果某植株后代出现性状分离，则该植株具有的性状(或表现型)为显性性状；如果自交后代都不出现性状分离，则将两株植株(或甲、乙)的自交后代进行杂交，杂交后代表现出来的性状(或表现型)即为显性性状
答案二：将抗病(或甲)和感病(或乙)植株进行杂交，如果后代只表现一种性状(或表现型)，则该性状(或表现型)即为显性性状；如果出现两种性状(或表现型)，则将杂交后代进行自交，出现性状分离的植株的性状(或表现型)即为显性性状
14．果蝇眼色由A、a和B、b两对位于常染色体上的等位基因控制，基因A控制色素形成，基因B决定红色，基因b决定粉色；当基因A不存在时，果蝇眼色表现为白色。为了研究这两对等位基因的分布情况，某科研小组进行了杂交实验，选取一对红眼(AaBb)雌雄个体进行交配，统计结果。据此回答下列问题(不考虑基因突变和交叉互换)：
(1)如果子代表现型及比例为红色∶白色∶粉色＝____________，则这两对等位基因的遗传符合自由组合定律，表现型为白眼的果蝇中，纯合子的基因型为____________。选择子代粉色眼雌雄个体自由交配，所产生后代的表现型及比例为________________。
(2)如果子代的表现型及比例为红∶粉∶白＝2∶1∶1，则这两对等位基因的分布情况可以为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若这两对等位基因的遗传符合自由组合定律，取亲本果蝇(AaBb)进行测交，则后代的表现型及比例为________。
解析：(1)红眼(AaBb)雌雄个体进行相互交配，如果符合自由组合定律，则亲本能够产生四种等比例配子，雌雄配子随机结合后应该能够产生红色、白色、粉色三种表现型的个体，且比例为9∶4∶3。白眼果蝇的基因型为aaBb、aaBB、aabb，其中纯合子的基因型为aaBB、aabb。子代粉色眼果蝇的基因型为1/3AAbb、2/3Aabb，其自由交配所产生的后代表现型及比例为粉色∶白色＝8∶1。(2)红眼(AaBb)雌雄个体进行相互交配，如果子代的表现型及比例为红∶粉∶白＝2∶1∶1，说明这两对等位基因的遗传不符合自由组合定律，通过子代的表现型及比例可推知这两对等位基因位于一对常染色体上，具体分布情况有两种：一种情况是一只果蝇基因A与基因b在一条染色体上，基因a与基因B在一条染色体上，另一只果蝇基因A与基因B在一条染色体上，基因a与基因b在一条染色体上；另一种情况是两只果蝇均是基因A与基因b在一条染色体上，基因a与基因B在一条染色体上。(3)若这两对等位基因的遗传符合自由组合定律，取亲本果蝇(AaBb)与基因型为aabb的果蝇进行测交，后代表现型及比例为红色∶白色∶粉色＝1∶2∶1。
答案：(1)9∶4∶3　aaBB、aabb　粉色∶白色＝8∶1
(2)A、a和B、b位于一对常染色体上，且一只果蝇基因A与基因b在一条染色体上，基因a与基因B在一条染色体上；另一只果蝇基因A与基因B在一条染色体上，基因a与基因b在一条染色体上(或A、a和B、b位于一对常染色体上，且两只果蝇均是基因A与基因b在一条染色体上，基因a与基因B在一条染色体上)　(3)红色∶白色∶粉色＝1∶2∶1
15．某植物种子的颜色有黄色和绿色之分，受多对独立遗传的等位基因控制。现有两个绿色种子的纯合品系，定为X、Y。让X、Y分别与一纯合的黄色种子的植物杂交，在每个杂交组合中，F1都是黄色，再自花受粉产生F2，每个组合的F2分离如下：
X：产生的F2,27黄∶37绿
Y：产生的F2,27黄∶21绿
回答下列问题：
(1)根据上述哪个品系的实验结果，可初步推断该植物种子的颜色至少受三对等位基因控制？请说明判断的理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)请从上述实验中选择合适的材料，设计一代杂交实验证明推断的正确性。(要求：写出实验方案，并预测实验结果)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)纯合绿色种子与纯合黄色种子植物杂交，F1都是黄色，表明黄色对绿色为显性。X品系产生的 F2中，黄色占27/64＝(3/4)3 ，表明F1中有三对基因是杂合的，三对基因均为显性时呈黄色，其余呈绿色，X与亲本黄色之间有三对等位基因存在差异。(2)要验证上述判断的正确性，可设计测交实验，即取与X杂交形成的F1(三对基因是杂合的)与X品系杂交，若后代中黄色占(1/2)3＝1/8，黄色∶绿色＝1∶7，则上述判断正确。
答案：(1)X品系　F1都是黄色，表明黄色对绿色为显性。X品系产生的F2中，黄色占27/64＝(3/4)3 ，表明F1中有三对基因是杂合的，X与亲本黄色之间有三对等位基因存在差异(其他合理答案也可)　(2)取与X杂交形成的F1，与X品系杂交，后代中将出现黄色与绿色两种表现型，且比例为1∶7
第三讲基因在染色体上和伴性遗传
知识体系——定内容
核心素养——定能力

生命观念
通过基因在染色体上与伴性遗传特点分析，从分子水平、细胞水平阐述生命的延续性，建立起进化与适应的观点
理性思维
通过对伴性遗传规律和解答遗传系谱图方法的归纳总结，培养归纳与概括、推理和逻辑分析能力

[基础知识·系统化]
知识点一　基因在染色体上的假说与证据

知识点二　伴性遗传及其特点

[基本技能·问题化]
1．判断下列有关基因在染色体上的假说与证据叙述的正误
(1)基因在染色体上的提出者是萨顿，证明者是摩尔根(√)
(2)萨顿利用假说—演绎法，推测基因位于染色体上，且基因都位于染色体上(×)
(3)非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合说明核基因和染色体行为存在平行关系(√)
(4)摩尔根利用假说—演绎法，证明控制果蝇红、白眼的基因位于X染色体上(√)
(5)染色体和基因并不是一一对应关系，一条染色体上含有很多基因(√)
(6)性染色体上的基因都与性别决定有关(×)
2．连线完成伴性遗传的类型、实例及特点

3．观察下列三个果蝇遗传图解，请分析

上述三个实验均属于测交实验，哪个实验验证假说最为关键？
提示：丙图所示的测交实验最为关键。
4．孟德尔发现遗传定律，萨顿提出基因位于染色体上，摩尔根证明基因位于染色体上采用的科学研究方法分别是什么？
提示：采用的科学方法分别是假说—演绎法、类比推理法、假说—演绎法。

考点一基因在染色体上与伴性遗传

1．类比推理法与假说—演绎法的比较
项目
假说—演绎法
类比推理法
原理
在提出问题、作出假设的基础上演绎推理并设计实验得出结论
将未知的和已知的做比较，根据惊人的一致性推理并得到结论
结论
具有逻辑必然性，是科学结论，一定正确
不具有逻辑必然性，仅是假说，不一定正确
实例
孟德尔发现两大定律；摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因在染色体上
萨顿假说：根据基因和染色体存在着明显的平行关系推出基因在染色体上

2．性染色体决定性别的类型
类型
XY型
ZW型
性别
雌
雄
雌
雄
体细胞染色体组成
2A＋XX
2A＋XY
2A＋ZW
2A＋ZZ
性细胞染色体组成
A＋X
A＋X、A＋Y
A＋Z、A＋W
A＋Z
实例
人等大部分动物
鳞翅目昆虫、鸟类
(1)性别决定只出现在雌雄异体的生物中，雌雄同体生物不存在性别决定问题。
(2)XY型、ZW型是指决定性别的染色体而不是基因型，但性别相当于一对相对性状，其传递遵循分离定律。
(3)性别决定后的分化发育过程受环境的影响。
(4)自然界还存在其他类型的性别决定。如染色体倍数决定性别(如蜜蜂等)，环境因子(如温度等)决定性别等。
[对点落实]
1．(2018·湖南八校联考)下列有关性别决定的叙述，正确的是(　　)
A．含X染色体的配子数∶含Y染色体的配子数＝1∶1
B．XY型性别决定的生物，Y染色体都比X染色体短小
C．含X染色体的精子和含Y染色体的精子数量相等
D．各种生物细胞中的染色体都可分为性染色体和常染色体
解析：选C　含X染色体的精子和含Y染色体的精子数量相等；含X染色体的配子数(含X染色体的精子＋卵细胞)多于含Y染色体的配子数(卵细胞中不含Y染色体)；果蝇是XY型性别决定，其Y染色体比X染色体大；无性别区分的生物体内没有性染色体。
2．鸡的性别决定方式属于ZW型，现有一只纯种雌性芦花鸡与一只纯种雄性非芦花鸡交配多次，F1中雄性均为芦花性状，雌性均为非芦花性状。据此推测错误的是(　　)
A．控制芦花和非芦花性状的基因在Z染色体上，而不可能在W染色体上
B．雄鸡中芦花鸡的比例比雌鸡中的相应比例大
C．让F1中的雌雄鸡自由交配，产生的F2中表现型雄鸡有一种，雌鸡有两种
D．将F2中的芦花鸡雌雄交配，产生的F3中芦花鸡占3/4
答案：C

1．辨析X、Y染色体同源区段与非同源区段
(1)正确区分X、Y染色体同源区段基因的遗传：

①在X、Y的同源区段，基因是成对的，存在等位基因，而非同源区段则相互不存在等位基因。
②X、Y染色体同源区段基因的遗传与常染色体上基因的遗传相似，但也有差别，如：

(2)正确区分X、Y染色体非同源区段基因的遗传：
基因的位置
Y染色体非同源区段基因的传递规律
X染色体非同源区段基因的传递规律
隐性基因
显性基因
模型图解



判断依据
父传子、子传孙，具有世代遗传连续性
双亲正常子病；母病子必病，女病父必病
子正常双亲病；父病女必病，子病母必病
规律
没有显隐性之分，患者全为男性，女性全部正常
男性患者多于女性患者；具有隔代交叉遗传现象
女性患者多于男性患者；具有连续遗传现象
举例
人类外耳道多毛症
人类红绿色盲症、血友病
抗维生素D佝偻病

2．明辨伴性遗传中基因型和表现型的两个书写误区
(1)在基因型的书写中，常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上，性染色体上的基因则需将性染色体及其上基因一同写出，如XBY。一般常染色体上的基因写在前，性染色体及其上基因写在后，如DdXBXb。
(2)在表现型的书写中，对于常染色体遗传不需要带入性别；对于伴性遗传则既要描述性状的显隐性，又要将性别一同带入。
[对点落实]
3.(2018·浦东新区质检)人类性染色体上存在着同源区(Ⅱ)和非同源区(Ⅰ、Ⅲ)，如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A．Ⅰ片段上隐性基因控制的遗传病患者男性明显多于女性
B．Ⅱ片段上的基因能发生交叉互换
C．Ⅲ片段上基因控制的遗传病患者全为男性
D．性染色体上的所有基因都能控制性别
解析：选D　Ⅰ片段上隐性基因控制的遗传病属于伴X染色体隐性遗传病，该种病的男性患者明显多于女性患者。Ⅱ片段上的基因在X、Y染色体上存在等位基因，即在减数分裂时可能会发生交叉互换。Ⅲ片段上的基因只存在于Y染色体上，因此患者全为男性。性染色体上的基因并不都决定性别，例如X染色体上的色盲基因。
4．果蝇的X、Y染色体(如图)有同源区段(Ⅰ片段)和非同源区段(Ⅱ­1、Ⅱ­2片段)。有关杂交实验的结果如下表。下列对结果的分析错误的是(　　)

组合一
P刚毛(♀)×截毛()→F1全刚毛
组合二
P截毛(♀)×刚毛()→F1刚毛(♀)∶截毛()＝1∶1
组合三
P截毛(♀)×刚毛()→F1截毛(♀)∶刚毛()＝1∶1
A．通过杂交组合一，可直接判断刚毛为显性性状
B．通过杂交组合二、三，可以判断控制该性状的基因位于Ⅱ­1片段上
C．Ⅰ片段上的基因控制的性状在子代中也可能出现性别差异
D．减数分裂过程中，X、Y染色体能通过交叉互换发生基因重组的是Ⅰ片段
解析：选B　根据杂交组合一，亲本是刚毛和截毛，子代全为刚毛，可判断刚毛为显性性状；若控制该性状的基因位于Ⅱ­1片段上，则杂交组合二和杂交组合三后代的表现型及比例应相同，与表格中不符，说明该基因不位于Ⅱ­1片段上，而应位于Ⅰ片段上，由此也说明Ⅰ片段的基因控制的性状在子代中也可能存在性别差异；Ⅰ片段为X、Y染色体的同源区段，在减数分裂过程中能发生交叉互换。
[归纳拓展]　X、Y染色体的来源及传递规律
(1)X1Y中X1来自母亲，Y来自父亲，向下一代传递时，X1只能传给女儿，Y只能传给儿子。
(2)X2X3中X2、X3一条来自父亲，一条来自母亲。向下一代传递时，X2、X3任何一条既可传给女儿，又可传给儿子。
(3)一对染色体组成为X1Y、X2X3的夫妇生两个女儿，则女儿中来自父亲的都为X1，且是相同的；但来自母亲的可能为X2，也可能为X3，不一定相同。
考点二遗传系谱图中性状遗传方式的判断与概率计算

[典型图示]　系谱图中性状遗传方式的判断

[问题设计]
分析上述伴性遗传系谱图，据图回答以下问题：
(1)甲的遗传方式为伴Y染色体遗传。
①主要特点：连续遗传，患者全为男性。
②判断依据：父病，子必病。
(2)乙的遗传方式为伴X染色体隐性遗传。
①主要特点：隔代交叉遗传，患者中男性多于(填“少于”或“多于”)女性。
②判断依据：女病，父、子必病；男正常，母、女必正常。
(3)丙的遗传方式为伴X染色体显性遗传。
①主要特点：连续遗传，患者中女性多于(填“少于”或“多于”)男性。
②判断依据：男病，母、女必病；女正常，父、子必正常。
[对点落实]
1．(2017·海南高考)甲、乙、丙、丁4个系谱图依次反映了a、b、c、d四种遗传病的发病情况，若不考虑基因突变和染色体变异，那么，根据系谱图判断，可排除由X染色体上隐性基因决定的遗传病是(　　)

A．a　　 　 　　　　　　 B．b
C．c D．d
解析：选D　X染色体上隐性基因决定的遗传病，如果女儿患病，父亲一定患病，故丁可以排除。
2．判断下列遗传系谱图中遗传病的遗传方式



(1)图1最可能的遗传方式是______________。
(2)图2最可能的遗传方式是______________。
(3)图3的遗传方式是________________。
(4)图4最可能的遗传方式是______________。
(5)图5的遗传方式是________________。
(6)图6最可能的遗传方式是______________。
解析：图1中男性患者的后代男性都为患者，最可能为伴Y遗传病；图2为隐性遗传病，且女患者的父亲和儿子都患病，最可能为伴X隐性遗传病；图3是隐性遗传病，且女患者的父亲不患病，为常染色体隐性遗传病；图4为显性遗传病，且男患者的母亲和女儿都患病，最可能为伴X显性遗传病；图5是显性遗传病，但有一男患者的女儿不患病，因此是常染色体显性遗传病；图6无法确定显隐性，但据代代有患者，且女患者的母亲和男患者的女儿都患病，患病人数女多于男，故最大可能为伴X显性遗传病。
答案：(1)伴Y遗传　(2)伴X隐性遗传　(3)常染色体隐性遗传　(4)伴X显性遗传　(5)常染色体显性遗传　(6)伴X显性遗传

1．“四步法”分析遗传系谱图
步骤
现象及结论的口诀记忆
图谱特征
第一，排除或确定伴Y遗传
若系谱图中患者全为男性，而且患者后代中男性全为患者，则为伴Y遗传病；若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y遗传

伴Y染色体遗传
第二，确定图谱中遗传病是显性遗传还是隐性遗传
“无中生有”(无病的双亲，所生的孩子中有患者)，则为隐性遗传

可确定基因在常染色体上
“有中生无”(有病的双亲，所生的孩子中出现无病的)，则为显性遗传

可确定基因在常染色体上
第三，确定致病基因位于常染色体上还是位于性染色体上
父病女必病，子病母必病

伴X染色体显性遗传
①双亲有病，女儿正常
②父病女不病或者子病母不病

常染色体显性遗传
①父亲正常儿子有病
②母病子必病，女病父必病

伴X染色体隐性遗传
①双亲正常女儿有病
②母病子不病或女病父不病

常染色体隐性遗传
第四，若系谱图中无上述特征，只能从可能性大小方面推测


2．“男孩患病”与“患病男孩”的计算
(1)由常染色体上的基因控制的遗传病：
①男孩患病概率＝女孩患病概率＝患病孩子概率。
以男孩患病概率为例推理如下：
男孩患病概率＝＝＝患病孩子概率。
②患病男孩概率＝患病女孩概率＝患病孩子概率×。
以患病男孩概率为例推理如下：
患病男孩概率＝＝患病孩子概率×。
(2)由性染色体上的基因控制的遗传病：
①若病名在前、性别在后，则从全部后代(即XX＋XY)中找出患病男(女)，即可求得患病男(女)的概率。
②若性别在前、病名在后，求概率时只考虑相应性别中的发病情况，如男孩患病概率则是指所有男孩即(XY)中患病的男孩占的比例。
综上可知，“男孩患病”和“患病男孩”的概率问题若是在伴性遗传中，则患病与否与性别相联系，因此有别于常染色体遗传。
[对点落实]
3．(2018·焦作一模)有甲、乙两种单基因遗传病，调查发现以下两个家系都有相关患者，遗传系谱如图(已知Ⅰ3不携带乙病致病基因)。下列分析正确的是(　　)

A．甲病致病基因位于X染色体上
B．乙病为常染色体隐性遗传病
C．Ⅱ10的基因型有6种可能
D．若Ⅱ9与Ⅱ10生育一个患甲病的男孩概率为1/18
解析：选D　假设控制甲、乙病的相关基因分别为H、h与T、t。根据系谱图中正常的Ⅰ1和Ⅰ2的后代中有一个女患者Ⅱ6，说明甲病为常染色体隐性遗传；正常的Ⅰ3和Ⅰ4的后代中有一个患者Ⅱ13，说明乙病为隐性遗传病，图中的4个乙病患者都为男性，没有女患者，从发病率上看男性大于女性，且根据题意已知Ⅰ3不携带乙病致病基因，所以乙病为伴X隐性遗传病；正常的Ⅰ3和Ⅰ4的后代中有一个两病都患的Ⅱ13，说明Ⅰ3和Ⅰ4的基因型是HhXTY、HhXTXt，则Ⅱ10的基因型有4种可能；根据两种病的遗传特点，Ⅰ1和Ⅰ2的基因型是HhXTY、HhXTXt，Ⅰ3和Ⅰ4的基因型是HhXTY、HhXTXt，可推出Ⅱ9的基因型是2/3HhXTY，Ⅱ10的基因型是2/3Hh(1/2)XTXt，所以Ⅱ9和Ⅱ10结婚，生育一个患甲病的男孩概率为2/3×2/3×1/4×1/2＝1/18。
4．(2017·江苏高考)人类某遗传病受一对基因(T、t)控制。3个复等位基因IA、IB、i控制ABO血型，位于另一对染色体上。A血型的基因型有IAIA、IAi，B血型的基因型有IBIB、IBi，AB血型的基因型为IAIB，O血型的基因型为ii。两个家系成员的性状表现如图，Ⅱ3和Ⅱ5均为AB血型，Ⅱ4和Ⅱ6均为O血型。请回答下列问题：

(1)该遗传病的遗传方式为______________。Ⅱ2基因型为Tt的概率为________。
(2)Ⅰ5个体有________种可能的血型。Ⅲ1为Tt且表现A血型的概率为________。
(3)如果Ⅲ1与Ⅲ2婚配，则后代为O血型、AB血型的概率分别为________、________。
(4)若Ⅲ1与Ⅲ2生育一个正常女孩，可推测女孩为B血型的概率为________。若该女孩真为B血型，则携带致病基因的概率为________。
解析：(1)由Ⅰ1、Ⅰ2正常而Ⅱ1患病，可知该病为常染色体隐性遗传病。Ⅰ1、Ⅰ2的基因型均为Tt，则Ⅱ2的基因型为1/3TT、2/3Tt。(2)因Ⅱ5为AB血型，基因型为IAIB，则Ⅰ5至少含IA与IB之一，故可能为A血型(IAIA、IAi)、B血型(IBIB、IBi)、AB血型(IAIB)，共3种。Ⅰ1、Ⅰ2的基因型均为Tt，则Ⅱ3的基因型是1/3TT、2/3Tt，产生的配子为2/3 T、1/3 t。Ⅰ3的基因型为tt，则Ⅱ4的基因型是Tt，产生的配子为1/2T、1/2 t，则Ⅲ1为Tt的概率是(2/3×1/2＋1/3×1/2)/(1－1/3×1/2)＝3/5。Ⅱ3的血型(AB型)基因型是IAIB、Ⅱ4的血型(O型)基因型是ii，则Ⅲ1为A血型的概率是1/2，故Ⅲ1为Tt且表现A血型的概率为3/5×1/2＝3/10。(3)由题干信息可推知，Ⅲ1和Ⅲ2的基因型都是1/2 IAi、1/2 IBi，产生的配子都是1/4 IA、1/4 IB、1/2 i，则他们生出O血型孩子的概率是1/2×1/2＝1/4，生出AB血型孩子的概率是1/4×1/4×2＝1/8。(4)Ⅲ1和Ⅲ2生育正常女孩为B血型的概率，等同于Ⅲ1和Ⅲ2生出B血型孩子的概率，由第(3)问可知，Ⅲ1和Ⅲ2产生的配子都是1/4IA、1/4IB、1/2 i，则Ⅲ1和Ⅲ2生出B血型孩子的概率为1/4×1/4＋2×1/4×1/2＝5/16。该正常女孩携带致病基因的概率与该女孩是否为B血型无关，由第(2)问可知Ⅲ1的基因型是3/5Tt、2/5TT(产生的配子为7/10T、3/10t)，Ⅲ2的基因型是1/3TT、2/3Tt(产生的配子为2/3T、1/3t)，则他们生育的正常女孩携带致病基因的概率与生育正常孩子携带致病基因的概率相同，即(7/10×1/3＋3/10×2/3)/(1－3/10×1/3)＝13/27。
答案：(1)常染色体隐性　2/3　(2)3　3/10　(3)1/4　1/8　(4)5/16　13/27
[类题通法]　“程序法”分析遗传系谱图

微专题6
一、伴性遗传中的致死问题
1．配子致死型
某些致死基因可导致雄配子死亡，从而使后代只出现某一性别的子代。所以若后代出现单一性别的问题，应考虑“雄配子致死”问题。如剪秋罗植物叶型遗传：

2．个体致死型
某两种配子结合会导致个体死亡，有胚胎致死、幼年死亡和成年死亡等几种情况。如下图X染色体上隐性基因使雄性个体致死：

[题点突破]
题点(一)　配子致死型
1．(2018·清远模拟)某雌雄异株的草本植物，控制植株绿色和金黄色的基因(A、a)只位于X染色体上。以下是某中学生物研究小组完成的几组杂交实验结果：

下列相关叙述，错误的是(　　)
A．植株绿色对金黄色为显性
B．A和a的遗传符合基因的分离定律
C．第1、2组无雌株最可能的原因是金黄色雄株的Xa型精子不能成活
D．第3组F1中的绿色雌株与绿色雄株杂交，子代中无金黄色植株产生
解析：选D　从第3组亲本都是绿色植株，子代中有金黄色植株出现，可推出绿色对金黄色为显性。A和a的遗传遵循基因的分离定律。第1、2组中无雌株出现，最可能的原因是亲本雄株中含Xa的精子不能成活。第3组的F1中绿色雌株的基因型为XAXA、XAXa，绿色雄株的基因型是XAY，所以它们杂交后代中会有金黄色雄株产生。
2．女娄菜是雌雄异株XY型性别决定的被子植物。女娄菜的宽叶(XB)对窄叶(Xb)是显性。研究发现，窄叶型含Xb的花粉粒死亡。若要证明含Xb的花粉粒死亡，而且子代的表现型都是宽叶型，则应选择的亲本进行杂交组合是(　　)
A．XBXB×XbY　　　　 B．XbXb×XBY
C．XBXb×XbY D．XBXb×XBY
解析：选A　由题意可知，四组亲本中能产生Xb的花粉粒只有A与C组。若含Xb的花粉粒死亡，XBXB×XbY的后代只有XBY，表现型都是宽叶型。而XBXb×XbY的后代有XBY、XbY，表现型有宽叶型、窄叶型两种。
题点(二)　个体致死型
3．将果蝇进行相关处理后，其X染色体上可发生隐性突变、隐性致死突变、隐性不完全致死突变或不发生突变等情况，遗传学家想设计一个实验检测出上述四种情况。实验时，将经相关处理的红眼雄果蝇与野生型纯合红眼雌果蝇交配(B表示红眼基因)，得F1，使F1单对交配，分别饲养，观察F2的分离情况。下列说法错误的是(　　)
A．若为隐性突变，则F2中表现型比例为3∶1，且雄性中有隐性突变体
B．若不发生突变，则F2中表现型为红眼，且雄性中无隐性突变体
C．若为隐性致死突变，则F2中雌∶雄＝1∶2
D．若为隐性不完全致死突变，则F2中雌∶雄介于1∶1和2∶1之间
解析：选C　由题意可得遗传图解如下：

如果其X染色体上发生隐性突变，则X－为Xb，则F2中表现型比例为3∶1，且雄性中有隐性突变体。如果不发生突变，则X－为XB，则F2中表现型为红眼，且雄性中无隐性突变体。如果为隐性致死突变，则X－Y不能存活，F2中雌∶雄＝2∶1。如果为隐性不完全致死突变，X－Y部分存活，则F2中雌∶雄介于1∶1和2∶1之间。
4．人们在野兔中发现了一种使毛色为褐色的基因(T)位于X染色体上。已知没有X染色体的胚胎是致死的。如果褐色的雌兔(染色体组成为XO)与正常灰色(t)雄兔交配，预期子代中褐色兔所占比例和雌、雄之比分别为(　　)
A．3/4与1∶1 B．2/3与2∶1
C．1/2与1∶2 D．1/3与1∶1
解析：选B　由题意可知，雌兔和雄兔的基因型分别为XTO、XtY，两兔交配，其子代基因型分别为 XTXt、XtO、XTY、OY，因没有X染色体的胚胎是致死的，因此子代只有XTXt、XtO、XTY三种基因型的兔，且数量之比为1∶1∶1，子代中XTXt为褐色雌兔，XtO为正常灰色雌兔，XTY为褐色雄兔，故子代中褐色兔占2/3，雌、雄之比为2∶1。
二、遗传系谱图与电泳图谱问题
电泳是利用带电分子或离子所带电荷或相对分子质量不同，在电场中移动距离(或速度)不同的原理分离分子或离子的方法，如等位基因A与a，经限制酶切开后，由于相关片段相对分子质量等差异，在电场中移动距离不同，从而使两种基因得以分离。用该方法可对隐性遗传病患者所在的家系中表现正常的人员进行检测，以确定是否携带有致病基因，从而为预防该遗传病的再次发生提供理论指导。
[题点突破]
5．图甲为某种人类遗传病的系谱图，已知某种方法能够使正常基因显示一个条带，致病基因则显示为位置不同的另一个条带。用该方法对该家系中的每个个体进行分析，条带的有无及其位置表示为图乙。根据实验结果，下列有关该遗传病的叙述错误的是(　　)


A．该病为常染色体隐性遗传病，且1号为致病基因的携带者
B．若13号与一致病基因的携带者婚配，则生育患病孩子的概率为1/6
C．10号个体可能发生了基因突变
D．若不考虑突变因素，则9号与该病患者结婚，出现该病子女的概率为0
解析：选B　图甲1、2号正常5号患病，推知该病为常染色体隐性遗传病，若用基因A、a表示，则1、2号的基因型均为Aa,5号基因型为aa，再根据图乙可知6、7、10、12号基因型为Aa,3、4、8、9、13号基因型为AA,11号基因型为aa。所以13号(AA)和一致病基因携带者(Aa)婚配，后代不会患病；3、4号(AA)正常，而10号为携带者(Aa)，则10号可能发生了基因突变；9号(AA)与患者(aa)结婚，子代全部正常。
6．对图甲中1～4号个体进行基因检测，将含有该遗传病基因或正常基因的相关DNA片段各自用电泳法分离。正常基因显示一个条带，患病基因显示为另一不同的条带，结果如图乙。下列有关分析判断错误的是(　　)

A．图乙中的编号c对应系谱图中的4号个体
B．条带2的DNA片段含有该遗传病致病基因
C．8号个体的基因型与3号个体的基因型相同的概率为2/3
D．9号个体与该遗传病携带者结婚，孩子患病的概率为1/8
解析：选D　由图甲可知，该遗传病是常染色体隐性遗传病，假设基因用A、a表示，则1、2号的基因型都是Aa,4号的基因型是aa,3号的基因型为A_，图乙中的c代表的是患者(aa)；条带2的DNA片段含有该遗传病致病基因(a)；由图乙可知，3号的基因型只能为Aa,8号个体基因型为Aa的概率为2/3，故8号个体的基因型与3号个体的基因型相同的概率为2/3；9号个体的基因型为1/3AA、2/3Aa，其与该遗传病携带者(Aa)结婚，生一个患病孩子的概率为2/3×1/4＝1/6。
7．(2015·江苏高考节选)由苯丙氨酸羟化酶基因突变引起的苯丙氨酸代谢障碍，是一种严重的单基因遗传病，称为苯丙酮尿症(PKU)，正常人群中每70人有1人是该致病基因的携带者(显、隐性基因分别用A、a表示)。下图1是某患者的家族系谱图，其中Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3及胎儿Ⅲ1(羊水细胞)的DNA经限制酶MspⅠ消化，产生不同的片段(kb表示千碱基对)，经电泳后用苯丙氨酸羟化酶cDNA探针杂交，结果见图2。请回答下列问题：


(1)Ⅰ1、Ⅱ1的基因型分别为________。
(2)依据cDNA探针杂交结果，胎儿Ⅲ1的基因型是________。Ⅲ1长大后，若与正常异性婚配，生一个正常孩子的概率为________。
解析：(1)由正常亲代Ⅰ1和Ⅰ2生了患病女儿Ⅱ1可推知，PKU(苯丙酮尿症)为常染色体隐性遗传病，且Ⅰ1和Ⅰ2的基因型均为Aa，Ⅱ1的基因型为aa。(2)根据Ⅱ1的基因型为aa，并结合电泳后的杂交结果可知，a基因片段为19 kb的那条杂交条带，A基因片段为23 kb的那条杂交条带，Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ1均具有两条杂交条带，所以他们的基因型均为Aa。由题意可知，正常人群中每70人有1人是该致病基因的携带者，所以正常人群中Aa基因型出现的概率为。Ⅲ1(Aa)长大后与正常异性婚配后生下正常孩子的概率为1－＝。
答案：(1)Aa、aa　(2)Aa　
三、遗传系谱图中两对等位基因共同控制一种遗传病问题
遗传系谱图中两对等位基因共同控制一种遗传病的问题是高考的热点。对于此类问题，利用常规的方法无法准确判断遗传方式。只能结合自由组合定律中两对等位基因控制一对相对性状(正常与患病)的实例进行分析。
[题点突破]
8．(2015·山东高考)人类某遗传病受X染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)控制，且只有A、B基因同时存在时个体才不患病。不考虑基因突变和染色体变异。根据系谱图，下列分析错误的是(　　)

A．Ⅰ1的基因型为XaBXab或XaBXaB
B．Ⅱ3的基因型一定为XAbXaB
C．Ⅳ1的致病基因一定来自Ⅰ1
D．若Ⅱ1的基因型为XABXaB，与Ⅱ2生一个患病女孩的概率为1/4
解析：选C　根据题干给出的信息，首先从正常个体Ⅱ3的基因型入手，由于Ⅰ2的基因型为XAbY，则Ⅱ3的基因型应为XaBXAb，然后确定出整个系谱图中个体的基因组成：

进而推知：Ⅳ1个体的致病基因来自Ⅲ3，Ⅲ3的致病基因来自Ⅱ3，Ⅱ3的致病基因来自Ⅰ1或Ⅰ2。若Ⅱ1的基因型为XABXaB，Ⅱ2的基因型为Xa_Y，两者婚配后生一个患病女孩XaBXa_的概率为1/2×1/2＝1/4。
9．(2018·烟台模拟)某遗传病的遗传涉及非同源染色体上的两对等位基因。已知Ⅰ1基因型为AaBB，且Ⅱ2与Ⅱ3婚配的子代不会患病。根据以下系谱图，正确的推断是(　　)

A．Ⅰ3的基因型一定为AABb
B．Ⅱ2的基因型一定为aaBB
C．Ⅲ1的基因型可能为AaBb或AABb
D．Ⅲ2与基因型为AaBb的女性婚配，子代患病的概率为3/16
解析：选B　根据题干信息，可推出当个体基因型中同时含有A和B基因时个体表现正常，当个体基因型中只含有A或B基因时或不含有显性基因时个体表现为患病。Ⅱ2和Ⅱ3婚配的子代不会患病，说明其子代基因型同时含有A和B基因，结合Ⅱ2、Ⅱ3的表现型，可判定Ⅱ2和Ⅱ3的基因型分别为aaBB和AAbb，Ⅲ1和Ⅲ2的基因型为AaBb；Ⅲ2与基因型为AaBb的个体婚配，则子代患病的概率为3/16(A_bb)＋3/16(aaB_)＋1/16(aabb)＝7/16。

[真题集训——验能力]
1．(2017·全国卷Ⅰ)果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性，位于X染色体上；长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性，位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配，F1雄蝇中有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是(　　)
A．亲本雌蝇的基因型是BbXRXr
B．F1中出现长翅雄蝇的概率为3/16
C．雌、雄亲本产生含Xr配子的比例相同
D．白眼残翅雌蝇可形成基因型为bXr的极体
解析：选B　F1雄蝇中有1/8为白眼残翅(bbXrY)，1/8＝1/4×1/2，可推出亲本的基因型为BbXRXr、BbXrY；F1中出现长翅雄蝇的概率为3/4(长翅)×1/2(雄性)＝3/8；亲本雌蝇产生XR和Xr两种配子，亲本雄蝇产生Xr和Y两种配子，在雌、雄亲本产生的配子中Xr均占1/2；白眼残翅雌蝇的基因型为bbXrXr，减数分裂形成的极体的基因型可为bXr。
2．(2016·全国卷Ⅱ)果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制，且对于这对性状的表现型而言，G对g完全显性。受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死。用一对表现型不同的果蝇进行交配，得到的子一代果蝇中雌∶雄＝2∶1，且雌蝇有两种表现型。据此可推测：雌蝇中(　　)
A．这对等位基因位于常染色体上，G基因纯合时致死
B．这对等位基因位于常染色体上，g基因纯合时致死
C．这对等位基因位于X染色体上，g基因纯合时致死
D．这对等位基因位于X染色体上，G基因纯合时致死
解析：选D　结合选项，并根据题干信息：子一代果蝇中雌∶雄＝2∶1，且雌蝇有两种表现型，可知这对等位基因位于X染色体上。若亲代雄蝇为显性个体，则子代雌蝇不可能有两种表现型，故亲代雄蝇应为隐性个体，基因型为XgY，说明受精卵中不存在g基因(即G基因纯合)时会致死。由于亲代表现型不同，故亲代雌蝇为显性个体，且基因型为XGXg，子一代基因型为XGXg、XgXg、XGY(死亡)、XgY。综上分析，这对等位基因位于X染色体上，G基因纯合时致死。
3．(2016·江苏高考)人类ABO血型由9号染色体上的3个复等位基因(IA，IB和i)决定，血型的基因型组成见下表。若一AB型血红绿色盲男性和一O型血红绿色盲携带者的女性婚配，下列叙述正确的是(多选)(　　)
血型
A
B
AB
O
基因型
IAIA，IAi
IBIB，IBi
IAIB
ii
A．他们生A型血色盲男孩的概率为1/8
B．他们生的女儿色觉应该全部正常
C．他们A型血色盲儿子和A型血色觉正常女性婚配，有可能生O型血色盲女儿
D．他们B型血色盲女儿和AB型血色觉正常男性婚配，生B型血色盲男孩的概率为1/4
解析：选ACD　设色盲的相关基因是D、d，根据题意可知，AB型血红绿色盲男性和O型血红绿色盲携带者女性的基因型分别是IAIBXdY和iiXDXd，他们生A型血色盲男孩的概率为1/2×1/4＝1/8；女儿色觉可能的基因型是XDXd、XdXd，故有可能是红绿色盲患者；A型血色盲儿子的基因型为IAiXdY，A型血色觉正常女性的基因型为IAIAXDXd、IAiXDXd、IAIAXDXD、IAiXDXD，两者婚配，有可能生出O型血色盲女儿(iiXdXd)；B型血色盲女儿的基因型为IBiXdXd，AB型血色觉正常男性的基因型为IAIBXDY，两者婚配，生B型血色盲男孩(IBiXdY或IBIBXdY)的概率为1/2×1/2＝1/4。
4．(2016·上海高考)如图显示某种鸟类羽毛的毛色(B、b)遗传图解，下列相关表述错误的是(　　)

A．该种鸟类的毛色遗传属于性染色体连锁遗传
B．芦花形状为显性性状，基因B对b完全显性
C．非芦花雄鸟和芦花雌鸟的子代雌鸟均为非芦花
D．芦花雄鸟和非芦花雌鸟的子代雌鸟均为非芦花
解析：选D　F1中雌、雄表现型不同，说明该性状属于性染色体连锁遗传；亲本均为芦花，子代出现非芦花，说明芦花形状为显性性状，基因B对b完全显性；鸟类的性别决定为ZW型，非芦花雄鸟(ZbZb)和芦花雌鸟(ZBW)的子代中雌鸟(ZbW)均为非芦花；芦花雄鸟(ZBZb)和非芦花雌鸟(ZbW)的子代中雌鸟为非芦花或芦花。
5．(2015·福建高考)绿色荧光标记的X染色体DNA探针(X探针)，仅能与细胞内的X染色体DNA的一段特定序列杂交，并使该处呈现绿色荧光亮点。同理，红色荧光标记的Y染色体DNA探针(Y探针)可使Y染色体呈现一个红色荧光亮点。同时用这两种探针检测体细胞，可诊断性染色体数目是否存在异常。医院对某夫妇及其流产胎儿的体细胞进行检测，结果如下图所示。下列分析正确的是(　　)

A．X染色体DNA上必定有一段与X探针相同的碱基序列
B．据图分析可知妻子患X染色体伴性遗传病
C．妻子的父母至少有一方患有性染色体数目异常疾病
D．该夫妇选择生女儿可避免性染色体数目异常疾病的发生
解析：选A　根据题意可知，X染色体上DNA的一段特定序列可与DNA探针(X探针)杂交，而DNA是由两条链组成的，两条链上的碱基可互补配对，则该段DNA序列的互补链与X探针的碱基序列相同。分析题图，妻子体细胞有三个绿色荧光亮点，所以妻子的性染色体组成为XXX，妻子患染色体异常遗传病，不是伴性遗传病。妻子患有性染色体数目异常遗传病，而其双亲可能正常，患病原因可能是双亲在减数分裂形成配子时发生异常，产生了染色体组成为XX的卵细胞或者精子。妻子产生的异常卵细胞与含X染色体的精子和含Y染色体的精子结合的概率相等，后代男女患性染色体异常疾病的概率均等。
6．(2014·全国卷Ⅰ)下图为某种单基因常染色体隐性遗传病的系谱图(深色代表的个体是该遗传病患者，其余为表现型正常个体)。近亲结婚时该遗传病发病率较高，假定图中第Ⅳ代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率为1/48，那么，得出此概率值需要的限定条件是(　　)

A．Ⅰ2和Ⅰ4必须是纯合子
B．Ⅱ1、Ⅲ1和Ⅲ4必须是纯合子
C．Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ2和Ⅲ3必须是杂合子
D．Ⅱ4、Ⅱ5、Ⅳ1和Ⅳ2必须是杂合子
解析：选B　假设致病基因为a，由题意可知，Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4的基因型都为Aa，Ⅲ3的基因型为AA(占1/3)或Aa(占2/3)，1/48可分解为1/4×1/4×1/3，Ⅳ1是杂合子的概率须为1/2×1/2＝1/4，Ⅳ2是杂合子的概率须为2/3×1/2＝1/3，若要满足以上条件，则Ⅱ1、Ⅲ1和Ⅲ4必须是纯合子。
7．(2017·海南高考)果蝇有4对染色体(Ⅰ～Ⅳ号，其中Ⅰ号为性染色体)。纯合体野生型果蝇表现为灰体、长翅、直刚毛，从该野生型群体中分别得到了甲、乙、丙三种单基因隐性突变的纯合体果蝇，其特点如表所示。

表现型
表现型特征
基因型
基因所在染色体
甲
黑檀体
体呈乌木色、黑亮
ee
Ⅲ
乙
黑体
体呈深黑色
bb
Ⅱ
丙
残翅
翅退化，部分残留
vgvg
Ⅱ

某小组用果蝇进行杂交实验，探究性状的遗传规律。回答下列问题：
(1)用乙果蝇与丙果蝇杂交，F1的表现型是________；F1雌雄交配得到的F2不符合9∶3∶3∶1的表现型分离比，其原因是________________________________________。
(2)用甲果蝇与乙果蝇杂交，F1的基因型为________、表现型为__________，F1雌雄交配得到的F2中果蝇体色性状________(填“会”或“不会”)发生分离。
(3)该小组又从乙果蝇种群中得到一只表现型为焦刚毛、黑体的雄蝇，与一只直刚毛灰体雌蝇杂交后，子一代雌雄交配得到的子二代的表现型及其比例为直刚毛灰体♀∶直刚毛黑体♀∶直刚毛灰体∶直刚毛黑体∶焦刚毛灰体∶焦刚毛黑体＝6∶2∶3∶1∶3∶1，则雌雄亲本的基因型分别为________(控制刚毛性状的基因用A/a表示)。
解析：(1)根据表格分析，甲为eeBBVgVg，乙为EEbbVgVg，丙为EEBBvgvg。乙果蝇与丙果蝇杂交，子代为EEBbVgvg，即灰体长翅。F1雌雄交配，由于BbVgvg均位于Ⅱ染色体，不能自由组合，故得到的F2不符合9∶3∶3∶1的表现型分离比。(2)甲果蝇与乙果蝇杂交，即eeBBVgVg×EEbbVgVg，F1的基因型为EeBbVgVg，表现型为灰体。F1雌雄交配，只看EeBb这两对等位基因，即EeBb×EeBb，F1为9E_B_(灰体)∶3E_bb(黑体)∶3eeB_(黑檀体)∶1eebb，发生性状分离。(3)子二代雄蝇：直刚毛∶焦刚毛＝(3＋1)∶(3＋1)＝1∶1，子二代中雌蝇全为直刚毛，表明A和a基因位于X染色体上，且直刚毛是显性性状，则子一代雄蝇为XAY，雌蝇为XAXa，亲本为XAXA×XaY。关于灰身和黑身，子二代雄蝇：灰身∶黑身＝(3＋3)∶(1＋1)＝3∶1，雌蝇：灰身∶黑身＝6∶2＝3∶1，故B和b位于常染色体上，子一代为Bb×Bb。综上所述，亲本为BBXAXA、bbXaY。
答案：(1)灰体长翅　两对等位基因均位于Ⅱ号染色体上，不能进行自由组合　(2)EeBb　灰体　会
(3)BBXAXA、bbXaY
8．(2016·海南高考)某种植物雄株(只开雄花)的性染色体XY；雌株(只开雌花)的性染色体XX。等位基因B和b是伴X遗传的，分别控制阔叶(B)和细叶(b)，且带Xb的精子与卵细胞结合后使受精卵致死。用阔叶雄株和杂合阔叶雌株进行杂交得到子一代，再让子一代相互杂交得到子二代。回答下列问题：
(1)理论上，子二代中，雄株数∶雌株数为________。
(2)理论上，子二代雌株中，B基因频率∶b基因频率为______；子二代雄株中，B基因频率∶b基因频率为__________。
(3)理论上，子二代雌株的叶型表现为________；子二代雄株中，阔叶∶细叶为_________。
解析：(1)阔叶雄株(XBY)和杂合阔叶雌株(XBXb)进行杂交得到子一代，子一代中雄株为1/2XBY、1/2XbY，可产生1/4XB、1/4Xb、1/2Y三种配子，雌株为1/2XBXB、1/2XBXb，可产生3/4XB、1/4Xb两种配子，子一代相互杂交，雌雄配子随机结合，带Xb的精子与卵细胞结合后使受精卵致死，理论上，子二代中雌性仅1/2存活，雄株数∶雌株数为2∶1。(2)理论上子二代雌株的基因型及比例为3XBXB、1XBXb，则雌株中B基因频率∶b基因频率为(3×2＋1)∶1＝7∶1；子二代雄株的基因型及比例为3XBY、1XbY，子二代雄株中B基因频率∶b基因频率为3∶1。(3)据上述分析，理论上子二代雌株的叶型表现为阔叶；子二代雄株中，阔叶∶细叶为3∶1。
答案：(1)2∶1　(2)7∶1　 3∶1　(3)阔叶　3∶1
[课下检测——查缺漏]
一、选择题
1．下列有关基因在染色体上的叙述，错误的是(　　)
A．萨顿用类比推理法提出了“基因在染色体上”的假说
B．孟德尔用“非同源染色体上的非等位基因自由组合”阐述了基因自由组合定律的实质
C．摩尔根用假说—演绎法证明了基因在染色体上
D．一条染色体上有许多基因，基因在染色体上呈线性排列
解析：选B　萨顿通过类比推理法提出了基因在染色体上的假说；孟德尔采用假说—演绎法发现了分离定律和自由组合定律；摩尔根采用假说—演绎法证明了控制果蝇眼色的基因位于X染色体上；一条染色体上有许多基因，基因在染色体上呈线性排列。
2．(2018·佛山检测)下列有关性别决定与伴性遗传的叙述，正确的是(　　)
A．性染色体上的基因都与性别决定有关
B．性染色体上的基因遗传均与性别相关联
C．伴X 染色体隐性遗传病，人群中女患者远多于男患者
D．伴X 染色体显性遗传病，女患者的儿子一定患病
解析：选B　性染色体上的基因并不都与性别决定有关，如红绿色盲基因；伴性遗传就是指位于性染色体上的基因在遗传上总是与性别相关联的现象；伴X染色体隐性遗传病，人群中男患者多于女患者；伴X染色体显性遗传病，女患者(如XDXd)的儿子不一定患病。
3．下列关于人类红绿色盲的叙述错误的是(　　)
A．人群中男性红绿色盲的发病率高于女性红绿色盲的发病率
B．红绿色盲女性患者的父亲和儿子均是红绿色盲患者
C．理论上红绿色盲在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
D．女性红绿色盲携带者与男性患者婚配，子代男女中患红绿色盲的概率不等
解析：选D　人群中男性红绿色盲的发病率高于女性红绿色盲的发病率。红绿色盲女性患者的色盲基因其中一个来自父亲，她的色盲基因又会遗传给儿子，故其父亲和儿子均是红绿色盲患者。由于男性只有一条X染色体，故理论上红绿色盲在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率。女性红绿色盲携带者与男性患者婚配，子代男女中患红绿色盲的概率相等。
4．如图为某遗传病的家系图，据图可以做出的判断是(　　)

A．母亲肯定是纯合子，子女是杂合子
B．这种遗传病女性发病率高于男性
C．该病不可能是伴X染色体隐性遗传病
D．子女中的致病基因不可能来自父亲
解析：选C　该遗传病可能为常染色体显性遗传病，也可能是常染色体隐性遗传病，还可能是伴X染色体显性遗传病。在该遗传图解中，女儿患病，父亲正常，该病不可能是伴X染色体上的隐性遗传病。
5.人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同，但存在着同源区(Ⅱ)和非同源区(Ⅰ、Ⅲ)，如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A．若某病是由位于非同源区段Ⅲ上的致病基因控制的，则患者均为男性
B．若X、Y染色体上存在一对等位基因，则该对等位基因位于同源区(Ⅱ)上
C．若某病是由位于非同源区段Ⅰ上的显性基因控制的，则男性患者的儿子一定患病
D．若某病是由位于非同源区段Ⅰ上的隐性基因控制的，则患病女性的儿子一定是患者
解析：选C　由题图可以看出，Ⅲ片段位于Y染色体上，X染色体上无对应的部分，因此若某病是位于Ⅲ片段上致病基因控制的，则患者均为男性；由题图可知Ⅱ片段是X、Y的同源区段，因此在该部位会存在等位基因；由题图可知Ⅰ片段位于X染色体上，Y染色体上无对应区段，若该区段的疾病由显性基因控制，男患者致病基因总是传递给女儿，则女儿一定患病，而儿子是否患病由母方决定；若某病是位于Ⅰ片段上隐性致病基因控制的，儿子的X染色体一定来自母方，因此患病女性的儿子一定是患者。
6．某家庭中母亲表现正常，父亲患红绿色盲(致病基因用b表示)，生了一个不患红绿色盲但患血友病(伴X染色体遗传，致病基因用h表示)的儿子和一个不患血友病但患红绿色盲的女儿。下列分析正确的是(　　)
A．控制红绿色盲和血友病的基因在遗传时遵循基因的分离定律和自由组合定律
B．父亲和母亲的基因型可分别表示为XbHY、XBHXbh
C．若母亲的一个卵原细胞减数分裂过程中发生交叉互换，则产生4种不同卵细胞
D．若不考虑交叉互换，该夫妇再生一个女儿不患红绿色盲和患红绿色盲的概率相同
解析：选D　红绿色盲和血友病都是伴X染色体隐性遗传病，故控制这两种病的基因在遗传时遵循基因的分离定律，但不遵循基因的自由组合定律；家庭中不患红绿色盲但患血友病儿子的基因型为XBhY，不患血友病但患红绿色盲女儿的基因型为XbHXbH，可推出父亲的基因型只能为XbHY，则母亲的基因型为XBhXbH；一个卵原细胞减数分裂过程中，不管是否发生交叉互换，只能产生一种卵细胞；若不考虑交叉互换，子代女儿的基因型为XBhXbH(表现正常)、XbHXbH(患红绿色盲)，两者出现的概率相同。
7．(2018·南平一模)鸡的小腿胫骨颜色通常是浅色的，当有黑色素存在时，胫色变黑，黑色素具有较好的延缓衰老的作用。在一个现代化的封闭式养鸡场内，偶然发现一只胫色为黑色的雌鸡(ZW)，科研人员让这只雌鸡与浅色胫的雄鸡(ZZ)交配，F1都是浅色胫；再让F1雌雄鸡相互交配，得到的F2中有18只鸡黑色胫，56只鸡浅色胫，其中黑色胫全为雌鸡。下列说法错误的是(　　)
A．黑色胫是由隐性基因控制的
B．黑色素基因位于Z染色体上
C．F1中的雄鸡产生的精子，一半含有黑色素基因
D．若F1雄鸡与这只雌鸡交配，则子代中黑色胫的全为雄鸡
解析：选D　由分析可知，浅色胫为显性性状，因此黑色胫是由隐性基因控制的；由于后代性状与性别相关联，因此黑色素基因位于Z染色体上；根据性状的显隐性可以判断，亲本中黑色的雌鸡的基因型为ZaW，浅色胫的雄鸡的基因型为ZAZA，则F1中雄鸡的基因型为ZAZa，因此该雄鸡产生的精子，一半含有黑色素基因；若F1雄鸡(ZAZa)与这只雌鸡(ZaW)交配，则子代中黑色胫的有雄鸡也有雌鸡。
8．果蝇中，正常翅(A)对短翅(a)为显性，相关等位基因位于常染色体上；红眼(B)对白眼(b)为显性，相关等位基因位于X染色体上。现有一只纯合红眼短翅雌果蝇和一只纯合白眼正常翅雄果蝇杂交，F1雌雄交配，则F2中(　　)
A．表现型有4种，基因型有12种
B．雄果蝇的红眼基因来自F1的父方
C．雌果蝇中纯合子与杂合子的比例相等
D．雌果蝇中正常翅个体与短翅个体的比例为3∶1
解析：选D　亲本的基因型为aaXBXB和AAXbY，它们杂交所得F1的基因型为AaXBXb和AaXBY，则F2的表现型有6种，基因型有12种；F2雄果蝇的红眼基因来自F1的母方；F2雌果蝇中纯合子占1/4(1/8AAXBXB和1/8aaXBXB)，则杂合子占3/4；F2雌果蝇中正常翅个体占3/4(1/4AA和2/4Aa)，短翅个体占1/4(1/4aa)。
9．(2018·山西五校联考)某大学生物系学生通过杂交实验研究某种短腿青蛙腿形性状的遗传方式，得到下表结果。下列推断不合理的是(　　)
组合
1
2
3
4
短腿♀×长腿
长腿♀×短腿
长腿♀×长腿
短腿♀×短腿
子代
长腿
48
46
90
24
短腿
46
48
0
76
A．长腿为隐性性状，短腿为显性性状
B．组合1、2的亲本中有一方为纯合子
C．控制短腿与长腿的基因位于常染色体或性染色体上
D．短腿性状的遗传遵循孟德尔的两大遗传定律
解析：选D　根据组合4中短腿♀×短腿♂，子代中长腿∶短腿≈1∶3可推知，亲本为杂合子，短腿为显性性状，长腿为隐性性状，而且青蛙腿形性状受一对等位基因控制，其遗传遵循孟德尔的分离定律；组合1、2都是具有相对性状的亲本杂交，子代的性状分离比约为1∶1，相当于测交，所以其亲本都是一方为纯合子，另一方为杂合子；由于题目中没有对子代雌雄个体进行分别统计，所以控制短腿与长腿的基因可能位于常染色体上，也可能位于性染色体上。
10.(2018·江西玉山模拟)已知果蝇基因B和b分别决定灰身和黑身，基因W和w分别决定红眼和白眼。如图表示某果蝇体细胞中染色体和部分基因示意图。下列相关叙述错误的是(　　)
A. 基因W和w的碱基数目可能不同
B．摩尔根通过假说—演绎法证明果蝇的白眼基因位于X染色体上
C．果蝇是遗传学常用的实验材料，原因之一是果蝇的染色体数目较少
D．该果蝇与多只灰身雄果蝇杂交，若子代出现性状分离，则性状分离比为灰身∶黑身＝3∶1
解析：选D　等位基因是由原基因发生基因突变而来，而基因突变包括碱基对的增添、 缺失或改变，因此基因W和w的碱基数目可能不同；摩尔根通过假说—演绎法证明果蝇的白眼基因位于其X染色体上；摩尔根选择果蝇是因为它的染色体数少、易观察、繁殖速度快；若该果蝇(Bb)与多只灰身雄果蝇(BB或Bb)杂交，子代出现性状分离，由于灰身雄果蝇的基因型可能有两种，则性状分离比可能不是灰身∶黑身＝3∶1。
11．某种犬的毛色由位于X染色体上的B和b基因控制，XB表现为黑色，Xb表现为白色，XBXb表现为灰色，下列说法错误的是(　　)
A．雌性和雄性个体的基因型分别有3种、2种
B．白色雌性个体与黑色雄性个体杂交，后代中不会出现黑色个体
C．灰色个体与黑色个体杂交，后代中雄性个体不可能为白色
D．灰色与白色个体杂交，后代可能有3种颜色
解析：选C　雌性个体的基因型有XBXB、XBXb、XbXb 3种，表现型有黑色、灰色和白色3种，雄性个体的基因型有XBY、XbY2种，表现型有黑色和白色2种；白色雌性个体(XbXb)与黑色雄性个体(XBY)杂交，后代的基因型有XBXb、XbY，没有黑色个体；灰色个体(XBXb)与黑色个体(XBY)杂交，后代中雄性个体的基因型为XBY、XbY，其中XbY为白色；灰色(XBXb)与白色(XbY)个体杂交，后代会出现灰色(XBXb)和白色(XbXb、XbY)和黑色(XBY)3种表现型。
12．(2018·重庆九校联考)人类色盲中有红绿色盲和蓝色盲之分。某地区正常居民中约有44%为蓝色盲基因携带者，下图为该地区某一家族遗传系谱图，下列有关说法正确的是(　　)

A．蓝色盲属于伴X染色体隐性遗传病
B．10号体内细胞最多有4个色盲基因
C．11号和12号生一个两病兼患男孩的概率为1/12
D．若13号与该地区一表现型正常的男性结婚，后代患蓝色盲的概率是11/200
解析：选C　由系谱图中3、4、8号的表现型可知，蓝色盲属于常染色体隐性遗传病；设蓝色盲由基因a控制，红绿色盲由基因b控制，则10号个体的基因型为aaXbY，其体细胞有丝分裂时最多可含有6个色盲基因；分析可知，11号的基因型为1/3AAXBXb、2/3AaXBXb,12号的基因型为aaXBY，他们生一个两病兼患男孩的概率为2/3×1/2×1/4＝1/12；已知该地区正常居民中约有44%为蓝色盲基因携带者，若13号(Aa)与该地区一表现型正常的男性结婚，后代患蓝色盲的概率是1/2×1/2×44%＝11/100。
二、非选择题
13．(2018·揭阳一模)果蝇的翅形有3种类型：长翅、小翅和残翅，其中长翅、小翅属于完整型翅(简称全翅)。控制全翅和残翅的基因位于常染色体上，且全翅对残翅为显性(用A、a表示)；控制长翅、小翅的基因位于X染色体上，但显隐性未知(用B、b表示)；若果蝇含aa，只能表现为残翅。现用纯种小翅雌果蝇与纯种残翅雄果蝇杂交，F1中雌蝇全为长翅，雄蝇全为小翅。回答下列问题：
(1)长翅、小翅中显性性状是________，亲代雌雄果蝇的基因型分别为________。
(2)让F1中的雌雄果蝇杂交，理论上，F2中长翅、小翅、残翅三种果蝇的数量比为________。
(3)现有1只长翅雄果蝇，请从F2中选出一只果蝇与其进行杂交实验，以确定其是否为纯合子。请简要写出实验思路、预期实验结果及结论。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据杂交实验可知，由于后代中雌性表现为长翅，这是由于从父本遗传了一个显性基因，即长翅是显性性状，亲代雌雄果蝇的基因型分别为AAXbXb、aaXBY。(2)让F1中的雌雄果蝇杂交(AaXBXb×AaXbY)，F2中3/4(1/4A_XBXb、1/4A_XbXb、1/4A_XBY、1/4A _XbY)、1/4(aa_ _)，即后代中长翅果蝇的比值为3/4×1/2＝3/8，小翅果蝇的比值为3/4×1/2＝3/8，残翅果蝇的比值为1/4，即长翅、小翅、残翅三种果蝇的数量比为3∶3∶2。(3) 现有1只长翅雄果蝇，基因型可能为AAXBY或AaXBY，将该长翅雄果蝇与F2的残翅雌果蝇(aaXBXb或aaXbXb)进行杂交。如果后代没有出现残翅果蝇，则该雄果蝇为纯合子；如果后代出现残翅果蝇，则该雄果蝇为杂合子。
答案：(1)长翅　AAXbXb、aaXBY　(2)3∶3∶2　(3)将该长翅雄果蝇与F2的残翅雌果蝇进行杂交(记录分析子代的表现型)。如果后代没有出现残翅果蝇，则该雄果蝇为纯合子；如果后代出现残翅果蝇，则该雄果蝇为杂合子
14．(2017·莆田质检)鹌鹑的性别决定方式为ZW型，其羽色受Z染色体上两对等位基因控制，A基因控制栗色，a基因控制黄色；B基因控制羽色的显现，b基因为白化基因，会抑制羽色的显现。 请分析回答：
(1)鹌鹑羽色的遗传属于________(填“常染色体”或“伴性”)遗传，控制羽色的这两对基因________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由组合定律。
(2)选用纯种黄羽雄鹑(ZaBZaB)与白羽雌鹑杂交，子一代雄鹑羽色均为栗色，子一代雌鹑羽色为________，亲本白羽雌鹑的基因型为________；让子一代雌雄相互交配(不考虑基因突变和交叉互换)，则子二代的表现型及比例为___________________________。
(3)有时未受精的鹌鹑蛋也能孵化出二倍体雏鹑，出现原因可能有三种：第一种是卵原细胞没有经过减数分裂，直接发育成雏鹑；第二种是卵细胞与极体结合后直接发育成雏鹑；第三种是卵细胞核染色体加倍后直接发育成雏鹑。请预测上述每一种原因所发育成雏鹑的性别比例如何(WW的胚胎不能存活)?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据分析，鹌鹑羽色的遗传属于伴性遗传，控制羽色的两对等位基因的遗传不遵循基因的自由组合定律。(2)选用纯种黄羽雄鹑(ZaBZaB)与白羽雌鹑(Z－bW)杂交，子一代雄鹑(ZaBZAb)羽色均为栗色，子一代雌鹑羽色(ZaBW)为黄色，亲本白羽雌鹑的基因型为ZAbW；让子一代雌雄相互交配，在不考虑基因突变和交又互换情况下，则子二代的表现型及比例为黄羽雄鹑(ZaBZaB)∶栗羽雄鹑(ZaBZAb)∶黄羽雌鹑(ZaBW)∶白羽雌鹑(ZAbW)＝1∶1∶1∶1。(3)据题意分析三种原因造成的雏鹑性别比例：第一种是卵原细胞没有经过减数分裂，直接发育成雏鹑，则雏鹑性别比例为雌∶雄＝1∶0；第二种是卵细胞与极体结合后直接发育成雏鹑，卵细胞可能为Z或W，若卵细胞为Z，则极体为1Z,2W，产生雏鹑的基因型及比例为1ZZ∶2ZW；若卵细胞为W，则极体为2Z、1W，产生雏鹑的基因型及比例为2ZW∶1WW(死亡)，由此可知雏鹑性别比例为雌∶雄＝4∶1；第三种是卵细胞核染色体加倍后直接发育成雏鹑，则雏鹑性别比例为雌∶雄＝0∶1。
答案：(1)伴性　不遵循　(2)黄色　ZAbW　黄羽雄鹑∶栗羽雄鹑∶黄羽雌鹑∶白羽雌鹑＝1∶1∶1∶1
(3)第一种：雏鹑性别比例为雌∶雄＝1∶0(或均为雌鹑)
第二种：雏鹑性别比例为雌∶雄＝4∶1
第三种：雏鹑性别比例为雌∶雄＝0∶1
15．神经性耳聋、腓骨肌萎缩症是两种单基因遗传病，分别由B、b和D、d基因控制。下面为某家族相关的遗传系谱图，其中已死亡个体无法知道其性状，经检测Ⅳ7不携带致病基因。据图分析回答：

(1)神经性耳聋的遗传方式为______________________，第Ⅳ代出现多个神经性耳聋患者的主要原因是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)Ⅴ1与Ⅴ2分别带有神经性耳聋基因的概率是______________、________________。
(3)腓骨肌萎缩症属于______性性状，为了确定腓骨肌萎缩症基因在染色体上的分布，科研人员对Ⅲ1～Ⅲ5号个体含相关基因的DNA片段扩增后用某种限制酶处理，并进行电泳分析，得到如下结果，根据电泳结果，可以做出的判断______________________________。

(4)根据以上分析，Ⅲ1的基因型为__________。若Ⅴ1与Ⅴ2婚配，他们后代中男孩不患病的概率是________。
解析：(1)由Ⅲ1、Ⅲ2不患神经性耳聋，Ⅳ2患神经性耳聋，可知神经性耳聋的遗传方式为常染色体隐性遗传，Ⅲ1、Ⅲ2都是神经性耳聋基因的携带者，他们的后代出现隐性纯合子即患者患病的概率高达1/4。(2)由Ⅳ2患神经性耳聋可知，Ⅴ1一定是神经性耳聋基因的携带者；再由Ⅲ6患神经性耳聋，可知Ⅳ6为神经性耳聋的携带者，题干中已指出Ⅳ7不携带致病基因，故Ⅴ2携带神经性耳聋基因的概率是1/2。(3)根据腓骨肌萎缩症代代相传的特点可知其是显性性状，致病基因可能位于常染色体上，也可能位于X染色体上。为了确定腓骨肌萎缩症基因在常染色体上还是在性染色体上，用限制酶切割含相关基因的DNA片段后电泳，如果致病基因在常染色体上，Ⅲ4的电泳结果应该和Ⅲ2、Ⅲ5相同，这与题图不符，所以致病基因一定位于X染色体上。(4)综合上述分析，Ⅲ1的基因型为BbXdY。Ⅴ1的基因型为BbXdY，Ⅴ2的基因型为1/2BBXDXd或1/2BbXDXd，Ⅴ1和Ⅴ2婚配后所生男孩不患病的概率为(1/2×1/2)＋(1/2×3/4×1/2)＝7/16。
答案：(1)常染色体隐性遗传　Ⅲ1、Ⅲ2均带有神经性耳聋基因或同一种隐性致病基因，后代隐性致病基因纯合的概率大　(2)1　1/2　(3)显　腓骨肌萎缩症基因位于X染色体上　(4)BbXdY　7/16
第四讲人类遗传病与基因定位
知识体系——定内容
核心素养——定能力

理性思维
通过对不同类型人类遗传病比较，培养归纳与概括、推理和逻辑分析能力
科学探究
通过对人群中遗传病的调查实验、基因定位的遗传实验，掌握实验操作的方法，培养实验设计及结果分析的能力
社会责任
通过对人类遗传病及人类基因组计划的了解，提高关注遗传病的意识，辩证地看待人类基因组计划的研究成果，培养现代公民的社会责任感，关注人体健康

[基础知识·系统化]
知识点一　人类遗传病
1．人类遗传病(将“”中的内容补充完整)

2．人类基因组计划
(1)内容：绘制人类遗传信息的地图。
(2)目的：测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。
(3)意义：认识人类基因的组成、结构、功能及相互关系，有利于诊治和预防人类疾病。
知识点二　调查人群中的遗传病(实验)
1．实验原理
(1)人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病。
(2)遗传病可以通过社会调查和家系调查的方式了解其发病情况。
2．实验步骤

[基本技能·问题化]
1．连线人类常见遗传病的类型、特点及实例

2．不携带致病基因的个体，一定不患遗传病吗？
提示：不一定。染色体结构或数目异常也会导致遗传病发生。如人的5号染色体部分缺失引起猫叫综合征。
3．下列关于人类遗传病的叙述，错误的是(　　)
A．遗传病患者不一定携带致病基因，且可能遗传给子代
B．血友病是伴X染色体隐性遗传病，常表现为男性患者多于女性患者
C．原发性高血压是多基因遗传病，适合进行遗传病调查
D．先天愚型属于染色体数目变异遗传病，可在显微镜下观察到染色体数目的变化
解析：选C　染色体遗传病不携带致病基因，有可能遗传给下一代；伴X染色体隐性遗传病的特点之一是男性患者多于女性患者；遗传病调查常选择发病率高的单基因遗传病；先天愚型即21三体综合征，可通过显微镜下计数染色体辨别。

考点一人类遗传病的类型及调查

1．列表法明辨不同类型人类遗传病的特点
遗传病类型
家族发病情况或特点
男女患病比率
单基因遗传病
常染色体
显性
代代相传，含致病基因即患病
相等
隐性
隔代遗传，隐性纯合发病
相等
伴X染色体
显性
代代相传，男患者的母亲和女儿一定患病
女患者多于男患者
隐性
隔代遗传，女患者的父亲和儿子一定患病
男患者多于女患者
伴Y遗传
父传子，子传孙
患者只有男性
多基因遗传病
①家族聚集现象；②易受环境影响；③群体发病率高
相等
染色体异常遗传病
往往造成严重后果，甚至胚胎期引起流产
相等

2．口诀法记忆常见遗传病类型

3．明辨先天性疾病、家族性疾病与遗传病的关系
疾病
项目　　
先天性疾病
家族性疾病
遗传病
划分依据
疾病发生时间
疾病发生的人群
发病原因
三者关系
(1)先天性疾病不一定是遗传病，如母亲妊娠前三个月内感染风疹病毒而使胎儿患先天性白内障
(2)家族性疾病不一定是遗传病，如由于食物中缺少维生素A，家族中多个成员患夜盲症
(3)大多数遗传病是先天性疾病，但有些遗传病可在个体生长发育到一定阶段才表现出来，因此后天性疾病不一定不是遗传病
[对点落实]
1．判断有关人类遗传病的类型及特点叙述的正误。
(1)人类遗传病是指由于遗传物质改变而引起的疾病(√)
(2)单基因遗传病是受一个基因控制的疾病(×)
(3)21三体综合征是由于第21号染色体数目异常造成的(√)
(4)近亲婚配可增加隐性遗传病的发病风险(√)
(5)哮喘病、青少年型糖尿病都属于多基因遗传病(√)
(6)先天性疾病就是遗传病(×)
2．(2017·江苏高考)下列关于人类遗传病的叙述，正确的是(　　)
A．遗传病是指基因结构改变而引发的疾病
B．具有先天性和家族性特点的疾病都是遗传病
C．杂合子筛查对预防各类遗传病具有重要意义
D．遗传病再发风险率估算需要确定遗传病类型
解析：选D　人类遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的疾病，除了基因结构改变外还有其他因素可引发人类遗传病。先天性疾病中由遗传因素引起的是遗传病，由环境因素或母体的条件变化引起且遗传物质没有发生改变的不属于遗传病；家族性疾病中有的是遗传病，而有的不是遗传病，如营养缺乏引起的疾病。杂合子筛查对预防隐性遗传病有重要意义，但不能预防染色体异常遗传病。确定遗传病类型可以帮助估算遗传病再发风险率。

调查人群中的遗传病
[对点落实]
3.如图是对某种遗传病在双胞胎中共同发病率的调查结果。a、b分别代表异卵双胞胎和同卵双胞胎中两者均发病的百分比。据图思考：
(1)就某性状而言，两类双胞胎中，两个体间基因型是否都相同？
(2)同卵双胞胎与异卵双胞胎前者还是后者更易同时发病？
(3)同卵双胞胎同时发病的概率是否受非遗传因素影响？有何证据？
提示：(1)a类异卵双胞胎基因型一般不同，b类同卵双胞胎基因型应相同。
(2)前者。
(3)是。图示信息表明，同卵双胞胎同时发病率并非100%，当一方发病时，另一方有可能不发病。由于双方的基因型相同，因此发病与否主要受非遗传因素影响。
4．(2018·承德模拟)某研究性学习小组在调查人群遗传病时，以“研究××病的遗传方式”为子课题，下列调查的遗传病与选择的方法最合理的是(　　)
A．研究猫叫综合征的遗传方式，在学校内随机抽样调查
B．研究青少年型糖尿病，在患者家系中调查
C．研究血友病的遗传方式，在全市中抽样调查
D．研究红绿色盲的遗传方式，在患者家系中调查
解析：选D　研究遗传病的遗传方式，不能在人群中随机抽样调查，而应在该遗传病的家系中调查。青少年型糖尿病为多基因遗传病，影响因素多，调查难度大，不宜作为调查对象。
[归纳拓展]　有关遗传病调查的四个必清
(1)发病率＝×100%。
(2)遗传病发病率与遗传方式的调查范围不同：
项目
内容　　
调查对象及范围
注意事项
结果计算及分析
遗传病发病率
广大人群随机抽样
考虑年龄、性别等因素，群体足够大
患病人数占所调查的总人数的百分比
遗传病遗传方式
患者家系
正常情况与患病情况
分析致病基因的显隐性及所在的染色体类型
(3)并非所有遗传病都可进行发病率和遗传方式的调查：遗传病调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病等。多基因遗传病容易受环境因素影响，不宜作为调查对象。
(4)基数足够大：调查人类遗传病发病率时，调查的群体要足够大，可以对小组数据的结果在班级或年级中进行汇总。

环境污染严重威胁着人类健康，并已造成一定危害，可能导致人类的遗传物质的损害而影响下一代。高考题中加大了本部分考题与生活的联系， 针对人类的遗传病问题，高考常借助文字信息、表格数据和遗传图谱考查遗传病的亲子代基因型与表现型的推导、遗传病遗传方式分析、某种遗传病的患病概率计算等。
[对点落实]
5．(2018·咸宁模拟)人21号染色体上的短串联重复序列(STR，一段核苷酸序列)可作为遗传标记以便对21三体综合征做出快速的基因诊断。现有一个21三体综合征患儿，该遗传标记的基因型为＋＋－，其父亲该遗传标记的基因型为＋－，母亲该遗传标记的基因型为－－。据此所作判断正确的是(　　)
A．该患儿致病基因来自父亲
B．卵细胞21号染色体不分离而产生了该患儿
C．精子的21号染色体有2条导致产生了该患儿
D．该患儿的母亲再生一个21三体综合征婴儿的概率为50%
解析：选C　该患儿父亲该遗传标记的基因型为＋－，母亲该遗传标记的基因型为－－，21三体综合征患儿的基因型为＋＋－，所以该病是精子不正常造成的。但该患儿并没有致病基因，而是21号染色体多了一条，属于染色体变异。该患儿的母亲再生一个21三体综合征婴儿的概率无法确定。
6．(2017·全国卷Ⅱ)人血友病是伴X隐性遗传病。现有一对非血友病的夫妇生出了两个非双胞胎女儿。大女儿与一个非血友病的男子结婚并生出了一个患血友病的男孩。小女儿与一个非血友病的男子结婚，并已怀孕。回答下列问题：
(1)用“◇”表示尚未出生的孩子，请画出该家系的系谱图，以表示该家系成员血友病的患病情况。
(2)小女儿生出患血友病男孩的概率为________；假如这两个女儿基因型相同，小女儿生出血友病基因携带者女孩的概率为________。
(3)已知一个群体中，血友病的基因频率和基因型频率保持不变，且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。假设男性群体中血友病患者的比例为1%，则该男性群体中血友病致病基因频率为________；在女性群体中携带者的比例为________。
解析：(1)人血友病是伴X隐性遗传病，因此父亲正常，两个女儿一定正常，但可能是血友病基因携带者。大女儿生了一个患血友病的男孩，该男孩的X染色体肯定来自其母亲(大女儿)，说明大女儿为血友病致病基因携带者。绘制系谱图时要注意标出世代等，具体见答案。(2)假设用H、h表示与血友病相关的一对等位基因，血友病是伴X隐性遗传，由该家系的系谱图可知，母亲的基因型为XHXh，大女儿的基因型为XHXh，小女儿的基因型为1/2XHXh或1/2XHXH，小女儿生出患血友病男孩的概率为1/2×1/4＝1/8；若这两个女儿基因型相同，即小女儿的基因型为XHXh，则小女儿生出血友病基因携带者女孩(XHXh)的概率为1/4。(3)男性群体中血友病患者的比例为1%，则该男性群体中血友病致病基因频率为0.01，由于男性群体和女性群体的该致病基因频率相等，所以女性群体的该致病基因(Xh)频率为0.01，正常基因(XH)频率为0.99，所以女性群体中携带者(XHXh)的比例为2×1%×99%＝1.98%。
答案：(1)

(2)1/8　1/4　(3)0.01　1.98%
考点二基因定位的遗传实验设计与分析
类型(一)　探究基因位于常染色体上还是X染色体上
1．(2017·全国卷Ⅰ)某种羊的性别决定为XY型。已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制；黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制，且黑毛对白毛为显性。回答下列问题：
(1)公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角，nn无角；母羊中基因型为NN的表现为有角，nn或Nn无角。若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交，则理论上，子一代群体中母羊的表现型及其比例为__________________；公羊的表现型及其比例为__________________。
(2)某同学为了确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配，子二代中黑毛∶白毛＝3∶1，我们认为根据这一实验数据，不能确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，还需要补充数据，如统计子二代中白毛个体的性别比例，若__________________，则说明M/m是位于X染色体上；若__________________，则说明M/m是位于常染色体上。
(3)一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时，基因型有______种；当其仅位于X染色体上时，基因型有______种；当其位于X和Y染色体的同源区段时(如图所示)，基因型有______种。
解析：(1)根据题中已知条件，交配的公羊和母羊均为杂合子，则子代的基因型为NN∶Nn∶nn＝1∶2∶1，已知母羊中基因型为NN的表现为有角，nn或Nn无角，则子一代群体中母羊的表现型及比例为有角∶无角＝1∶3；公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角，nn无角，则子一代群体中公羊的表现型及比例为有角∶无角＝3∶1。(2)若M/m位于常染色体上，则白毛个体中雌雄比例为1∶1；若M/m位于X染色体上，则子二代的基因型为XMXM、XMXm、XMY、XmY，其中白色个体均为雄性。(3)一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时，其基因型有AA、Aa、aa3种；当其仅位于X染色体上时，其基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY，共5种；当其位于X和Y染色体的同源区段时，其基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XaYa、XAYa、XaYA，共7种。
答案：(1)有角∶无角＝1∶3　有角∶无角＝3∶1　
(2)白毛个体全为雄性　白毛个体中雄性∶雌性＝1∶1
(3)3　5　7
[类题通法]　判断基因位于染色体类型的方法
(1)若已知性状的显隐性：

(2)若未知性状的显隐性：

类型(二)　探究基因位于X、Y染色体的同源区段还是只位于X染色体上
2．科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因(B)对截刚毛基因(b)为完全显性。若这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇表示为XBYB、XBYb、XbYB，若仅位于X染色体上，则只能表示为XBY。现有各种纯种果蝇若干，请利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段还是仅位于X染色体上，写出遗传图解，并简要说明推断过程。
解析：本题涉及一次杂交实验且性状的显隐性已知，直接套用雌(隐性性状)与雄(显性性状)杂交模式进行即可。
答案：

用纯种截刚毛雌果蝇与纯种刚毛雄果蝇杂交，若子一代雌雄果蝇均为刚毛，则这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段，若子一代雄果蝇为截刚毛，雌果蝇为刚毛，则这对等位基因仅位于X染色体上。
[类题通法]
确定基因所在染色体类型及区段的方法(一)
(1)适用条件：已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。
(2)基本思路一：用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：

基本思路二：用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：

类型(三)　探究基因位于X、Y染色体的同源区段还是位于常染色体上
3．果蝇的性染色体X和Y有非同源区和同源区。非同源区上的X和Y片段上无等位基因或相同基因；同源区上的X和Y片段上有等位基因或相同基因。控制果蝇眼形的基因不在非同源区，棒眼(E)对圆眼(e)为显性，现有足够的纯合雌、雄棒眼果蝇和纯合雌、雄圆眼果蝇个体，请用杂交实验的方法推断这对基因是位于X、Y染色体的同源区还是位于常染色体上，写出实验方法、推断过程和相应遗传图解。
答案：将纯合的圆眼雌蝇与纯合的棒眼雄蝇杂交，得到足够多的F1个体，再选择F1中的雄性棒眼个体与雌性棒眼个体相互交配得F2。
①若F2中雄性全为棒眼，雌性既有棒眼又有圆眼，则E、e位于X、Y染色体的同源区。其遗传图解如下：

②若F2中雌、雄个体均有棒眼和圆眼，则E、e位于常染色体上。其遗传图解如下：

[类题通法]
确定基因所在染色体类型及区段的方法(二)
(1)设计思路：隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交，获得的F1全表现为显性性状，再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表现型情况。即：

(2)结果推断：
若F2雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现
则该基因位于常染色体上
若F2中雄性个体全表现为显性性状，雌性个体中既有显性性状又有隐性性状
则该基因位于X、Y染色体的同源区段上
类型(四)　数据信息分析法或调查法确认基因位置
4．控制生物性状的基因是位于常染色体上、X染色体上，还是Y染色体上是遗传学研究的重要内容。请根据下列信息回答相关问题。
已知果蝇的暗红眼由隐性基因(r)控制，但不知控制该性状的基因(r)位于常染色体上、X染色体上，还是Y染色体上，请你设计一个简单的调查方案进行调查，并预测调查结果。
方案：(1)寻找暗红眼的果蝇进行调查，统计____________________________。
结果：(2)①______________________________________________________________，
则r基因位于常染色体上；
②________________________________________________________________，
则r基因位于X染色体上；
③________________________________________________________________，
则r基因位于Y染色体上。
解析：(1)因为是通过调查来判断r基因位于哪条染色体上，在性染色体上暗红眼性状会和性别有关，所以应统计具有暗红眼果蝇的性别比例。(2)如果暗红眼的个体雄性和雌性数目相当，几乎是1∶1，说明r基因最可能位于常染色体上。r基因是隐性基因，如果暗红眼的个体雄性多于雌性，说明r基因最可能位于X染色体上。如果暗红眼的个体全是雄性，r基因应位于Y染色体上。
答案：(1)具有暗红眼果蝇的性别比例
(2)①若具有暗红眼的个体，雄性与雌性数目差不多
②若具有暗红眼的个体，雄性明显多于雌性
③若具有暗红眼的个体全是雄性
[类题通法]　依据子代性别、性状的数量确认基因位置
若后代中两种表现型在雌雄个体中比例一致，说明遗传与性别无关，则可确定基因在常染色体上；若后代中两种表现型在雌雄个体中比例不一致，说明遗传与性别有关，则可确定基因在性染色体上。分析如下：
(1)根据表格信息中子代性别、性状的数量比分析推断：

灰身、直毛
灰身、分叉毛
黑身、直毛
黑身、分叉毛
雌蝇
3/4
0
1/4
0
雄蝇
3/8
3/8
1/8
1/8
据表格信息：灰身与黑身的比例，雌蝇中3∶1，雄蝇中也为3∶1，二者相同，故为常染色体遗传。直毛与分叉毛的比例，雌蝇中4∶0，雄蝇中1∶1，二者不同，故为伴X遗传。
(2)依据遗传调查所得数据进行推断：


[真题集训——验能力]
1．(2016·全国卷Ⅰ)理论上，下列关于人类单基因遗传病的叙述，正确的是(　　)
A．常染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
B．常染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
C．X染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
D．X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
解析：选D　联系遗传平衡定律进行分析。常染色体隐性遗传病在男性和女性中的发病率相等，均等于该病致病基因的基因频率的平方。常染色体显性遗传病在男性和女性中的发病率相等，均等于1减去该病隐性基因的基因频率的平方。X染色体显性遗传病在女性中的发病率等于1减去该病隐性基因的基因频率的平方。因男性只有一条X染色体，男性只要携带致病基因便患病，故X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率。
2．(2015·全国卷Ⅰ)抗维生素D佝偻病为X染色体显性遗传病，短指为常染色体显性遗传病，红绿色盲为X染色体隐性遗传病，白化病为常染色体隐性遗传病。下列关于这四种遗传病遗传特征的叙述，正确的是(　　)
A．短指的发病率男性高于女性
B．红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者
C．抗维生素D佝偻病的发病率男性高于女性
D．白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现
解析：选B　常染色体遗传病的男性与女性发病率相等。X染色体隐性遗传病的女性患者，其父亲和儿子一定是患者。X染色体显性遗传病的女性发病率大于男性发病率。白化病属于常染色体隐性遗传病，不会在一个家系的几代人中连续出现。
3．(2016·浙江高考)下图是先天聋哑遗传病的某家系图，Ⅱ2的致病基因位于1对染色体，Ⅱ3和Ⅱ6的致病基因位于另1对染色体，这2对基因均可单独致病。Ⅱ2不含Ⅱ3的致病基因，Ⅱ3不含Ⅱ2的致病基因。不考虑基因突变。下列叙述正确的是(　　)

A．Ⅱ3和Ⅱ6所患的是伴X染色体隐性遗传病
B．若Ⅱ2所患的是伴X染色体隐性遗传病，Ⅲ2不患病的原因是无来自父亲的致病基因
C．若Ⅱ2所患的是常染色体隐性遗传病，Ⅲ2与某相同基因型的人婚配，则子女患先天聋哑的概率为1/4
D．若Ⅱ2和Ⅱ3生育了1个先天聋哑女孩，该女孩的1条X染色体长臂缺失，则该X染色体来自母亲
解析：选D　由正常的Ⅰ3和Ⅰ4生育了一个患病女儿Ⅱ3，可知该病为常染色体隐性遗传病，即Ⅱ3和Ⅱ6所患的是常染色体隐性遗传病。由正常的Ⅰ1和Ⅰ2生育了一个患病的儿子Ⅱ2，可知Ⅱ2所患的是隐性遗传病。该病的致病基因可能位于X染色体上，也可能位于常染色体上。若Ⅱ2所患的是伴X染色体隐性遗传病(设致病基因为a)，Ⅱ2和Ⅱ3互不含对方的致病基因，设Ⅱ3的致病基因为b，则Ⅱ2和Ⅱ3的基因型分别是BBXaY和bbXAXA，两者所生女儿Ⅲ2的基因型为BbXAXa，故Ⅲ2不患病的原因是含有父亲、母亲的显性正常基因(B、A)。若Ⅱ2所患的是常染色体隐性遗传病，Ⅱ3所患的也是常染色体隐性遗传病，则Ⅱ2和Ⅱ3的基因型分别为aaBB和AAbb，两者所生女儿Ⅲ2的基因型是AaBb，Ⅲ2与某相同基因型的人婚配，所生后代患先天聋哑的概率为1/4＋1/4－1/4×1/4＝7/16。若Ⅱ2和Ⅱ3生育了一个先天聋哑女孩，且该女孩的1条X染色体长臂缺失，不考虑基因突变，则Ⅱ2所患的是伴X染色体隐性遗传病，则Ⅱ2的基因型为BBXaY，Ⅱ3的基因型为bbXAXA，理论上Ⅱ2和Ⅱ3生育的女孩的基因型为BbXAXa(正常)，但该女孩患病，说明X染色体上缺失A基因，故该女孩的一条缺失长臂的X染色体来自母亲。
4．(2017·全国卷Ⅲ)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换，回答下列问题：
(1)若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上，请以上述品系为材料，设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
(2)假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上，请以上述品系为材料，设计实验对这一假设进行验证。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)
解析：(1)实验思路：要确定三对等位基因是否分别位于三对染色体上，根据实验材料，可将其拆分为判定每两对等位基因是否位于两对染色体上，如利用①和②杂交，得到F1，再让F1雌雄个体自由交配，观察F2的表现型及比例来判定基因A/a和B/b是否位于两对染色体上。同理用②和③杂交判定基因E/e和B/b是否位于两对染色体上，用①和③杂交判定基因E/e和A/a是否位于两对染色体上。
预期实验结果(以判定基因A/a和B/b是否位于两对染色体上为例，假定不发生染色体变异和染色体交换)：①aaBBEE×②AAbbEE→F1→F2，F2个体中关于刚毛和眼的表现型及比例为有眼正常刚毛∶有眼小刚毛∶无眼正常刚毛∶无眼小刚毛＝9∶3∶3∶1。同理②×③杂交、①×③杂交后再进行F1雌雄个体自由交配，F2中均出现四种表现型，且比例为9∶3∶3∶1。
实验结论：①×②杂交→F1→F2，等位基因A/a和B/b位于两对染色体上。②×③杂交→F1→F2，等位基因E/e和B/b位于两对染色体上。①×③杂交→F1→F2，等位基因E/e和A/a位于两对染色体上。综合上述情况，得出A/a、B/b、E/e这三对等位基因分别位于三对染色体上。
(2)实验思路：要验证A/a和B/b这两对等位基因都位于X染色体上，可通过①aaBBEE、②AAbbEE两种实验材料，利用正反交实验，观察F1雄性个体中刚毛和眼两对性状，如果正反交结果均不相同，则A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上。
预期实验结果：正交♀①EEXaBXaB×♂②EEXAbY→F1：♀全部为有眼正常刚毛正常翅，♂全部为无眼正常刚毛正常翅。反交♂①EEXaBY×♀②EEXAbXAb→F1：♀全部为有眼正常刚毛正常翅，♂全部为有眼小刚毛正常翅。
实验结论：A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上。
答案：(1)选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合，分别得到F1和F2，若各杂交组合的F2中均出现四种表现型，且比例为9∶3∶3∶1，则可确定这三对等位基因分别位于三对染色体上；若出现其他结果，则可确定这三对等位基因不是分别位于三对染色体上。(2)选择①×②杂交组合进行正反交，观察F1中雄性个体的表现型。若正交得到的F1中雄性个体与反交得到的F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同，则证明这两对等位基因都位于X染色体上。
5．(2016·全国卷Ⅰ)已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体∶♀黄体∶灰体∶黄体为1∶1∶1∶1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。请根据上述结果，回答下列问题：
(1)仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性？
(2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求：每个实验只用一个杂交组合，并指出支持同学乙结论的预期实验结果。)
解析：(1) 同学甲的实验是用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代无论雌雄均有灰体和黄体，且比例均为1∶1。根据以上实验，不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，也不能判断黄体与灰体的显隐性，因为若控制黄体的基因位于常染色体上，也符合上述实验结果。(2)同学乙的结论是控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。若要证明同学乙的这一结论，可以用同学甲得到的子代果蝇为材料设计杂交实验。先假设同学乙的结论成立，则同学甲的杂交实验用图解表示如下：

可从F1中选取果蝇做亲本进行以下两组杂交实验，根据子代的表现来证明同学乙的结论。

实验1的预期结果是子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体。

实验2的预期结果是子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一半表现为黄体。
答案：(1)不能
(2)实验1：杂交组合：♀黄体×灰体。
预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体。
实验2：杂交组合：♀灰体×灰体。
预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一半表现为黄体。
6．(2015·全国卷Ⅱ)等位基因A和a可能位于X染色体上，也可能位于常染色体上。假定某女孩的基因型是XAXA或AA，其祖父的基因型是XAY或Aa，祖母的基因型是XAXa或Aa，外祖父的基因型是XAY或Aa，外祖母的基因型是XAXa或Aa。
不考虑基因突变和染色体变异，请回答下列问题：
(1)如果这对等位基因位于常染色体上，能否确定该女孩的2个显性基因A来自于祖辈4人中的具体哪两个人？为什么？
(2)如果这对等位基因位于X染色体上，那么可判断该女孩两个XA中的一个必然来自于________(填“祖父”或“祖母”)，判断依据是____________________________；此外，________(填“能”或“不能”)确定另一个XA来自于外祖父还是外祖母。
解析：(1)若这对等位基因位于常染色体上，则该女孩的基因型为AA时，2个A基因一个来自于父亲，一个来自于母亲。由于祖父和祖母的基因型均为Aa，其父亲的A基因可能来自于该女孩的祖父也可能来自于祖母。同理也不能判断来自于母亲的A基因的来源。(2)若这对等位基因位于X染色体上，则该女孩的基因型为XAXA，其父亲的基因型一定是XAY，其中XA必然来自于该女孩的祖母，而Y基因来自于其祖父；该女孩母亲的基因型可能是XAXA，也可能是XAXa，若该女孩母亲的基因型为XAXA，则XA可能来自于该女孩的外祖父也可能来自于外祖母，若该女孩母亲的基因型为XAXa，则XA来自于外祖父，因此不能确定母亲传递给该女孩的XA基因是来自于其外祖父还是外祖母。
答案：(1)不能　女孩AA中的一个A必然来自于父亲，但因为祖父和祖母都含有A，故无法确定父亲传给女儿的A是来自于祖父还是祖母；另一个A必然来自于母亲，也无法确定母亲传给女儿的A是来自于外祖父还是外祖母。(其他合理答案也可)　(2)祖母　该女孩的一个XA来自于父亲，而父亲的XA一定来自于祖母　不能
[课下检测——查缺漏]
一、选择题
1．(2018·岳阳质检)下列关于遗传病的叙述，正确的是(　　)
A．遗传病是由于致病基因的存在而引起的疾病
B．基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变，由基因突变而导致的疾病有时可以通过光学显微镜观察做出判断
C．红绿色盲基因在遗传上具有交叉遗传的特点，即母亲的红绿色盲基因只能传给她的儿子，儿子的红绿色盲基因只能传给他的女儿
D．父母都是甲种病患者，他们生了一个正常的儿子(不考虑基因突变情况)，据此可以推断，甲种病的致病基因为常染色体上的显性基因
解析：选B　遗传病是由于遗传物质的改变而引起的疾病；基因突变一般在显微镜下是观察不到的，但是镰刀型细胞贫血症可通过光学显微镜观察红细胞的形态做出判断；人类红绿色盲是伴X染色体隐性遗传，母亲的红绿色盲基因也可以传给女儿；父母患病生了一个正常的儿子，既可能是常染色体显性遗传，也可能是伴X染色体显性遗传。
2．某夫妇去医院进行遗传咨询，已知男子患有某种遗传病，其父母和妻子均正常，但妻子的母亲也患有该遗传病。下列推测错误的是(　　)
A．可以排除该男子患细胞质遗传病和伴Y染色体遗传病的可能性
B．若该病为伴X染色体遗传病，则男子家族中女性患病风险较高
C．若男子有一个患同种遗传病的妹妹，则这对夫妇生下患该遗传病的男孩的概率为1/4
D．可以通过观察该男子有丝分裂中期的细胞装片判断该病是否为染色体异常遗传病
解析：选B　已知该男子患有某种遗传病，他的母亲正常且其岳母有该病，说明该病不是细胞质遗传，也不是伴Y遗传；伴X染色体隐性遗传病的特点是男性患者多于女性患者；若男子有一个患同种病的妹妹，因其父母正常，则该病为常染色体隐性遗传病，因此可知该男子的基因型为aa，妻子的基因型为Aa，则后代为患病男孩的概率为1/2×1/2＝1/4；有丝分裂中期，染色体的形态最稳定，数目最清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期。
3．某科研小组用一对表现型都为圆眼长翅的雌、雄果蝇进行杂交，子代中圆眼长翅∶圆眼残翅∶棒眼长翅∶棒眼残翅的比例，雄性为3∶1∶3∶1，雌性为5∶2∶0∶0，下列分析错误的是(　　)
A．圆眼、长翅为显性性状
B．决定眼形的基因位于X染色体上
C．子代圆眼残翅雌果蝇中杂合子占2/3
D．雌性子代中可能存在与性别有关的致死现象
解析：选C　由题意可知，圆眼长翅果蝇后代出现棒眼残翅，说明圆眼、长翅为显性性状；由题意可知，雄性后代既有圆眼也有棒眼，而雌性后代中有圆眼果蝇无棒眼果蝇，说明决定眼形的基因位于X染色体上，且存在显性纯合致死现象；由于决定眼型的基因位于X染色体上，且存在显性纯合致死现象，残翅是隐性性状，因此子代圆眼残翅雌果蝇杂合子占100%；雌性子代中存在与性别有关的显性纯合致死现象。
4．(2018·漳州八校三模)下图是具有两种遗传病的家族系谱图，设甲病显性基因为A，隐性基因为a；乙病显性基因为B，隐性基因为b。若Ⅱ7为纯合子，下列叙述正确的是(　　)

A．甲病为常染色体显性病，乙病为伴X染色体隐性病
B．Ⅱ5的基因型为aaBB
C．Ⅲ10是纯合子的概率是1/2
D．Ⅲ9与Ⅲ10结婚生下正常男孩的概率是5/12
解析：选D　就甲病分析，Ⅰ1与Ⅰ2患病，Ⅱ5正常，说明该遗传病是常染色体显性遗传，而乙病不是代代都有，且女性患者的父亲正常，说明该病是常染色体隐性遗传病；Ⅱ5不患甲病与乙病，其父母是乙病基因的携带者，其基因型是aaBB或aaBb；Ⅱ7为纯合子且不患病，则基因型为aaBB，Ⅱ6不患甲病与乙病，其父母是乙病基因的携带者，其基因型是1/3aaBB或2/3aaBb，Ⅲ10是aaBB 的概率是2/3，是aaBb的概率是1/3；Ⅲ9患乙病而不患甲病，则Ⅲ9的基因型是aabb，与Ⅲ10生下患病小孩的概率是1/3×1/2＝1/6，生正常男孩的概率为5/6×1/2＝5/12。
5．大力倡导优生优育是提高我国人口素质的重要手段，优生的主要措施包括禁止近亲结婚、遗传咨询和产前诊断等，下列有关优生优育的叙述，正确的是(　　)
A．禁止近亲结婚可以降低各种单基因遗传病的发病率
B．家族中无遗传病史的夫妇不需要进行产前诊断
C．患抗维生素D佝偻病的男性可选择生育男孩以避免生出患病的孩子
D．因外伤致残的夫妇生育时需要进行遗传咨询
解析：选C　禁止近亲结婚可以降低隐性遗传病的发病率，而不能降低显性遗传病的发病率；家族中无遗传病史的夫妇有时也需要进行产前诊断，如高龄夫妻生育的后代患染色体病的概率较高；抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病，患抗维生素D佝偻病的男性生育男孩不会患病；外伤致残的性状不能遗传给后代，因此不需要遗传咨询。
6．下列关于人群中白化病发病率的调查叙述，正确的是(　　)
A．调查前收集相关的遗传学知识
B．对患者家系成员进行随机调查
C．先调查白化病基因的基因频率，再计算发病率
D．白化病发病率＝(患者人数＋携带者人数)÷被调查的总人数×100%
解析：选A　调查前需要收集相关的遗传学知识，为调查做好准备；对患者家系成员进行调查的目的是调查遗传病的遗传方式，而调查白化病发病率，需要在人群中随机抽样调查；基因频率需通过调查发病情况推算出来；白化病发病率＝患者人数÷被调查的总人数×100%。
7．某遗传病由单基因控制，正常夫妻双方的父母都正常，但是他们都各有一个患该病的妹妹。现在国家政策鼓励生二胎，请你为他们测算风险值，以下测算中计算错误的是(　　)
A．如果他们首胎异卵双生获得双胞胎，则有患病孩子的概率是1/9
B．如果他们首胎生出同卵双胞胎，则两个孩子都患病的概率是1/9
C．如果他们已经生了一个患病孩子，那么再生一个患病女孩的概率是1/8
D．如果他们已经生了一个患病孩子，那么再生一个患病男孩的概率是1/8
解析：选A　正常夫妻双方的父母都正常，但是他们都各有一个患该病的妹妹，由此可知该病为常染色体隐性遗传病。夫妻双方均有2/3的可能性为杂合子，生出患病孩子的概率为(2/3)×(2/3)×(1/4)＝1/9，正常孩子的概率为1－1/9＝8/9。如果他们首胎异卵双生获得双胞胎，则有患病孩子的概率是1－(8/9)×(8/9)＝17/81；如果他们首胎生出同卵双胞胎，同卵双胞胎的遗传物质相同，则两个孩子都患病的概率是1/9；如果他们已经生了一个患病孩子，则可以确定双亲均为杂合子，那么再生一个患病女孩或患病男孩的概率均是(1/4)×(1/2)＝1/8。
8．(2018·潍坊月考)纯种果蝇中，朱红眼×暗红眼♀，子代只有暗红眼；而反交，暗红眼♂×朱红眼♀，F1雌性为暗红眼，雄性为朱红眼。设相关基因为A、a，下列叙述错误的是(　　)
A．正反交实验可用于判断有关基因所在的染色体类型
B．反交的结果说明眼色基因不在细胞质中，也不在常染色体上
C．正反交的子代中，雌性基因型都是XAXa
D．若正反交的F1各自自由交配，则后代表现型比例都是1∶1∶1∶1
解析：选D　不同的遗传方式正反交后子代性状会有不同的表现规律，这些规律可用来判断基因所在染色体的类型；反交结果后代性状表现与性别有关，说明眼色基因位于性染色体上；从正交结果可以看出，暗红眼为显性，在两种杂交结果中，雌性果蝇基因型相同；正交后代的基因型为XAXa 和XAY，自由交配后雌性全为暗红眼，雄性暗红眼∶朱红眼＝1∶1。
9.人性别决定方式为XY型，右面的系谱图表示了人的某种性状的遗传，图中深色表示该种性状的表现者，已知该性状受一对等位基因控制，在不考虑染色体变异和基因突变的条件下，下列说法正确的是(　　)
A．若控制该性状的基因仅位于常染色体上，则图中Ⅰ2、Ⅱ2、Ⅱ4一定是纯合子
B．若控制该性状的基因仅位于X染色体上，则图中可能是杂合子的个体是Ⅰ2和Ⅲ2
C．若控制该性状的基因仅位于X染色体上，则Ⅲ2与Ⅲ4结婚生育一个该性状的男孩概率是1/8
D．假设控制该性状的基因仅位于Y染色体上，依照Y染色体上基因的遗传规律，在第Ⅲ代中表现型不符合该基因遗传规律的个体是Ⅲ3、Ⅲ2、Ⅲ4
解析：选C　如果控制该性状的基因仅位于常染色体上，Ⅰ2、Ⅱ2、Ⅱ4正常，子代出现该性状，因此Ⅰ2、Ⅱ2、Ⅱ4一定是该性状基因的携带者(杂合子)。如果控制该性状的基因仅位于X染色体上，Ⅰ2是女性，其儿子出现该性状，因此Ⅰ2一定是杂合子；Ⅲ2的双亲正常，有一个该性状的兄弟，因此Ⅲ2可能是纯合子，也可能是该性状基因的携带者。如果控制该性状的基因仅位于X染色体上，Ⅲ2是该性状基因携带者的概率是，Ⅲ4是正常男性，无该性状基因，二者结婚生育一个该性状的男孩概率是1/2×1/4＝1/8。如果控制该性状的基因仅位于Y染色体上，则第Ⅲ代中Ⅲ1、Ⅲ3、Ⅲ4表现型都不符合该基因的遗传规律。
10．下图是A、B两种不同遗传病的家系图，调查发现，人群中患B病的女性远远多于男性。据图判断下列说法正确的是(　　)

A．A病是伴X染色体显性遗传病
B．控制A、B两种遗传病的基因不遵循自由组合定律
C．若第Ⅱ代的3号个体与一患B病的男性结婚，则最好生女孩
D．若第Ⅲ代的6号个体与9号个体结婚，则生下一个患B病不患A病孩子的概率是1/6
解析：选D　7号和8号都正常，而其父母都患A病，说明A病是由常染色体上的显性基因控制的遗传病；由题意知B病最可能为伴X显性遗传病，因此两种遗传病的基因遵循自由组合定律；如果第Ⅱ代的3号个体(AaXBXb)与一患B病的男孩( aaXBY)结婚，所生女孩一定患病，故最好生男孩；若第Ⅲ代的6号个体(aaXBXb)与9号个体(1/3AAXbY、2/3AaXbY)结婚，生下不患病孩子的概率为2/3×1/2×1/2＝1/6。
11．科学家在研究果蝇的突变体时，发现其常染色体上有一显性基因A(控制卷翅，a控制正常翅)和显性基因F(控制星状眼，f控制正常眼)，均属于纯合致死基因。现让基因型为AaFf的两只雌雄果蝇进行交配，欲定位A/a，F/f在染色体上的相对位置(有如图所示三种情况)。下列有关说法正确的是(　　)

A．图甲、乙、丙中基因A/a，F/f均遵循基因的自由组合定律
B．若杂交后代有3种表现型，比例为1∶2∶1，则基因相对位置如图甲所示
C．若杂交后代有4种表现型，比例为4∶2∶2∶1，则基因相对位置如图乙所示
D．若杂交后代有2种表现型，比例为1∶1，则基因相对位置如图丙所示
解析：选C　分析图形可知，图乙中，基因A/a，F/f分别位于两对同源染色体上，而在图甲、丙中只位于一对同源染色体上，因此，只有图乙所示情况下相关基因的遗传遵循基因的自由组合定律；若基因的相对位置如图甲所示，则雌雄果蝇均产生Af和aF两种数量相等的配子，雌雄配子随机结合，子代基因型有2AaFf、1AAff(致死)、1aaFF(致死)，均表现为卷翅星状眼；若基因的相对位置如图乙所示，两对等位基因表现为自由组合，考虑到显性基因纯合致死，子代有(2Aa、1aa)×(2Ff、1ff)，因此，子代表现型及比例为卷翅星状眼∶正常翅星状眼∶卷翅正常眼∶正常翅正常眼＝4∶2∶2∶1；若基因的相对位置如图丙所示，则雌雄果蝇均能产生AF和af两种数量相等的配子，雌雄配子随机结合，子代基因型有2AaFf、1AAFF(致死)、1aaff，表现为卷翅星状眼∶正常翅正常眼＝2∶1。
12．如图为某单基因遗传病的系谱图(不考虑生物变异)。下列相关叙述错误的是(　　)

A．Ⅱ4一定是携带者，Ⅱ5不一定是携带者
B．欲确定该病的遗传方式，可以诊断Ⅱ3是否携带致病基因
C．如果Ⅱ3携带致病基因，则该病的遗传方式为常染色体隐性遗传
D．Ⅱ3和Ⅱ4生出患病男孩的概率为1/4
解析：选D　Ⅱ3和Ⅱ4都正常，而Ⅲ8患病，则该病为隐性遗传病，若是常染色体隐性遗传病，Ⅱ3、Ⅱ4一定是携带者，但Ⅱ5不一定是携带者；若是伴X染色体隐性遗传病，Ⅱ4一定是携带者，但Ⅱ5不一定是携带者，Ⅱ3一定不是携带者。若该病是常染色体隐性遗传病，则Ⅱ3和Ⅱ4生出患病男孩的概率为(1/4)×(1/2)＝1/8；若该病是伴X染色体隐性遗传病，则Ⅱ3和Ⅱ4生出患病男孩的概率为1/4。
二、非选择题
13．人类遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病。遗传病严重威胁人类健康，请回答下列有关遗传病调查的问题：
(1)人类遗传病包括单基因遗传病、________________、________________。
(2)为了解某种遗传病的遗传方式及发病率，某班同学在全校学生及其家庭中展开调查，应选择的遗传病是__________________(填“原发性高血压”或“苯丙酮尿症”)。将全班同学分为若干个小组进行调查。调查结束后如何处理调查结果？________________________________________________________________________。
(3)马尔芬氏综合征是一种单基因遗传病，某小组同学对某女性及其家庭成员调查后所得结果如下表，根据表中信息在方框中绘制该家庭的遗传系谱图。
祖父
祖母
外祖父
外祖母
父亲
母亲
姐姐
弟弟
某女
正常
患者
患者
正常
患者
患者
正常
正常
患者

通过遗传系谱图分析可知，马尔芬氏综合征的遗传方式是________________。
解析：(1)人类遗传病有三大类，即单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病。(2)原发性高血压为多基因遗传病，苯丙酮尿症为单基因遗传病，调查遗传病的遗传方式及发病率时应选择单基因遗传病。遗传病的发病率应在人群中调查，最后汇总各小组的调查数据；而遗传病的遗传方式则应在家系中调查，根据患者家庭的患病情况绘制出遗传系谱图并进行推理分析。(3)祖父母、外祖父母为第Ⅰ代，父母为第Ⅱ代，姐姐、弟弟及某女性为第Ⅲ代，根据表中的性状绘制遗传系谱图。根据父母患病，而姐姐正常，推测该病为常染色体显性遗传病。
答案：(1)多基因遗传病　染色体异常遗传病
(2)苯丙酮尿症　汇总各小组的调查数据求出发病率，对该遗传病的家系图进行分析(或对患病家族进行分析)
(3)如图：　常染色体显性遗传

14．(2018·贵州七校联考)家猫的性别决定为XY型，其毛色受非同源染色体上的两对基因(基因A、a和基因B、b)的控制。其中基因A位于常染色体上，表现为白色，并对基因B、b起遮盖作用。B是斑纹色，b为红色，而杂合子是玳瑁色。
(1)请设计最简单的方法，来验证基因B、b位于常染色体上还是位于X染色体上。
①选表现型为________母猫和红色公猫交配。
②若后代是________，则在常染色体上；若后代中________________________，则在X染色体上。
(2)若基因B、b位于X染色体上，回答下面相关问题：
①玳瑁色猫的基因型为________。
②玳瑁色猫与红色猫交配，生下3只玳瑁色和1只红色小猫，他们的性别是________。
③1只白色雌猫与1只斑纹雄猫交配，生出的小猫有：1只红色雄猫、1只玳瑁色雌猫、1只斑纹色雌猫、1只白色雄猫、1只白色雌猫。小猫母亲的基因型是________。
解析：(1)若基因B、b位于常染色体上，则红色公猫的基因型为aabb，可以选择斑纹色母猫(aaBB)与之交配，后代的基因型为aaBb，全为玳瑁色；如果基因B、b位于X染色体上，则红色公猫的基因型为aaXbY，可以选择斑纹色母猫(aaXBXB)与之交配，后代中母猫的基因型为aaXBXb(全为玳瑁色)，公猫的基因型为aaXBY(全为斑纹色)。因此，可以选择斑纹色母猫与红色公猫交配，根据后代的表现型情况来确定基因B、b是位于常染色体上，还是位于X染色体上。(2)①若基因B、b位于X染色体上，根据题中信息，基因B和b杂合时才表现为玳瑁色，因此，玳瑁色猫只能为雌性，其基因型为aaXBXb。②玳瑁色猫(aaXBXb)与红色猫(aaXbY)交配，后代中3只玳瑁色猫的基因型均为aaXBXb,1只红色猫的基因型可能为aaXbY或aaXbXb，故后代4只猫应全为雌性或三雌一雄。③斑纹雄猫的基因型为aaXBY，其子代中有红色雄猫(aaXbY)，说明亲本母猫基因型为AaX－Xb；再根据子代中有斑纹雌猫(aaXBXB)，确定亲本母猫的基因型为AaXBXb。
答案：(1)①斑纹色　②玳瑁色　母猫都为玳瑁色，公猫都为斑纹色
(2)①aaXBXb　②全部雌性或三雌一雄(至少三只雌性)
③AaXBXb
15．野生型果蝇(纯合子)的眼形是圆眼，某遗传学家在研究中偶然发现一只棒眼雄果蝇，他想探究果蝇眼形的遗传方式，设计了图甲实验。雄果蝇染色体的模式图及性染色体放大图如图乙所示。据图分析回答下列问题：

(1)由图甲中F1可知，果蝇眼形的________是显性性状。
(2)若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因位于________染色体上。
(3)若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1，但仅在雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因可能位于____________________________________，也可能位于_____________________。
(4)请从野生型、F1、F2中选择合适的个体，设计方案，对上述(3)中的问题做出进一步判断。
实验步骤：
________________________________________________________________________。
预期结果与结论：
________________________________________________________________________。
解析：(1)据图甲可知，双亲中一方是圆眼，一方是棒眼，而F1中全是圆眼，说明圆眼是显性性状，棒眼是隐性性状。(2)若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，则眼形的遗传不符合伴性遗传规律，因此控制圆眼、棒眼的基因只能位于常染色体上。(3)若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1，但仅在雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因位于X染色体的Ⅱ区段或X和Y染色体的Ⅰ区段。(4)用F2中棒眼雄果蝇与F1中雌果蝇交配，选取子代中的棒眼雌果蝇与野生型雄果蝇交配，若子代出现棒眼个体，则圆、棒眼基因位于X染色体的特有区段Ⅱ；若子代中没有棒眼果蝇出现，则圆、棒眼基因位于X、Y染色体的同源区段Ⅰ。
答案：(1)圆眼　(2)常　(3)X染色体的Ⅱ区段　X和Y染色体的Ⅰ区段(顺序可颠倒)　
(4)实验步骤：
①用F2中棒眼雄果蝇与F1中雌果蝇交配，得到棒眼雌果蝇；②用棒眼雌果蝇与野生型雄果蝇交配，观察子代中有没有棒眼个体出现
预期结果与结论：①若只有雄果蝇中出现棒眼个体，则圆、棒眼基因位于X染色体的Ⅱ区段；②若子代中没有棒眼果蝇出现，则圆、棒眼基因位于X、Y染色体的同源区段Ⅰ
单元综合(必修1第四单元、必修2第一单元)
(一)　以细胞产生、生长、衰老和凋亡为线索，理清细胞的生命历程

1．关于细胞分裂与遗传规律的三点提示
(1)基因的分离定律发生在减数第一次分裂的后期，由于同源染色体的分离导致其上的等位基因发生分离。
(2)基因的自由组合定律发生在减数第一次分裂的后期，在同源染色体分离的同时，非同源染色体发生自由组合。
(3)有丝分裂和无丝分裂过程中不存在基因的分离和自由组合。
2．关于细胞分裂与生物变异的三点提示
(1)基因突变主要发生在细胞分裂的间期。细胞分裂的各个时期都可以发生基因突变，并不是只有间期才能够发生基因突变，只是在间期最容易发生基因突变。
(2)基因重组发生在减数第一次分裂的前期和后期，前期是由于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换造成的，后期是由于非同源染色体之间自由组合造成的。
(3)染色体变异可以发生在细胞分裂的各个时期。
3．关注细胞生命现象的五个失分点
(1)实质各不同：细胞分化的实质是基因选择性表达；衰老的实质是内因和外因共同作用造成的细胞新陈代谢的变化；凋亡的实质是遗传机制调控的程序性死亡，其过程中也会出现基因选择性表达；癌变的实质是在致癌因子影响下原癌基因和抑癌基因发生突变。
(2)特点各不同：分化、衰老、癌变细胞的特点各不相同，可依据教材强化记忆。其中特别注意：衰老细胞中“酶活性低”并非是所有酶的活性低，而是多种酶的活性降低。
(3)遗传物质变化情况不同：分裂过程中核遗传物质会复制均分；分化、衰老和凋亡不会发生遗传物质改变；癌变会发生遗传物质改变。
(4)原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有正常细胞中，调控细胞的正常生命活动，而癌细胞中两种基因已经发生突变。另外，细胞癌变是多次(个)基因突变的累积效应，而不是一次(个)基因突变的结果。
(5)细胞分化和全能性表达的结果不同：前者分子水平是合成某种细胞特有的蛋白质，细胞水平是形成不同的组织和器官；而后者是形成新的生物个体。
(二)　以基因的传递特点和规律为线索，理清孟德尔遗传定律和伴性遗传

1．基因分离定律与基因自由组合定律实质再剖析
(1)基因分离定律实质：

①发生分离的基因：位于同源染色体上的等位基因(D与d)。
②分离时间：减数第一次分裂后期，如图中Ⅰ时期。
③分离原因：随同源染色体分开而分离。
④分离去向：分别进入两个次级精母细胞中进而进入配子中。
(2)基因自由组合定律实质(以两对等位基因为例)：

①发生自由组合的基因：位于非同源染色体上的非等位基因。
②自由组合时间：减数第一次分裂后期。
③组合原因：随同源染色体分开、等位基因分离，如图中Ⅰ，随非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因自由组合，如图中Ⅱ。
2．伴性遗传核心要点再回眸

(1)基因在Ⅰ、Ⅱ­1、Ⅱ­2任何区段上都与性别相联系，有别于常染色体上基因的遗传。(如Ⅰ区段中XaXa×XaYA及XaXa×XAYa组合)
(2)图示Ⅱ­2区段基因遗传表现为“限雄”遗传，即伴Y遗传。
(3)图示Ⅱ­1区段基因遗传为伴X遗传，具“交叉遗传”特点，且只有在XX型个体中才会存在等位基因。
(三)　澄清常见的几个认识误区
易混点1　并非所有的细胞都有细胞周期
[点拨]　①只有连续分裂的细胞才有细胞周期。只分裂一次便不再分裂的细胞没有细胞周期。
②进行减数分裂的细胞不具有细胞周期。
易混点2　赤道板与细胞板的区别
[点拨]　赤道板不是细胞结构，是一假想的平面，在光学显微镜下看不到；细胞板是一真实结构，在光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。
易混点3　误认为后期着丝点分裂是纺锤丝牵引的结果
[点拨]　有丝分裂后期染色体着丝点一分为二，其原因是受生物体内遗传物质控制的一种生理活动，不是由纺锤丝牵引所致。
易混点4　误认为生殖器官中的细胞只进行减数分裂
[点拨]　动物的精巢、卵巢以及植物的花药、胚珠中既进行有丝分裂，又进行减数分裂；染色体数目有三种情况：N、2N、4N(假设亲代为二倍体)。如原始的精原细胞(或卵原细胞)本身的增殖是通过有丝分裂进行的。
易混点5　并非所有干细胞都要发生分化
[点拨]　干细胞分裂增加细胞数目。一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分细胞保持分裂能力，用于干细胞本身的自我更新。
易混点6　混淆细胞衰老与个体衰老，误认为衰老个体中细胞一定衰老
[点拨]　对于单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡；多细胞生物体内的细胞总是不断地更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态，但从整体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
易混点7　混淆细胞编程性死亡与细胞病理性死亡
[点拨]　①病理性死亡是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
②编程性细胞死亡是细胞的一种生理控制机制，它也可以受许多因素(包括外部因素和内部因素)的诱导，如X射线、γ射线。同时它也可以通过一些因素的作用而受到抑制，如白细胞介素­2。
易混点8　误认为只有癌细胞内才有原癌基因与抑癌基因，且只要有一个基因突变即可引发细胞癌变
[点拨]　人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因——原癌基因和抑癌基因。环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。根据大量的病例分析，癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应。
易混点9　符合基因分离定律并不一定出现3∶1的性状分离比
[点拨]　符合基因分离定律并不一定出现特定性状分离比，原因如下：
①F2中3∶1的结果必须统计大量子代后才能得到，子代数目较少时，不一定符合预期的分离比。
②某些致死基因可能导致遗传分离比变化，如隐性致死、纯合致死、显性致死等。
易混点10　误将“从性遗传”视作“伴性遗传”
[点拨]　在涉及常染色体上一对等位基因控制的性状遗传中，有时会出现某一基因型个体在雌、雄(或男、女)个体中表现型不同的现象，即从性遗传现象(这表明生物性状不仅与基因组成有关，也受环境等其他因素影响)，然而，该类基因在传递时并不与性别相联系，这与位于性染色体上基因的传递有本质区别。
易混点11　误认为X、Y染色体同源区段的遗传等同于常染色体遗传
[点拨]　由于X、Y染色体传递与性别有关，如父方的X染色体只传向女儿不传向儿子，而Y染色体则相反，故X、Y染色体同源区段的基因在传递时也必将与性别相联系(如同源区段Y染色体上的基因只传向儿子)，这与常染色体上基因传递有本质区别。
易混点12　误认为“男性患者数目≠女性患者数目”都是伴性遗传
[点拨]　①在一个个体数目较多的群体中，某单基因遗传病患者人数男性患者≠女性患者，则可以确定是伴性遗传。
②如果只在一个遗传系谱中某单基因遗传病患者人数男性患者≠女性患者，往往不能确定是常染色体遗传还是伴性遗传。这是因为个体数目太少，具有偶然性。
[单元综合检测]
一、选择题
1．下列关于人体细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，错误的是(　　)
A．人体某细胞中存在血红蛋白，说明该细胞已经分化
B．衰老细胞的新陈代谢速率加快，形态、结构和功能发生改变
C．黄曲霉素可增加细胞癌变的概率，其属于化学致癌因子
D．机体对被病毒感染的肝细胞的清除，依赖于细胞凋亡机制
解析：选B　人体所有细胞中都含有血红蛋白基因，但该基因只能在红细胞中表达，有血红蛋白存在说明该细胞是红细胞，即已经分化；衰老细胞的呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢，且衰老细胞的形态、结构和功能发生改变；黄曲霉素属于化学致癌因子，可增加细胞癌变的概率；在人体中细胞被病毒感染而被机体清除属于细胞的凋亡，依赖于细胞的编程性死亡。
2．下列有关有丝分裂的叙述，正确的是(　　)
A．在高倍显微镜下观察处于有丝分裂中期的植物细胞，能看到的结构是细胞壁、染色体、纺锤体和核膜
B．在动物细胞有丝分裂前期，两个中心粒倍增形成两组中心粒并发出纺锤丝
C．有丝分裂过程中，与核仁解体、核膜消失同时发生的变化是染色体出现、纺锤体形成
D．细胞分裂间期是整个细胞周期中极为关键的准备阶段，如完成了DNA分子的复制和染色体的加倍
解析：选C　有丝分裂中期细胞中没有核膜，所以在显微镜下观察不到；两个中心粒倍增形成两组中心粒发生在细胞分裂的间期；有丝分裂的前期，核仁解体、核膜消失，同时发生的变化是染色体出现、纺锤体形成；细胞分裂间期是整个细胞周期中极为关键的准备阶段，可以完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，但此时期染色体不加倍。
3．(2018·娄底质检)滤泡性淋巴瘤起源于滤泡生发中心B细胞，在滤泡生发中心B细胞向滤泡性淋巴瘤细胞发展转化的过程中常伴随着染色体异常和基因突变。下列对滤泡生发中心B细胞与淋巴瘤细胞的分析，正确的是(　　)
A．淋巴瘤细胞是滤泡生发中心B细胞正常分裂分化的结果
B．淋巴瘤细胞的形成过程中存在基因的选择性表达
C．淋巴瘤细胞膜上的糖蛋白比滤泡生发中心B细胞多
D．淋巴瘤细胞的细胞周期比滤泡生发中心B细胞长
解析：选B　淋巴瘤细胞是滤泡生发中心B细胞向滤泡性淋巴瘤细胞发展转化的过程中染色体异常即染色体变异和基因突变的结果，不是细胞正常分化；淋巴瘤细胞内基因没有全部表达，只是表达了部分基因，所以淋巴瘤细胞的形成过程中存在基因的选择性表达；淋巴瘤细胞的特点是细胞膜表面的糖蛋白减少，故膜上的糖蛋白比滤泡生发中心B细胞少；淋巴瘤细胞在适宜条件下可无限增殖，细胞周期变短，而正常高度分化细胞不再增殖，没有细胞周期。
4.甲生物(性别决定方式为XY型)体细胞中的染色体及其上的基因如图所示(基因W位于X染色体上)，如仅因染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的基因型为AA的异常配子。下列关于该异常配子产生的原因分析正确的是(　　)
A．常染色体一定在有丝分裂后期未分离
B．常染色体可能在减数第一次分裂时未分离
C．性染色体可能在减数第二次分裂时未分离
D．性染色体一定在减数第一次分裂时未分离
解析：选C　从图中可以看出基因A、a位于常染色体上，而基因W位于X染色体上。该生物的基因型可表示为AaXWY，产生了一个不含性染色体的基因型为AA的配子，配子中含AA说明姐妹染色单体分开后进入了同一配子中，常染色体在减数第二次分裂时一定发生异常；配子中不含性染色体，可能是减数第一次分裂时同源染色体没有分离，也有可能是减数第二次分裂时姐妹染色单体分离形成的两条子染色体移向同一极。
5．图甲为某果蝇染色体及部分基因组成(等位基因D、d位于性染色体上)的示意图，图乙、丙为该果蝇体内一器官中的两个细胞示意图。下列说法错误的是(　　)

A．该器官是果蝇的卵巢
B．图丙所示细胞的名称为次级卵母细胞
C．正常情况下，图乙所示细胞中“？”代表的基因应该为d
D．图丙所示细胞中出现基因A的原因是发生了交叉互换
解析：选D　根据图丙所示细胞不均等分裂的特点可知该器官为卵巢；图丙所示细胞处于减数第二次分裂后期，名称为次级卵母细胞；图乙所示细胞为处于有丝分裂后期的细胞，正常情况下，“？”代表的基因应该为d；图甲所示细胞中不含基因A，故图丙所示细胞中出现基因A的原因是发生了基因突变，不可能是发生了交叉互换。
6．果蝇是二倍体，红眼基因在其X染色体上。图甲为某红眼雄果蝇的一个精原细胞(A)经过两次正常有丝分裂产生四个子细胞(a1～a4)的示意图；图乙为此果蝇体内一个精原细胞(B)经过正常减数分裂产生四个精细胞(b1～b4)的示意图。在不考虑生物变异的情况下，下列叙述正确的是(　　)

A．两图的过程Ⅰ与过程Ⅱ中细胞内均有一次核DNA复制
B．两图的过程Ⅰ中细胞内均能发生同源染色体相互分离现象
C．两图的过程Ⅱ中细胞内染色体数与核DNA数的比例均有变化
D．图甲中的四个子细胞所含红眼基因数不同，图乙中的四个精细胞所含红眼基因数相同
解析：选C　图乙的过程Ⅱ为减数第二次分裂，此过程中无核DNA复制。图甲的过程Ⅰ中有姐妹染色单体分开现象，无同源染色体分离现象；图乙的过程Ⅰ是减数第一次分裂，在此分裂后期中出现同源染色体分离现象。图甲的过程Ⅱ和图乙的过程Ⅱ中均有着丝点断裂导致姐妹染色单体分开的行为；着丝点断裂前细胞中染色体数与核DNA数的比例为1∶2，着丝点断裂后细胞中染色体数与核DNA数的比例为1∶1。图甲中的四个子细胞各含1个红眼基因，所含红眼基因数相同；图乙中的b1与b2各含1个(或0个)红眼基因，b3与b4各含0个(或1个)红眼基因，故图乙中的四个精细胞所含红眼基因数不同。
7．已知某环境条件下某种动物中基因型为AA和Aa的个体全部存活，而基因型为aa的个体在出生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体，只有AA、Aa两种基因型，且比例为1∶2。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，理论上该群体随机交配产生第一代后，再让第一代群体随机交配，所获第二代中基因型为AA和Aa的个体的比例是(　　)
A．3∶2　　　　　　　　 B．1∶2
C．2∶1 D．3∶1
解析：选A　根据题意可知，aa个体不能存活，并且群体内随机交配繁殖后代。因群体中AA占1/3、Aa占2/3，所以群体中产生A配子的比例应该是1/3×1＋2/3×1/2＝2/3，产生a配子的比例应该是1/3×0＋2/3×1/2＝1/3，当随机交配时，按下表计算：

2/3A
1/3a
2/3A
4/9AA
2/9Aa
1/3a
2/9Aa
1/9aa(死亡)
因子代中aa死亡，所以第一代中AA个体与Aa个体的比例为1∶1。再让第一代群体随机交配，A配子的比例应该是1/2×1＋1/2×1/2＝3/4，产生a配子的比例应该是1/2×0＋1/2×1/2＝1/4，所获第二代中基因型为AA和Aa的个体的比例是3∶2。
8．(2018·长沙月考)戈谢病是患者由于缺乏β­葡糖苷酶­葡糖脑苷脂酶从而引起不正常的葡萄糖脑苷脂在细胞内积聚所致，患者肝脾肿大。下图是用凝胶电泳的方法得到的某患者家系带谱，据图分析下列推断错误的是(　　)

A．该病为常染色体隐性遗传病
B．2号为该病携带者，5号为杂合子的概率是2/3
C．1号和2号再生一个正常男孩的概率是3/8
D．该病可通过测羊水中酶的活性和B超检查来进行产前诊断
解析：选B　根据图可以看出，1号和2号都正常，生的孩子4号是患者，故该病是隐性遗传病，则基因带谱中短条带代表隐性基因，又因为4号的父亲1号有致病基因但表现正常，所以该病不是伴X隐性遗传而是常染色体隐性遗传；故1号、2号、5号都是杂合子，3号是显性纯合子，5号为杂合子的概率是100%；1号和2号再生一个正常男孩的概率是3/4×1/2＝3/8；该遗传病可以通过测羊水中酶的活性来判断，又因为患者肝脾肿大也可以通过B超检查进行产前诊断。
9．某高等动物耳朵的长短为一对相对性状，受两对等位基因控制(不考虑交叉互换)。让一对长耳朵动物繁殖多次，子代统计结果为长耳朵∶短耳朵＝7∶1，下列说法错误的是(　　)
A．让短耳朵个体相互交配，子代都是短耳朵
B．这两对等位基因位于非同源染色体上
C．子代中，长耳朵的基因型有5种
D．若用亲代个体与子代短耳朵个体交配，后代不可能出现3∶1的比例
解析：选D　分析题意可知，该对性状受两对等位基因(假设为A、a和B、b)控制，由于亲代都为长耳朵，后代长耳朵∶短耳朵＝7∶1，隐性性状所占比例1/8＝1/4×1/2，若两对基因位于一对同源染色体上，则子代中短耳朵所占比例与题意不符，故两对基因一定位于两对同源染色体上，则亲本的基因型为AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。短耳朵个体的基因型为aabb，让短耳朵个体相互交配，子代都是短耳朵；由于亲本的基因型为AaBb×Aabb或AaBb×aaBb，因此子代中，长耳朵的基因型有AABb、AaBb、AAbb、Aabb、aaBb共5种或AaBB、AaBb、Aabb、aaBB、aaBb共5种；用亲代中基因型为AaBb的长耳朵个体与子代短耳朵个体(aabb)交配，后代表现型比例为3∶1。
10．已知等位基因H、h及复等位基因IA、IB、i共同控制A、B、O血型形成过程(如下图)。若小明的血型为O型，他的爸爸为A型，妈妈为B型，哥哥和姐姐皆为AB型，则小明爸爸、妈妈的基因型可能是(　　)

A．爸爸为hhIAi，妈妈为HhIBIB
B．爸爸为HhIAIA，妈妈为HhIBIB
C．爸爸为HHIAi，妈妈为HhIBIB
D．爸爸为HHIAIA，妈妈为HHIBi
解析：选B　由题意可知，小明的基因型为hh__或H_ii，结合其爸妈的血型可判断爸爸的基因型为H_IA_，妈妈的基因型为H_IB_，由于其哥哥姐姐皆为AB型血，因此其爸爸、妈妈的基因型可能为HhIAIA、HhIBIB。
11．女娄菜的性别决定方式为XY型，其植株高茎和矮茎受基因A、a控制，宽叶和狭叶受基因B、b控制。现将两株女娄菜杂交，所得子代雌株中高茎宽叶∶矮茎宽叶＝3∶1、雄株中高茎宽叶∶高茎窄叶∶矮茎宽叶∶矮茎窄叶＝3∶3∶1∶1。相关判断错误的是(　　)
A．两对基因的遗传遵循自由组合定律
B．亲本的基因型为AaXBXb、AaXBY
C．子代雌株中髙茎宽叶基因型有4种
D．子代雄株髙茎宽叶中纯合子占1/4
解析：选D　由题目可知，杂交子代雌株中高茎∶矮茎＝3∶1，雄株中高茎∶矮茎＝3∶1，可以推出高茎和矮茎位于常染色体上，且亲本的基因型都为Aa；杂交子代雌株全为宽叶，雄株宽叶∶窄叶＝1∶1，雌雄表现不一样，宽叶和窄叶基因位于X染色体上，亲本的基因型为XBXb、XBY。由于两对基因位于2对同源染色体上，所以遵循基因的自由组合定律，且亲本的基因型为AaXBXb、AaXBY；子代雌株中宽叶的基因型有AAXBXB、AaXBXB、AAXBXb、AaXBXb；子代雄株中高茎宽叶基因型有AaXBY、AAXBY，其中纯合子的比例占1/3。
12．某雌(XX)雄(XY)异株植物，其叶型有阔叶和窄叶两种，由一对等位基因A、a控制。现有三组杂交实验，结果如下表。对表中有关数据的分析，错误的是(　　)

杂交
组合
亲代表现型
子代表现型及株数
父本
母本
雌株
雄株
1
阔叶
阔叶
阔叶234
阔叶119、窄叶122
2
窄叶
阔叶
阔叶83、窄叶78
阔叶79、窄叶80
3
阔叶
窄叶
阔叶131
窄叶127
A.仅根据第2组实验，无法判断两种叶型的显隐性关系
B．根据第1组或第3组实验可以确定叶型基因位于X染色体上
C．用第3组的子代阔叶雌株与窄叶雄株杂交，后代基因型比例为1∶2∶1
D．用第2组的子代阔叶雌株与阔叶雄株杂交，后代中窄叶植株占1/4
解析：选C　仅根据第2组实验，阔叶与窄叶杂交后代既有阔叶又有窄叶，无法判断两种叶型的显隐性关系，根据第1组实验，可判断阔叶对窄叶为显性；第1组或第3组实验结果表明叶型与性别相关联，可以确定叶型基因位于X染色体上；根据以上分析，第3组亲代为阔叶XAY和窄叶XaXa，子代为阔叶XAXa、窄叶XaY，子代杂交的后代基因型及比例为XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY＝1∶1∶1∶1；第2组的父本基因型为XaY，母本基因型为XAXa，子代阔叶雌株(XAXa)与阔叶雄株(XAY)杂交，后代中窄叶植株占1/4。
二、非选择题
13．图甲表示某种哺乳动物细胞分裂过程中染色体数与核DNA分子数之比的变化曲线，图乙表示这种动物某个体内精原细胞分裂不同时期的图像。请据图回答：


(1)图甲中BC段、DE段形成的原因分别是________________________________。
(2)图甲中处于E点的细胞中含有________对同源染色体，图乙中________(填序号)细胞处于图甲中的CD段。
(3)若该生物的基因型是GgPp，在精细胞的形成过程中G与P的自由组合发生在图乙________(填序号)细胞中；G与G的分离发生在图乙________(填序号)细胞中，该细胞的名称是____________________。若某精原细胞分裂完成后形成了基因型为GPp的精细胞，原因是减数第一次分裂后期__________________________________________。
(4)在图甲中绘制此精原细胞减数分裂过程中染色体数与核DNA数之比的变化曲线(不标字母)。
解析：(1)根据题意分析可知：图甲中BC段形成的原因是有丝分裂间期DNA复制，DE段形成的原因是有丝分裂后期着丝点分裂，染色单体分开形成染色体。(2)由图乙可知，该动物细胞中含有2对4条染色体，E点的细胞处于有丝分裂后期，染色体数目加倍，因而同源染色体对数也加倍，所以E点的细胞中含有4对同源染色体。由于图甲中的CD段处于有丝分裂的前期和中期，所以图乙中的①细胞处于图甲中的CD段。(3)等位基因分离、非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂后期，对应图乙中的④细胞中；G与G的分离发生在减数第二次分裂后期，对应图乙中的③细胞中，该细胞的名称是次级精母细胞。如果减数第一次分裂后期同源染色体没有分离，则基因型是GgPp的精原细胞分裂完成后会形成基因型为GPp的精细胞。
答案：(1)DNA复制、着丝点分裂　(2)4　①
(3)④　③　次级精母细胞　同源染色体没有分离
(4)如图

14．某种鸟的羽色受两对相互独立的等位基因控制，其中A、a基因在性染色体的非同源区，B、b基因在常染色体上，位置如下图甲所示。该鸟羽毛颜色的形成与相关基因的关系如下图乙所示。请回答：

(1)据图分析可知，雌性黑色鸟的基因型有________种，雄性纯合灰色鸟的基因型是________。若在某特定的环境中，灰色羽毛使鸟有利于躲避敌害，长期的自然选择导致B基因的基因频率________。
(2)图甲所示个体的一个原始生殖细胞经减数分裂会产生________个成熟的生殖细胞，该个体产生的配子，基因组成应该有________种，如果该个体产生了含有两个B基因的生殖细胞，原因是在减数________期两条姐妹染色单体分开后进入同一个生殖细胞所致。
(3)为了判断一只黑色雄鸟的基因型，请设计实验方案，并预测结果。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题意和图示分析可知：雌性黑色鸟的基因型有BBZAW和BbZAW共2种，雄性纯合灰色鸟的基因型是bbZAZA。若在某特定的环境中，灰色羽毛(bb)使鸟利于躲避敌害，长期的自然选择导致B基因的基因频率下降，b基因的基因频率上升。(2)图甲所示个体为雌性个体，所以一个原始生殖细胞经减数分裂会产生1个成熟的生殖细胞和3个极体；该个体含有两对等位基因，所以产生的配子，基因组成应该有2×2＝4种。如果该个体(BbZAW)产生了含有两个B基因的生殖细胞，原因是在减数第二次分裂后期两条姐妹染色单体没有分开所致。(3)黑色雄鸟的基因型为B_ZAZ－。为判断其基因型，可将它与多只灰色雌鸟bbZAW杂交。如果子代羽色表现为全部黑色，则该黑鸟为纯合子；如果子代出现两种羽色，则该黑鸟的基因型为BbZAZA或BBZAZa，如果出现三种羽色，则黑鸟的基因型为BbZAZa。
答案：(1)2　bbZAZA　下降
(2)1　4　第二次分裂后
(3)实验方案：可将黑色雄鸟与多只灰色雌鸟杂交。
预测结果：如果子代羽色表现为全部黑色，则该黑鸟基因型为BBZAZA；如果子代出现黑色和白色两种羽色，则该黑鸟的基因型为BBZAZa；如果子代出现黑色和灰色两种羽色，则黑鸟的基因型为BbZAAA；如果子代出现三种羽色，则黑鸟的基因型为BbZAZa。
15．如图是某一年生自花传粉植物(2n＝10)的某些基因在亲本染色体上的排列情况。该种植物的高度由三对等位基因B、b，F、f，G、g共同决定，显性基因具有增高效应，且增高效应都相同，还可以累加，即显性基因的个数与植株高度呈正相关。已知母本高60 cm，父本高30 cm，据此回答下列问题：

(1)图示细胞正处于________分裂时期，该时期细胞核内有________个DNA分子。
(2)F1的高度是________cm，F1测交后代中高度为40 cm的植株出现的比例为________。
(3)多次实验结果表明，让F1自交得到的F2中杂合子Ee所占比例总为2/7，请推测原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)该种植物叶缘锯齿尖锐与光滑由两对等位基因控制，且只有基因都为隐性时才表现为叶缘光滑。已知其中一对是位于1、2号染色体上的D、d，请设计实验探究另一对等位基因是否也位于1、2号染色体上(不考虑交叉互换)。
实验步骤：______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
结果及结论：____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)题图细胞中出现同源染色体的联会现象，所以此细胞正处于减数第一次分裂前期，由于在间期发生了DNA复制，该时期细胞核内有20个DNA分子。(2)母本BBFFGG与父本bbffgg杂交，F1的基因型为BbFfGg，所以其高度是30＋5×3＝45 cm，F1测交后代中高度为40 cm的植株中含2个显性基因，因此，出现的比例为1/2×1/2×1/2×3＝3/8。(3)F1的基因型为Ee和ee，比例为1∶1，让F1自交得到的F2中，EE占1/2×1/4＝1/8，Ee占1/2×1/2＝2/8，ee占1/2×1/4＋1/2＝5/8。但Ee所占比例为2/7，说明E基因存在纯合致死现象。(4)由于只有基因都为隐性时才表现为叶缘光滑，假设另一对相关基因用A、a表示，所以叶缘光滑的植物的基因型是aadd。为探究基因A和a是否与D和d同位于1、2号染色体上，进行如下杂交实验：
第一步：选择图中的父本和母本杂交得到F1种子；
第二步：种植F1种子，待植株成熟让其自交，得到F2种子；
第三步：种植F2种子，待其长出叶片，观察统计叶片表现型及其比例。
结果及结论：
①若F2植株的叶缘锯齿尖锐与光滑的比例接近15∶1，说明另一对等位基因不位于1、2号染色体上。
②若F2植株的叶缘锯齿尖锐与光滑的比例接近3∶1，说明另一对等位基因位于1、2号染色体上。
答案：(1)减数第一次　20　(2)45　3/8
(3)E基因存在纯合致死现象
(4)实验步骤：第一步：选择图中的父本和母本杂交得到F1种子；
第二步：种植F1种子，待植株成熟让其自交，得到F2种子；
第三步：种植F2种子，待其长出叶片，观察统计叶片表现型及其比例
结果及结论：
①若F2植株的叶缘锯齿尖锐与光滑的比例接近15∶1，说明另一对等位基因不位于1、2号染色体上；
②若F2植株的叶缘锯齿尖锐与光滑的比例接近3∶1，说明另一对等位基因位于1、2号染色体上
第二单元基因的本质与表达
第一讲DNA是主要的遗传物质
知识体系——定内容
核心素养——定能力

生命观念
通过遗传物质的发现历程，理解生命的延续和发展
理性思维
通过噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析，培养逻辑分析能力
科学探究
通过同位素标记法在实验中的应用，培养实验设计及对结果分析的能力

[基础知识·系统化]
知识点一　肺炎双球菌的转化实验
1．格里菲思的体内转化实验

2．艾弗里的体外转化实验

知识点二　噬菌体侵染细菌实验
1．实验材料和方法
(1)实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。
(2)实验方法：同位素示踪法，该实验中用35S、32P分别标记蛋白质和DNA。
2．实验过程


3．实验结论
在噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA，即DNA是遗传物质。
知识点三　生物的遗传物质

[基本技能·问题化]
1．判断有关肺炎双球菌转化实验叙述的正误
(1)加热杀死后的S型细菌的DNA已经全部断裂，失去活性(×)
(2)在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌的DNA分解为脱氧核苷酸，因此不能使R型细菌发生转化(√)
(3)肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质(×)
(4)格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质(×)
(5)肺炎双球菌转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开，分别观察其作用(√)
(6)在转化过程中，加热杀死后的S型细菌的DNA没有进入R型活细菌的细胞中(×)
2．判断有关生物遗传物质叙述的正误
(1)生物遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸(√)
(2)所有生物的遗传物质都是DNA(×)
(3)细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA(×)
(4)小麦的遗传物质主要是DNA(×)
(5)乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上(×)
3．下列探索遗传物质的经典实验分别对应的结论是什么？

提示：①S型细菌中含有“转化因子”　②DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质　③DNA是遗传物质　④RNA是遗传物质　⑤DNA是遗传物质　⑥DNA是主要的遗传物质
4．在噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程中，进行搅拌、离心后得到的上清液中主要含有(　　)
A．蛋白质外壳　　　　　 B．较轻的大肠杆菌
C．尚未侵入的噬菌体 D．噬菌体和细菌的混合物
解析：选A　上清液中主要含有侵入细菌的T2噬菌体所留下的蛋白质外壳。

考点一肺炎双球菌的转化实验

1．肺炎双球菌两个转化实验的比较

体内转化实验
体外转化实验
科学家
格里菲思
艾弗里及其同事
细菌培养场所
小鼠体内
培养基(体外)
实验原理
S型细菌可以使人患肺炎或使小鼠患败血症
对S型细菌中的物质进行提取、分离，分别单独观察各种物质的作用
实验原则
R型细菌与S型细菌的毒性进行对照
S型细菌各成分的作用进行对照
实验构思
用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化
将物质提纯分离后，直接、单独地观察某种物质在实验中所起的作用
结果观察
小鼠是否死亡
培养基中菌落类型
实验结论
S型细菌体内有转化因子
S型细菌的DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质
联系
①所用的材料相同：都巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌
②体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”；体外转化实验则是前者的延伸，进一步证明了“转化因子”是DNA
③实验设计都遵循对照原则和单一变量原则
2．S型细菌和R型细菌转化的实质
(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
(2)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。
(3)一般情况下，转化率很低，形成的S型细菌很少，转化后形成的S型细菌可以遗传下去，快速繁殖形成大量的S型细菌，说明S型细菌的DNA是遗传物质。
[对点落实]
1．(2018·济宁模拟)某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是(　　)
A．存活、存活、存活、死亡　 B．存活、死亡、存活、死亡
C．死亡、死亡、存活、存活 D．存活、死亡、存活、存活
解析：选D　DNA酶能将DNA水解，因此不能使R型细菌转化为S型细菌，①中小鼠不死亡。②加入的是S型细菌，小鼠死亡。高温能使细菌死亡，使酶失去活性，因此③④中小鼠都不死亡。
2．(2018·福州质检)艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后，持反对观点者认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜，而不是起遗传作用”。已知S型肺炎双球菌中存在能抗青霉素的突变型(这种对青霉素的抗性不是荚膜产生的)。下列实验设计思路能反驳上述观点的是(　　)
A．R型菌＋抗青霉素的S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌
B．R型菌＋抗青霉素的S型菌DNA→预期出现S型菌
C．R型菌＋S型菌DNA→预期出现S型菌
D．R型菌＋S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌
解析：选A　R型菌＋抗青霉素的S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌，该实验证明细菌中的一些与荚膜形成无关的性状(如抗药性)也会发生转化，而且抗青霉素的S型菌DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因。因此，该实验结果表明上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的。

[典型图示]
肺炎双球菌的体内、体外转化实验图解分析

[问题设计]
(1)据图1填空：
①图示的实线表示型菌，虚线表示型菌。
②ab段型菌数量减少，其原因是小鼠体内形成对抗R型菌的抗体，致使R型菌数量减少。
③bc段型菌数量增多，其原因是b之前，已有少量R型菌转化为S型菌，S型菌能降低小鼠的免疫力，造成R型菌大量繁殖。
(2)据图2填空：
①在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质。
②依据上述实验，可做出DNA是遗传物质的假设。
[对点落实]
3．(2018·皖江名校联考)将R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡。该小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况以及对此相关的叙述，正确的是(　　)

A．最可能是图1，小鼠的免疫调节致使R型细菌数量逐渐下降
B．最可能是图2，小鼠体内的S型细菌最初来自R型细菌的转化
C．最可能是图1，死亡小鼠体内只能分离出活的S型细菌
D．最可能是图2，小鼠体内S型细菌与R型细菌为共生关系
解析：选B　随着R型细菌转化成S型细菌，S型细菌的数量变化呈“S”型曲线，而R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌数量又开始增加。
4．某科研人员为了验证格里菲思的肺炎双球菌转化实验，对实验鼠进行了4次注射实验，如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A．活菌甲是有荚膜的R型细菌，而活菌乙是无荚膜的S型细菌
B．由注射②和④的结果可知，活的或死的S型细菌都能使小鼠死亡
C．在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来
D．死菌乙未导致鼠3死亡，由此说明小鼠体内未发生特异性免疫
解析：选C　肺炎双球菌的R型细菌没有荚膜、无毒性，S型细菌有荚膜、有毒性。实验结果显示：将活菌甲注射到鼠1体内，鼠1不死亡，而将活菌乙注射到鼠4体内，鼠4死亡，说明活菌甲是无荚膜的R型细菌，而活菌乙是有荚膜的S型细菌；注射②是将活菌甲与死菌乙混合后注射到鼠2体内，结果死亡的小鼠2体内检测出活菌乙，注射④是将检测出的活菌乙注射到鼠4体内，结果鼠4死亡，说明死菌乙的体内有“转化因子”，促进活菌甲转化为活菌乙，进而导致实验鼠死亡；在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来；死菌乙对于实验鼠而言属于抗原，进入实验鼠体内会引起特异性免疫。
考点二噬菌体侵染细菌的实验

1．噬菌体的复制式增殖过程

(1)模板：进入细菌体内的噬菌体DNA。
(2)合成噬菌体DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。
(3)合成噬菌体的蛋白质
2．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较

肺炎双球菌体外转化实验
噬菌体侵染细菌实验
设计思路
设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究它们各自不同的遗传功能
处理方法
直接分离：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养
同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA
结论
①证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质
②说明了遗传物质可发生可遗传的变异
①证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质
②说明DNA能控制蛋白质的合成
③说明DNA能自我复制
(1)培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒必须寄生在活细胞内，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。
(2)DNA和蛋白质都含有H和C，用这两种元素标记，结果是噬菌体的蛋白质外壳和DNA都被标记，导致进行噬菌体侵染细菌实验时，不能确定哪一种物质进入细菌，从而不能确定哪一种物质是遗传物质。
[对点落实]
1．(2017·江苏高考)下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是(　　)
A．格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状
B．艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
C．赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中
D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记
解析：选C　格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌，但格里菲思并没有证明“转化因子”是什么；艾弗里实验证明了DNA是遗传物质，小鼠死亡的原因是从S型肺炎双球菌中提取的DNA使部分R型细菌转化成了致病的S型细菌，而不是S型细菌的DNA使小鼠死亡；由于噬菌体没有细胞结构，所以离心后，有细胞结构的大肠杆菌在试管底部，而噬菌体及噬菌体的蛋白质外壳留在上清液中；赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体只有少部分带有32P标记，因为噬菌体在进行DNA复制的时候，原料是大肠杆菌中没有带32P标记的脱氧核苷酸，只有带有亲代噬菌体模板链的DNA才有32P标记。
2．噬藻体是侵染蓝藻的DNA病毒，其增殖过程与噬菌体类似。某生物兴趣小组进行了下面的实验：①标记噬藻体→②噬藻体与蓝藻混合培养→③搅拌、离心→④检测放射性。下列叙述错误的是(　　)
A．完整的实验过程需要利用分别含有35S或32P的蓝藻，以及既不含35S也不含32P的蓝藻
B．标记噬藻体时先用含32P的培养基培养蓝藻，再用此蓝藻培养噬藻体
C．步骤③可让噬藻体(外壳)和蓝藻分开，使噬藻体(外壳)和蓝藻分别存在于上清液和沉淀中
D．侵染蓝藻的噬藻体利用自身的脱氧核苷酸和氨基酸为原料，合成子代噬藻体
解析：选D　在标记噬藻体时，需要分别利用含35S或32P的蓝藻；又因检测放射性时不能区分是何种元素，所以要利用既不含35S也不含32P的蓝藻。因为噬藻体必须用蓝藻培养，所以标记噬藻体应先标记蓝藻。搅拌可以使噬藻体(外壳)和蓝藻分离，离心使上清液中析出噬藻体(外壳)，沉淀物中留下被侵染的蓝藻。噬藻体合成DNA和蛋白质的原料分别是蓝藻的脱氧核苷酸和氨基酸。
3．艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。下列关于这两个实验的叙述正确的是(　　)
A．二者都应用了同位素示踪技术
B．二者的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应
C．艾弗里的实验设置了对照，赫尔希与蔡斯的实验没有对照
D．二者都诱发了DNA突变
解析：选B　只有噬菌体侵染细菌实验应用了同位素示踪技术；两实验最关键的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应；赫尔希与蔡斯的实验是相互对照；两实验都没有诱发DNA突变。

1．噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析
(1)32P噬菌体侵染大肠杆菌：

(2)35S噬菌体侵染大肠杆菌：

2．子代噬菌体的组成物质来源分析
(1)从蛋白质外壳方面分析：由寄主细胞提供原料氨基酸，在寄主细胞的核糖体上合成，与亲代噬菌体的蛋白质外壳无关。
(2)从DNA方面分析：由亲代噬菌体提供模板，利用寄主细胞提供的脱氧核苷酸，通过半保留复制的方式，合成子代噬菌体的DNA。
(3)从子代噬菌体方面分析：释放的众多子代噬菌体中，只有少数含有亲代噬菌体DNA的单链，其余子代噬菌体的DNA均由寄主细胞提供原料合成，不含亲代噬菌体的DNA。
[对点落实]
4．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是(　　)
A．噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体
B．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离
C．离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌
D．32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中
解析：选A　噬菌体侵染大肠杆菌后，如果保温时间稍长，就会使大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，使上清液中也出现放射性；搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体的蛋白质外壳未与细菌分离，而32P标记噬菌体的DNA，因此上清液中不会出现较多的放射性；离心时间过长，可能会导致噬菌体的蛋白质外壳也会进入到沉淀物中，不会出现上述实验现象；蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N，因此不用32P标记蛋白质。
5．(2018·武汉调研)在用35S和32P分别标记的噬菌体探究遗传物质是DNA还是蛋白质的实验中，先将大肠杆菌和不同标记的噬菌体混合后立即离心，并测定放射性(Ⅰ)；再将大肠杆菌和不同标记的噬菌体混合培养一段时间后再离心，并测定放射性(Ⅱ)，则下列有关放射性分布的论述，正确的是(　　)
A．若放射性为35S，则Ⅰ主要分布在上清液中，Ⅱ主要分布在沉淀物中
B．若放射性为35S，则Ⅰ主要分布在沉淀物中，Ⅱ主要分布在上清液中
C．若放射性为32P，则Ⅰ主要分布在上清液中，Ⅱ主要分布在沉淀物中
D．若放射性为32P，则Ⅰ主要分布在沉淀物中，Ⅱ主要分布在上清液中
解析：选C　根据教材中的实验可知，35S标记在蛋白质外壳上，32P标记在DNA分子上。若混合后立即离心，亲代噬菌体还没有侵染，因此，亲代的蛋白质外壳(35S)和DNA(32P)均主要分布在上清液中；若混合培养一段时间后再离心，则蛋白质外壳(35S)主要分布在上清液中，DNA(32P)主要分布在沉淀物中。综合上述分析，若放射性为35S，则无论是Ⅰ还是Ⅱ，均主要分布在上清液中；若放射性为32P，则Ⅰ主要分布在上清液中，Ⅱ主要分布在沉淀物中。
6．在噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体与细菌保温时间长短与放射性高低的关系图可能如下，下列关联中最合理的是(35S标记的噬菌体记为甲组，32P标记的噬菌体记为乙组)(　　)

A．甲组—上清液—b　　　 B．乙组—上清液—b
C．甲组—沉淀物—c D．乙组—沉淀物—c
解析：选B　32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体在侵染细菌时，DNA进入细菌，并随着细菌离心到沉淀物中，但保温时间太长，有部分子代噬菌体释放出来，离心后就会到上清液中。故放射性应该在沉淀物中，且先升高，后降低，即乙组—沉淀物—d，乙组—上清液—b(保温时间短的时候，较多的32P未进入细菌，所以上清液放射性高；随着保温时间推移，更多的32P进入细菌，上清液放射性降低。继续保温，子代噬菌体陆续释放，上清液的放射性又升高)；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体在侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌体内，所以甲组—上清液—c，甲组—沉淀物—应一直为0。
[归纳拓展]　
噬菌体侵染细菌实验操作的两个关键环节
(1)侵染时间要合适，若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中出现放射性。原因是部分噬菌体未侵染或子代噬菌体被释放出来。
(2)搅拌要充分，如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样造成沉淀物中出现放射性。

同位素标记法在实验中的应用
同位素标记法是用示踪元素标记化合物，根据化合物的放射性确定物质的转移途径或对有关的化学反应进行追踪，也称为同位素示踪法。
1．噬菌体亲子代个体与细菌之间的同位素标记关系

DNA
蛋白质
DNA和蛋白质
亲代噬菌体
32P
35S
14C、3H、18O、15N
培养细菌
31P
32S
12C、1H、16O、14N
子代噬菌体
32P、31P
32S
C、H、O、N两种都有
(1)该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。
(2)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到放射性存在的部位，不能确定是何种元素的放射性。
2．高中生物其他常用同位素示踪举例
放射性元素
标记物质
研究内容
结论(结果)
14C
CO2
暗反应中碳的转移途径
发现卡尔文循环
3H
亮氨酸
分泌蛋白的合成分泌过程
核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
18O
H2O和CO2
光合作用中O2的来源
产生的O2来自H2O，而不是CO2
15N
DNA
DNA的复制
DNA半保留复制
[对点落实]
7．如果用3H、15N、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌(无放射性)，下列分析正确的是(　　)
A．只有噬菌体的蛋白质被标记了，DNA没有被标记
B．子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35S
C．子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N
D．子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、14N、32S
解析：选C　DNA分子中含有H、N元素，所以用3H、15N、35S标记噬菌体后，噬菌体的蛋白质和DNA都被标记了；由于3H、15N、35S标记的噬菌体蛋白质外壳，不进入细菌，3H、15N标记的噬菌体DNA分子进入细菌但不能用于合成子代噬菌体的外壳，所以子代噬菌体的外壳中没有放射性；由于3H、15N标记了噬菌体DNA分子，所以子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N；子代噬菌体的DNA分子中不含有S。
8．用含32P和35S的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在此细菌中培养9 h后，经检测共产生了64个子代噬菌体，下列叙述正确的是(　　)
A．32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质
B．子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性
C．DNA具有放射性的子代噬菌体占1/32
D．噬菌体繁殖一代的时间约为1.0 h
解析：选B　噬菌体只含蛋白质和DNA，但细菌的成分很多，除DNA外，磷脂和ATP中也含P；子代噬菌体的DNA是利用细菌的32P标记的脱氧核苷酸为原料合成的，子代噬菌体的蛋白质是利用细菌的35S标记的氨基酸为原料合成的，故都含有放射性；9 h中1个噬菌体增殖产生64个子代噬菌体，即繁殖了6次，故噬菌体繁殖一代的时间约为1.5 h。
9．假设用32P、35S分别标记了一个噬菌体中的DNA和蛋白质，其中DNA由5 000个碱基对组成，腺嘌呤占全部碱基的30%。用这个噬菌体侵染不含标记的大肠杆菌，共释放出50个子代噬菌体。下列叙述正确的是(　　)
A．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
B．子代噬菌体中可以同时含有32P、35S
C．该过程需要105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
D．含32P与不含32P的子代噬菌体的比例为1∶24
解析：选D　噬菌体增殖需要细菌提供原料、酶、能量等，但模板是由噬菌体提供的；噬菌体侵染大肠杆菌时只有它的DNA进入细菌体内，在细菌体内噬菌体DNA进行复制和控制自身蛋白质的合成(细菌提供原料)，因此，子代噬菌体中只有两个噬菌体的DNA含有32P，而所有噬菌体的蛋白质都不含35S；该噬菌体的DNA分子中鸟嘌呤的数量为2 000个，50个子代DNA中有两个DNA分子各有一条链是原来DNA分子保留下来的，因此，合成50个子代DNA需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量为2 000×49＝98 000(个)；含32P与不含32P的子代噬菌体的比例为2∶48＝1∶24。
[类题通法]　“二看法”判断子代噬菌体标记情况


[真题集训——验能力]
1．(2017·全国卷Ⅱ)在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是(　　)
A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D．人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
解析：选C　T2噬菌体的核酸是DNA，DNA的元素组成为C、H、O、N、P，培养基中的32P经宿主(大肠杆菌)摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中；T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌中，不能寄生在肺炎双球菌中；T2噬菌体的mRNA和蛋白质的合成只能发生在其宿主细胞中，不能发生于病毒颗粒中；人类免疫缺陷病毒(HIV)的核酸是RNA，T2噬菌体的核酸是DNA，且二者的增殖过程不同。
2．(2016·江苏高考)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是(　　)
A．格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果
B．格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
C．赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的
D．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
解析：选D　格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果；格里菲思实验只能说明加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”，而不能说明该“转化因子”是DNA；噬菌体是病毒，在宿主细胞内才能完成DNA复制等生命活动，不能用32P直接标记噬菌体，而应先用32P标记噬菌体的宿主细胞，再用被标记的宿主细胞培养噬菌体；赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质。
3．(2013·全国卷Ⅱ)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是(　　)
①孟德尔的豌豆杂交实验　②摩尔根的果蝇杂交实验
③肺炎双球菌转化实验　④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验
⑤DNA的X光衍射实验
A．①②　　　　　　　　　 B．②③
C．③④ D．④⑤
解析：选C　孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和自由组合定律。摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上。DNA的X光衍射实验为DNA双螺旋结构的发现提供了重要依据。肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验均证明了DNA是遗传物质。
4．(2013·海南高考)关于T2 噬菌体的叙述，正确的是(　　)
A．T2 噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素
B．T2 噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中
C．RNA 和DNA 都是T2 噬菌体的遗传物质
D．T2 噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖
解析：选D　T2噬菌体的核酸中不含硫元素；T2噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中；任何生物的遗传物质只能是DNA或RNA，T2噬菌体的遗传物质是DNA；T2噬菌体作为病毒，只能利用宿主细胞的物质进行增殖。
5．(2012·上海高考)赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体(　　)
A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞
B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中
C．DNA可用15N放射性同位素标记
D．蛋白质可用32P放射性同位素标记
解析：选B　噬菌体侵染细菌过程，只有噬菌体DNA进入大肠杆菌细胞内，而蛋白质没有进入。噬菌体的DNA和蛋白质中都含N，如用15N标记，不能达到分开研究DNA和蛋白质的作用的目的；噬菌体的蛋白质几乎不含P；如果噬菌体的DNA和蛋白质都进入大肠杆菌，则本实验无法得出结论。
6．(2017·全国卷Ⅰ)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
解析：(1)在用放射性同位素标记法对新病毒进行鉴定时，要找出DNA和RNA在化学组成上的区别。题中假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，就是引导考生从DNA和RNA的碱基组成上进行分析。因此，使病毒中的DNA或RNA的特殊碱基(DNA为胸腺嘧啶，RNA为尿嘧啶)带上标记，根据病毒中放射性标记的检测结果就可做出判断。由于病毒不能在培养基上独立生活，其增殖时的原料只能来自宿主细胞，所以实验中需配制两种培养基，记为甲组和乙组，甲组含有放射性标记的尿嘧啶，乙组含有放射性标记的胸腺嘧啶，分别加入等量的宿主细胞使宿主细胞带上相应标记，之后接种新病毒，培养一段时间后，收集病毒并检测其放射性。(2)本实验有两种不同的结果：一种是甲组有放射性，乙组无，则该新病毒为RNA病毒；另一种为乙组有放射性，甲组无，则该新病毒为DNA病毒。
答案：(1)思路
甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)结果及结论
若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，则为RNA病毒；反之为DNA病毒。
[课下检测——查缺漏]
一、选择题
1．下列关于人类对遗传物质的探究历程的叙述，正确的是(　　)
A．格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质
B．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中T2噬菌体的蛋白质是用35S直接标记的
C．噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是加速细菌的解体，促进噬菌体从细菌体内释放出来
D．烟草花叶病毒的核酸＋DNA酶→感染烟草→烟草将会出现病斑
解析：选D　格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了加热杀死的S型细菌体内存在转化因子。T2噬菌体营寄生生活，不能用35S直接标记噬菌体的蛋白质。噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体(外壳)与细菌分离。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，DNA酶能将DNA初步水解成核苷酸，但不能水解RNA，因此烟草花叶病毒的核酸＋DNA酶→感染烟草→烟草将会出现病斑。
2．下列关于格里菲思和艾弗里完成肺炎双球菌转化实验的叙述，错误的是(　　)
A．加热杀死的S型菌的DNA进入R型菌细胞内，使R型菌转化成S型菌
B．R型菌转化后出现荚膜，反对者认为可能是突变所致，不能说明DNA是遗传物质
C．艾弗里提取的DNA掺杂有非常少量的蛋白质，实验中没有完全排除蛋白质的作用
D．艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质
解析：选D　艾弗里的肺炎双球菌转化实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质。
3．下列有关噬菌体侵染细菌实验的说法，错误的是(　　)
A．赫尔希和蔡斯的实验是以T2噬菌体为材料，采用了同位素标记技术
B．用含32P的培养基直接培养噬菌体，将获得DNA含有32P标记的噬菌体
C．噬菌体侵染细菌实验能将DNA与蛋白质分开，单独观察它们各自的作用
D．用32P标记的噬菌体与细菌混合一段时间后离心，结果沉淀物的放射性很高
解析：选B　噬菌体属于病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存，因此不能用含32P的培养基直接培养噬菌体。
4．(2018·惠州市调研)某同学重复赫尔希和蔡斯实验：分别用35S、32P标记的噬菌体侵染无标记的细菌，培养、搅拌、离心、放射性测定。下列说法正确的是(　　)
A．用35S标记的那组离心后，沉淀物存在少量放射性，可能是搅拌不充分所致
B．用32P标记的那组离心后，沉淀物存在少量放射性，可能是搅拌不充分所致
C．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料、能量和酶等
D．该实验中用含32P的无机盐直接培养噬菌体，从而实现对其DNA的标记
解析：选A　35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在细菌外，若用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量的放射性可能是搅拌不充分，少数蛋白质外壳仍吸附在细菌表面；用32P标记的那组离心后，沉淀物应存在大量放射性，如果沉淀物中只存在少量放射性，可能是保温时间过短，噬菌体未侵入细菌细胞，也可能是保温时间过长，细菌已裂解释放出子代噬菌体；噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体合成，而合成子代噬菌体所需的场所、原料、能量和酶等均由细菌提供；噬菌体是病毒，不能在培养基中独立生存，因此为了获得含35S和32P的噬菌体，可分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，再用被标记的大肠杆菌培养未标记的噬菌体。
5．(2018·泰安月考)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下四个实验：
①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌；④用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。
以上四个实验，经过一段时间后离心，检测到放射性的主要部位分别是(　　)
A．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液
B．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液
C．上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液
D．沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
解析：选D　用噬菌体侵染细菌一段时间后搅拌、离心，上清液是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物是细菌(其中含有噬菌体的DNA)。用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，上清液是没有放射性的，放射性主要出现在沉淀物中。用32P标记的噬菌体浸染未标记的细菌，放射性主要出现在DNA即沉淀物中。用3H标记细菌，放射性主要在沉淀物中。而用15N标记的噬菌体，含有放射性的物质是蛋白质和DNA，即放射性位于上清液和沉淀物中。
6．(2018·淄博检测)将肺炎双球菌中控制荚膜形成的相关基因记做“A”，无此相关基因记做“a”，下列对甲、乙两组转化实验的相关分析，正确的是(　　)
实验甲：将加热杀死的S型肺炎双球菌和R型活菌的菌液混合培养
实验乙：将加热杀死的R型肺炎双球菌和S型活菌的菌液混合培养
A．转化前的S型、R型菌的基因组成分别为AA、aa
B．甲实验中可检出R型、S型活菌，S型菌由R型菌转化而来
C．乙实验中只检出S型活菌，因为R型菌的a基因在S型菌体内不能表达
D．转化前的S型菌和转化后形成的S型菌的遗传物质相同
解析：选B　由于肺炎双球菌为原核生物，细胞内无同源染色体，因此转化前的S型、R型菌的基因组成分别为A、a；S型菌中的转化因子可使R型细菌转化为S型细菌；R型菌的基因在S型菌体内能表达，但被S型菌的性状所掩盖，因此乙实验中只检测出S型活菌；转化后由于发生了基因重组，因此转化前、后的S型菌的遗传物质不相同。
7.在格里菲思的肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型菌与活的R型菌混合后一起注射到小鼠体内，小鼠死亡，小鼠体内S型菌、R型菌含量的变化情况如图所示。下列分析正确的是(　　)
A．ab段R型菌数量减少的原因是部分R型菌不断被小鼠的免疫系统所清除
B．bc段R型菌数量上升是S型菌大量转化成R型菌所致
C．S型活菌是由R型菌中的“转化因子”进入加热杀死的S型菌体内产生的
D．该实验可以证明“转化因子”是S型菌的DNA
解析：选A　由于R型菌无毒，ab段S型活菌数量少，对小鼠的免疫系统破坏力小，因此，ab段R型菌数量减少，是部分R型菌被小鼠的免疫系统清除所致。bc段R型菌数量上升的原因是R型菌转化产生了较多的S型活菌，S型活菌破坏了小鼠的免疫系统，致使R型菌在小鼠体内大量增殖。S型活菌是由加热杀死的S型菌中的“转化因子”进入R型菌体内产生的。格里菲思的肺炎双球菌转化实验只能证明加热杀死的S型菌内存在某种“转化因子”，无法证明哪种物质是“转化因子”。
8．(2018·长沙模拟)已知有荚膜的肺炎双球菌可引起动物致死性肺炎，无荚膜的肺炎双球菌对动物无害。现从有荚膜的肺炎双球菌体内提取出了DNA、蛋白质、荚膜多糖等物质，分别加入培养无荚膜细菌的培养液中，一段时间后将培养液注射到小鼠体内，则图中结果错误的是(　　)

解析：选D　从有荚膜的肺炎双球菌体内提取的物质中，只有DNA才能使无荚膜的肺炎双球菌转化为有荚膜的肺炎双球菌，使小鼠致死。DNA酶会使DNA水解，致使无荚膜的肺炎双球菌不能转化为有荚膜的肺炎双球菌，小鼠应表现正常。
9．下列关于“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”的叙述，正确的是(　　)
A．T2噬菌体可用含35S标记的完全培养基直接培养以标记蛋白质外壳
B．T2噬菌体侵染大肠杆菌后，可以利用大肠杆菌的物质来合成自身的成分
C．离心的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体(外壳)与大肠杆菌分离
D．T2噬菌体的蛋白质是否进入大肠杆菌，可用32P标记的实验组确定
解析：选B　T2噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存，即不能用培养基直接培养T2噬菌体。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，会在遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的成分。搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体(外壳)与大肠杆菌分离，离心的目的是让T2噬菌体(外壳)分布于上清液中，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。用32P标记的实验组只能确定DNA是否进入了大肠杆菌。
10．某实验小组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，培养一段时间后，离心，结果发现上清液具有一定的放射性，且下层的放射性强度比理论值略低。对产生该现象的原因的分析错误的是(　　)
A．噬菌体和大肠杆菌混合培养时间过长
B．培养时间过短，部分噬菌体没有侵入大肠杆菌体内
C．离心时转速太低，菌体和上清液分离不充分
D．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与大肠杆菌分离
解析：选D　如果培养时间太长，则有可能噬菌体已经从大肠杆菌中释放，出现上清液具有一定的放射性，且下层的放射性强度比理论值略低的现象；如果培养时间过短，没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后也会使上清液出现放射性，且下层的放射性强度比理论值低；如果离心时转速太低，部分菌体仍悬浮在上清液中，也会出现上述现象；搅拌不充分时，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与大肠杆菌分离，因此噬菌体与大肠杆菌几乎都集中在下层的沉淀物中，则下层放射性强度会与理论值接近或者大于理论值。
11．图甲是将加热杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化，图乙是利用同位素标记技术完成噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列叙述错误的是(　　)

A．图甲中AB对应的时间段内，小鼠体内还没形成大量的抗R型细菌的抗体
B．图甲中，后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来
C．图乙沉淀物中新形成的子代噬菌体完全没有放射性
D．图乙中若用32P标记亲代噬菌体，裂解后子代噬菌体中大部分具有放射性
解析：选D　用32P标记亲代噬菌体，若仅繁殖一代，则所有子代噬菌体均具放射性，若繁殖多代，则子代噬菌体多数不具放射性。
12．(2018·淄博模拟)如图为T2噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌内放射性RNA与T2噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述错误的是(　　)

A．可在培养基中加入3H­尿嘧啶用以标记RNA
B．参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物
C．第0 min时，与DNA杂交的RNA来自T2噬菌体及大肠杆菌的转录
D．随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制
解析：选C　大肠杆菌可吸收培养基中所加入的3H­尿嘧啶来合成RNA，进而完成RNA的标记；参与分子杂交的放射性RNA是相应生物DNA转录产生的；图示结果的原因是噬菌体感染细菌后，水解细菌DNA，并利用其水解产物来合成噬菌体DNA，故随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，而细菌基因的表达受到抑制；第0 min时，噬菌体尚未感染细菌，因此与DNA杂交的RNA只来自大肠杆菌的转录。
二、非选择题
13．20世纪70年代，科学家利用小鼠进行了一系列体内转化实验，如图1所示。感受态R型细菌与S型细菌之间的转化过程如图2所示，请回答下列有关问题：
实验1：R型细菌＋小鼠→存活
实验2：S型细菌＋小鼠→死亡→分离出S型细菌
实验3：S型细菌加热＋小鼠→存活
实验4：S型细菌加热＋R型细菌＋小鼠→死亡
图1

(1)青霉素是一种常用的广谱抗菌素，通过抑制细菌细胞壁的合成起杀菌作用，无青霉素抗性的细菌与青霉素接触，易死亡的原因最可能是______________________________
________________________________________________________________________。
(2)在实验4死亡的小鼠中能够分离出__________型细菌。
(3)除了用显微镜观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养，以观察菌落特征外，据图1可知，还可以通过怎样的方法来区分R型和S型细菌？______________________________
________________________________________________________________________。
(4)图2中步骤________是将S型细菌加热杀死的过程；S型细菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合，其中一条链在________酶的作用下分解，另一条链与感受态特异蛋白结合进入R型细菌细胞内；C细胞经DNA复制和细胞分裂后，产生大量的S型细菌导致小鼠患败血症死亡，S型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的________(一种结构)有关，细菌此结构的有无受________控制。
(5)科学家证实生物界基因表达的基本机制是相同的。性状的表达需经过________和________过程。
解析：(1)依题意可知，青霉素通过抑制细菌细胞壁的合成起杀菌作用，用青霉素处理，无青霉素抗性的细菌产生的子代细菌因缺乏细胞壁的保护，导致细胞吸水过多，引起细胞膜过度膨胀发生破裂而死亡。(2)在实验4中，S型细菌含有的转化因子能使部分R型细菌转化为S型细菌致使小鼠死亡，故在实验4中，死亡的小鼠中能够分离出S型细菌和R型细菌。(3)除了用显微镜观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养，以观察菌落特征外，还可以用注射法，通过观察小鼠的生活情况来区分R型和S型细菌。(4)分析图2可知，步骤①是将S型细菌加热杀死的过程；DNA水解酶能催化DNA水解；R型细菌的外表面没有荚膜，没有致病性，而S型细菌的外表面有荚膜，有致病性，所以S型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的荚膜有关；基因控制生物的性状，所以细菌荚膜结构的有无，受基因(或DNA)控制。(5)性状的表达过程即为基因指导蛋白质的合成过程，该过程包括转录和翻译两个阶段。
答案：(1)细菌细胞吸水过多，细胞膜过度膨胀发生破裂　(2)S型和R　(3)用注射法，通过观察小鼠的生活情况来区分　(4)①　核酸(或DNA)水解　荚膜　DNA(或控制荚膜合成的基因)　(5)转录　翻译
14．将加热杀死的S型细菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，小鼠死亡，检查死鼠血样，发现其体内存在S型活菌。
(1)肺炎双球菌初次进入小鼠体内后，一般先要经过________的摄取和处理，将其内部隐蔽的抗原暴露出来，并呈递给T细胞。T细胞分泌________作用于B细胞。
(2)小鼠体内能产生抗肺炎双球菌抗体的细胞是____________。与抗体合成、加工和分泌有关的细胞器有核糖体、________________和线粒体。
(3)某生物兴趣小组计划验证格里菲思的体内转化实验，但是原来准备的4组小鼠因故逃走2组，经过思考，该小组决定先向A组注射R型活菌，B组注射加热杀死的S型细菌，A、B两组小鼠存活，再向A组注射S型活菌，向B组注射加热杀死的S型细菌和R型活菌混合液。按照格里菲思的实验结果，该小组预测A组小鼠________，B组小鼠________。但结果却是A、B两组均成活了。请尝试用免疫学的知识解释该结果：______________________。
解析：(1)肺炎双球菌初次进入小鼠体内后，一般先要经过吞噬细胞的摄取和处理，将其抗原暴露出来并呈递给T细胞，T细胞分泌淋巴因子作用于B细胞，促进B细胞增殖、分化为浆细胞，进而产生抗体。(2)抗体是由浆细胞产生的分泌蛋白。分泌蛋白在内质网上的核糖体中合成后经内质网和高尔基体加工后最终由细胞膜以胞吐的方式分泌到细胞外，这一过程需要消耗能量，因此与产生抗体有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。(3)先向A组注射R型活菌，B组注射加热杀死的S型细菌，A、B两组小鼠均可存活，由于S型活菌的荚膜有毒，所以再向A组注射S型活菌，可推测小鼠会死亡；向B组注射加热杀死的S型细菌和R型活菌混合液，由于S型细菌中存在一种转化因子能使R型活菌转化为S型活菌，可以预测B组小鼠死亡。但实验结果却是A、B两组小鼠均成活，推测可能是由于第一次注射后A组小鼠体内产生了抗R型细菌的抗体，B组小鼠体内产生了抗S型细菌的抗体，且抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌。
答案：(1)吞噬细胞　淋巴因子　(2)浆细胞　内质网、高尔基体　(3)死亡　死亡　抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗或R型细菌的记忆细胞也能识别S型细菌或两种细菌有相同的抗原)
15．按照图示1→2→3→4进行实验，本实验验证了朊病毒是蛋白质侵染因子，它是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。

(1)本实验采用的方法是______________。
(2)从理论上讲，离心后上清液中__________(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P，沉淀物中__________(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P，出现上述结果的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，同时添加35S标记的(NH4)SO4，连续培养一段时间后，再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，检测放射性应主要位于________中，少量位于________中，原因是___________________________。
(4)一般病毒同朊病毒之间的最主要区别是：病毒侵入细胞是向宿主细胞提供________(物质)，利用宿主细胞的________进行____________________________。
解析：朊病毒不能独立生活，在活细胞内才能增殖，所以要标记朊病毒需先培养带标记的宿主细胞——牛脑组织细胞，再让朊病毒侵染带标记的牛脑组织细胞，完成对朊病毒的标记。因为朊病毒没有核酸，只有蛋白质，蛋白质中磷含量极低，所以试管2中提取的朊病毒几乎不含32P；用35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞，少量朊病毒不能侵染成功，所以放射性物质主要位于沉淀物中，上清液中含少量放射性物质。朊病毒是一类特殊的病毒，它不含有通常病毒所含有的核酸，是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质，又称蛋白质侵染因子，这是它与其他病毒的不同之处。
答案：(1)同位素标记法　(2)几乎不能　几乎不能　朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质中磷含量极低，故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P　(3)沉淀物　上清液　经试管5中牛脑组织细胞培养出的朊病毒(蛋白质)被35S标记，提取后加入试管3中，35S随朊病毒侵入到牛脑组织细胞中，因此放射性物质主要位于沉淀物中。同时会有少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中，因此上清液中含少量放射性物质　(4)核酸　核苷酸和氨基酸(原料)　自身核酸的复制和蛋白质的合成
第二讲DNA分子的结构、复制与基因的本质
知识体系——定内容
核心素养——定能力

生命观念
通过掌握DNA分子的结构和功能，理解生命的延续和发展
理性思维
通过DNA分子中的碱基数量和DNA复制的计算规律，培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力
科学探究
通过DNA复制方式的探究，培养实验设计及结果分析的能力

[基础知识·系统化]
知识点一　DNA分子的结构
1．DNA分子的结构的建立者及DNA的组成
(1)DNA双螺旋模型构建者：沃森和克里克。
(2)图解DNA分子结构：

[巧学助记]　利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子结构

2.DNA分子结构特点
(1)多样性：若DNA含有n个碱基对，则其可能有4n种碱基对排列顺序。
(2)特异性：每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。
(3)稳定性：两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变，碱基对配对方式不变等。
知识点二　DNA的复制及基因的本质
1．DNA的复制

2．染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系

[基本技能·问题化]
1．判断下列说法的正误
(1)双链DNA分子中一条链上的磷酸与脱氧核糖是通过氢键连接的(×)
(2)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同(×)
(3)DNA聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接(×)
(4)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶和能量(√)
(5)DNA复制时，严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则(×)
(6)复制后产生的两个子代DNA分子中共含4个游离的磷酸基团(√)
2.如图为核苷酸链结构图，下列叙述错误的是(　　)
A．能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b
B．图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1个
C．各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的
D．若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T
解析：选A　核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子碱基组成，b中磷酸与脱氧核苷不属于一个核苷酸分子；由题图可知，每个五碳糖都只有1个碱基与之直接相连；核苷酸之间通过磷酸二酯键相连形成核苷酸链，即图中③；脱氧核糖核苷酸根据碱基不同分为腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸，因此若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的是胸腺嘧啶即碱基T。
3.如图为真核细胞DNA复制过程模式图，相关分析错误的是(　　)
A．酶①为解旋酶，酶②为DNA聚合酶
B．图示体现了边解旋边复制及半保留复制的特点
C．在复制完成后，甲、乙可在有丝分裂后期、减数第一次分裂后期分开
D．将该模板DNA置于15N培养液中复制3次后，含15N的DNA占100%
解析：选C　DNA复制的显著特点是边解旋边复制，图示有很好的体现，其中酶①为解旋酶，打开双螺旋，酶②为DNA聚合酶，催化合成新的DNA链。复制结果是一个DNA变成两个子代DNA分子，分别位于同一条染色体的两个姐妹染色单体上，在有丝分裂后期、减数第二次分裂后期随染色单体分开而分开。由于DNA是半保留复制，因而在15N培养液中复制3次后，含15N的DNA占100%。
4．下列关于基因的说法正确的是(　　)
A．携带致病基因的个体一定患遗传病，不携带致病基因的个体不会患遗传病
B．一个基因的碱基排列顺序的多样化构成了基因的多样性
C．性染色体上基因的遗传不遵循分离定律
D．DNA是染色体的主要成分，一个DNA分子上含有许多个基因
解析：选D　携带隐性致病基因的个体不一定患病；若是染色体变异引起的遗传病，该病患者不携带致病基因。一个基因的碱基排列顺序是特定的，构成了基因的特异性。性染色体上基因的遗传也遵循分离定律。染色体的主要成分是DNA和蛋白质，基因在染色体上呈线性排列，一个DNA分子上有许多个基因。

考点一DNA分子的结构和相关计算

[典型图示]　借助示意图辨析DNA分子的结构

[问题设计]
(1)由图1可解读以下信息：


(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，②是氢键。解旋酶作用于部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于部位。
[对点落实]
1．(2018·淮安调研)如图是某同学制作的脱氧核苷酸对模型，其中正确的是(　　)

解析：选D　选项A中，从五碳糖和磷酸基团的形态和位置可判断，两条脱氧核苷酸链不是反向平行的，错误；选项B中，A与T之间的氢键应该是两个而不是三个，错误；选项C中，含氮碱基(C)与五碳糖的连接位置不对，且G与C之间有三个氢键，错误。
2.已知某链状DNA分子含有200个碱基，而碱基间的氢键共有260个。如图为该DNA分子的部分平面结构，虚线表示碱基间的氢键。下列有关叙述正确的是(　　)
A．该DNA分子的每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基
B．该DNA分子中一条脱氧核苷酸链上的两个相邻碱基之间是以氢键连接的
C．A与T构成的碱基对的比例越高，该DNA分子稳定性越高
D．该DNA分子中共有腺嘌呤40个，C和G构成的碱基对共60个
解析：选D　链状DNA分子中两条链的末端各有一个脱氧核糖只与一个磷酸相连。该DNA分子双链上配对的碱基之间是以氢键连接的，而单链上两个相邻碱基之间是以“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接的。由于G与C之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，因此，G与C构成的碱基对的比例越高，DNA分子稳定性越高。假设该DNA分子中A、T的数目各为x，C、G的数目各为y，则有2x＋2y＝200,2x＋3y＝260，解得x＝40，y＝60，则其应含有G—C或C—G碱基对共60个，该DNA分子中腺嘌呤数为40个。
3．(2018·淄博检测)用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是(　　)
卡片类型
脱氧核糖
磷酸
碱基
A
T
G
C
卡片数量
10
10
2
3
3
2
A．最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对
B．构成的双链DNA片段最多有10个氢键
C．DNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连
D．可构建45种不同碱基序列的DNA
解析：选B　由表中给定的碱基A为2个，C为2个，并结合碱基互补配对原则可知最多可构建4个脱氧核苷酸对；构成的双链DNA片段中A与T间的氢键共有4个，G与C共有6个，即最多有10个氢键；DNA中位于一端的脱氧核糖分子均与1分子磷酸相连，位于内部的脱氧核糖分子均与2分子磷酸相连；4个碱基对可构建44种不同碱基序列的DNA。
[类题通法]　“三看法”判断DNA分子结构的正误


“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律
1．碱基互补配对原则
A一定与T配对，G一定与C配对。
2．四个计算规律
(1)规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G，则A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
(2)规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如A＋T或C＋G)占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA(T换为U)中该种碱基比例的比值。
(3)规律三：在DNA双链中，一条单链的的值与其互补单链的的值互为倒数关系。但在整个DNA分子中该比值等于1。
(4)规律四：在DNA双链中，一条单链的的值，与该互补链的的值是相等的，与整个DNA分子中的的值是相等的。
[对点落实]
4．(2018·济南调研)已知某DNA分子中，G与C之和占全部碱基总数的35.8%，其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中，T和C分别占该链碱基总数的(　　)
A．32.9%,17.1%　　　 B．31.3%,18.7%
C．18.7%,31.3% D．17.1%,32.9%
解析：选B　配对的碱基之和在一条链中与在整个DNA分子中的比例是相同的，因此，一条链中A、T、C、G的比例分别为31.3%、32.9%、17.1%和18.7%，根据碱基互补配对原则，它的互补链中T、C的比例分别为31.3%、18.7%。
5．某双链DNA分子含有200个碱基对，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则有关该DNA分子的叙述，正确的是(　　)
A．含有4个游离的磷酸基
B．含有腺嘌呤脱氧核苷酸30个
C．4种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7
D．碱基排列方式共有4100种
解析：选C　每条单链各有一个游离的磷酸基，所以DNA分子应该有2个游离的磷酸基。计算碱基数目时，需要注意所给碱基总数为个数还是对数，该DNA分子中含有200个碱基对，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，根据双链中A＋T所占比例＝单链中A＋T所占比例，则双链中A＋T占3/10，根据A＝T，推知A和T各占3/20，故腺嘌呤脱氧核苷酸的数量为200×2×(3/20)＝60。双链中A和T分别占3/20，则C和G分别占7/20，故A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7。在碱基比例不确定的情况下，碱基排列方式共有4n种，n为碱基对数，即共有4200种，而该DNA分子碱基比例已确定，故排列方式小于4200种。
6.现已知基因M含有碱基共N个，腺嘌呤n个，具有类似如图的平面结构，下列说法正确的是(　　)
A．基因M共有4个游离的磷酸基，氢键数目为1.5N＋n个
B．如图a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示；a链含有A的比例最多为2n/N
C．基因M的双螺旋结构，脱氧核糖和磷脂交替排列在外侧，构成基本骨架
D．基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等
解析：选D　基因M的每一条链有1个游离的磷酸基，故有2个游离的磷酸基，氢键数为1.5N－n个。基因是由两条脱氧核苷酸链组成的，图中a和b共同组成基因M。双螺旋结构中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架。等位基因是基因突变产生的，基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，基因M和它的等位基因m的碱基数或排列顺序可以不同。
[类题通法]　解答有关碱基计算题的“三步曲”

考点二DNA分子的复制及相关计算

1．DNA分子连续复制两次图像及解读

2．DNA分子复制特点及子DNA存在位置与去向

(1)复制特点：半保留复制即新DNA分子总有一条链来自亲代DNA(即模板链)，另一条链(子链)由新链构建而成。
(2)2个子DNA位置：当1个DNA分子复制后形成2个新DNA分子后，这2个子DNA恰位于两姐妹染色单体上，且由着丝点连在一起。(如图所示)
(3)子DNA去向：在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期，当着丝点分裂时，两姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极，此时子DNA随染色单体分开而分开。
[对点落实]
1．(2018·德州重点中学月考)真核细胞中DNA复制过程如图所示，下列表述错误的是(　　)

A．多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成
B．每个子代DNA都有一条脱氧核苷酸链来自亲代
C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化
D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则和精确的模板
解析：选C　多起点双向复制，能保证DNA复制在短时间内完成；DNA复制以亲代DNA分子的两条链分别为模板，通过碱基互补配对原则合成子链DNA，所以每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代；复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化；DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则即A与T配对、G与C配对。
2．下图是DNA复制的有关图示，A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制。D→G表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起始点，“→”表示复制方向。

(1)若A中含48 502个碱基对，而子链延伸速度是105个碱基对/min，则此DNA分子复制完成约需30 s。而实际上只需约16 s。根据A→C图分析，是因为__________________。
(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2 m之长，若按A→C的方式复制，至少8 h，而实际上约6 h左右。据D→G图分析，是因为______________________________。
(3)A→G均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是______的。
(4)C与A相同，G与D相同，C、G能被如此准确地复制出来，是因为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)复制是双向进行的
(2)从多个起始点同时进行复制
(3)边解旋边复制
(4)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板；DNA分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制能准确无误地完成

“图解法”分析DNA复制过程中的数量关系
DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，则有：

(1)DNA分子数：
①子代DNA分子数＝2n个；
②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个；
③不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝(2n－2)个。
(2)脱氧核苷酸链数：
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条；
②亲代脱氧核苷酸链数＝2条；
③新合成的脱氧核苷酸链数＝(2n＋1－2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数：
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m×(2n－1)个；
②n次复制需该脱氧核苷酸数＝m×2n个，n－1次复制需该脱氧核苷酸数＝m×2n－1个，则第n次复制需该脱氧核苷酸数＝2n×m－m×2n－1＝m×(2n－2n－1)＝m×2n－1个。
[对点落实]
3．(2018·徐州调研)一个双链均被32P标记的DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是(　　)
A．该DNA分子的特异性与碱基对的排列顺序有关
B．复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C．子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链数目之比为1∶7
D．子代DNA分子中含32P的分子数目与只含31P的分子数目之比为1∶3
解析：选B　由题可知，该DNA分子中胞嘧啶占30%，则该DNA复制时需要消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为10 000×30%×(23－1)＝2.1×104。
4．某双链DNA分子有100个碱基对，其中腺嘌呤30个，下列叙述正确的是(　　)
A．该DNA分子一条单链中，腺嘌呤和胸腺嘧啶占50%
B．该DNA分子两条链之间总是嘌呤和嘧啶形成碱基对
C．该DNA分子第三次复制时需要胞嘧啶脱氧核苷酸490个
D．该DNA分子复制时，在DNA聚合酶的作用下DNA双螺旋解开
解析：选B　该双链DNA分子有100个碱基对，其中腺嘌呤30个，胸腺嘧啶也为30个，该DNA分子中A＋T占30%，则DNA分子一条单链中，A＋T占30%。DNA分子两条链之间的碱基靠氢键连接成碱基对，腺嘌呤与胸腺嘧啶、鸟嘌呤与胞嘧啶互补配对。该DNA分子中胞嘧啶脱氧核苷酸为70个，第三次复制时需要胞嘧啶脱氧核苷酸70×23－1＝70×4＝280个。DNA复制时，在解旋酶的作用下DNA双螺旋解开。
[易错提醒]　DNA复制相关计算时四个易错点
(1)复制次数：“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别：前者包括所有的复制，但后者只包括最后一次复制。
(2)碱基数目：注意碱基的数目单位是“对”还是“个”。
(3)复制模板：在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
(4)关键词语：看清是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”等关键词。

巧用图解，突破DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题
解答此类问题的关键是构建细胞分裂过程模型图，并完成染色体与DNA的转换。具体如下：

第一步
画出含一条染色体的细胞图，下方画出该条染色体上的1个DNA分子，用竖实线表示含同位素标记
第二步
画出复制一次，分裂一次的子细胞染色体图，下方画出染色体上的DNA链，未被标记的新链用竖虚线表示
第三步
再画出第二次复制(分裂)后的细胞的染色体组成和DNA链的情况
第四步
若继续推测后期情况，可想象着丝点分裂，染色单体(a与a′)分开的局面，并进而推测子细胞染色体情况

[对点落实]
命题点(一)　有丝分裂中染色体标记情况分析
5．将DNA分子双链用3H标记的蚕豆(2n＝12)根尖移入普通培养液(不含放射性元素)中，再让细胞连续进行有丝分裂。根据如图所示判断，在普通培养液中的第二次有丝分裂中期，一个细胞中染色体标记情况依次是(　　)

A．6个a,6个b
B．12个b
C．6个b,6个c
D．b＋c＝12个，但b和c数目不确定
解析：选B　根据题意可知，亲代DNA分子双链用3H标记，由于DNA分子为半保留复制，因此亲代细胞中染色体经过第一次复制后两个姐妹染色单体均有标记，如图a；第一次有丝分裂结束后产生的子细胞中每条染色体上的DNA分子均有一条链被标记，该细胞中的染色体再经过第二次复制，一条染色体上的两个染色单体只有1个染色单体的一条链有标记，即只有1个染色单体有标记，如图b，因此在第二次有丝分裂中期，细胞中12条染色体上的两个染色单体均有一个带有标记。
[类题通法]　有丝分裂中子染色体标记情况分析
(1)过程图解(一般只研究一条染色体)：
复制一次(母链标记，培养液不含标记同位素)：

转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期：

(2)规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。
命题点(二)　减数分裂中染色体标记情况分析
6．(2017·佛山市二模)用32P标记某动物精原细胞的全部核DNA，然后将细胞置于31P标记的培养液中培养，使其进行一次有丝分裂或减数分裂(MⅠ、MⅡ)，下列有关叙述正确的是(　　)
A．有丝分裂前期与MⅠ前期细胞中，32P标记的DNA分子数相同、染色体数不同
B．有丝分裂后期与MⅠ后期细胞中，32P标记的DNA分子数不同、染色体数不同
C．有丝分裂中期与MⅡ中期细胞中，32P标记的DNA分子数不同、染色体数不同
D．有丝分裂后期与MⅡ后期细胞中，32P标记的DNA分子数不同、染色体数相同
解析：选C　由题干信息并结合DNA的半保留复制以及细胞分裂过程中染色体数目、DNA变化规律可知：有丝分裂前期与MⅠ前期细胞中，32P标记的DNA分子数目相同，染色体数也相同；有丝分裂后期与MⅠ后期细胞中32P标记DNA分子数目相同，前者的染色体数目是后者的2倍；有丝分裂中期与MⅡ中期细胞中，前者被32P标记的DNA分子数目、染色体数均为后者的2倍；有丝分裂后期与MⅡ后期细胞中，前者被32P标记的DNA分子数目、染色体数均为后者的2倍。
[类题通法]　减数分裂中子染色体标记情况分析
(1)过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如下图：

(2)规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。
命题点(三)　分裂产生子细胞中染色体的标记情况
7．将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养，该细胞经过两次连续分裂后形成4个大小相等的子细胞。下列有关的说法正确的是(　　)
A．若子细胞中染色体数为2N，则其中含3H的染色体数一定为N
B．若子细胞中染色体数为N，则其中含3H的DNA分子数为N/2
C．若子细胞中染色体都含3H，则细胞分裂过程中会发生基因重组
D．若子细胞中有的染色体不含3H，则原因是同源染色体分离
解析：选C　根据同位素示踪法，该动物细胞经过3H标记后，放在不含3H的培养基中培养，经过两次有丝分裂后形成的4个细胞，每个细胞中含3H的染色体数可能是0～2N。如果该细胞发生的是减数分裂，则含3H的DNA分子数为N。如果子细胞中染色体都含有3H，该细胞发生的是减数分裂，能发生基因重组。如果子细胞中有的染色体不含3H，则该细胞发生的是有丝分裂，不可能发生同源染色体分离。
[类题通法]　利用模型分析子细胞中染色体标记情况
此类题目可通过构建模型图解答，图示及分析如下：

这样来看，最后形成的4个子细胞有三种情况：第一种情况是4个细胞都是；第二种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第三种情况是2个细胞是，另外2个细胞是。

DNA半保留复制的实验分析
(1)实验方法：放射性同位素示踪法和离心技术。
(2)实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。
(3)实验假设：DNA以半保留的方式复制。
(4)实验预期：离心后应出现3条DNA带。
①重带(密度最大)：两条链都为15N标记的亲代双链DNA。
②中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。
③轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA。
(5)实验过程：

(6)过程分析：
①立即取出，提取DNA→离心→全部重带。
②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。
③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。
(7)实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。
[对点落实]
8．DNA的复制方式，可以通过设想来进行预测，可能的情况是全保留复制、半保留复制、分散(弥散)复制三种。究竟是哪种复制方式呢？用下面设计实验来证明DNA的复制方式。

实验步骤：
a．在氮源为14N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N­DNA(对照)；
b．在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N­DNA(亲代)；
c．将亲代15N大肠杆菌转移到氮源为含14N的培养基中，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用密度梯度离心法分离，不同分子量的DNA分子将分布在试管中的不同位置上。
实验预测：
(1)如果与对照(14N/14N)相比，子代Ⅰ能分辨出两条DNA带：一条________带和一条________带，则可以排除______和分散复制。
(2)如果子代Ⅰ只有一条中密度带，则可以排除________，但不能肯定是__________。
(3)如果子代Ⅰ只有一条中密度带，再继续做子代ⅡDNA密度鉴定：若子代Ⅱ可以分出________和________，则可以排除分散复制，同时肯定是半保留复制； 如果子代Ⅱ不能分出________两条密度带，则排除____________，同时确定为____________。
解析：从题目中的图示可知，深色为亲代DNA的脱氧核苷酸链(母链)，浅色为新形成的子代DNA的脱氧核苷酸链(子链)。因此全保留复制后得到的两个DNA分子，一个是原来的两条母链重新形成的亲代DNA分子，一个是两条子链形成的子代DNA分子；半保留复制后得到的每个子代DNA分子的一条链为母链，一条链为子链；分散复制后得到的每个子代DNA分子的单链都是由母链片段和子链片段间隔连接而成的。
答案：(1)轻(14N/14N)　重(15N/15N)　半保留复制　(2)全保留复制　半保留复制或分散复制　(3)一条中密度带　一条轻密度带　中、轻　半保留复制　分散复制

[真题集训——验能力]
1．(2017·海南高考)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A＋T)/(G＋C)与(A＋C)/(G＋T)两个比值的叙述，正确的是(　　)
A．碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同
B．前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高
C．当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链
D．经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1
解析：选D　双链DNA分子中，互补碱基两两相等，即A＝T，C＝G，则A＋C＝G＋T，即A＋C与G＋T的比值为1。因此，碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值相同；DNA分子中，C和G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，则C与G的含量越高，DNA稳定性越高，因此，前一个比值越大，C与G的含量越低，双链DNA分子的稳定性越低；当两个比值相同时，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链；经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1。
2．(2016·全国卷Ⅱ)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是(　　)
A．随后细胞中的DNA复制发生障碍
B．随后细胞中的RNA转录发生障碍
C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
解析：选C　在DNA分子的复制和转录过程中，DNA分子都需要先将双链解开，加入该物质后DNA分子双链不能解开，故细胞中的DNA复制和RNA转录都会发生障碍。因DNA复制发生在细胞分裂间期，故该物质阻断的是分裂间期DNA分子的复制过程，从而将细胞周期阻断在分裂间期。癌细胞的增殖方式是有丝分裂，其分裂过程中可发生DNA复制和转录，加入该物质会阻碍这两个过程，从而抑制癌细胞的增殖。
3．(2016·上海高考)在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含10对碱基(A有6个)的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为(　　)
A．58　　　　　　　　　　 B．78
C．82 D．88
解析：选C　构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个脱氧核苷酸共需要40个订书钉；一条DNA单链需要9个订书钉连接，两条链共需要18个订书钉；双链间的氢键数共有10×2＋4＝24个，总共需要订书钉40＋18＋24＝82(个)。
4．(2015·上海高考)若N个双链DNA分子在第i轮复制结束后，某一复制产物分子一条链上的某个C突变为T，这样在随后的各轮复制结束时，突变位点为A—T碱基对的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例始终为(　　)
A. B.
C. D.
解析：选C　N个双链DNA分子在第i轮复制后，N×2i个DNA分子中某DNA分子的一条链上某个C突变为T，则在随后的一轮复制结束时，有1个DNA分子中突变位点为A—T碱基对，占双链DNA分子数的比例为；在随后的两轮复制结束时，突变位点为A—T碱基对的双链DNA分子数的比例应为＝，同理可推得经过随后的几轮复制后，这一比例为：＝。
5．(2014·山东高考)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是(　　)

解析：选C　DNA分子中(A＋C)/(T＋G)应始终等于1；一条单链中(A＋C)/(T＋G)与其互补链中(A＋C)/(T＋G)互为倒数，一条单链中(A＋C)/(T＋G)＝0.5时 ，互补链中(A＋C)/(T＋G)＝2；一条单链中(A＋T)/(G＋C)与其互补链中(A＋T)/(G＋C)及DNA分子中(A＋T)/(G＋C)都相等。
6.(2014·江苏高考)羟胺可使胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，导致DNA复制时发生错配(如图)。若一个DNA片段的两个胞嘧啶分子转变为羟化胞嘧啶，下列相关叙述正确的是(多选)(　　)
A．该片段复制后的子代DNA分子上的碱基序列都发生改变
B．该片段复制后的子代DNA分子中G—C碱基对与总碱基对的比下降
C．这种变化一定会引起编码的蛋白质结构改变
D．在细胞核与细胞质中均可发生如图所示的错配
解析：选BD　由图示可知，胞嘧啶转化为羟化胞嘧啶后不再与鸟嘌呤配对，而是与腺嘌呤配对。该片段复制后的子代DNA分子上会发生碱基对的替换，并非碱基序列都发生改变；因羟化胞嘧啶不再与鸟嘌呤配对，故复制后的子代DNA分子中G—C碱基对在总碱基对中所占比例下降；这种变化为基因突变，由于密码子的简并性，不一定引起编码的蛋白质结构改变；细胞核与细胞质中都含DNA，复制过程中都可能发生图示的错配。
[课下检测——查缺漏]
一、选择题
1．下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是(　　)
A．DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的单链结构
B．DNA分子中的每个磷酸均连接着一个脱氧核糖和一个碱基
C．DNA分子两条链之间总是嘌呤与嘧啶形成碱基对
D．DNA分子一条链上的相邻碱基通过磷酸—脱氧核糖—磷酸相连
解析：选C　DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的双链结构；DNA分子中的绝大多数磷酸连接着两个脱氧核糖，且磷酸不与碱基直接相连；DNA分子一条链上的相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连。
2．(2018·江西九校联考)下列关于DNA的有关叙述，正确的有几项(　　)
①碱基互补配对原则是DNA精确复制的保障之一
②DNA复制时一定需要解旋酶的参与
③DNA分子的特异性是指脱氧核苷酸序列的千变万化
④嘌呤碱基与嘧啶碱基的配对保证了DNA分子空间结构的相对稳定
⑤在细菌的一个完整质粒中含有两个游离的磷酸基团
A．0项 B．1项
C．2项 D．3项
解析：选C　碱基互补配对原则保证DNA复制准确无误地进行，DNA双螺旋结构为其复制提供精确的模板；DNA复制在解旋酶和DNA聚合酶的作用下，边解旋边复制，但在PCR技术扩增目的基因时利用了高温变性解旋；DNA分子的特异性取决于DNA分子中脱氧核苷酸特定的排列顺序，即碱基对的排列顺序；嘌呤碱基与嘧啶碱基之间通过氢键连接，它们的结合遵循碱基互补配对原则，这保证了DNA分子空间结构的相对稳定；细菌的一个完整质粒是环状的DNA分子，不存在游离的磷酸基因，所以共有2项正确。
3．下图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是(　　)

A．由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制
B．解旋酶能使双链DNA解开，但需要消耗ATP
C．子代DNA分子的两条链是反向平行排列的
D．DNA在复制过程中是先进行解旋，后半保留复制
解析：选D　由图示可知，新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此复制的方式是半保留复制；解旋酶使DNA双链解开，需要消耗ATP；子代DNA分子的两条链是反向平行的；DNA在复制过程中是边解旋边半保留复制。
4．(2018·荆州模拟)如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，从中得到的正确结论是(　　)

A．R基因中与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基
B．R、S、N、O互为非等位基因
C．果蝇的每个基因是由成百上千个核糖核苷酸组成的
D．每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变
解析：选B　一般与脱氧核糖直接相连的是两个磷酸和一个碱基；一对同源染色体上控制相对性状的基因才是等位基因，而R、S、N、O是位于同一条染色体上的不同基因，所以它们之间互为非等位基因；果蝇的基因指的是DNA上有遗传效应的片段，而DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸；由于密码子的简并性，所以基因中一个碱基对的替换不一定会引起生物性状的改变。
5．将一个由100个碱基组成的DNA分子(设为亲代DNA)放在含有被3H标记的脱氧胸苷(3H­dT)的培养液中进行复制，一段时间后测得子二代的放射性强度(放射性强度＝含3H的碱基总数/DNA分子中的碱基总数)为30%。则亲代DNA分子中含有的胸腺嘧啶的数量为(　　)
A．10个 B．20个
C．30个 D．40个
解析：选D　设每个DNA中含有x个胸腺嘧啶，则子二代的放射性强度＝(22－1)x/(22×100)＝30%，解得：x＝40。
6.H2O2能将鸟嘌呤(G)氧化损伤为8­oxodG，8­oxodG可与腺嘌呤(A)互补配对。若图中所示DNA片段中有两个鸟嘌呤发生上述氧化损伤后，再正常复制多次形成大量的子代DNA，下列相关叙述错误的是(　　)
A．子代DNA分子都有可能发生碱基序列的改变
B．部分子代DNA中嘧啶碱基的比例可能会增加
C．子代DNA控制合成的蛋白质可能不发生改变
D．氧化损伤可能诱发原癌基因或抑癌基因的突变
解析：选B　由题干信息可知，H2O2能将G氧化损伤为8­oxodG，8­oxodG与A互补配对，而图示DNA片段中含有3个G，若发生氧化损伤的两个G位于不同链，则形成的子代DNA分子都有可能发生碱基序列的改变；由于G氧化损伤为8­oxodG后，能与A配对，所以正常复制多次形成的子代DNA中嘧啶碱基比例会减小；由于密码子的简并性，突变后形成的蛋白质的结构可能不变；氧化损伤可能诱发原癌基因或抑癌基因的突变。
7.某基因(14N)含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到如图甲结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图乙结果。下列有关分析正确的是(　　)
A．X层全部是仅含14N的基因
B．W层中含15N标记的胞嘧啶6 300个
C．X层中含有氢键数是Y层的1/3
D．W层与Z层的核苷酸数之比是1∶4
解析：选C　复制得到的DNA分子与亲代DNA分子的碱基序列相同，则两者的氢键数也应该是相等的，X层有2个DNA，Y层有6个DNA，故X层与Y层的氢键数之比为1/3。
8．用32P标记某植物体细胞(含12条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期一个细胞中染色体携带32P标记的情况是(　　)
A．带有32P标记的染色体有6条
B．每条染色体的两条姐妹染色单体均带有32P标记
C．带有32P标记的DNA分子数与染色体数相同
D．每条染色体中带有32P标记的DNA单链为0条或1条
解析：选C　该细胞中含有12条染色体，但在进行有丝分裂过程中每条染色体的行为一致，因此分析时只需画出其中一条染色体，便可推知其他染色体携带32P标记的情况。绘图分析如下：

据图可知，该细胞第一次分裂产生的两个子细胞中染色体携带32P标记的情况一致；第二次分裂过程中，当染色体复制后每条染色体均具有两条姐妹染色单体，而其中一条姐妹染色单体的DNA分子带有32P标记，另一条姐妹染色单体的DNA分子不带32P标记。由于有丝分裂中期时姐妹染色单体并未分离，故此时细胞中带有32P标记的染色体应有12条，且每条染色体只有一条DNA单链带有标记；每条染色体的两条姐妹染色单体中只有一条姐妹染色单体带有32P标记。
9．下图为某DNA分子的部分平面结构图，该DNA分子片段中含100个碱基对，40个胞嘧啶，则下列说法错误的是(　　)

A．②与①交替连接，构成了DNA分子的基本骨架
B．③是连接DNA单链上两个核糖核苷酸的磷酸二酯键
C．该DNA复制n次，含母链的DNA分子只有2个
D．该DNA复制n次，消耗的腺嘌呤脱氧核苷酸数为60×(2n－1)个
解析：选B　①是脱氧核糖，②是磷酸，两者交替连接构成了DNA分子的基本骨架；④是连接DNA单链上两个脱氧核糖核苷酸的化学键，③是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸中连接磷酸和脱氧核糖的化学键；该DNA复制n次，得到2n个DNA，其中含有母链的DNA分子共2个；该DNA复制n次，消耗腺嘌呤脱氧核苷酸数为(200－40×2)÷2×(2n－1)＝60×(2n－1)。
10．(2018·山东省实验中学月考)20世纪50年代初，查哥夫对多种生物DNA做了碱基定量分析，发现(A＋T)/(C＋G)的比值如表。结合所学知识，你认为能得出的结论是(　　)
DNA来源
大肠杆菌
小麦
鼠
猪肝
猪胸腺
猪脾
(A＋T)/(C＋G)
1.01
1.21
1.21
1.43
1.43
1.43
A．猪的DNA结构比大肠杆菌的DNA结构更稳定一些
B．小麦和鼠的DNA所携带的遗传信息相同
C．小麦DNA中(A＋T)的数量是鼠DNA中(C＋G)数量的1.21倍
D．同一生物不同组织的DNA碱基组成相同
解析：选D　大肠杆菌DNA中(A＋T)/(C＋G)的比值小于猪的，说明大肠杆菌DNA所含C—G碱基对的比例较高，而C—G碱基对含三个氢键，因此大肠杆菌的DNA结构稳定性高于猪的；虽然小麦和鼠的(A＋T)/(C＋G)比值相同，但不能代表二者的碱基序列与数目相同；同一生物的不同组织所含DNA的碱基序列是相同的，因此DNA碱基组成也相同。
11．下图为DNA片段1经过诱变处理后获得DNA片段2，而后DNA片段2经过复制得到DNA片段3的示意图(除图中变异位点外不考虑其他位点的变异)。下列叙述正确的是(　　)

A．在DNA片段3中同一条链上相邻碱基A与T通过两个氢键连接
B．理论上DNA片段3的结构比DNA片段1的结构更稳定
C．DNA片段2至少需要经过3次复制才能获得DNA片段3
D．DNA片段2复制n次后，可获得2n－1个DNA片段1
解析：选D　DNA中同一条脱氧核苷酸链上相邻碱基A与T通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”进行连接。理论上DNA片段3中氢键数目比DNA片段1少，故其结构不如DNA片段1稳定。DNA片段2经过2次复制即可获得DNA片段3。DNA片段2复制n次后，获得的DNA片段1所占的比例为1/2，即2n－1个。
12．某长度为1 000个碱基对的双链环状DNA分子，其中含腺嘌呤300个，该DNA分子复制时，1链首先被断开形成3′、5′端口，接着5′端与2链发生分离，随后DNA分子以2链为模板，通过滚动从1链的3′端开始延伸子链，同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链，其过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A．该过程是从两个起点同时进行的，1链中的碱基数目多于2链
B．若该DNA连续复制3次，则第三次共需鸟嘌呤4 900个
C．复制过程中两条链分别作模板，边解旋边复制
D．该环状DNA通常存在于细菌、酵母菌等原核细胞中
解析：选C　双链DNA分子的两条链是严格按照碱基互补配对原则形成的，所以1链和2链均含1 000个碱基，两者碱基数目相同。根据碱基互补配对原则(A—T、G—C)，DNA分子含腺嘌呤300个，所以胸腺嘧啶也为300个，则胞嘧啶和鸟嘌呤均为700个，在第三次复制过程中，DNA分子数由4个增加到8个，即第三次新合成4个DNA分子，故共需鸟嘌呤700×4＝2 800个。根据题意可知，复制过程中两条链分别作模板，边解旋边复制。酵母菌细胞是真核细胞。
二、非选择题
13．(2018·湖北八市重点中学质检)如图是DNA双螺旋结构模型的建构过程图解(1～5)，请据图探讨相关问题：

(1)物质1是构成DNA的基本单位，与RNA的基本单位相比，两者成分方面的差别是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)催化形成图2中的磷酸二酯键的酶是____________。
(3)图3和图4中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链，如果DNA耐高温的能力越强，则____________(填“G—C”或“A—T”)碱基对的比例越高。
(4)RNA病毒相比DNA病毒更容易发生变异，请结合图5和有关RNA的结构说明其原因：________________________________________________________。
解析：(1)DNA的基本单位与RNA的基本单位相比，主要区别是DNA的基本单位中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U。(2)图2是由DNA分子的基本单位脱氧核苷酸经脱水缩合形成的脱氧核苷酸链，形成脱氧核苷酸链过程中有磷酸二酯键生成，其需要DNA聚合酶催化。(3)DNA分子中氢键越多，DNA分子越稳定，C—G之间有3个氢键，A—T之间有2个氢键。(4)RNA分子是单链结构，DNA分子是双螺旋结构，其结构稳定性较强，而单链RNA更容易发生变异。
答案：(1)物质1中的五碳糖是脱氧核糖，特有的碱基是T，而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U(2)DNA聚合酶　(3)G—C　(4)DNA的双螺旋结构较RNA单链结构更稳定
14．下图是某DNA分子的局部组成示意图，请据图回答：

(1)写出图中下列序号代表结构的中文名称：
①________；⑦________；⑧________；⑨________。
(2)图中DNA片段中碱基对有________对，该DNA分子应有________个游离磷酸基团。
(3)从主链上看，两条单链方向________，从碱基关系看，两条单链________。
(4)如果将14N标记的细胞培养在含15N的脱氧核苷酸的培养液中，此图中所示的________________(填序号)可测到15N。若细胞在该培养液中分裂四次，该DNA分子也复制四次，得到的子代DNA分子中含14N和15N的比例为________。
(5)若该DNA分子共有a个碱基，其中含腺嘌呤m个，则该DNA分子复制4次，需要游离的胞嘧啶为________个。
解析：(1)①是胞嘧啶，⑦是脱氧核糖，⑧是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸，⑨是DNA单链片段。(2)该DNA片段中有4个碱基对，2个游离的磷酸基团。(3)两条DNA链反向平行。(4)该DNA复制4次，得到16个DNA分子，含14N的DNA有2个，全部DNA都含有15N。(5)由题意可知，该DNA分子中含有的胞嘧啶数为(a－2m)/2，则复制4次需要的胞嘧啶数为15(a－2m)/2，即a－15m。
答案：(1)胞嘧啶　脱氧核糖　胸腺嘧啶脱氧核苷酸　一条脱氧核苷酸链的片段　(2)4　2　(3)反向平行　互补　(4)①②③④⑥⑧⑨　1∶8　(5)a－15m
15．1958年，Meselson和Stahl通过一系列实验首次证明了DNA的半保留复制，此后科学家便开始了有关DNA复制起点数目、方向等方面的研究。试回答下列问题：

(1)DNA分子呈________结构，DNA复制开始时首先必须解旋，从而在复制起点位置形成复制叉(如图1所示)。因此，研究中可以根据复制叉的数量推测________________。
(2)1963年Cairns将不含放射性的大肠杆菌(其拟核DNA呈环状)放在含有3H－胸腺嘧啶的培养基中培养，进一步证明了DNA的半保留复制。根据图2的大肠杆菌亲代环状DNA示意图，用简图表示复制一次和复制两次后形成的DNA分子。(注：以“……”表示含放射性的脱氧核苷酸链)。
(3)有人探究DNA的复制从一点开始以后是单向进行的还是双向进行的，将不含放射性的大肠杆菌DNA放在含有3H－胸腺嘧啶的培养基中培养，给予适当的条件，让其进行复制，得到图3所示结果，这一结果说明________________________。
(4)为了研究大肠杆菌DNA复制是单起点复制还是多起点复制，用第(2)小题的方法，观察到大肠杆菌DNA复制的过程如图4所示，这一结果说明大肠杆菌细胞中DNA复制是________起点复制的。
解析：(1)因DNA复制开始时首先必须解旋，从而在复制起点位置形成复制叉，所以可以根据复制叉的数量推测复制起点的数量。(2)因为DNA为半保留复制，故复制一次所得的2个DNA分子中，1条链带放射性标记，另一条链不带。复制两次后所得的4个DNA分子中，有2个DNA分子都是其中一条链带放射性标记，另外2个DNA分子则是两条链都带放射性标记。(3)由图示可以看出：该DNA分子有一个复制起点，复制为双向进行。(4)由图4可知：该DNA分子有一个复制起点，即单起点复制。
答案：(1)(规则的)双螺旋　复制起点的数量
(2)如图所示

(3)DNA复制是双向的　(4)单
第三讲基因的表达
知识体系——定内容
核心素养——定能力

生命观念
通过掌握遗传信息的传递，能够从分子水平阐述生命的延续性，从而理解生命的延续和发展规律
理性思维
通过掌握遗传信息传递过程中碱基数目、氨基酸数等数量关系，提升分析与计算能力
科学探究
通过模拟中心法则各过程实验，提升对实验结果的分析能力
社会责任
通过掌握抗菌药物机理及有关中心法则内容，形成关注社会、关注人体健康的理念

[基础知识·系统化]
知识点一　RNA的组成、结构与种类
1．RNA的结构与功能

2．RNA与DNA的比较

知识点二　遗传信息的转录和翻译
1．转录

2．翻译

3．密码子与反密码子

密码子
反密码子
位置
mRNA
tRNA
作用
直接决定蛋白质中氨基酸的序列
识别密码子，转运氨基酸
特点
与DNA模板链上的碱基互补
与mRNA中密码子的碱基互补
知识点三　中心法则及基因与性状的关系

[基本技能·问题化]
1．判断下列叙述的正误
(1)一个tRNA分子中只有一个反密码子(√)
(2)一个tRNA分子中只有三个碱基(×)
(3)细菌的一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板，提高转录效率(×)
(4)转录和翻译过程都存在T—A、A—U、G—C碱基配对方式(×)
(5)反密码子是位于mRNA上相邻的三个碱基(×)
(6)细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸(√)
(7)HIV(逆转录病毒)感染人体过程的遗传信息示意图为：(√)
(8)一个含n个碱基的DNA分子，转录的mRNA分子的碱基数是n/2个(×)
2．(2018·青岛一模)下列有关DNA和RNA的叙述，正确的是(　　)
A．生物的遗传信息只存在于DNA分子中
B．真核生物的遗传物质是DNA，而原核生物的遗传物质是DNA或RNA
C．原核生物的DNA上不存在密码子，密码子只存在于mRNA上
D．在进行正常生命活动的真核生物细胞内，既能以DNA为模板转录形成RNA，也能以RNA为模板逆转录形成DNA
解析：选C　生物的遗传信息也可以存在于RNA分子中；真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA；正常情况下真核生物细胞内的RNA不能发生逆转录。
3．(2018·武汉调研)人的线粒体DNA能够进行自我复制，并在线粒体中通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，下列说法正确的是(　　)
A．线粒体DNA复制时需要以核糖核苷酸作为原料
B．线粒体DNA进行转录时需要DNA聚合酶的参与
C．线粒体中存在识别并能转运特定氨基酸的tRNA
D．线粒体DNA发生突变后可通过父亲遗传给后代
解析：选C　DNA复制的原料是脱氧核苷酸；DNA复制需要DNA聚合酶，转录需要RNA聚合酶参与；线粒体是半自主性细胞器，能够进行基因的表达，含tRNA；受精过程中进入卵细胞的是精子的头部(主要含细胞核)，因此线粒体基因发生突变后不能通过父亲传给后代。
4．(2018·潍坊调研)下列有关密码子的叙述正确的是(　　)
A．基因突变可能改变基因中密码子的种类或顺序
B．每种氨基酸都对应多种密码子
C．密码子的简并性可以减少有害突变
D．密码子和反密码子中碱基可互补配对，所以两者种类数相同
解析：选C　密码子是指mRNA上能编码氨基酸的三个相邻的碱基；有些氨基酸只对应一种密码子；由于密码子的简并性，当发生基因突变后氨基酸的种类并未发生改变即可以减少有害突变；密码子共64种，反密码子共61种。
5.(2018·赣州一模)如图表示DNA及相关的生理活动，下列表述错误的是(　　)
A．过程a, b, c均可在胰岛B细胞核中发生
B．f和g过程可能通过反馈调节实现
C．过程a，b，c，d，e均与碱基配对有关
D．某基因表达的产物可能影响另一个基因的表达
解析：选A　据图分析，过程a表示DNA复制，而胰岛B细胞是成熟的动物细胞，不能进行DNA的复制，过程c为翻译，不能在细胞核中发生；过程g和f表示基因控制合成的蛋白质反过来调控RNA和DNA，为反馈调节；过程a、b、c、d、e分别表示DNA的复制、转录、翻译、RNA的复制、逆转录，这些过程都遵循碱基互补配对原则；基因的表达过程包括转录和翻译，都需要酶的催化，而酶也是基因表达的产物。

考点一遗传信息的转录和翻译

1．比较记忆复制、转录和翻译

遗传信息的传递
遗传信息的表达
复制
转录
翻译
场所
主要是细胞核
主要是细胞核
细胞质
模板
亲代DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
原料
4种游离的脱氧核苷酸
4种游离的核糖核苷酸
20种氨基酸
模板去向
子代DNA分子中
DNA链重新聚合
降解成核糖核苷酸
产物
完全相同的两个DNA分子
RNA
蛋白质(多肽)
碱基配对
A—T、T—A、C—G、G—C
A—U、T—A、C—G、G—C
A—U、U—A、C—G、G—C
特点
①半保留复制②边解旋边复制
边解旋边转录
一条mRNA上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链
信息传递
DNA→DNA
DNA→RNA
mRNA→蛋白质
2．辨析遗传信息、密码子与反密码子
(1)界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子：

(2)明确氨基酸与密码子、反密码子的数量关系：
①一种氨基酸可对应一种或几种密码子(即密码子简并性)，可由一种或几种tRNA转运。
②除终止密码子外，一种密码子只能决定一种氨基酸；一种tRNA只能转运一种氨基酸。
③密码子有64种(3种终止密码子；61种决定氨基酸的密码子)。
[对点落实]
1．下列关于DNA分子的复制、转录和翻译的叙述，正确的是(　　)
A．DNA分子转录和翻译的模板相同
B．DNA分子复制和转录都需要DNA聚合酶
C．翻译时以mRNA为模板，tRNA携带氨基酸，进行多肽的合成
D．DNA分子复制和转录都只能在细胞核中进行，而翻译时在细胞质中进行
解析：选C　DNA分子转录的模板是一条DNA链，而翻译的模板是mRNA；DNA分子复制需要DNA聚合酶，而转录是由DNA合成mRNA，需要的是RNA聚合酶；DNA分子复制和转录不仅仅能在细胞核中进行，还可以在含有遗传物质的线粒体或叶绿体中进行。
2．如图表示蓝藻DNA上遗传信息、密码子、反密码子间的对应关系。下列说法正确的是(　　)

A．分析图示可知①是β，完成基因→②的场所是细胞核
B．除图中所示的两种RNA之外，RNA还包括tRNA
C．图中②→③需要在核糖体上进行
D．能够决定氨基酸的③的种类有61种
解析：选C　根据碱基互补配对原则，从图中②的碱基组成可以确定β链是转录模板；蓝藻是原核生物，没有细胞核。RNA包括mRNA(图中②)、tRNA(图中③)和rRNA(核糖体RNA)。图中②→③是翻译过程，在核糖体上进行。能够决定氨基酸的密码子有61种，密码子在mRNA上，③是tRNA。
3．下面分别为DNA、tRNA的结构示意图。以下叙述错误的是(　　)

A．图示DNA分子中的⑤为氢键，tRNA中的b为磷酸二酯键
B．DNA分子复制、切割目的基因片段时分别破坏的化学键为⑤⑥
C．tRNA是由三个核糖核苷酸连接成的单链分子
D．c处表示反密码子，可以与mRNA碱基互补配对
解析：选C　左图中⑤为氢键，⑥⑦均可称为磷酸二酯键，但⑦为一个核苷酸内部脱氧核糖的5号碳原子与磷酸基团之间的连接，而⑥为两个脱氧核苷酸之间的连接，右图中b指在tRNA臂上，若代表化学键，只能是磷酸二酯键；DNA分子复制和切割目的基因片段破坏的化学键分别是⑤氢键和⑥脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键；tRNA是由多个核糖核苷酸连接成的三叶草结构。
[类题通法]　DNA和RNA的区分技巧
(1)DNA和RNA结构的判断：
①含有碱基T或脱氧核糖⇒DNA。
②含有碱基U或核糖⇒RNA。
(2)单链DNA和双链DNA的判断：
①若：⇒双链DNA。
②若：嘌呤≠嘧啶⇒单链DNA。
(3)DNA和RNA合成的判断：
用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推断正发生DNA的合成；若大量利用U，可推断正进行RNA的合成。

[典型图示]　翻译过程的三种模型图

[问题设计]
1．图甲模型分析
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。
(2)一个核糖体与mRNA的结合部位形成个tRNA结合位点。
(3)翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。
(4)翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。
(5)翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动。
2．图乙模型分析
图乙表示真核细胞的翻译过程，其中①是mRNA，⑥是核糖体，②、③、④、⑤表示正在合成的4条多肽链，具体分析如下：
(1)数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。
(2)目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
(3)方向：核糖体的移动方向为从右向左，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。
(4)结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。
(5)形成的多条肽链氨基酸序列相同的原因：有相同的模板mRNA。
3．图丙模型分析
图丙表示原核细胞的转录和翻译过程，图中①是DNA模板链，②、③、④、⑤表示正在合成的4条mRNA，在核糖体上同时进行翻译过程。
[对点落实]
4．(2018·东城区调研)如图为原核生物某基因控制蛋白质合成的示意图，下列叙述正确的是(　　)

A．①过程DNA分子的两条链可分别作模板以提高合成蛋白质的效率
B．①过程需要RNA聚合酶参与，此酶能识别RNA中特定的碱基序列
C．①②过程都发生碱基互补配对，配对方式均为A和U、G和C
D．不同密码子编码同种氨基酸可减少由于基因中碱基的改变而造成的影响
解析：选D　①过程为转录，转录是以DNA分子一条链中的部分片段(基因的模板链)为模板合成mRNA的过程；转录过程需要RNA聚合酶的参与，RNA聚合酶能识别DNA分子中特定的碱基序列(启动子)，并与之结合驱动转录过程；①过程碱基互补配对方式为A—U、T—A、G—C、C—G，②过程为翻译过程，碱基互补配对方式为A—U、U—A、G—C、C—G；不同密码子编码同种氨基酸，增加了遗传密码的容错性，可减少因基因中碱基的改变而造成的影响。
5．(2017·太原五中模拟)据图判断以下说法正确的是(　　)

A．图中①②③遵循碱基互补配对的原则相同
B．①②③能在线粒体、叶绿体和原核细胞中进行
C．tRNA、rRNA和mRNA分子都含有氢键
D．一条mRNA可与多个核糖体结合共同合成一条肽链，加快翻译速率
解析：选B　①表示DNA分子的复制过程，该过程中的碱基配对方式为A—T、T—A、C—G、G—C；②表示转录过程，该过程中的碱基配对方式为A—U、T—A、C—G、G—C；③表示翻译过程，该过程中的碱基配对方式为A—U、U—A、C—G、G—C。线粒体、叶绿体和原核细胞中都含有DNA和核糖体，因此①②③能在线粒体、叶绿体和原核细胞中进行。mRNA为单链且无折叠区，因此分子中不含氢键。一条mRNA可与多个核糖体结合共同合成多条相同的肽链，加快翻译速率。
[类题通法]　基因表达过程图的分析方法
(1)分析此类问题要分清mRNA链和多肽链的关系。DNA模板链在RNA聚合酶的作用下产生的是mRNA，而在同一条mRNA链上结合的多个核糖体，可同时合成若干条多肽链。
(2)用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图：



1．理顺基因表达中的相关数量关系
DNA碱基数∶mRNA碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。

2．关注计算中“最多”和“最少”问题
(1)mRNA上碱基数目与蛋白质中氨基酸的数目关系：翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
(2)DNA上的碱基数目与蛋白质中的氨基酸的数目关系：基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍多。
(3)不能忽略“最多”或“最少”等字：如mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
[对点落实]
6．一段原核生物的mRNA通过翻译可合成一条含有11个肽键的多肽链，则此mRNA分子含有的碱基个数、合成这段多肽需要的tRNA个数及转录此mRNA的基因中碱基个数至少依次为(　　)
A．33、11、66　　　 　 　　 B．36、12、72
C．12、36、72 D．11、36、66
解析：选B　一条含有11个肽键的多肽链，则含有12个氨基酸。mRNA中每3个相邻的碱基决定一个氨基酸；一个氨基酸需要一个tRNA来转运，因此mRNA中至少含有36个碱基，至少需要12个tRNA，DNA中至少含有72个碱基。
7．已知一个由2条肽链组成的蛋白质分子，共有肽键198个，控制翻译该蛋白质分子的mRNA中A和U共占25%，则控制转录该mRNA的DNA分子中，C与G应该共有(　　)
A．600个 B．700个
C．800个 D．900个
解析：选D　根据由2条肽链组成的蛋白质分子共有肽键198个，可知该蛋白质由200个氨基酸组成，则翻译形成该蛋白质的mRNA分子中至少含有600个碱基，转录该mRNA的DNA分子至少含有1 200个碱基。mRNA中A和U共占25%，可知A＋U＝150个，则转录形成该mRNA的DNA模板链上T＋A＝150个，DNA分子中非模板链上A＋T＝150个，整个DNA分子中A＋T＝300个，则该DNA分子中C＋G＝900个。
8．(2018·泰安质检)一个mRNA分子有m个碱基，其中G＋C有n个；由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A＋T数、合成蛋白质时脱去的水分子数分别是(　　)
A．m、(m/3)－1 B．m、(m/3)－2
C．2(m－n)、(m/3)－1 D．2(m－n)、(m/3)－2
解析：选D　mRNA分子中有m个碱基，其中G＋C数目为n个，推出A＋U数目为m－n个，故DNA中A＋T数目为2(m－n)。根据mRNA碱基数目∶蛋白质中氨基酸数目＝3∶1可知，氨基酸数目为m/3。脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数＝(m/3)－2。
[类题通法]　“三步法”解答关于基因表达中的计算题
第一步：做图。通常只需画出下图甲，但当涉及转录、逆转录、翻译时还要画出图乙。

①上述图甲代表的是一个DNA分子，α、β代表它的两条脱氧核苷酸链；图乙代表的是以该DNA分子的α链为模板转录出的一个RNA分子。
②上述图甲中的A、G、C、T代表4种脱氧核苷酸(或碱基)，x、y、z、w代表数量；图乙中的U、C、G、A代表4种核糖核苷酸(或碱基)，x、y、z、w代表数量。
第二步：转换。即根据第一步做出的图，把题干给出的条件转换成数学等式。
第三步：计算。即根据题干的要求，结合第二步中的数学等式，求出相应的数值。
考点二中心法则及基因与性状的关系

基因与性状的关系
(1)一般而言，一个基因决定一种性状。
(2)生物体的一种性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。
(3)有些基因可影响多种性状，如图中基因1可影响B和C性状。

(4)生物的性状是基因和环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同，表现型可能相同。
[对点落实]
1．生长素、赤霉素等不是蛋白质，它们的合成受基因控制吗？是通过基因控制性状的哪一途径实现的？
提示：受基因控制。是通过基因控制酶的合成来控制代谢过程，间接控制生物的性状这一途径实现的。
2．如图为人体内基因对性状的控制过程，分析可知(　　)

A．基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中
B．图中①过程需RNA聚合酶的参与，②过程需tRNA的协助
C．④⑤过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同
D．过程①②③表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状
解析：选B　同一个个体的细胞是受精卵经过有丝分裂产生的，细胞核基因相同，因此基因1和基因2一般会出现在人体内的同一个细胞中；图中①是转录过程，需要RNA聚合酶，②过程是翻译过程，需要tRNA作为运载工具运输氨基酸到核糖体上；④⑤过程结果存在差异的根本原因是基因突变，直接原因是血红蛋白的结构不同；图中①②③是基因通过控制酶的合成来控制生物体性状的途径，基因还可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状。

[典型图示]　利用图示分类剖析中心法则及补充内容

[问题设计]
(1)图中1、8为转录过程；2、5、9为翻译过程；3、10为DNA复制过程；4、6为RNA复制过程；7为逆转录过程。
(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为DNA病毒，如噬菌体；乙为RNA病毒，如烟草花叶病毒；丙为逆转录病毒，如HIV。
(3)分别写出下列生物中心法则表达式：(填表)
生物种类
举例
遗传信息的传递过程
DNA病毒
T2噬菌体

RNA病毒
烟草花叶病毒

逆转录病毒
艾滋病病毒

细胞生物
动物、植物、细菌、真菌等

[对点落实]
3．(2018·襄阳一模)如图所示的中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程，下列相关叙述正确的是(　　)

A．人体细胞中，无论在何种情况下都不会发生e、d过程
B．在真核细胞有丝分裂间期，a先发生，b、c过程后发生
C．能特异性识别信使RNA上密码子的分子是tRNA，后者所携带的分子是氨基酸
D．真核细胞中，a过程只发生在细胞核，b过程只发生在细胞质
解析：选C　逆转录病毒侵入真核细胞时，RNA复制(e)、逆转录(d)过程也可发生在真核细胞内；在真核细胞有丝分裂间期，G1期进行RNA和蛋白质合成，随后S期主要进行DNA的复制，G2期合成少量RNA和蛋白质；真核细胞中，DNA复制(a)、转录(b)主要发生在细胞核，在线粒体和叶绿体中也能发生。

模拟中心法则各过程
[对点落实]
4.如图为模拟中心法则信息传递过程的实验研究装置，据图回答：
(1)若图示为模拟某种病毒的信息流动过程，装置加入的模板A为单链，其部分碱基序列为—GAACACGUC—，加入的原料B为脱氧核苷酸，则该过程所需的酶B为________，模拟的过程为________。
(2)若图示为模拟人体淋巴细胞的信息流动过程，装置加入的模板A为双链，其部分碱基序列为—GAACATGTT—，加入的原料B为________，则该过程所需的酶B为RNA聚合酶，模拟的过程为________，该生理过程主要发生在该细胞的________中。
解析：(1)由模板的部分碱基序列“—GAACACGUC—”中含有U且为单链可知，该病毒为RNA病毒，且可以用脱氧核苷酸为原料合成DNA，所以可确定该过程需要逆转录酶的参与，模拟的过程为逆转录过程。(2)由“模板A为双链”和“碱基序列为—GAACATGTT—”中含T等信息可知，模板A为双链DNA分子，在RNA聚合酶的催化作用下可以合成RNA，利用的原料为核糖核苷酸，模拟的过程为转录，主要发生在该细胞的细胞核中。
答案：(1)逆转录酶　逆转录　(2)核糖核苷酸　转录　细胞核
[类题通法]　“三看法”判断中心法则各过程


抗菌药物是治疗感染性疾病的特效药物，由于广泛大量地使用，使细菌耐药性不断增强，已构成全球性的突出问题。高考中可能以此为背景考查与之相关的细胞结构和功能、转录和翻译、变异等相关知识。
[对点落实]
5．下面是几种抗菌药物的抗菌机理以及中心法则的图解。
①青霉素：抑制细菌细胞壁的合成；②环丙沙星：抑制细菌DNA解旋酶的活性；③红霉素：能与细菌细胞中的核糖体结合以阻止其发挥作用；④利福平：抑制RNA聚合酶的活性。以下有关说法错误的是(　　)

A．环丙沙星会抑制a过程，利福平将会抑制b过程
B．除青霉素外，其他抗菌药物均具有抑制遗传信息传递和表达的作用
C．过程d涉及的氨基酸最多有20种、tRNA最多有64种
D．e过程需要逆转录酶
解析：选C　由题干可知，环丙沙星会抑制细菌DNA解旋酶的活性，故可抑制细菌DNA的复制过程(a过程)。利福平会抑制RNA聚合酶的活性，故可抑制DNA的转录过程(b过程)。红霉素能与核糖体结合以阻止其发挥作用，故可抑制细菌的翻译过程(d过程)。只有青霉素抑制细菌细胞壁的合成，其不影响遗传信息的传递和表达过程。e过程是逆转录过程，需要逆转录酶。翻译过程涉及的氨基酸最多有20种、tRNA最多有61种。
6．抗生素是目前临床上应用极广泛的特效抗菌药物，下表为某些抗菌药物及其抗菌作用的原理，请思考：
抗菌药物
抗菌机理
青霉素
抑制细菌细胞壁的合成
环丙沙星
抑制细菌DNA解旋酶的活性
红霉素
能与细菌细胞中的核糖体结合
利福平
抑制敏感型的结核杆菌的RNA聚合酶的活性
(1)青霉素对细菌类感染治疗效果突出，据表推测其引发细菌死亡的机制是什么？
(2)结合“中心法则”中遗传信息传递过程，请依次说出①环丙沙星、②红霉素、③利福平的具体杀菌机制。
答案：(1)细胞壁对细胞具有保护作用，青霉素抑制细菌细胞壁的合成，所以青霉素作用后使细菌失去细胞壁的保护，其会因吸水而破裂死亡。
(2)①DNA复制时首先要用DNA解旋酶解开螺旋，环丙沙星能抑制细菌DNA解旋酶的活性，因此可抑制DNA的复制；②蛋白质的合成场所是核糖体，红霉素能与细菌细胞中的核糖体结合，从而导致细菌蛋白质合成过程受阻；③RNA聚合酶作用于转录过程，故利福平治疗结核病的机制很可能是抑制了结核杆菌的转录过程，从而导致其无法合成蛋白质。
[归纳拓展]　不同细胞中的中心法则途径
高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，但具体到不同细胞情况不尽相同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞中无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核，不再进行复制、转录等。

[真题集训——验能力]
1．(2017·全国卷Ⅲ)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是(　　)
A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
解析：选C　真核细胞的各种RNA都是通过DNA的不同片段转录产生的；由于转录产生不同RNA时的DNA片段不同，因此同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生；真核细胞细胞质中叶绿体、线粒体中的DNA也可以转录形成RNA；转录的过程遵循碱基互补配对原则，因此产生的RNA链与模板链的相应区域碱基互补。
2．(2017·海南高考)下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是(　　)
A．每种氨基酸都至少有两种相应的密码子
B．HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板
C．真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程
D．一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA
解析：选B　一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码；HIV的遗传物质为RNA，可以作为逆转录过程的模板合成DNA；真核生物基因表达的过程即是基因控制蛋白质的合成过程，包括转录和翻译两个过程；一个基因的转录是以DNA的一条链为模板进行的。
3．(2016·江苏高考)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列，可人为选择DNA上的目标位点进行切割(见下图)。下列相关叙述错误的是(　　)

A．Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成
B．向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则
C．向导RNA可在逆转录酶催化下合成
D．若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……
解析：选C　基因控制蛋白质的合成，蛋白质的合成场所是核糖体；由图示可见，单链向导RNA中含有双链区，双链区的碱基配对遵循碱基配对原则；逆转录酶催化合成的产物不是RNA而是DNA；若α链剪切位点附近序列为……TCCAGAATC……，则目标DNA中另一条链的碱基序列是……AGGTCTTAG……，故向导RNA中的识别序列是……UCCAGAAUC……。
4．(2015·安徽高考)Qβ噬菌体的遗传物质(Qβ RNA)是一条单链RNA。当噬菌体侵染大肠杆菌后，Qβ RNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如下图所示)，然后利用该复制酶复制Qβ RNA。下列叙述正确的是(　　)

A．Qβ RNA的复制需经历一个逆转录过程
B．Qβ RNA的复制需经历形成双链RNA的过程
C．一条Qβ RNA模板只能翻译出一条肽链
D．Qβ RNA复制后，复制酶基因才能进行表达
解析：选B　根据题意可知，噬菌体侵染大肠杆菌后，Qβ RNA翻译出了RNA复制酶，没有逆转录酶，因此Qβ RNA的复制没有经历逆转录形成DNA的过程。Qβ噬菌体在RNA复制酶的作用下，以单链RNA为模板，根据碱基互补配对原则形成子链，因此会经历形成双链RNA的过程。据图中信息可知，该Qβ噬菌体的单链RNA在大肠杆菌内可以同时翻译出多条肽链。复制酶基因表达后生成RNA复制酶，才能催化RNA的复制。
5．(2015·全国卷Ⅱ)端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是(　　)
A．大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒
B．端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶
C．正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA
D．正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长
解析：选C　端粒是染色体末端的DNA重复序列，大肠杆菌等原核生物拟核的DNA不能与蛋白质结合形成染色体，因此大肠杆菌拟核的DNA中没有端粒。端粒酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链，RNA聚合酶是在转录过程中发挥作用的一种酶，RNA聚合酶催化合成的是RNA，所以端粒酶中的蛋白质不是RNA聚合酶。正常人细胞的每条染色体的两端都含有端粒DNA。在正常人体细胞中，端粒DNA会随着细胞分裂次数的增加而逐渐缩短。
6．(2015·重庆高考)结合下图分析，下列叙述错误的是(　　)

A．生物的遗传信息储存在DNA或RNA的核苷酸序列中
B．核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质
C．遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础
D．编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
解析：选D　对于以DNA为遗传物质的细胞生物及部分DNA病毒来说，遗传信息储存在DNA的脱氧核苷酸序列中；对于RNA病毒来说，遗传信息储存在RNA的核糖核苷酸序列中。由于密码子的简并性(即某些不同的密码子可决定相同的氨基酸)等原因，核苷酸序列不同的基因，也可能表达出相同的蛋白质。蛋白质是生物性状的主要体现者，基因对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。具有转录功能的链叫模板链或反义链，另一条无转录功能的链叫编码链或有义链。两条链之间的碱基互补配对，核苷酸排列顺序不同，含有不同的遗传信息。
7．(2013·江苏高考)图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。请回答下列问题：

(1)细胞中过程②发生的主要场所是________。
(2)已知过程②的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29%、19%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
(3)由于基因中一个碱基对发生替换，而导致过程③合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG)，则该基因的这个碱基对替换情况是____________________。
(4)在人体内成熟红细胞、浆细胞、记忆细胞、效应T细胞中，能发生过程②、③而不能发生过程①的细胞是__________________。
(5)人体不同组织细胞的相同DNA进行过程②时启用的起始点________(在“都相同”“都不同”“不完全相同”中选择)，其原因是_____________________________。
解析：(1)细胞中过程②是以DNA一条链为模板合成RNA的转录过程，人体中转录的主要场所是细胞核。(2)α链中G＋U＝54%，G＝29%，则U＝25%，故其模板链对应区段中C＝29%，A＝25%；又其模板链对应区段中G＝19%，则T＝1－54%－19%＝27%，故另一条链对应区段中，A＝27%，则整个DNA区段中A＝(27%＋25%)/2＝26%。(3)根据异亮氨酸和苏氨酸的密码子可知，异亮氨酸变为苏氨酸很可能是T—A替换为C—G造成的。(4)能够增殖的细胞可以发生DNA复制，不能增殖的细胞不能够进行DNA复制，因此浆细胞和效应T细胞不能发生DNA复制，但能够发生基因的表达。(5)由于不同组织细胞中基因进行选择性表达，故DNA进行转录过程启用的起始点不完全相同。
答案：(1)细胞核　(2)26%　(3)T—A替换为C—G(A—T替换为G—C)　(4)浆细胞和效应T细胞　(5)不完全相同　不同组织细胞中基因进行选择性表达
[课下检测——查缺漏]
一、选择题
1．(2018·运城调研)关于RNA的叙述，正确的是(　　)
A．75个碱基组成的tRNA，其上含有25个反密码子
B．900个碱基组成的mRNA，其上含有的密码子均决定氨基酸
C．结核杆菌的rRNA的形成与核仁密切相关
D．人体的不同细胞中，mRNA的种类不一定相同
解析：选D　一个tRNA上只有1个反密码子；mRNA上终止密码子不对应氨基酸；结核杆菌是原核细胞，没有细胞核，没有核仁；人体的不同细胞中，不同的基因选择性表达，也有部分相同基因表达，所以mRNA的种类不一定相同。
2．(2018·天津月考)基因在表达过程中如有异常mRNA就会被细胞分解，如图是S基因的表达过程，则下列有关叙述正确的是(　　)

A．异常mRNA的出现是基因突变的结果
B．图中所示的①为转录，②为翻译过程
C．图中②过程使用的酶是逆转录酶
D．S基因中存在不能控制翻译成多肽链的片段
解析：选D　由图可以直接看出异常mRNA出现是对前体RNA剪切出现异常造成的，不是基因突变的结果；图示②为对前体RNA剪切的过程，不需要逆转录酶；S基因转录形成的RNA前体需经过剪切才能指导蛋白质合成，说明S基因中存在不能控制翻译多肽的序列。
3．基因对性状的控制过程如图，下列相关叙述正确的是(　　)
DNAmRNA蛋白质性状
A．①过程是转录，它分别以DNA的两条链为模板合成mRNA
B．②过程是翻译，只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可
C．③过程表明所有的性状都是通过基因控制蛋白质的结构直接实现的
D．基因中替换一个碱基对，会改变mRNA，但不一定改变生物的性状
解析：选D　①过程是转录，以DNA的一条链为模板合成mRNA；②过程是翻译，除了需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP，还需要tRNA；基因除能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状外，还可以通过控制酶的合成影响代谢，从而间接控制生物的性状；由于氨基酸的密码子具有简并现象，改变mRNA，不一定改变氨基酸的种类。
4．(2018·泉州一模)如图表示RNA病毒M、N遗传信息传递的部分过程，下列有关叙述正确的是(　　)

A．过程①、②所需的酶相同
B．过程③、④产物的碱基序列相同
C．病毒M的遗传信息还能从DNA流向RNA
D．病毒N的遗传信息不能从RNA流向蛋白质
解析：选C　①为逆转录过程，该过程需要逆转录酶，②为DNA的合成过程，该过程需要DNA聚合酶；过程③、④产物的碱基序列互补，不相同；从图中看出病毒M先形成DNA，然后再由DNA形成RNA，因此其遗传信息还能从DNA流向RNA；病毒N的遗传信息也能控制蛋白质的合成，因此也能从RNA流向蛋白质。
5．利用基因工程反向导入目的基因可抑制目的基因的表达，如图为反向导入的目的基因的作用过程，下列叙述正确的是(　　)

A．过程①和②中目的基因以同一条链为模板进行转录
B．过程①和②都需要RNA聚合酶的催化并以脱氧核苷酸为原料
C．mRNA1和mRNA2上的A＋U占全部碱基的比例是相同的
D．反向导入的目的基因能抑制目的基因的转录过程
解析：选C　根据图解可知，两条mRNA能够互补配对，说明两条mRNA是由DNA分子不同的链转录而来的；过程①②表示转录，转录过程利用的原料为核糖核苷酸；两条mRNA是由DNA分子不同的链转录而来的，在DNA分子中每条链上的A＋T占该链碱基总数的比例是相同的，因此两条mRNA上的A＋U占全部碱基的比例也是相同的；图中显示，反向导入的目的基因没有抑制目的基因的转录过程，而是抑制翻译过程。
6.下列关于图中遗传信息传递过程的叙述，正确的是(　　)
A．图中只有①③过程遵循碱基互补配对原则
B．人体正常细胞内可发生①③④过程
C．①过程可能发生基因突变和基因重组
D．基因可通过③⑤过程控制生物的性状
解析：选D　图中①～⑤过程都遵循碱基互补配对原则；人体正常细胞内不能发生④过程(RNA复制)；①过程表示DNA复制，可能发生基因突变，不能发生基因重组；基因可通过③(转录)和⑤(翻译)过程控制生物的性状。
7．(2018·盐城检测)如图为基因的作用与性状表现的流程示意图。请据图分析，下列说法错误的是(　　)

A．①过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA
B．某段DNA上发生了基因突变，但形成的蛋白质不一定会改变
C．③过程中需要多种tRNA，tRNA不同，所搬运的氨基酸也不相同
D．人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，使结构蛋白发生变化所致
解析：选C　①为转录过程，该过程以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成RNA；由于密码子的简并性等原因，基因突变不一定会导致其控制合成的蛋白质改变；tRNA具有专一性，一种tRNA只能转运一种氨基酸，但一种氨基酸可能由几种tRNA来转运，因此tRNA不同，其所搬运的氨基酸可能会相同；基因可通过控制蛋白质分子结构来直接控制性状，如镰刀型细胞贫血症。
8.如图为人体细胞中发生的几个重要的生理过程，下列叙述错误的是(　　)
A．过程①、③发生在细胞核、线粒体、叶绿体中
B．含有a个腺嘌呤的DNA分子第n次复制时需要腺嘌呤脱氧核苷酸2n－1·a个
C．若过程②合成的物质b经加工后形成具有m条多肽链的蛋白质，在形成该蛋白质时脱去了100个水分子，则该蛋白质中至少含有100＋2m个氧原子
D．过程②最多需要61种tRNA，该过程表明细胞可以迅速合成大量的蛋白质
解析：选A　人体中不存在叶绿体。含有a个腺嘌呤的DNA分子第n次复制，其实就是有2n－1个DNA分子在复制，每个DNA分子有a个腺嘌呤脱氧核苷酸，那么2n－1个DNA分子复制就需要2n－1·a个腺嘌呤脱氧核苷酸。合成具有m条多肽链的蛋白质时脱去了100个水分子，说明该蛋白质有100个肽键，蛋白质中的氧原子存在于肽键(100个)、羧基端(2个)和R基(可有可无)中，故该蛋白质中至少有100＋2m个氧原子。过程②表示翻译过程，此过程需要tRNA运载氨基酸，tRNA共有61种，由于mRNA可结合多个核糖体，故可以在较短的时间内合成大量的蛋白质。
9.(2018·济南一模)如图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程。相关叙述错误的是(　　)
A．①②③④⑤⑥过程均遵循碱基互补配对原则
B．艾滋病病毒侵染宿主细胞后会进行④①②③过程
C．在硝化细菌体内②和③过程可同时进行
D．在菠菜叶肉细胞的细胞核、线粒体、叶绿体中均可进行①②③过程
解析：选D　图中所有过程都遵循碱基互补配对原则，但碱基配对的方式不同；艾滋病病毒是逆转录病毒，侵染宿主细胞后会进行④逆转录、①DNA复制、②转录、③翻译过程；硝化细菌没有成形的细胞核，体内②转录和③翻译过程可同时进行；线粒体和叶绿体中都含有DNA和核糖体，都能进行①②③过程，菠菜叶肉细胞的细胞核不能进行③翻译过程，由于叶肉细胞是高度分化的细胞，细胞核内也不能进行①复制过程。
10．(2018·邯郸模拟)如图是细胞内蛋白质合成过程中遗传信息流动图解，①、②、③表示相关过程。下列有关说法正确的是(　　)

A．③过程表示多个核糖体共同合成一条多肽
B．①过程只发生在有丝分裂和减数分裂过程中
C．①过程、②过程和③过程可以发生在线粒体中
D．核DNA的②过程和③过程可发生在细胞周期的分裂期
解析：选C　图示为真核细胞蛋白质合成过程中遗传信息流动图解，其中①为DNA复制过程，②表示转录过程，③表示翻译过程。③过程表示多个核糖体共同合成多条相同的多肽；①为DNA复制过程，在各种细胞分裂过程中都能发生；线粒体中含有少量的DNA，能发生①DNA的复制过程和②转录过程，同时线粒体中还有核糖体，也能进行③翻译过程；②为转录过程，只能发生在分裂间期。
11．人的多种生理生化过程都表现出一定的昼夜节律。研究表明，下丘脑SCN细胞中PER基因表达与此生理过程有关，其表达产物的浓度呈周期性变化，下图为相关过程。据此判断，下列说法错误的是(　　)

A．垂体细胞也含有PER基因，图2过程的原料为核糖核苷酸
B．PER基因的表达过程存在反馈调节
C．图3中核糖体沿着mRNA从右往左移动
D．由图3可知，决定“天”氨基酸的密码子为GAC
解析：选C　同一生物体内的各种体细胞所含的遗传物质相同，所以垂体细胞也含有PER基因，图2为转录过程，所需原料为核糖核苷酸；由图1中的③可知，PER基因的表达过程存在反馈调节；翻译过程氨基酸序列会越来越长，由图3可知，核糖体沿着mRNA从左向右移动；由图3可知，携带“天”氨基酸的tRNA上的反密码子是CUG，所以决定“天”氨基酸的密码子是GAC。
12．如图甲、乙、丙表示细胞内正在进行的新陈代谢过程，据图分析下列叙述不恰当的是(　　)
甲
乙
丙



A．正常人体细胞内不会进行④、⑥、⑦过程
B．①④⑥⑧⑩过程均需要核糖核苷酸作为原料
C．①过程需要RNA聚合酶参与，③过程需要DNA聚合酶参与
D．病毒体内不能单独进行图甲、乙或丙所代表的新陈代谢过程
解析：选B　图甲表示DNA的复制、转录和翻译过程，图乙表示RNA的复制、翻译过程，图丙表示RNA的逆转录、DNA的复制、转录和翻译过程。正常人体细胞内不会进行RNA的复制和逆转录过程。①④⑥⑧过程的产物为RNA，需要核糖核苷酸作为原料，⑩过程表示DNA的复制，需要脱氧核糖核苷酸作为原料。①过程需要RNA聚合酶参与，③过程需要DNA聚合酶参与。病毒不具有独立代谢的能力，不能单独进行图甲、乙或丙所代表的新陈代谢过程。
二、非选择题
13.如图中甲～丁表示大分子物质或结构，①②代表遗传信息的传递过程。请据图回答问题：
(1)①过程的模板是________；①过程与②过程碱基互补配对方式的区别是________________________________。
(2)若乙中含1 000个碱基，其中C占26%、G占32%，则甲中胸腺嘧啶的比例是______，此DNA片段经三次复制，在第三次复制过程中需消耗_____个胞嘧啶脱氧核苷酸。
(3)少量的mRNA能在短时间内指导合成大量蛋白质的原因是_______________；②过程涉及的RNA有________类。
(4)在细胞分裂间期发生的遗传信息传递过程是________________，在分裂期此图所示过程很难进行的原因是________________。
(5)下列生物或结构中，与结构丁化学组成相近的是(　　)
A．T2噬菌体　　　　　　 B．烟草花叶病毒
C．线粒体 D．HIV
(6)核糖体的移动方向是________，判断的理由是______________________。
解析：(1)①②过程分别表示转录和翻译，转录的模板是DNA的一条链，前者发生DNA与RNA碱基互补配对，后者发生mRNA与tRNA碱基互补配对。(2)由题可知，甲代表DNA，乙代表mRNA，乙中C＋G＝58%，所以甲中C＋G＝58%，A＋T＝42%，则T占21%，C＝1 000×2×29%＝580(个)，第三次复制消耗C＝580×23－1＝2 320(个)。(3)图中一个mRNA与多个核糖体相继结合，同时进行多条肽链的合成，从而提高了翻译的效率，该过程中涉及的RNA有mRNA、tRNA、rRNA三类。(4)分裂间期可进行DNA分子的复制、转录和翻译过程。(5)结构丁代表核糖体，由RNA和蛋白质组成，其化学组成与RNA病毒相似。(6)可由肽链的长短判断核糖体的移动方向。
答案：(1)DNA的一条链　①过程中存在模板T与原料A的配对　(2)21%　2 320
(3)一个mRNA可以与多个核糖体相继结合，同时进行多条肽链的合成　三
(4)
DNA处于高度螺旋化的染色体中，无法解旋
(5)B D　(6)从左向右　右边的肽链长
14．RNA病毒分为单链RNA和双链RNA，其中病毒RNA合成mRNA的方式可表示如图，据图回答有关问题：

(1)脊髓灰质炎病毒属于正链RNA(＋RNA)病毒，RNA进入寄主细胞，就直接作为mRNA，翻译出所编码的蛋白质，其中蛋白质的合成场所是________________。该病毒重新合成＋RNA的过程可用图中________(填图中数字)过程表示。
(2)流感病毒含负链RNA单链(－RNA)，进入寄主后不能直接作为mRNA，而是先以负链RNA为模板合成______________________，再以这个新合成的RNA作为mRNA翻译出相关的蛋白质，并且可以以____________________为模板从而合成更多的负链RNA，负链RNA与蛋白质组装成新的子代病毒。
(3)HIV是逆转录RNA单链病毒，其中逆转录过程可用图中________________表示，此过程是以RNA为模板，在________酶的作用下合成________，此过程所需原料为________________。若病毒RNA某片段碱基序列为AACCGU，则经此过程形成的产物对应片段中含胞嘧啶脱氧核苷酸________个，含嘌呤碱基________个。
解析：(1)脊髓灰质炎病毒只由RNA和蛋白质组成，没有独立的代谢能力，因此合成蛋白质时应以它的正链RNA为模板，在宿主细胞的核糖体上进行，其中RNA重新合成＋RNA的过程如图中的①②过程所示。(2)负链RNA进入宿主细胞后不能直接作为模板进行翻译，据图分析可知，应首先以负链RNA为模板合成出正链RNA，然后再以正链RNA作为mRNA翻译出蛋白质。此外，仍以正链RNA为模板再合成更多的负链RNA作为子代病毒的遗传物质，与翻译出的有关蛋白质组装成新的子代病毒。(3)HIV的遗传物质RNA逆转录可以产生双链DNA，因此包括图中的⑥⑦过程。在逆转录酶的催化下，以RNA为模板逆转录产生DNA，而合成DNA需要相应的四种脱氧核苷酸为原料。根据病毒RNA某片段碱基序列，按碱基互补配对原则可以推断产物DNA的碱基比例。RNA某片段含C与G共3个，则逆转录产生的DNA中C与G共6个，则胞嘧啶脱氧核苷酸有3个；由于单链RNA有6个碱基，3个嘌呤，则产生的DNA有12个碱基，含嘌呤碱基总数为6个。
答案：(1)宿主细胞的核糖体　①②　(2)与负链RNA互补的RNA　正链RNA(或“产生的互补RNA”)　(3)⑥⑦　逆转录　DNA　游离的四种脱氧核苷酸　3　6
15．图甲为细胞内某些重要化合物的合成过程，图乙为中心法则。据图回答有关问题：

(1)图甲所示过程为图乙中的________(填数字)，发生在________(填“真核”或“原核”)生物中。
(2)图乙中②过程的发生需要的酶是________，此时DNA—RNA杂交区域中与A配对的碱基为________。
(3)人的神经细胞中能发生图乙中的________(填数字)过程。
(4)人类某基因经图乙②过程产生的RNA全长有4 500个碱基，而翻译成的蛋白质是由107个氨基酸组成的，这是因为________________________________________。
解析：(1)图甲所示过程为转录(对应图乙②)和翻译(对应图乙⑤)同时进行，发生在原核生物中。(2)②过程为转录，需RNA聚合酶参与，在转录杂交区域内A在DNA或RNA上，所以与A配对的应该是U或T。(3)神经细胞中可发生基因表达，不会发生DNA复制。(4)真核细胞转录的初始RNA要在细胞核内经过加工、剪切成为成熟的RNA，才运输到细胞质内进行翻译。
答案：(1)②⑤　原核　(2)RNA聚合酶　U、T　(3)②⑤　(4)人转录产生的RNA要经过加工才能进行翻译(其他答案合理也可)
第三单元生物的变异、育种与进化
第一讲基因突变和基因重组
知识体系——定内容
核心素养——定能力


生命观念
通过基因突变和基因重组的基本原理，建立起进化与适应的观点
理性思维
通过基因突变与生物性状的关系、基因突变和基因重组的比较，提高归纳与概括能力

[基础知识·系统化]
知识点一　基因突变
1．基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症

2．基因突变的相关知识归纳

知识点二　基因重组

[基本技能·问题化]
1．判断下列有关叙述的正误
(1)基因R复制时，R中的碱基对T—A被碱基对C—G替换可导致基因突变(√)
(2)基因突变可决定生物进化的方向(×)
(3)病毒、大肠杆菌及动植物都可发生基因突变(√)
(4)受精过程中可发生基因重组(×)
(5)抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组可获得抗虫矮秆小麦(√)
(6)基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状(√)
2．下列有关基因突变的叙述，错误的是(　　)
A．只有进行有性生殖的生物才能发生基因突变
B．基因突变可发生在生物体发育的任何时期
C．基因突变是生物进化的重要因素之一
D．基因碱基序列改变不一定导致性状改变
解析：选A　基因突变是指DNA分子碱基对的增添、缺失和替换。进行有性生殖和无性生殖的生物都有可能发生基因突变；在生物体发育的任何时期都可发生基因突变；基因突变产生新基因，是生物进化的重要因素之一；基因碱基序列改变导致mRNA的序列改变，但由于存在多个密码子决定同一氨基酸等原因导致生物性状不一定改变。
3．(2018·揭阳一模)具有一个镰刀型细胞贫血症突变基因的个体(即杂合子)并不表现镰刀型细胞贫血症的症状，因为该个体能同时合成正常和异常血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。镰刀型细胞贫血症主要流行于非洲疟疾猖獗的地区。对此现象的解释，正确的是(　　)
A．基因突变是有利的
B．基因突变是有害的
C．基因突变的有害性是相对的
D．镰刀型细胞贫血症突变基因编码的异常蛋白质是无活性的
解析：选C　携带者的后代可能患镰刀型细胞贫血症，但其对疟疾具较强抵抗力，表明基因突变的有利和有害是相对的；由于杂合子能同时合成正常和异常血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力，所以镰刀型细胞贫血症突变基因编码的异常蛋白质是有活性的。
4．下列关于基因重组的叙述错误的是(　　)
A．基因重组通常发生在有性生殖过程中
B．基因重组产生的变异能为生物进化提供原材料
C．同源染色体上的基因可以发生重组
D．非同源染色体上的非等位基因不可以发生重组
解析：选D　同源染色体上的基因可以通过交叉互换发生重组，非同源染色体上的非等位基因通过非同源染色体自由组合发生重组。
5．以下各项属于基因重组的是(　　)
A．基因型为Aa的个体自交，后代发生性状分离
B．雌、雄配子随机结合，产生不同类型的子代个体
C．YyRr个体自交后代出现不同于亲本的新类型
D．同卵双生姐妹间性状出现差异
解析：选C　基因重组的来源有减数第一次分裂后期非同源染色体上非等位基因的自由组合、减数分裂四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换和基因工程中的DNA重组，YyRr个体自交后代出现不同于亲本的新类型是基因自由组合的结果，属于基因重组。

考点一基因突变及其与性状的关系

1．图示基因突变的机理、类型及特点

2．明确基因突变的原因及与进化的关系

[对点落实]
1．(2018·衡水模拟)如图为某植物细胞一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。有关叙述正确的是(　　)

A．基因a、b、c均可能发生基因突变，体现了基因突变具有普遍性
B．Ⅰ、Ⅱ也可能发生碱基对的增添、缺失和替换，但不属于基因突变
C．一个细胞周期中，间期基因突变频率较高，主要是由于间期时间相对较长
D．在减数分裂的四分体时期，b、c之间可发生交叉互换
解析：选B　对a、b、c等不同基因而言，基因突变均可能发生，这体现了基因突变的随机性；Ⅰ、Ⅱ也可能发生碱基对的增添、缺失和替换，但没有改变基因的结构，因而不属于基因突变；一个细胞周期中，间期基因突变频率较高，主要是由于间期在进行DNA复制，此时DNA的双螺旋结构已经打开，很容易发生突变；在减数分裂的四分体时期，只有同源染色体的非姐妹染色单体间才可发生交叉互换。
2．(2018·济南一模)脆性X染色体是由于染色体上的FMR1基因出现过量的CGG//GCC重复序列，导致DNA与蛋白质结合异常，从而出现“溢沟”，染色体易从“溢沟”处断裂。下列分析错误的是(　　)
A．脆性X染色体出现的根本原因是基因突变
B．脆性X染色体更易发生染色体的结构变异
C．男性与女性体细胞中出现X染色体“溢沟”的概率不同
D．由于存在较多的GC重复序列，脆性X染色体结构更稳定
解析：选D　由题意可推知导致出现脆性X染色体的变异类型是基因突变；脆性X染色体易从“溢沟”处断裂，故更易发生染色体的结构变异；该遗传病位于X染色体上，所以男性与女性体细胞中出现X染色体“溢沟”的概率不同；脆性X染色体易从“溢沟”处断裂，结构不稳定。
3．(2018·烟台模拟)如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是(　　)

A．①处插入碱基对G—C
B．②处碱基对A—T替换为G—C
C．③处缺失碱基对A—T
D．④处碱基对G—C替换为A—T
解析：选B　首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因碱基为TTC，确定赖氨酸的密码子为AAG，①③处插入、缺失碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变，④处碱基对替换后密码子为AAA还是赖氨酸，②处碱基对替换后密码子为GAG，对应谷氨酸。
[类题通法]　基因突变类型的“二确定”
(1)确定突变的形式：若只是一个氨基酸发生改变，则一般为碱基对的替换；若氨基酸序列发生大的变化，则一般为碱基对的增添或缺失。
(2)确定替换的碱基对：一般根据突变前后转录成mRNA的碱基序列判断，若只有一个碱基不同，则该碱基所对应的基因中的碱基即为替换碱基。

1．基因结构中碱基对的替换、增添、缺失对氨基酸序列的影响大小
类型
影响范围
对氨基酸序列的影响
替换
小
可改变1个氨基酸或不改变，也可能使翻译提前终止
增添
大
插入位置前不影响，影响插入位置后的序列
缺失
大
缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列
增添或缺失
3个碱基
小
增添或缺失位置增加或缺失一个氨基酸对应的序列
2．基因突变可改变生物性状的四大原因
(1)基因突变可能引发肽链不能合成。
(2)肽链延长(终止密码子推后出现)。
(3)肽链缩短(终止密码子提前出现)。
(4)肽链中氨基酸种类改变。
3．基因突变未引起生物性状改变的四大原因
(1)突变部位：基因突变发生在基因的非编码区。
(2)密码子简并性：若基因突变发生后，引起了mRNA上的密码子改变，但由于一种氨基酸可对应多种密码子，若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。
(3)隐性突变：若基因突变为隐性突变，如AA中其中一个A→a，此时性状也不改变。
(4)有些突变改变了蛋白质中个别氨基酸的位置，但该蛋白质的功能不变。
[对点落实]
4．用人工诱变方法使黄色短杆菌的某基因模板链的部分脱氧核苷酸序列发生如下变化：CCGCTAACG→CCGCGAACG，那么黄色短杆菌将发生的变化和结果是(可能用到的密码子：天冬氨酸—GAU、GAC；丙氨酸—GCA、GCU、GCC、GCG)(　　)
A．基因突变，性状改变
B．基因突变，性状没有改变
C．染色体结构缺失，性状没有改变
D．染色体数目改变，性状改变
解析：选A　对比题中该基因的部分序列可知，基因中CTA转变成CGA，mRNA中相应的密码子由GAU转变成GCU，多肽中相应的氨基酸由天冬氨酸转变成丙氨酸。因此，黄色短杆菌发生了基因突变，性状也发生了改变。由于只是部分碱基的改变，而且细菌无染色体结构所以不会导致染色体结构缺失和数目的变化。
5．嗜热土壤芽孢杆菌产生的β­葡萄糖苷酶(bglB)是一种耐热纤维素酶，在PCR扩增bglB基因的过程中，加入诱变剂可提高bglB基因的突变率。经过筛选，可获得能表达出热稳定性高的bglB酶的基因。上述育种技术与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌相比，获取热稳定性高的bglB酶基因的效率更高，其原因不是在PCR过程中(　　)
A．仅针对bglB基因进行诱变
B．bglB基因产生了定向突变
C．bglB基因可快速累积突变
D．bglB基因突变可能会导致酶的氨基酸种类、数目等改变
解析：选B　PCR过程中仅针对bglB基因进行诱变，而用诱变剂直接处理对嗜热土壤芽孢杆菌所有DNA均起作用；基因突变具有不定向性；突变后的bglB基因可以进行PCR技术扩增，因此可快速累积突变；bglB基因突变可能会导致酶的氨基酸种类、数目等改变。
6．水稻核基因hw(t)表达的蛋白参与光合作用，该基因发生了单碱基替换，导致表达的蛋白减少了251个氨基酸。 已知突变使mRNA发生改变的碱基在如图所示区域内(终止密码：UAA、UAG或UGA)。下列说法正确的是(　　)

注：图中数字表示mRNA中从起始密码开始算起的碱基序号。
A．hw(t)基因编码的蛋白通过被动运输进入叶绿体
B．碱基替换只可能发生在第257号核苷酸位置
C．突变后参与基因转录的嘌呤核苷酸比例降低
D．突变前基因表达的蛋白共含有336 个氨基酸
解析：选D　hw(t)基因编码的蛋白(大分子物质)通过胞吞的方式进入叶绿体；根据题意可知，单碱基替换导致表达的蛋白减少了251个氨基酸，则替换导致终止密码提前，则所在图示区域可得到此结果的碱基包括第257、258号核苷酸位置，替换后分别使对应密码子变为UAG、UGA；突变后只影响蛋白质的翻译，不会影响参与基因转录的嘌呤核苷酸比例；突变前基因表达的蛋白共含有255÷3＋251＝336个氨基酸。
[归纳拓展]　有关基因突变的“一定”和“不一定”
(1)基因突变一定会引起基因结构的改变，即基因中碱基排列顺序的改变。
(2)基因突变不一定会引起生物性状的改变。
(3)基因突变不一定都产生等位基因：真核生物染色体上的基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。
(4)基因突变不一定都能遗传给后代：
①基因突变如果发生在体细胞的有丝分裂过程中，一般不遗传给后代，但有些植物可能通过无性生殖传递给后代。
②如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。
考点二基因重组

[典型图示]　图示解读基因重组的类型
类型1
类型2
类型3




[问题设计]
(1)上述类型1～3依次代表哪类基因重组？
提示：类型1为交叉互换型，类型2为自由组合型，类型3为基因工程。
(2)请指出三类基因重组发生的时期。
提示：类型1发生于MⅠ前期，类型2发生于MⅠ后期，类型3发生于基因工程操作过程中。
[对点落实]
1．(2018·普陀区一模)下列关于基因重组的说法，错误的是(　　)
A．生物体进行有性生殖过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组
B．减数分裂四分体时期，同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组
C．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
D．一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能
解析：选B　基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非同源染色体上的非等位基因重新组合；减数分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组；减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组；一般情况下，基因重组只发生在减数分裂形成配子的过程中，水稻花药内精原细胞减数分裂形成配子的过程中可发生基因重组，但根尖细胞只能进行有丝分裂，不会发生基因重组。
2．下列育种或生理过程中，没有发生基因重组的是(　　)

解析：选B　将抗虫基因导入棉花获得抗虫棉是通过基因工程实现的，基因工程所利用的原理是基因重组；花药离体培养获得单倍体植株过程中发生的是染色体数目变异；肺炎双球菌的转化属于基因重组；初级精母细胞经过减数第一次分裂形成次级精母细胞，在减数第一次分裂的四分体时期可能发生同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换，在减数第一次分裂的后期会出现非同源染色体上的非等位基因的自由组合，都属于基因重组。
[易错提醒]　谨记基因重组的三点提醒
(1)多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式，导致后代性状多种多样，但不属于基因重组。
(2)具有一对等位基因的杂合子自交，后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。
(3)“肺炎双球菌的转化实验”、转基因技术等属于广义的基因重组。

列表对比基因突变与基因重组
项目
基因突变
基因重组
发生时期
主要发生在：
①有丝分裂间期
②MⅠ分裂前的间期
①MⅠ分裂后期
②MⅠ分裂前期
产生原因
物理、化学、生物因素引起
↓
碱基对的增添、缺失、替换
↓
导致基因结构的改变
交叉互换、自由组合
↓
基因重新组合
应用
诱变育种
杂交育种
联系
①都使生物产生可遗传的变异
②在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础
③二者均产生新的基因型，可能产生新的表现型
[对点落实]
3．(2018·襄阳四校联考)下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是(　　)
A．获得能产生人胰岛素的大肠杆菌的原理是基因突变
B．非同源染色体片段之间局部交换可导致基因重组
C．同源染色体上的基因也可能发生基因重组
D．发生在水稻根尖内的基因重组比发生在花药中的更容易遗传给后代
解析：选C　获得能产生人胰岛素的大肠杆菌的过程是基因工程，依据的原理是基因重组；非同源染色体片段之间局部交换属于染色体结构变异中的易位，不是基因重组；在减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换属于基因重组；发生在水稻花药中的变异比发生在根尖内的变异更容易遗传给后代，基因重组只发生在减数分裂过程中，水稻根尖内不能发生基因重组。
4．如图是某二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图。据图判断错误的是(　　)

A．甲图表明该动物发生了基因突变
B．乙图表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生了基因突变
C．丙图表明该动物在减数第一次分裂时发生了交叉互换
D．甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代
解析：选D　据题干中甲、乙、丙是同一个二倍体动物的几个细胞分裂图，其基因型为AABb，分析可知：甲图表示有丝分裂后期，染色体上基因A与a不同，是基因突变的结果；乙图表示减数第二次分裂后期，其染色体上基因A与a不同，基因a只能是基因突变的结果；丙细胞也属于减数第二次分裂后期图，基因B与b所在的染色体颜色不一致，则染色体上基因B与b不同是交叉互换造成的。甲细胞分裂产生体细胞，产生的变异一般不遗传给后代。
[类题通法]　“三看法”判断基因突变与基因重组
(1) 一看亲子代基因型：
①如果亲代基因型为BB或bb，而后代中出现b或B的原因是基因突变。
②如果亲代细胞的基因型为Bb，而次级精母(卵母)细胞中出现Bb的原因是基因突变或交叉互换。
(2) 二看细胞分裂方式：
①如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变。
②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能是基因突变或交叉互换。
(3) 三看染色体：
①如果在有丝分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基因不同，则为基因突变的结果。(如图甲)

②如果在减数第一次分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基因(同白或同黑)不同，则为基因突变的结果。(如图甲)
③如果在减数第二次分裂中期图中，两条姐妹染色单体上的两基因(颜色不一致)不同，则为交叉互换(基因重组)的结果。(如图乙)

[真题集训——验能力]
1．(2016·天津高考)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：
枯草杆菌
核糖体S12蛋白第55～58位的氨基酸序列
链霉素与核糖体的结合
在含链霉素培养基中的存活率(%)
野生型
…­P­­K­P­…
能
0
突变型
…­P­­K­P­…
不能
100

注：P：脯氨酸；K：赖氨酸；R：精氨酸。
下列叙述正确的是(　　)
A．S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性
B．链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能
C．突变型的产生是由于碱基对的缺失所致
D．链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
解析：选A　根据表中信息可知，链霉素通过与野生型枯草杆菌的核糖体的结合，抑制翻译过程，进而起到杀菌作用，突变型枯草杆菌中核糖体S12蛋白氨基酸序列改变，使链霉素不能与核糖体结合，从而对链霉素产生抗性；突变型与野生型相比只是一个氨基酸的不同，因此是碱基对的替换造成的，而非缺失；基因突变具有不定向性，链霉素只是对突变体起筛选作用。
2．(2015·海南高考)关于等位基因B和b发生突变的叙述，错误的是(　　)
A．等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因
B．X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C．基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突变
D．在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变
解析：选B　基因突变具有不定向性，等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因；X射线的照射会影响基因B和基因b的突变率；基因B中的碱基对G—C被碱基对A—T替换可导致基因突变；在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变。
3．(2015·江苏高考)经X射线照射的紫花香豌豆品种，其后代中出现了几株开白花植株，下列叙述错误的是(　　)
A．白花植株的出现是对环境主动适应的结果，有利于香豌豆的生存
B．X射线不仅可引起基因突变，也会引起染色体变异
C．通过杂交实验，可以确定是显性突变还是隐性突变
D．观察白花植株自交后代的性状，可确定是否是可遗传变异
解析：选A　变异具有不定向性，不存在主动适应。X射线可导致生物体发生基因突变或染色体变异。白花植株与原紫花品种杂交，若后代都是紫花植株，则白花植株是隐性突变的结果，若后代都是白花或既有白花又有紫花，则是显性突变的结果。白花植株的自交后代中若出现白花植株，则是可遗传变异；若全是紫花植株，则是不可遗传变异。
4．(2014·浙江高考)除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体，且敏感基因与抗性基因是1对等位基因。下列叙述正确的是(　　)
A．突变体若为1条染色体的片段缺失所致，则该抗性基因一定为隐性基因
B．突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则再经诱变可恢复为敏感型
C．突变体若为基因突变所致，则再经诱变不可能恢复为敏感型
D．抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则该抗性基因一定不能编码肽链
解析：选A　假设敏感和抗性由基因A、a控制，若突变体为1条染色体的片段缺失所致，则原敏感型大豆基因型为Aa，缺失了A基因所在染色体片段导致抗性突变体出现，则抗性基因一定是隐性基因；突变体若为1对同源染色体相同位置的片段缺失所致，则该个体没有控制这对性状的基因，再经诱变也不可能恢复为敏感型；基因突变是可逆的，再经诱变可能恢复为敏感型；抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致，则此情况属于基因突变，抗性基因可能编码肽链，也可能不编码肽链。
5．(2012·江苏高考)某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b(如图)。如以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。下列解释最合理的是(　　)
A．减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为B
B．减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离
C．减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合
D．减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换
解析：选D　由于“缺失染色体的花粉不育”，所以以该植株为父本，理论上测交后代应该全部表现为白色性状。后代中出现部分红色性状，可能是图示染色单体1或2上的基因b突变为B，但这种可能性很小，故A项不是最合理的；也有可能是减数第一次分裂的四分体时期非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，B基因转移到染色单体1或2上，这种情况最为常见，D项解释最合理。
6．(2016·全国卷Ⅲ)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题：
(1)基因突变和染色体变异所涉及到的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者______________。
(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以__________为单位的变异。
(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变)，也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子__________代中能观察到该显性突变的性状；最早在子________代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子________代中能分离得到显性突变纯合体；最早在子________代中能分离得到隐性突变纯合体。
解析：(1)基因突变是指基因中碱基对的替换、增添和缺失；染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异，通常染色体变异涉及许多基因的变化。故基因突变涉及的碱基对数目比染色体变异涉及的少。(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以染色体为单位的变异。(3)显性突变是aa突变为Aa，在子一代中能观察到该显性突变的性状，子一代自交，子二代的基因型为AA、Aa和aa，子二代再自交，子三代不发生性状分离才算得到显性突变纯合体；隐性突变是AA突变为Aa，在子一代还是表现为显性性状，子一代自交，子二代的基因型为AA、Aa和aa，即能观察到该隐性突变的性状，也就是隐性突变纯合体。
答案：(1)少　(2)染色体　(3)一　二　三　二
[课下检测——查缺漏]
一、选择题
1．(2018·东营一模)下列关于基因突变的说法正确的是(　　)
A．如果显性基因A发生突变，只能产生等位基因a
B．通过人工诱变的方法，人们能培育出生产人胰岛素的大肠杆菌
C．基因突变都可以通过有性生殖传递给后代
D．基因突变是生物变异的根本来源，有的变异对生物是有利的
解析：选D　基因突变具有不定向性；生产人胰岛素的大肠杆菌不能通过基因突变获得；发生在体细胞中的突变不能通过有性生殖传递给后代。
2．以下有关基因重组的叙述，正确的是(　　)
A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B．姐妹染色单体间相同片段的交换导致基因重组
C．基因重组导致纯合子自交后代出现性状分离
D．同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导致的
解析：选A　基因重组的发生与非同源染色体的自由组合和同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换有关；纯合子自交后代不出现性状分离；同卵双生个体基因型相同，其性状差异与环境条件或突变有关，与基因重组无关。
3．下列生物技术或生理过程中，发生的变异与其对应关系错误的是(　　)

A．①为基因突变　　　　 B．②为基因重组
C．③为基因重组 D．④为基因突变
解析：选A　R型活菌中加入S型死菌，转化成S型活菌，是因为S型菌的DNA和R型菌的DNA发生了基因重组。
4．下列关于基因重组的叙述，正确的是(　　)
A．杂交后代出现3∶1的分离比，不可能是基因重组导致的
B．联会时的交叉互换实现了同源染色体上等位基因的重新组合
C．“肺炎双球菌转化实验”中R型菌转变为S型菌的原理是基因重组
D．基因重组导致生物性状多样性为生物进化提供了最基本的原材料
解析：选C　如果一对相对性状是由非同源染色体上的两对基因共同控制，则杂交后代出现3∶1的分离比，可能是基因重组导致的；联会时的交叉互换实现了同源染色体上非等位基因的重新组合；突变和基因重组为生物的进化提供原材料，突变包括基因突变和染色体变异。
5．某二倍体植物染色体上的基因E2发生了基因突变，形成了它的等位基因E1，导致所编码的蛋白质中一个氨基酸被替换，下列叙述正确的是(　　)
A．基因E2形成E1时，该基因在染色体上的位置和其上的遗传信息会发生改变
B．基因E2突变形成E1，该变化是由基因中碱基对的替换、增添和缺失导致的
C．基因E2形成E1时，一定会使代谢加快，细胞中含糖量增加，采摘的果实更加香甜
D．在自然选择作用下，该种群基因库中基因E2的基因频率会发生改变
解析：选D　基因E2突变形成E1时，其上的遗传信息会发生改变，在染色体上的位置不变；蛋白质中只有一个氨基酸被替换，这说明该突变是由基因中碱基对的替换造成的，碱基对的增添和缺失会造成氨基酸数目和种类的改变；基因突变具有不定向性和多害少利性，基因E2突变形成E1后，植株代谢不一定加快，含糖量不一定增加。
6．(2017·唐山期末)下表是关于DNA片段增添导致的变异类型，据表判断正确的组合是(　　)

片段来源
插入位置
导致遗传效应
变异类型
①
外来无效片段
原基因内部，基
因结构被破坏
原基因不表达
基因突变
②
外来有效片段
原基因内部，基因结构被破坏
原基因不表达，插入基因表达
基因突变
③
外来有效片段
原基因内部，原基因无影响
原基因表达，插入基因表达
基因重组
A．①② B．①③
C．②③ D．①②③
解析：选B　①外来无效片段插入原基因内部，导致原基因结构被破坏，原基因不表达，这属于基因突变，正确；②外来有效片段插入原基因内部，导致基因结构被破坏，原基因不表达，但插入基因表达，这属于基因重组，错误；③外来有效片段插入原基因内部，但对原基因无影响，原基因表达，插入基因也表达，这属于基因重组，正确。
7．下图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像，根据图像判定每个细胞发生的变异类型，正确的是(　　)

A．①基因突变　②基因突变　③基因突变
B．①基因突变或基因重组　②基因突变　③基因重组
C．①基因突变　②基因突变　③基因突变或基因重组
D．①基因突变或基因重组　②基因突变或基因重组　③基因重组
解析：选C　图中①②分别处于有丝分裂的中期和后期，A与a所在的DNA分子是由一个DNA分子经过复制而得到的，图中①②的变异只能来自基因突变；③处于减数第二次分裂的后期，A与a的不同可能来自基因突变或减数第一次分裂前期的交叉互换(基因重组)。
8．二倍体水毛茛黄花基因q1中丢失3个相邻碱基对后形成基因q2，导致其编码的蛋白质中氨基酸序列发生了改变，下列叙述错误的是(　　)
A．正常情况下，q1和q2可存在于同一个配子中
B．光学显微镜下无法观测到q2的长度较q1短
C．突变后翻译时碱基互补配对原则未发生改变
D．突变后水毛茛的花色性状不一定发生改变
解析：选A　基因突变后产生的是它的等位基因，等位基因在减数第一次分裂后期分离，故正常情况下，q1和q2不能同时存在于一个配子中。基因突变在光学显微镜下看不到。基因突变不影响碱基互补配对的原则。如果发生的是隐性突变，或基因突变发生在叶片或根细胞中，花色性状是不会发生改变的。
9．许多化学药剂可以导致基因突变和染色体变异。野生型水稻用甲磺酸乙酯(EMS)处理获得雄性不育突变体，且雄性不育基因与可育基因是一对等位基因。下列相关叙述正确的是(　　)
A．判断雄性不育基因的显隐性最简便的方法是让该突变体自交
B．若经EMS处理导致基因多个碱基对缺失，则引起的变异为基因突变
C．若让该雄性不育突变体再经人工诱变则不能恢复为野生型
D．若该雄性不育突变体为一条染色体片段缺失所致，则雄性不育基因为显性基因
解析：选B　雄性不育突变体不能产生正常的雄配子，故不能自交；若经EMS处理导致基因多个碱基对缺失，则引起的变异为基因突变；由于基因突变是不定向的，若让该雄性不育突变体再经人工诱变则可能恢复为野生型；由于不育基因与可育基因是一对等位基因，所以经诱变后，显性的可育型基因随那段染色体的缺失而消失了，剩下的是隐性的不育基因，所以不育基因一定为隐性基因。
10．下列有关生物变异来源图解的叙述，正确的是(　　)

A．产生镰刀型细胞贫血症的直接原因是图中④的改变
B．图中⑤过程是交叉互换，发生在减数第二次分裂时期
C．图中的①、②可分别表示为突变和基因重组
D．③一定会造成生物性状的改变
解析：选A　交叉互换发生于四分体时期，碱基对的增添、缺失和替换未必会造成生物性状的改变，图中①表示基因突变，不能直接用“突变”表示。
11．最新研究发现白癜风致病根源与人体血清中的酪氨酸酶活性减小或丧失有关，当编码酪氨酸酶的基因中某些碱基改变时，表达产物将变为酶A，下表显示酶A与酪氨酸酶相比，可能出现的四种情况。相关叙述正确的是(　　)
比较指标
①
②
③
④
患者白癜风面积
30%
20%
10%
5%
酶A氨基酸数目/酪氨酸酶氨基酸数目
1.1
1
1
0.9
A．①④中碱基的改变是染色体结构变异导致的
B．②③中氨基酸数目没有改变，对应的mRNA中碱基排列顺序也不会改变
C．①使tRNA种类增多，④使tRNA数量减少，②③中tRNA的数量没有变化
D．①④可能导致控制酪氨酸酶合成的mRNA中的终止密码子位置改变
解析：选D　编码酪氨酸酶的基因中某些碱基改变，说明只是该基因内部结构改变，整个DNA分子上基因的数量和位置都没有改变，所以属于基因突变，不属于染色体结构变异；编码酪氨酸酶的基因中某些碱基改变，则转录产生的mRNA中碱基排列顺序必然改变；同一tRNA可多次使用，其数量不会随基因中碱基的改变而改变；根据表中①④数据分析，突变后合成的蛋白质中氨基酸数目改变，说明合成酪氨酸酶的mRNA中的终止密码子位置可能发生了改变。
12．某生物兴趣小组偶然发现一突变植株，其突变性状是由其一条染色体上的某个基因突变产生的[假设突变性状和野生性状由一对等位基因(A、a)控制]，为了进一步了解突变基因的显隐性和在染色体中的位置，设计了如下杂交实验方案：让该株突变雄株与多株野生纯合雌株杂交，观察记录子代中雌雄植株中野生性状和突变性状的数量，如表所示。
性别
野生性状
突变性状
突变性状/
(野生性状＋突变性状)
雄株
M1
M2
Q＝M2/(M1＋M2)
雌株
N1
N2
P＝N2/(N1＋N2)
下列有关实验结果和结论的说法错误的是(　　)
A．如果突变基因位于Y染色体上且为显性，则Q和P值分别为1、0
B．如果突变基因位于X染色体上且为显性，则Q和P值分别为0、1
C．如果突变基因位于X和Y的同源区段，且为显性，则该株突变个体的基因型为XAYa、XaYA或XAYA
D．如果突变基因位于常染色体上且为显性，则Q和P值分别为1/2、1/2
解析：选C　若突变基因位于Y染色体上，由于雌株不含Y染色体、所有的雄株均含有Y染色体，故Q和P值分别为1、0。若突变基因位于X染色体上且为显性，子代雄株的X染色体来自野生纯合雌株，表现为非突变性状，而子代的雌株均为突变株，故Q和P值分别为0、1。若突变基因位于X、Y染色体的同源区段，且为显性，则该突变雄株的基因型为XaYA或XAYa，该雄株(XaYA)与多株野生纯合雌株(XaXa)杂交，后代雌性(XaXa)全为野生性状，雄性(XaYA)均为突变性状；由于只是一条染色体上的基因发生突变，所以突变雄株的基因型不会是XAYA。如果突变基因位于常染色体上，则后代的表现无性别之分，若突变基因为显性，则Q和P值相等，均为1/2。
二、非选择题
13．在一个鼠(2N)的种群中，鼠的毛色有野生型黄色(A)、突变型灰色(a1)和突变型黑色(a2)三种表现型，基因A对a1和a2为显性，a1对a2为显性，三种基因的形成关系如图所示。请回答：

(1)由图可以看出DNA分子中碱基对的____________能导致基因突变。
(2)基因a2控制的蛋白质肽链长度明显变短，这是由于基因突变导致________________，在细胞质中参与该蛋白质合成的核酸有________________。
(3)杂合灰色鼠精巢中的一个细胞中含有2个a2基因，原因最可能是________________，此时该细胞可能含有________个染色体组。
(4)有些杂合黄色小鼠的皮毛上出现灰色斑点，请从可遗传变异的角度对这一现象做出合理解释。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)分析图示可知：a1基因的产生是由于A基因中的碱基对C//G被T//A替换，a2基因的产生是由于A基因中的碱基对T//A的缺失，因此DNA分子中碱基对的缺失、替换能导致基因突变。(2) 基因a2控制的蛋白质肽链长度明显变短，这是由于基因突变导致翻译提前终止，在细胞质中参与该蛋白质合成的核酸种类有tRNA、mRNA、rRNA。(3) 杂合灰色鼠精巢中的一个细胞中含有2个a2基因，其原因最可能是DNA发生了复制(染色体复制)。若该细胞为处于减数第二次分裂前期或中期的次级精母细胞，则含有1个染色体组；若该细胞为处于有丝分裂前期或中期的精原细胞，或者是处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞，则含有2个染色体组；若该细胞为处于有丝分裂后期的精原细胞，则含有4个染色体组；综上分析，该细胞可能含有1或2或4个染色体组。(4)A基因控制黄色、a1基因控制灰色，且A对a1为显性。有些杂合黄色小鼠的皮毛上出现灰色斑点，说明这些杂合黄色小鼠的基因型为Aa1，且灰色斑点的出现可能是由于部分细胞A基因突变成了a1，表现为灰色(或部分细胞带有A基因的染色体片段缺失，使a1基因表现了出来)。
答案：(1)缺失、替换　(2)翻译提前终止　tRNA、mRNA、rRNA　(3)DNA发生了复制(染色体复制)　1或2或4　(4)部分细胞A基因突变成了a1，表现为灰色(或部分细胞带有A基因的染色体片段缺失，使a1基因表现了出来)
14．由于基因突变，蛋白质中的一个赖氨酸发生了改变。根据题中所示的图、表回答问题：
第一个字母
第二个字母
第三个字母
U
C
A
G
A
异亮氨酸
异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸
苏氨酸
苏氨酸
苏氨酸
苏氨酸
天冬酰胺
天冬酰胺
赖氨酸
赖氨酸
丝氨酸
丝氨酸
精氨酸
精氨酸

U
C
A
G

(1)图中Ⅱ过程发生的场所是________，Ⅰ过程叫________。
(2)除赖氨酸外，对照表中的密码子，X表示表中哪种氨基酸的可能性最小？________。原因是________________。
(3)若图中X是甲硫氨酸，且①链与④链只有一个碱基不同，那么④链上不同于①链上的那个碱基是________。
(4)从表中可看出密码子具有________，它对生物体生存和发展的意义是________________________________________________________________________。
解析：(1)根据题图中物质之间的相互联系可推知，Ⅱ过程为翻译，该过程是在细胞质中的核糖体上进行的。Ⅰ过程是转录，其发生的场所主要是细胞核。(2)比较赖氨酸和表中其他氨基酸的密码子可知：赖氨酸的密码子与异亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、精氨酸的密码子只有一个碱基的差别，而赖氨酸的密码子与丝氨酸的密码子有两个碱基的差别，故图解中X表示丝氨酸的可能性最小。(3)根据表中甲硫氨酸与赖氨酸的密码子可推知：①链与④链的碱基序列分别为TTC与TAC，故④链上不同于①链上的那个碱基是A。(4)从增强密码容错性的角度来考虑，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子具有简并性，可能不会改变其对应的氨基酸；从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。
答案：(1)核糖体　转录　(2)丝氨酸　要同时突变两个碱基　(3)A　(4)简并性　增强了密码容错性，保证了翻译的速度
15．芦笋的幼苗是一种名贵蔬菜，又名石刀板，为XY型性别决定。在某野生型窄叶种群中偶见几株阔叶芦笋幼苗，雌雄株都有。请回答下列问题：
(1)仅从染色体分析，雄性芦笋幼苗产生的精子类型将有________种，比例为________。
(2)有人对阔叶芦笋幼苗的出现进行分析，认为可能有两种原因：一是因为基因突变，二可能是染色体加倍成为多倍体。请设计一个简单的实验鉴定阔叶石刀板出现的原因。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)现已证实阔叶为基因突变的结果，为确定是显性突变还是隐性突变，选用多株阔叶雌雄株进行交配，并统计后代表现型。
若________________，则为________________。
若________________，则为________________。
(4)已经知道阔叶是显性突变所致，由于雄株芦笋幼苗产量高于雌株，养殖户希望在幼苗期就能区分雌雄，为了探求可行性，求助于科研工作者。技术人员先用多株野生型雌石刀板与阔叶雄株杂交，你能否推断该技术人员做此实验的意图。_________________。若杂交实验结果出现______________________，养殖户的心愿可以实现。
解析：(1)由于芦笋为XY型性别决定，雄性植株的染色体组成为XY。减数分裂产生的精子类型为2种，即X∶Y＝1∶1。(2)染色体变异在显微镜下可观察到，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变。(3)选用多株阔叶突变型石刀板雌雄株相交，若杂交后代出现了野生型，则阔叶植株的出现为显性突变所致；若杂交后代仅出现突变型，则阔叶植株的出现为隐性突变所致。(4)选用多对野生型雌性植株与突变型雄性植株作为亲本杂交。若杂交后代野生型全为雄株，突变型全为雌株，则这对基因位于X染色体上；若杂交后代，野生型和突变型雌、雄均有，则这对基因位于常染色体上。故该技术人员此实验的意图是通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上。
答案：(1)2　1∶1
(2)取野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片，用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目，若观察到阔叶植株的染色体加倍，则说明是染色体组加倍的结果，否则为基因突变
(3)后代出现窄叶　显性突变　后代都为阔叶　隐性突变
(4)通过该杂交实验判断控制阔叶的基因是否在X染色体上　后代雌株都为阔叶，雄株都为窄叶
第二讲染色体变异与生物育种
知识体系——定内容
核心素养——定能力

生命观念
通过对染色体变异基本原理及在生物学中意义的理解，建立起进化与适应的观点
理性思维
通过三种可遗传变异的比较，培养归纳与概括能力
科学探究
通过低温诱导植物染色体数目的变化、生物变异类型的判断与实验探究，培养实验设计及结果分析的能力

[基础知识·系统化]
知识点一　染色体结构变异

知识点二　染色体数目变异

知识点三　低温诱导植物染色体数目的变化(实验)

知识点四　杂交育种与诱变育种

[基本技能·问题化]
1．判断下列说法的正误
(1)染色体增加某一片段可提高基因表达水平，是有利变异(×)
(2)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响(×)
(3)染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加(×)
(4)体细胞中含有两个染色体组的个体是二倍体，含有三个或三个以上染色体组的个体是多倍体(×)
(5)单倍体体细胞中不一定只含有一个染色体组(√)
(6)采用诱变育种可改良缺乏某种抗病性的水稻品种(√)
2．下列关于染色体组的说法，正确的是(　　)
A．21三体综合征患者体细胞中含有3个染色体组
B．四倍体水稻的单倍体植株体细胞中含2个染色体组
C．一个染色体组中的染色体大小、形态一般相同
D．体细胞中含有3个染色体组的个体即为三倍体
解析：选B　21三体综合征患者体细胞的第21号染色体共3条，这样的异常染色体组称为三体，不同于正常的3个染色体组；染色体组中的染色体大小、形态一般不同；由受精卵发育且体细胞中含有3个染色体组的个体称为三倍体，若由六倍体的配子发育而来，其体细胞中有3个染色体组，但属于单倍体。
3．下列关于染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的叙述，错误的是(　　)
A．组成一个染色体组的染色体中不含减数分裂中能联会的染色体
B．由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体
C．含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组
D．人工诱导多倍体唯一的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
解析：选D　一个染色体组中的染色体是非同源染色体，减数分裂中能联会的染色体是同源染色体；二倍体指的是由受精卵发育而成，体细胞中含有两个染色体组的个体；含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组，如六倍体普通小麦的单倍体含有三个染色体组；人工诱导多倍体的方法是用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。
4．关于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，描述错误的是(　　)
A．处于分裂间期的细胞数目最多
B．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞
C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似
解析：选C　实验过程中洋葱细胞由于在解离过程中已死亡，不会发生从二倍体变为四倍体的过程。
5．已知小麦中高秆对矮秆(抗倒伏)为显性、抗病对不抗病为显性，以纯合高秆抗病小麦和纯合矮秆不抗病小麦为亲本，培育抗病抗倒伏小麦，相关说法错误的是(　　)
A．单倍体育种利用了花粉细胞具有全能性及秋水仙素能抑制纺锤体的形成等原理
B．杂交育种过程需要不断筛选、自交，直到矮秆抗病个体的后代不发生性状分离
C．利用射线、亚硝酸盐等处理矮秆不抗病小麦种子可实现人工诱变，但成功率低
D．育种中筛选过程实质上是通过自然选择实现种群中抗病基因频率的定向提高
解析：选D　培育抗病抗倒伏小麦可通过单倍体育种，利用花粉细胞具有全能性进行花药离体培养，由于秋水仙素能抑制纺锤体的形成，再用秋水仙素处理单倍体幼苗使染色体数目加倍，从而获得纯合体；杂交育种可以将不同亲本的优良性状重组到一个个体上，因此杂交育种过程需要不断筛选、自交，直到矮秆抗病个体的后代不发生性状分离为止；也可以通过诱变育种的方法利用射线、亚硝酸盐等处理矮秆不抗病小麦种子可实现抗病的突变，但成功率低；育种中筛选过程是人为因素，不是自然选择。

考点一染色体结构变异

图解分析染色体结构的变异
类型
图解
变异杂合体染色体组成
显微观察的联会异常
缺失



重复



易位



倒位



[对点落实]
1．下列关于染色体变异的叙述，错误的是(　　)
A．染色体变异通常都可用光学显微镜观察到
B．染色体结构的改变会使染色体上的基因数目或排列顺序发生改变
C．染色体片段的缺失或重复必然导致基因种类的改变
D．染色体之间交换部分片段不一定属于染色体结构变异
解析：选C　染色体的数目变异和结构变异在光学显微镜下都可观察到；染色体结构变异中的倒位和易位可使基因的排列顺序发生改变，缺失或重复能使基因的数目发生改变；染色体片段的缺失能导致基因缺失，可能使基因种类发生改变，但重复不会使基因的种类发生改变；若染色体之间的交换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间，则属于基因重组，不属于染色体结构变异。
2．(2016·江苏高考)右图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是(　　)
A．个体甲的变异对表型无影响
B．个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常
C．个体甲自交的后代，性状分离比为3∶1
D．个体乙染色体没有基因缺失，表型无异常
解析：选B　个体甲的变异为染色体结构变异中的缺失，由于基因互作，缺失了e基因对表型可能有影响；个体乙的变异为染色体结构变异中的倒位，变异后个体乙细胞减数分裂时同源染色体联会形成的四分体异常；若E、e基因与其他基因共同控制某种性状，则个体甲自交的后代性状分离比不一定为3∶1；个体乙虽然染色体没有基因缺失，但是基因的排列顺序发生改变，可能引起性状的改变。
3.(2018·鹰潭一模)某动物一对染色体上部分基因及其位置如图所示，该动物通过减数分裂产生的若干精细胞中，出现了以下6种异常精子。下列相关叙述正确的是(　　)
编　　号　 　1　　　2　　　3　　　4　　　5　　　6
异常精子　AB_CD Ab_D AB_Cd aB_CCD Ab_DC ab_CD
A．1和6属于同一变异类型，发生于减数第一次分裂后期
B．2、4、5同属于染色体结构变异，都一定发生了染色体片段断裂
C．3发生的变异一般不改变碱基序列，是变异的根本来源
D．以上6种异常精子的形成都与同源染色体的交叉互换有关
解析：选B　1和6精细胞形成的原因是减数第一次分裂的四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，属于基因重组，两者很可能来自同一个初级精母细胞；2的染色体片段缺失、4的染色体片段重复、5的染色体片段倒位，三者都属于染色体结构变异，染色体结构变异的基础是染色体片段断裂；3中d基因出现的原因一定是基因突变，基因突变是由DNA复制出错引起的，其实质是碱基对的增添、缺失和替换，故一定存在基因中碱基顺序的改变；染色体结构变异和基因突变都与同源染色体的交叉互换无关。
[归纳拓展]　染色体结构变异的遗传效应
(1)缺失的遗传效应：缺失片段越大，对个体影响越大，轻则影响个体生活力，重则引起个体死亡。
(2)重复的遗传效应：引起的遗传效应比缺失小，重复部分太大会影响个体的生活力。
(3)倒位的遗传效应：形成配子，大多异常，从而影响个体的生育。
(4)易位的遗传效应：产生部分异常配子，使配子的育性降低或产生有遗传病的后代。

1．染色体结构变异与基因突变的判断

2．易位与交叉互换的区别
项目
染色体易位
交叉互换
图解


位置
发生于非同源染色体之间
发生于同源染色体的
非姐妹染色单体之间
原理
染色体结构变异
基因重组
观察
可在显微镜下观察到
在显微镜下观察不到
[对点落实]
4．如图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、a′仅有图③所示片段的差异。相关叙述正确的是(　　)

A．图中4种变异中能够遗传的变异是①②④
B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复
D．①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期
解析：选C　①表示同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换(发生在减数第一次分裂的前期)，导致基因重组，②表示非同源染色体间互换片段，发生的是染色体结构变异中的易位，③表示基因突变，是由碱基对的增添引起的，④表示染色体结构变异中的缺失或重复，它们都是遗传物质的改变，都能遗传。
5．(2018·临沂一模)某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种类型的变异，图甲中字母表示染色体片段。下列叙述错误的是(　　)

A．图示中的生物变异都属于染色体变异
B．若图乙为一性原细胞，其可能产生正常的配子
C．与图丙相比较，图丁产生不利变异的可能性更大
D．图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生
解析：选A　甲、乙和丁属于染色体变异，丙属于基因重组；若图乙为一性原细胞，其减数分裂过程中可能产生正常的配子和异常的配子；图丁和图丙相比较，图丁属于染色体结构变异中的易位，其产生不利变异的可能性更大；图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生。
[类题通法]
“三看法”判断基因突变和染色体结构变异

考点二染色体数目变异

1．列表识记单倍体育种与多倍体育种

单倍体育种
多倍体育种
原理
染色体数目变异
染色体数目变异
方法
花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理幼苗
秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗
优点
明显缩短育种年限
器官大，营养成分含量高，产量增加
缺点
技术复杂，需要与杂交育种配合
适用于植物，动物难以开展。多倍体植物生长周期延长，结实率降低
举例


2．关注单倍体与多倍体的三个易误点
(1)单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组：因为大部分的生物是二倍体，所以有时认为单倍体的体细胞中只含有一个染色体组，但是多倍体的配子发育成的个体体细胞中含有不止一个染色体组。
(2)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：两种育种方式都出现了染色体加倍情况。单倍体育种操作对象是单倍体幼苗，通过植物组织培养，得到的植株是纯合子；多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。
(3)单倍体并非都不育：二倍体的配子发育成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育并能产生后代。
[对点落实]
1．2N→4N→3N可以表示利用二倍体西瓜(2N)培育出三倍体无子西瓜(3N)过程中染色体数目的变化情况，下列说法正确的是(　　)
A．染色体数目从4N→3N培育过程中需要使用秋水仙素
B．三倍体西瓜之所以无子，是因为不能正常完成减数分裂和受精作用
C．培育三倍体无子西瓜的过程中发生的变异属于不可遗传变异
D．三倍体无子西瓜不能由受精卵发育而来
解析：选B　秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成，从而使染色体数目加倍，4N→3N表示四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交培育出三倍体西瓜的过程，该过程中不需要使用秋水仙素；三倍体西瓜无子的原因是在减数分裂过程中联会紊乱，很难形成可育配子，因此不能正常完成受精作用；培育三倍体无子西瓜应用的原理是染色体数目变异，属于可遗传变异；三倍体无子西瓜是用四倍体的西瓜作母本，二倍体的西瓜作父本，经过受精培育出的。
2．(2018·唐山模拟)如图所示细胞中所含的染色体，下列有关叙述正确的是(　　)

A．图a含有2个染色体组，图b含有3个染色体组
B．如果图b表示体细胞，则图b代表的生物一定是三倍体
C．如果图c代表由受精卵发育成的生物的体细胞，则该生物一定是二倍体
D．图d代表的生物一定是由卵细胞发育而成的，是单倍体
解析：选C　图a为有丝分裂后期，含有4个染色体组；图b有同源染色体，含有3个染色体组，如果图b生物是由配子发育而成的，则图b代表的生物是单倍体，如果图b生物是由受精卵发育而成的，则图b代表的生物是三倍体；图c中有同源染色体，含有2个染色体组，若是由受精卵发育而成的，则该细胞所代表的生物一定是二倍体；图d中只含1个染色体组，一定是单倍体，可能是由雄性配子或雌性配子发育而成的。
[类题通法]　单倍体、二倍体和多倍体的判断方法


“三法”判定染色体组
方法1　根据染色体形态判定
细胞中形态、大小完全相同的染色体有几条，则有几个染色体组。如图1中染色体的形态、大小各不相同，所以有1个染色体组，图2中彼此相同的(比如点状的)有3条，故有3个染色体组。同理，图3中有1个染色体组，图4中有2个染色体组。

方法2　根据基因型判定
在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次，则含有几个染色体组。如图甲所示基因型为ABC，所以有1个染色体组。图乙所示基因型为AAa，A(a)基因有3个，即含有3个染色体组。同理，图丙中有2个染色体组，图丁中有3个染色体组。

注：判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可。
方法3　根据染色体数和染色体的形态数推算
染色体组数＝染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2。
[对点落实]
3．如图为四个不同种生物体细胞的染色体组成，相关叙述错误的是(　　)

A．甲和丙生物可能是单倍体
B．图中可称作三倍体的是乙、丙
C．21三体综合征患者原理与乙类似
D．图甲～丁的基因型可依次对应：甲AAAaBBbb、乙AaBbCcc、丙AaaBbb、丁ABCD
解析：选B　第一个细胞若由受精卵发育而来，则该种生物为四倍体，若由配子发育而来，则该种生物为单倍体；第二个细胞若由受精卵发育而来，则该种生物为二倍体，若由配子发育而来，则该种生物为单倍体；第三个细胞若由受精卵发育而来，则该种生物为三倍体，若由配子发育而来，则该种生物为单倍体；第四个细胞只含有1个染色体组，只能为单倍体。图中乙为“三体”，丙为三倍体，21三体综合征应与乙类似，其21号染色体为三条。
4．下列是对a～h所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述，正确的是(　　)

A．细胞中含有一个染色体组的是h图，该个体是单倍体
B．细胞中含有两个染色体组的是g、e图，该个体是二倍体
C．细胞中含有三个染色体组的是a、b图，但该个体未必是三倍体
D．细胞中含有四个染色体组的是f、c图，该个体一定是四倍体
解析：选C　形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。由此，我们可知：a、b图含有三个染色体组，c、h图含有两个染色体组，d图中，同音字母仅有一个，所以该图只有一个染色体组，g图含有一个染色体组，e、f含四个染色体组。确认单倍体、二倍体、多倍体必须先看发育起点，若由配子发育而来，无论含几个染色体组均属单倍体，若由受精卵发育而来，有几个染色体组即为几倍体。
[类题通法]　细胞分裂图像中染色体组数的判断方法
以生殖细胞中的染色体数为标准，判断题目中所给图像中的染色体组数。如图所示：

(1)图a为减数第一次分裂的前期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。
(2)图b为减数第一次分裂的末期或减数第二次分裂前期，染色体2条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有1个染色体组，染色体组中有2条染色体。
(3)图c为减数第一次分裂的后期，染色体4条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有2个染色体组，每个染色体组有2条染色体。
(4)图d为有丝分裂后期，染色体8条，生殖细胞中染色体2条，该细胞中有4个染色体组，每个染色体组有2条染色体。

低温诱导植物染色体数目的变化
1．低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用
试剂
使用方法
作用
卡诺氏液
将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h
固定细胞形态
体积分数为95%的酒精
冲洗用卡诺氏液处理的根尖
洗去卡诺氏液
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖
解离根尖细胞
质量分数为15%的盐酸
与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液
解离根尖细胞
蒸馏水
浸泡解离后的根尖约10 min
漂洗根尖，去掉解离液
改良苯酚品红染液
把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5 min
使染色体着色
2．低温诱导染色体加倍实验与观察细胞有丝分裂实验的比较
项目
低温诱导植物染色体数目的变化
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
培养
待洋葱长出1 cm左右不定根时4 ℃低温培养
适宜温度下培养
固定
解离前用卡诺氏液进行固定，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次
不用固定
染色
用改良苯酚品红染液
用醋酸洋红液或龙胆紫溶液

[对点落实]
5．下图是某二倍体植物细胞有丝分裂过程中秋水仙素作用原理的示意图，①②③④分别代表处在不同时期的细胞。下列说法错误的是(　　)

A．秋水仙素在细胞分裂的③时期起作用
B．④时期的细胞可正常分裂发育成多倍体植株
C．图中所示过程是新物种形成的途径之一
D．低温处理与用秋水仙素处理的作用原理相似
解析：选A　纺锤体的形成时期为细胞分裂前期，所以秋水仙素在②时期起作用；④时期的细胞中染色体数加倍，通过分裂、分化可发育为四倍体植株；处理二倍体所获得的四倍体能产生可育后代，是一个新物种，这是新物种形成的途径之一；低温和秋水仙素都可以抑制细胞分裂前期纺锤体的形成，从而使细胞染色体数目加倍。
6．下列关于低温诱导植物染色体数目变化的实验中，部分试剂的使用方法及其作用的叙述中错误的是(　　)
选项
试剂
使用方法
作用
A
卡诺氏液
将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h
培养根尖，促进细胞分裂
B
体积分数为
95%的酒精
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定的根尖
解离根尖细胞，使细胞之间的联系变得疏松
C
蒸馏水
浸泡解离后的根尖约10 min
漂洗根尖，去除解离液
D
改良苯酚
品红染液
把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5 min
使染色体着色
解析：选A　卡诺氏液是固定液的一种，固定液的作用是固定细胞形态以及细胞内的各种结构，固定之后，细胞死亡并且定型；体积分数为95%的酒精与质量分数为15%的盐酸等体积混合后即为解离液，用于溶解细胞间的连接物质，使细胞分开，便于观察；蒸馏水的作用是漂洗根尖，去除解离液，便于染色；改良苯酚品红染液是一种碱性染料，能使染色体着色。
[易错提醒]　关注实验中的两个易误点
(1)显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。
(2)选材时应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。
考点三生物育种的原理及应用

列表识记几种常见生物育种方式
方法
原理
常用方法
优点
缺点
代表实例
杂交育种
基因重组
杂交
操作简单，目标性强
育种年限长
矮秆抗
病小麦
诱变育种
基因突变
辐射诱变、激光诱变等
提高突变率，加速育种进程
有利变异少，需大量处理实验材料
青霉素
高产菌株
多倍体育种
染色体变异
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
操作简单，且能在较短的时间内获得所需品种
所得品种发育迟缓，结实率低；在动物中无法开展
无子西瓜、八倍体小黑麦
单倍体育种
染色体变异
花药离体培养后，再用秋水仙素处理
明显缩短育种年限
技术复杂，需要与杂交育种配合
“京花1号”小麦
基因工程育种
基因重组
将一种生物的特定基因转移到另一种生物细胞中
能定向改造生物的遗传性状
有可能引发生态危机
转基因抗虫棉

[对点落实]
1．生物育种的原理是可遗传变异，下列育种实例与可遗传变异类型对应正确的是(　　)
选项
育种实例
可遗传变异类型
A
利用高秆抗病和矮秆感病水稻培育矮秆抗病水稻
基因突变
B
用普通二倍体有子西瓜培育三倍体无子西瓜
基因重组
C
利用苏云金杆菌毒性肽基因培育转基因抗虫棉
基因重组
D
用紫外线照射青霉菌培育高产青霉素菌株
染色体变异
解析：选C　利用高秆抗病和矮秆感病水稻培育矮秆抗病水稻的原理是基因重组；用普通二倍体有子西瓜培育三倍体无子西瓜的原理是染色体变异；利用苏云金杆菌毒性肽基因培育转基因抗虫棉的原理是基因重组；用紫外线照射青霉菌培育高产青霉素菌株的原理是基因突变。
2．(2018·湖南四校联考)下列有关几种常见育种方法的叙述，错误的是(　　)
A．在杂交育种中，一般从F2开始选种，因为从F2开始发生性状分离
B．在多倍体育种中，一般用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
C．在单倍体育种中，一般先筛选F1花粉类型再分别进行花药离体培养获得单倍体
D．在诱变育种中，最初获得的显性优良性状个体一般是杂合子
解析：选C　通过杂交将控制优良性状的基因集中到F1中，F1自交，F2会出现性状分离，因此可从F2开始筛选出人们需要的新品种。在多倍体育种中，用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗，秋水仙素或低温能抑制纺锤体形成，从而使子代染色体不能平分到两极，细胞中的染色体数目加倍。在单倍体育种中，一般不对花粉进行筛选，而是直接对所取的全部花药离体培养获得单倍体。在诱变育种中，通常只是一条染色体上的基因发生突变，最初获得的显性优良性状个体一般是杂合子。
[归纳拓展]　几种育种方式的注意点
(1)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同。单倍体育种操作的对象是单倍体幼苗，多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。
(2)诱变育种：多用于植物和微生物，一般不用于动物的育种。
(3)杂交育种：不一定需要连续自交。若选育显性优良纯种，需要连续自交筛选，直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可。

[典型图示]　生物育种程序图分析

[问题设计]
(1)识别图解中各字母表示的处理方法：
A杂交，D自交，B花药离体培养，C秋水仙素处理，E诱变处理，F秋水仙素处理，G转基因技术，H脱分化，I再分化，J包裹人工种皮。
(2)识别图中育种方法：
①“亲本新品种”为杂交育种；
②“亲本新品种”为单倍体育种；
③“种子或幼苗新品种”为诱变育种；
④“种子或幼苗新品种”为多倍体育种；
⑤“植物细胞新品种”为基因工程育种。
[对点落实]
3．如图所示为两种育种方法的过程，下列有关说法正确的是(　　)

A．基因重组只发生在图示①③过程中
B．过程③④的育种方法称为单倍体育种
C．E植株体细胞中只含有一个染色体组
D．图示育种方法不能定向改变生物性状
解析：选D　①是亲本杂交，②是F1自交，③是F1产生配子，④是得到单倍体植株，⑤是秋水仙素处理E植株得到正常植株。基因重组发生在图示①②③过程中；①③④⑤的育种方法称为单倍体育种；若亲本是多倍体，E植株体细胞中不只含有一个染色体组；杂交育种和单倍体育种都不能定向改变生物性状，基因工程育种可以定向改变生物性状。
4．下图为水稻的几种不同育种方法的示意图，据图回答：

(1)B过程常用的方法是________________；可能用到秋水仙素的过程有________(用图中字母表示)。
(2)可以打破物种界限的育种方法是________(用图中的字母表示)，该方法所运用的原理是______________________。
(3)假设要培育一个能稳定遗传的水稻品种，它的性状都是由隐性基因控制的，则最简单的育种方法是________(用图中的字母表示)；如果它的性状都是由显性基因控制的，为缩短育种时间常采用的方法是________(用图中的字母表示)。
(4)现有三个水稻品种：①的基因型为aaBBDD，②的基因型为AAbbDD，③的基因型为AABBdd。这三对等位基因分别位于三对同源染色体上。请通过杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株(用文字简要描述获得过程即可)：______________
________________________________________________________________________。
解析：(1)A、B、C过程表示单倍体育种过程，其中B过程常用的方法是花药离体培养，C过程常需要用适宜浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗，F表示多倍体育种，也常需要用适宜浓度的秋水仙素处理。(2)图中E表示基因工程育种，此方法可以打破物种的界限；基因工程育种运用的原理是基因重组。(3)育种时若要选育表现为隐性性状的个体，最简单的育种方法是杂交育种；运用单倍体育种能明显缩短育种年限。(4)三个水稻品种的基因型均为“双显加一隐”的组合方式，要利用杂交育种方法培育基因型为aabbdd的品种，可选择任意两个品种作亲本杂交得到杂交一代，然后杂交一代与剩下的一个品种杂交得到杂交二代，杂交二代自交即可得到基因型为aabbdd的种子。
答案：(1)花药离体培养　C、F　(2)E　基因重组　(3)A、D　A、B、C　(4)①与②杂交得到杂交一代，杂交一代与③杂交得到杂交二代，杂交二代自交可以得到基因型为aabbdd的植株(合理即可)
[归纳拓展]　有关生物育种的两点归纳
(1)据不同育种目标选择不同育种方案：
育种目标
育种方案
集中双亲优良性状
单倍体育种
杂交育种
对原品系实施“定向”改造
基因工程及植物细胞工程育种
让原品系产生新性状
诱变育种
使原品系营养器官“增大”或“加强”
多倍体育种
(2)育种技术中的“四最”和“一明显”：
①最简便的育种技术——杂交育种。
②最具预见性的育种技术——转基因技术或细胞工程育种。
③最盲目的育种——诱变育种。
④最能提高产量的育种——多倍体育种。
⑤可明显缩短育种年限的育种——单倍体育种。
微专题7
1．可遗传变异与不可遗传变异及判断方法
(1)可遗传变异与不可遗传变异：
①不可遗传变异环境变化，遗传物质未变
②可遗传变异
(2)判断方法：

2．辨析基因突变、基因重组、染色体变异
项目
基因突变
基因重组
染色体变异
变异的本质
基因的分子结构发生改变
原有基因的重新组合
染色体结构或数目发生改变
发生
时间
主要在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
减数第一次分裂前期和后期
有丝分裂、无丝分裂和减数分裂过程中
适用
范围
所有生物
真核生物、有性生殖核基因遗传
真核生物(细胞增殖过程)
产生
结果
产生新的基因
产生新基因型
未产生新基因，基因数目或顺序发生变化
鉴定
方法
光镜下均无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定
光镜下可检出
(1)三种变异的实质解读：
若把基因视为染色体上的一个位“点”，染色体视为点所在的“线段”，则：
①基因突变——“点”的变化(“点”的质变，但数目不变)。
②基因重组——“点”的结合或交换(“点”的质与量均不变)。
③染色体变异——“线段”发生结构或数目的变化。
a．染色体结构变异——“线段”的部分片段重复、缺失、倒位、易位(“点”的质不变，数目和位置可能变化)。
b．染色体数目变异——个别“线段”增添、缺失或“线段”成倍增减(“点”的质不变，数目变化)。
(2)关注可遗传变异的三个“唯一”
唯一产生新基因的变异
基因突变
唯一可通过光学显微镜观察到的变异
染色体变异
唯一属“正常”发生(非病变)的变异
基因重组
3．基因突变与基因重组的判断

4．显性突变与隐性突变的判断
(1)类型
(2)判断方法：
①选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。
②让突变体自交，观察子代有无性状分离而判断。
5．染色体变异与基因突变的判断
(1)判断依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。
(2)具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图进行染色体结构与数目的比较可以判断是否发生了染色体变异。
6．变异类型实验探究题的答题模板

[题点突破]
题点(一)　三类可遗传变异特点的比较
1．(2018·哈尔滨二模)下列有关生物变异的说法，正确的是(　　)
A．减数第二次分裂时，非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组
B．基因突变后，若碱基对增添或缺失则基因数也增加或减少
C．三倍体无子西瓜无法产生后代，这种变异属于不可遗传的变异
D．基因突变、基因重组和染色体变异均可为生物的进化提供原材料
解析：选D　减数第二次分裂时，细胞中无同源染色体，非姐妹染色单体之间的交叉互换则属于染色体结构变异中的易位；基因突变的结果是形成等位基因，基因数目不变；三倍体无子西瓜形成过程中，细胞的遗传物质发生了改变，为可遗传的变异。
2．(2018·淄博模拟)下列与变异有关的叙述，正确的是(　　)
A．染色体结构变异可导致基因数目改变，在光学显微镜下看不见
B．染色体中DNA的脱氧核苷酸数量发生改变就会导致染色体结构变异
C．肺炎双球菌抗药性的变异来源有基因突变、基因重组和染色体变异三种类型
D．若蝗虫的一个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，其原因最可能是发生过交叉互换
解析：选D　染色体结构变异在光学显微镜下可见；染色体中单个或少数脱氧核苷酸数量发生改变有可能仅仅是会导致基因结构的改变从而引起基因突变；肺炎双球菌属于原核生物，没有染色体，因此只能发生基因突变；若一个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，其原因最可能是发生过交叉互换，因为交叉互换的概率高。
3．下列有关基因突变、基因重组和染色体变异的叙述，错误的是(　　)
A．三倍体无子西瓜的培育过程利用了染色体变异的原理
B．基因突变、基因重组和染色体变异决定了生物进化的方向
C．基因重组可以产生新的基因型
D．基因突变不一定都会引起生物性状的改变
解析：选B　基因突变、基因重组、染色体变异是可遗传的变异，变异是不定向的，自然选择决定生物进化的方向。
题点(二)　三类可遗传变异的实验分析
4．果蝇为XY型性别决定，与人的性别决定方式不同的是，果蝇由受精卵中的X染色体的数目决定雌性或雄性。如表为果蝇受精卵中性染色体组成及发育情况。
受精卵中性染色体组成
发育情况
XX、XXY
雌性、可育
XY、XYY
雄性、可育
XXX、YO(没有X染色体)、YY
胚胎期死亡
XO(没有Y染色体)
雄性、不育

已知果蝇中红眼(A)对白眼(a)为显性，基因位于X染色体某一片段上，若该片段缺失则X染色体记为X－，其中XX－为可育雌果蝇，X－Y因缺少相应基因而死亡。用红眼雄果蝇(XAY)与白眼雌果蝇(XaXa)杂交得到F1，发现F1中有一只例外白眼雌果蝇。现将该白眼雌果蝇与正常红眼雄果蝇杂交产生F2。根据F2性状判断该白眼雌果蝇产生的原因：
(1)若子代________________，则是由亲代配子基因突变所致；
(2)若子代________________，则是由X染色体片段缺失所致；
(3)若子代________________，则是由染色体数目变异所致。
解析：红眼雄果蝇(XAY)与白眼雌果蝇(XaXa)杂交，正常情况下产生的后代是红眼雌果蝇(XAXa)∶白眼雄果蝇(XaY)＝1∶1。现在出现一只例外白眼雌果蝇，其染色体及其基因组成可能为①XaXa或②XaX－或③XaXaY。若为①XaXa，则子代雄果蝇全为白眼，雌果蝇全为红眼，且雌雄果蝇数量之比为1∶1，这种情况是由亲代配子基因突变所致；若为②XaX－，则子代雄果蝇全为白眼，雌果蝇全为红眼，且雌雄果蝇数量之比为2∶1，这种情况是由X染色体片段缺失所致；若为③XaXaY(可产生的配子及其比例为Xa∶XaY∶XaXa∶Y＝2∶2∶1∶1)，则子代红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝4∶1∶1∶4(或雌雄个体中均有红眼和白眼两种性状)，这种情况是由性染色体数目变异所致。
答案：(1)白眼雄果蝇∶红眼雌果蝇＝1∶1
(2)红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1
(3)红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝4∶1∶1∶4(或雌雄个体中均有红眼和白眼两种性状)
5．在作物育种中，矮生性状一直是农作物性状改良的方向。某实验室利用一定的方法从野生型水稻(株高正常)中获得甲、乙两种矮生突变体，并对其展开了以下研究，结果如下：(注：赤霉素能促进细胞伸长，引起植株增高)
结果1：检测发现，甲植株中仅赤霉素含量显著低于野生型植株，喷施赤霉素后株高恢复正常；乙植株各激素含量与野生型大致相等，喷施各种激素后株高都不能恢复正常。
结果2：将甲植株与野生型纯合子杂交，F1全为正常，F1自交，F2表现型和比例为正常∶矮生＝3∶1。
请回答下列问题：
(1)有人提出甲、乙的突变可能是染色体变异所致，请从细胞水平简述对此进行初步判断的思路。
(2)若证实甲、乙为基因突变所致，在实验室常用________方法获得突变体。假设甲植株突变基因为a(A基因控制赤霉素的产生)，乙植株突变基因为B(b基因控制植物激素受体的合成或合成途径)。两对等位基因位于两对同源染色体上。只考虑甲、乙为纯合子情况下，将甲、乙植株杂交后得到F1，F1自交得到F2。则：
①根据结果2判断，甲植株是由原来的________(填“显性”或“隐性”)基因突变而来的。
②甲植株的基因型是______，乙植株的基因型是________。F1表现型为________。
③F2中表现型矮生∶正常＝________，理论上F2矮生植株中能稳定遗传的占_______。
解析：(1)染色体的结构变异和数目变异都可以在显微镜下观察到，观察染色体的形态和结构最好选择处于有丝分裂中期的细胞。(2)在实验室常用诱变育种的方法获得突变体。①纯种野生型植株的基因型为AAbb，甲植株与野生型植株(AAbb)杂交，F1全为正常，且F1自交后代出现正常∶矮生＝3∶1，则F1基因型为Aabb，因此，甲植株的基因型为aabb，是由原来的显性基因A突变为隐性基因a而来的。②乙植株的赤霉素含量正常，说明含有A基因，喷施赤霉素后植株不能恢复正常，说明缺少与激素受体合成有关的b基因，则乙植株的基因型为AABB。甲(aabb)与乙(AABB)杂交，F1的基因型为AaBb，表现型为矮生。③F1(AaBb)自交，F2的基因型有A_B_(矮生，9/16)、A_bb(正常，3/16)、aaB_(矮生，3/16)、aabb(矮生，1/16)，因此，矮生∶正常＝13∶3。F2矮生植株中纯合子有AABB、aaBB、aabb，它们在F2中各占1/16，因此，在F2矮生植株中纯合子(能稳定遗传的)占3/13。
答案：(1)选取甲、乙植株分裂旺盛部位的细胞，经解离、漂洗、染色、制片得到临时装片，显微观察，若染色体的形态或数目发生改变，初步判断为染色体变异，若没有改变，则不是染色体变异
(2)诱变育种　①显性　②aabb　AABB　矮生　③13∶3　3/13

[真题集训——验能力]
1．(2017·江苏高考)一株同源四倍体玉米的基因型为Aaaa，其异常联会形成的部分配子也可受精形成子代。下列相关叙述正确的是(　　)

A．题图表示的过程发生在减数第一次分裂后期
B．自交后代会出现染色体数目变异的个体
C．该玉米单穗上的籽粒基因型相同
D．该植株花药培养加倍后的个体均为纯合子
解析：选B　图示的联会过程发生在减数第一次分裂前期；由异常联会图示可知，同源染色体中的三条染色体可移到一个细胞中，而另一条染色体可移到另一个细胞中，因此，减数分裂后形成的配子中有的染色体数目异常，自交后代会出现染色体数目变异的个体；该玉米单穗上的籽粒可由不同基因型的配子结合形成，因此基因型可能不同；该植株形成的配子中有的基因型为Aa，含这种配子的花药经培养加倍后形成的个体是杂合子。
2．(2015·海南高考)关于基因突变和染色体结构变异的叙述，正确的是(　　)
A．基因突变都会导致染色体结构变异
B．基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变
C．基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变
D．基因突变与染色体结构变异通常都用光学显微镜观察
解析：选C　基因突变不会导致染色体结构变异；基因突变不一定会导致个体表现型改变；基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变；基因突变在光学显微镜下是不可见的，染色体结构变异可用光学显微镜观察到。
3．(2015·上海高考)如图显示一对表现型正常的夫妇及其智障儿子细胞中的两对染色体(不考虑受精和胚胎发育过程中的任何情况)，造成儿子异常的根本原因是(　　)

A．父亲染色体上的基因发生突变
B．母亲染色体上的基因发生突变
C．母亲染色体发生缺失
D．母亲染色体发生易位
解析：选D　由图示可看出：父亲的染色体正常(同源染色体的大小、形态一致)，母亲的染色体异常。若把图示亲本细胞中的染色体按从左到右编号为1、2、3、4，其中1与2为一对同源染色体，3与4为一对同源染色体。与父亲正常的染色体比较，可看出母亲细胞中2号染色体的一段移接到了3号染色体上，属于染色体结构变异中的易位。由此可推断造成儿子异常的根本原因是母亲染色体发生易位。
4．(2017·江苏高考)研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：

(1)要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的________物质是否发生了变化。
(2)在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用育种方法①，使早熟基因逐渐________，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的________进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为________育种。
(3)如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的________________，产生染色体数目不等、生活力很低的________，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法③，其不足之处是需要不断制备________，成本较高。
(4)新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次______，产生的多种基因中只有一部分在选育过程中保留下来。
解析：(1)生物的可遗传性状是由基因控制的，培育得到的新品种，与原种控制相关性状的遗传物质(基因)可能有所差异，因而可根据变异株中的遗传物质是否发生变化来判断变异株是否具有育种价值。(2)连续自交过程中早熟基因逐渐纯合，培育成新品种1。为了加快进程，可先通过花药离体培养，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，从而获得高度纯合的后代，这种方法属于单倍体育种。(3)若是染色体组数目改变引起的变异，则在减数分裂过程中同源染色体配对会发生紊乱，不规则的染色体分离导致产生染色体数目不等、生活力低的异常配子，只有极少数配子正常，故只得到极少量的种子。育种方法③需首先经植物组织培养获得柑橘苗，而植物组织培养技术操作复杂，成本较高。(4)育种方法①需连续自交，每次减数分裂时与早熟性状相关的基因和其他性状相关的基因都会发生基因重组，产生多种基因型，经选育只有一部分基因型保留下来。植物组织培养过程中不进行减数分裂，无基因重组发生。
答案：(1)遗传　(2)纯合　花药　单倍体　(3)染色体分离　配子　组培苗　(4)重组
5．(2017·北京高考)玉米(2n＝20)是我国栽培面积最大的作物，近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。
(1)单倍体玉米体细胞的染色体数为________，因此在________分裂过程中染色体无法联会，导致配子中无完整的______________。
(2)研究者发现一种玉米突变体(S)，用S的花粉给普通玉米授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒(胚是单倍体；胚乳与二倍体籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1)。
①根据亲本中某基因的差异，通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源，结果见图2。

从图2结果可以推测单倍体的胚是由________发育而来。
②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制，A、R同时存在时籽粒为紫色，缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交，结出的籽粒中紫∶白＝3∶5，出现性状分离的原因是__________________，推测白粒亲本的基因型是________。
③将玉米籽粒颜色作为标记性状，用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体，过程如下：

请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)现有高产抗病白粒玉米纯合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子(H)，欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。结合(2)③中的育种材料与方法，育种流程应为__________；将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子；选出具有优良性状的个体。
解析：(1)单倍体玉米体细胞的染色体数是正常玉米的一半，即10条染色体。由于单倍体玉米的细胞中没有同源染色体，所以在减数第一次分裂前期，无法联会；减数第一次分裂后期染色体随机进入两个子细胞中，最终导致产生的配子中没有完整的染色体组。(2)①从图2能够看出，3和2的结果相同，说明F1单倍体胚来源于普通玉米，由母本产生的卵细胞发育而来。②因为子代籽粒中紫∶白＝3∶5，说明子代中紫粒占3/8，又因为这两对基因的遗传遵循自由组合定律，3/8＝1/2×3/4，其中“1/2”为一对基因杂合子测交后代中某一性状所占比例，“3/4”为一对基因杂合子自交后代中显性性状所占比例，因此可推出白粒亲本的基因型为Aarr或aaRr，紫粒亲本的基因型为AaRr。③单倍体籽粒胚是由卵细胞发育而来的，基因型为ar，表型为白色；二倍体籽粒胚的基因型是AaRr，表型为紫色；二者胚乳的基因型为AaaRrr，表型均为紫色。(3)欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种，首先用两个纯合子(G和H)杂交，将得到的F1作为母本和突变体S杂交，挑选出表型为白色的单倍体籽粒；然后对单倍体进行染色体加倍以获得纯合子，最后筛选出具有优良性状的个体。
答案：(1)10　减数　染色体组　
(2)①卵细胞　②紫粒亲本是杂合子　Aarr/aaRr　
③单倍体籽粒胚的表型为白色，基因型为ar；二倍体籽粒胚的表型为紫色，基因型为AaRr；二者胚乳的表型均为紫色，基因型为AaaRrr　(3)G与H杂交，将所得F1为母本与S杂交，根据籽粒颜色挑出单倍体
6．(2015·浙江高考)某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因(D、d，E、e)控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。
请回答：
(1)自然状态下该植物一般都是________合子。
(2)若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其原因是基因突变具有________________________________________________________________________
和有害性这三个特点。
(3)若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F2等分离世代中________抗病矮茎个体，再经连续自交等________手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的________。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F1在自然状态下繁殖，则理论上F2的表现型及其比例为______________。
(4)若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有____________________。请用遗传图解表示其过程(说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例)。
解析：(1)杂合子连续自交，后代纯合子比例逐渐增加，杂合子比例逐渐减小。因此，自然状态下闭花授粉(连续自交)的植物一般都是纯合子。(2)基因突变有多方向性、稀有性和有害性等特点，这决定了诱变育种需处理大量的材料。(3)杂交育种一般通过杂交、选择、纯合化手段培育新品种，控制性状的基因数越多，通过自交进行纯合化的时间会越长。根据题干信息可知，两个亲本感病矮茎和抗病高茎的基因型分别为rrDDEE和RRddee，若只考虑茎的高度，杂交得到的F1的基因型为DdEe，则F1自交后代F2有3种表现型：矮茎、中茎、高茎，其比例为9(D_E_)∶6(3D_ee、3ddE_)∶1(1ddee)。(4)单倍体育种的过程包括花药离体培养和染色体加倍两个过程，其中涉及基因重组、染色体畸变等原理。单倍体育种的遗传图解见答案。
答案：(1)纯　(2)多方向性、稀有性　 (3)选择　纯合化　年限越长　高茎∶中茎∶矮茎＝1∶6∶9　(4)基因重组和染色体畸变　遗传图解如下图

7．(2014·安徽高考)香味性状是优质水稻品种的重要特性之一。
(1)香稻品种甲的香味性状受隐性基因(a)控制，其香味性状的表现是因为__________________________________，导致香味物质积累。
(2)水稻香味性状与抗病性状独立遗传。抗病(B)对感病(b)为显性。为选育抗病香稻新品种，进行了一系列杂交实验。其中，无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如下图所示，则两个亲代的基因型是________。上述杂交的子代自交，后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为________。

(3)用纯合无香味植株作母本与香稻品种甲进行杂交，在F1中偶尔发现某一植株具有香味性状。请对此现象给出两种合理的解释：①_______________；②_________________。
(4)单倍体育种可缩短育种年限。离体培养的花粉经脱分化形成________，最终发育成单倍体植株，这表明花粉具有发育成完整植株所需的______________。若要获得二倍体植株，应在________时期用秋水仙素进行诱导处理。
解析：(1)依题意，A基因存在则无香味物质，可能是由于A基因控制合成的酶促进了香味物质的分解，而基因a纯合时，参与香味物质的酶缺失，从而使香味积累。(2)依杂交结果，抗病∶感病＝1∶1，无香味∶有香味＝3∶1，可推知亲本的基因型为Aabb和AaBb，从而可知F1的基因型及比例为1/8AABb、1/8AAbb、1/4AaBb、1/4Aabb、1/8aaBb、1/8aabb，其中只有1/4AaBb、1/8aaBb自交后代才能获得稳定遗传的有香味抗病植株(aaBB)，其所占比例为1/4×1/4×1/4＋1/8×1×1/4＝3/64。(3)正常情况下AA与aa杂交，F1的基因型为Aa，是无香味的，F1中出现一株有香味的植株，原因可能是某一雌配子形成时发生了基因突变(即A变成a)，也可能是雌配子形成时A基因缺失，子代中只含有a基因。(4)离体花药经脱分化形成愈伤组织，最终形成单倍体植株，表明花粉具有发育成完整植株所需的全套遗传信息。秋水仙素作用于萌发的种子或幼苗。
答案：(1)a基因纯合，参与香味物质代谢的某种酶缺失
(2)Aabb、AaBb　3/64
(3)某一雌配子形成时，A基因突变为a基因　某一雌配子形成时，含A基因的染色体片段缺失
(4)愈伤组织　全部遗传信息　幼苗
[课下检测——查缺漏]
一、选择题
1．下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是(　　)
A．单倍体生物体的体细胞中都没有同源染色体
B．21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C．人的初级卵母细胞中的一个染色体组中可能存在等位基因
D．用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中都含有4个染色体组
解析：选C　同源四倍体的单倍体中含有两个染色体组，有同源染色体；21三体综合征患者的21号染色体为三条，并不是三倍体；人的初级卵母细胞中的一个染色体组中由于在复制时可能出现基因突变或在减数第一次分裂前期发生交叉互换，从而出现等位基因；多倍体通常是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，用秋水仙素处理的芽尖细胞中染色体数目不一定均加倍。
2．(2018·赣州调研)图中字母代表正常细胞中所含有的基因，下列说法错误的是(　　)

A．①可以表示经过秋水仙素处理后四倍体西瓜体细胞的基因组成
B．②可以表示果蝇体细胞的基因组成
C．③可以表示21三体综合征患者体细胞的基因组成
D．④可以表示雄性蜜蜂体细胞的基因组成
解析：选A　秋水仙素可诱导细胞中染色体数目加倍，其上的基因也应“加倍”，不会出现一个“a”的情况。
3.普通西瓜(二倍体)每个细胞含22条染色体，如图为一个三倍体无子西瓜的剖面图，下列叙述正确的是(　　)
A．培育无子番茄与培育无子西瓜所利用的原理相同
B．①的细胞内含有22条染色体，②的细胞内含有33条染色体
C．无子西瓜培育过程中，秋水仙素处理可使着丝点不分裂，导致染色体加倍
D．无子西瓜形成的原因是减数分裂过程中染色体联会紊乱
解析：选D　培育无子西瓜(多倍体育种)的原理是染色体变异，而培育无子番茄的原理是生长素能够促进子房发育为果实；题图为三倍体无子西瓜，是由三倍体植株的子房发育而来的，所以①和②的细胞内均含有33条染色体；秋水仙素的作用是抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，而不是抑制着丝点的分裂；该无子西瓜形成的原因是三倍体植株减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，不能形成正常的配子。
4．选取生理状况相同的二倍体草莓(2N＝14)幼苗若干，随机分组，每组30株，用不同浓度的秋水仙素溶液处理幼芽，得到实验结果如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)

A．该实验的自变量有两个
B．高倍镜下观察草莓茎尖细胞的临时装片，发现有的细胞分裂后期的染色体数目为56
C．秋水仙素与龙胆紫一样属于碱性染料，能使染色体着色，从而诱导染色体加倍
D．实验表明：用质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗幼芽1 d，诱导成功率最高
解析：选C　该实验的自变量是秋水仙素的浓度和处理时间；二倍体草莓经秋水仙素诱导成功后，染色体加倍成28，有丝分裂后期染色体数目为56；秋水仙素不能使染色体着色，其诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成；质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗的幼芽1 d，诱导成功率在处理的组别中最高。
5.在某严格自花传粉的二倍体植物中，野生型植株在基因型均为AA(无A基因的植株表现为矮化植株)。现发现甲、乙两株矮化突变体植株的相关基因在同源染色体上的位置如图所示，矮化程度与a基因的数量呈正相关。下列相关叙述，错误的是(　　)
A．甲突变体植株在产生配子的过程中，一个四分体最多含有4个a基因
B．乙突变体植株产生的原因可能是在甲突变体植株的基础上发生了染色体结构变异
C．甲突变体植株产生的根本原因是基因突变，其自交后代只有一种矮化植株
D．若各类型配子和植株均能成活，则乙突变体植株自交后代中存在两种矮化植株
解析：选D　甲突变体植株在产生配子的过程中，一个四分体含有4个染色单体，每个染色单体可能含有1个a基因，故一个四分体最多含有4个a基因。由图可知，乙突变体植株产生的原因可能是在甲突变体植株的基础上发生了染色体结构变异。甲突变体植株产生的根本原因是基因突变、其自交后代的基因型均为aa，故只有一种矮化植株。乙突变体植株可产生含有2个a基因的配子和无a基因的配子，雌雄配子结合，F1存在含有4个a基因、含有2个a基因和无a基因三种矮化植株。
6.家蚕中，基因S(黑缟斑)、s(无斑)位于2号染色体上，基因Y(黄血)和y(白血)也位于2号染色体上，假定两对等位基因间完全连锁无互换。用X射线处理蚕卵后，发生了图中所示的变异，具有该类型变异的一对家蚕交配产生的子代中，黑缟斑白血∶无斑白血为2∶1。下列相关叙述错误的是(　　)
A．缺失杂合体和缺失纯合体的存活率相同
B．具有乙图基因的家蚕表现为黑缟斑、白血
C．具有甲图基因的家蚕交配产生的后代有三种基因型
D．X射线照射后发生的变异为染色体缺失
解析：选A　由于两对基因完全连锁，该类型变异的一对家蚕交配，产生的配子基因型及比例为S∶sy＝1∶1，配子随机结合后代基因型及比例应为SS∶Ssy∶ssyy＝1∶2∶1，表现型分别为黑缟斑、黑缟斑白血、无斑白血，根据题干后代比例可知，SS由于缺少血色基因而致死，即说明缺失杂合体和缺失纯合体的存活率不等；乙图基因型为Ssy，因此家蚕表现为黑缟斑、白血；甲图SsYy的家蚕产生的配子种类有SY∶sy＝1∶1，该种基因型的家蚕交配产生的后代有SSYY、SsYy、ssyy三种基因型；用X射线处理蚕卵后，Y基因所在的染色体片段丢失，该变异属于染色体结构变异中的缺失。
7．将基因型Dd的高茎豌豆幼苗(品系甲)用秋水仙素处理后，得到四倍体植株幼苗(品系乙)，将品系甲、品系乙在同一地块中混合种植，在自然状态下生长、繁殖一代，得到它们的子代。下列有关叙述正确的是(　　)
A．品系甲植株自交后代出现性状分离，品系乙植株自交后代全为显性性状
B．秋水仙素处理的目的是抑制有丝分裂间期形成纺锤体而诱导染色体加倍
C．品系甲、品系乙混合种植后，产生的子代中有二倍体、三倍体和四倍体
D．品系甲植株作父本、品系乙植株作母本进行杂交，得到的子代是三倍体
解析：选D　品系甲和品系乙都为杂合子，植株自交后代出现性状分离；秋水仙素处理的目的是抑制有丝分裂前期形成纺锤体而诱导染色体加倍；在自然状态下，品系甲、品系乙混合种植后仍进行自交，产生的子代中有二倍体和四倍体；品系甲植株作父本、品系乙植株作母本进行杂交，得到的子代是三倍体。
8．波尔山羊(2N＝60)胚胎期某细胞发生了异常分裂如图所示(未绘出的染色体均正常)，其中A为原癌基因，a为A的突变基因。下列说法正确的是(　　)

A．该分裂过程中形成30个四分体
B．分裂产生Aa或aa子细胞的概率均为1/2
C．子细胞Aa与aa在相同且适宜条件下细胞周期可能不同
D．染色体异常分离与纺锤体无关
解析：选C　减数分裂的特点是同源染色体联会，形成四分体，该图中胚胎期细胞发生有丝分裂过程，不会形成四分体。由于染色体的丢失是随机，所以分裂产生Aa或aa子细胞的概率不一定为1/2。原癌基因A可控制细胞的正常分裂进程，因此子细胞Aa与aa在相同且适宜条件下细胞周期可能不同。由于染色体是由纺锤体牵引而移向两极的，因此染色体异常分离可能与纺锤体有关。
9．生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。下面甲、乙两模式图分别表示细胞分裂过程中出现的“环形圈”“十字型结构”现象，图中字母表示染色体上的基因。图丙是细胞分裂过程中染色体在某一时期所呈现的形态。下列有关叙述正确的是(　　)

A．甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组
B．图甲是由于个别碱基对的增添或缺失，导致染色体上基因数目改变的结果
C．图乙是由于四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果
D．甲、乙、丙三图均发生在减数分裂过程中
解析：选D　分析图甲，一对同源染色体中一条出现“环形圈”，可能是此染色体发生片段重复或另一条染色体出现缺失，属于染色体结构变异；分析图乙，非同源染色体上出现了同源区段，进行了联会，属于染色体结构变异；甲、乙两图中每条染色体都含有两条染色单体，且都发生同源染色体配对，所以发生于减数第一次分裂前期，图丙为四分体时期同源染色体的交叉互换。
10．染色体数目变异有两大类型：一类是以体细胞内完整染色体组为单位的改变，称整倍体变异，如三倍体无子西瓜；另一类是染色体组内的个别染色体数目增加或减少，使细胞内的染色体数目不成染色体组数的完整倍数，称为非整倍体变异，如21三体综合征。而非整倍体变异又包括如表所示的几种常见类型。请据表分析，若夫妇均为21三体综合征，则有关子代的叙述，合理的是(假设人类21四体的胚胎无法发育)(　　)
名称
染色体数目
染色体类型
单体
2n－1
(abcd)(abc－)
缺体
2n－2
(abc－)(abc－)
三体
2n＋1
(abcd)(abcd)(a)
四体
2n＋2
(abcd)(abcd)(aa)
双三体
2n＋1＋1
(abcd)(abcd)(ab)
A．子代可有2种表现型，两种表现型之比为3∶1
B．若三体的胚胎约有50%死亡，子代出现三体的概率为50%
C．若三体的胚胎约有50%死亡，则子代的致死率为2/3
D．若母亲的卵细胞均正常，则子代患病的概率为25%
解析：选B　根据表格信息可知，双亲的染色体数目均为46＋1，双亲产生的配子类型是23和23＋1，因此子代的染色体数目有：(25%)46、(50%)(46＋1)和(25%)(46＋2)共3种，但46＋2的个体死亡，因此，子代有两种表现型，两种表现型之比为1∶2；若三体的胚胎约有50%死亡，则子代的表现型及比例分别是50%正常、50%三体；子代致死的个体包括：四体(约25%)和三体的一半(约25%)，因此，子代致死率为50%；若母亲的卵细胞正常，则子代的患病情况由父亲提供的精子决定，由于父亲产生的精子中约有50%异常，因此子代的患病概率为50%。
11.豌豆的高产与抗病基因分别用A、B表示，为了培养能稳定遗传的高产抗病豌豆植株，某同学做了如图所示的育种图解，下列说法合理的是(　　)
A．基因的自由组合定律仅发生在图示Ⅰ、Ⅳ过程中
B．图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ属于单倍体育种，过程Ⅲ所获得的豌豆植株不但弱小且高度不育
C．图中Ⅲ、Ⅳ过程均需要用秋水仙素处理萌发的种子
D．Ⅳ过程得到的是四倍体高产抗病豌豆
解析：选D　分析图形可知，Ⅰ是减数分裂，Ⅱ是花药离体培养，Ⅲ是秋水仙素处理单倍体幼苗获得正常的二倍体，Ⅳ是秋水仙素处理二倍体的种子或幼苗获得四倍体；自由组合定律发生在减数分裂中；图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ属于单倍体育种，过程Ⅱ所获得的豌豆植株不但弱小且高度不育；Ⅳ过程得到的是四倍体高产抗病豌豆，但不能稳定遗传。



12.(2018·泉州联考)假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图所示，有关叙述错误的是(　　)
A．由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式的优点在于可以将多种优良性状集中在一个生物体上
B．与①②③过程的育种方法相比，①⑤⑥过程的优势是明显缩短了育种年限
C．图中A_bb的类型经过③过程，子代中AAbb与aabb的数量比是3∶1
D．④过程在完成目的基因和载体的结合时，必须用到的工具酶是限制性核酸内切酶
解析：选D　由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式属于杂交育种，优点在于可以将两个或多个品种的优良性状集中在一个生物体上；⑤⑥过程的育种方式是单倍体育种，与杂交育种相比，明显缩短了育种年限；图中A_bb有AAbb和Aabb两种类型，数量比是1∶2，经过③过程，子代中AAbb与aabb的数量比是3∶1；④过程在完成目的基因和载体的结合时，必须用到的工具酶是DNA连接酶。
二、非选择题
13．如图表示培育小麦的几种育种方式，纯种高秆抗锈病植株基因型为DDRR，纯种矮秆不抗锈病植株基因型为ddrr，两对基因分别位于两对同源染色体上。据图回答下列问题：

(1)图中植株A培育的方法是____________，将亲本杂交的目的是________________，自交的目的是_____________________________________。
(2)植株B的培育运用的原理是______________________________________________。
(3)植株C需要染色体加倍的原因是____________________________________，诱导染色体加倍的最常用的方法是________________________________。
(4)植株E培育方法的原理是________________________________，该育种方法和基因工程育种一样，都可以______________________________。
解析：(1)植株A的培育方法是杂交育种，第一步需要杂交，将相关的基因集中到F1上，但F1并未表现出所需性状，自交的目的是使F1基因重组，在F2中出现所需性状(矮秆抗锈病)植株。(2)植株B的培育方法是诱变育种，其原理是基因突变。(3)植株C是单倍体，由于细胞中的染色体组为一个，所以不能正常进行减数分裂，个体不可育，为了使单倍体获得可育性，用秋水仙素处理单倍体幼苗，抑制了纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍。(4)从题图中可以看出，植株E的培育方法是利用了细胞工程中的植物体细胞杂交技术，其原理是染色体数目变异。该育种方法和基因工程育种一样，都可以克服远缘杂交不亲和的障碍。
答案：(1)杂交育种　将位于两个亲本中的矮秆基因和抗锈病基因集中到F1上　通过基因重组使F2中出现矮秆抗锈病植株　(2)基因突变　(3)植株C中只有一个染色体组，不能进行减数分裂产生配子(不可育)　利用秋水仙素处理幼苗C　(4)染色体数目变异　克服远缘杂交不亲和的障碍
14．在栽培某种农作物(2n＝42)的过程中，有时会发现单体植株(2n－1)，例如有一种单体植株就比正常植株缺少一条6号染色体，称为6号单体植株。
(1)6号单体植株的变异类型为________，该植株的形成是因为亲代中的一方在减数分裂过程中____________________出现不正常分离而形成异常配子所致。
(2)6号单体植株在减数第一次分裂时能形成________个四分体。如果该植株能够产生数目相等的n型和n－1型配子，则自交后代(受精卵)的染色体组成类型及比例为_________。
(3)科研人员利用6号单体植株进行杂交实验，结果如下表所示。
杂交亲本
实验结果
6号单体(♀)×正常二倍体()
子代中单体占75%，正常二倍体占25%
6号单体()×正常二倍体(♀)
子代中单体占4%，正常二倍体占96%
①单体♀在减数分裂时，形成的n－1型配子________(填“多于”“等于”或“少于”)n型配子，这是因为6号染色体往往在减数第一次分裂过程中因无法________而丢失。
②n－1型配子对外界环境敏感，尤其是其中的____(填“雌”或“雄”)配子育性很低。
(4)现有该作物的两个品种，甲品种抗病但其他性状较差(抗病基因R位于6号染色体上)，乙品种不抗病但其他性状优良，为获得抗病且其他性状优良的品种，理想的育种方案是：以乙品种6号单体植株为________(填“父本”或“母本”)与甲品种杂交，在其后代中选出单体，再连续多代与________杂交，每次均选择抗病且其他性状优良的单体植株，最后使该单体________，在后代中即可挑选出RR型且其他性状优良的新品种。
解析：(1)6号单体植株比正常植株缺少一条6号染色体，故6号单体植株的变异类型为染色体数目变异，该植株的形成是因为亲代中的一方在减数分裂过程中6号染色体的同源染色体或姐妹染色单体未正常分离。(2)某种农作物(2n＝42)，则单体植株为2n－1＝41条染色体，故6号单体植株在减数第一次分裂时能形成20个四分体。如果该植株能够产生数目相等的n型和n－1型配子，则自交后代(受精卵)的染色体组成类型及比例为正常二倍体(2n)∶单体(2n－1)∶缺体(2n－2)＝1∶2∶1。(3)①据表格数据可知，单体♀在减数分裂时，形成的n－1型配子多于n型配子，这是因为6号染色体往往在减数第一次分裂过程中因无法联会(无法形成四分体)而丢失。②据表格数据可知，n－1型配子对外界环境敏感，尤其是其中的雄配子育性很低。(4)根据(3)中的②可知，n－1型雄配子育性很低，则以乙品种6号单体植株为母本与甲品种杂交，在其后代中选出单体，再连续多代与乙品种6号单体杂交，每次均选择抗病且其他性状优良的单体植株，最后使该单体自交，在后代中即可挑选出RR型且其他性状优良的新品种。
答案：(1)染色体变异(染色体数目变异)　6号染色体的同源染色体或姐妹染色单体　(2)20　正常二倍体(2n)∶单体(2n－1)∶缺体(2n－2)＝1∶2∶1　(3)①多于　联会(无法形成四分体)　②雄　(4)母本　乙品种6号单体　自交
15．用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6 h，能够诱导细胞内染色体加倍。那么，用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖(2N＝16条)时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢？请对这个问题进行实验探究。
(1)针对以上问题，你作出的假设是__________________________________。
你提出此假设的依据是____________________________________________。
(2)低温处理植物材料时，通常需要较长时间才能产生低温效应，根据这个提示将你设计的实验组合以表格的形式列出来。
(3)按照你的设计思路，以________________________________作为鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的依据。为此，你要进行的具体操作是：
第一步：剪取根尖0.5～1 cm。
第二步：按照________→________→________的操作顺序对根尖进行处理。
第三步：将洋葱根尖制成临时装片，在显微镜下用一个分裂期的细胞观察染色体加倍的动态变化过程。
根据该同学的实验设计回答：
该同学设计的实验步骤有一处明显的错误，请指出错误所在，并加以改正。
________________________________________________________________________。
(4)解离所用的试剂是____________________________，其作用是_____________。
(5)显微镜下观察到的细胞中染色体数可能为________________。
解析：(1)探究实验中，假设是由探究的问题决定的，该实验探究的问题是低温是否也能诱导细胞内染色体加倍，由此得出该探究实验的假设。根据低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成)，推断低温状态下细胞不能正常进行有丝分裂，所以提出“低温能诱导细胞内染色体加倍”的假设。(2)设计表格时要注意题干中的要求是测量低温效应的时间，分别设置温度梯度和时间梯度两个实验变量。考虑到一般植物细胞周期的时间单位为h，因此表格内培养时间应以h为单位。(3)通过观察细胞内染色体的数目并和不经过低温处理的正常根尖细胞内染色体数目进行比较，从而得出实验结论。制作装片的步骤是：解离→漂洗→染色→制片。由于在解离时已经杀死根尖细胞，所以不会再观察到染色体加倍的动态变化。(4)解离液是用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1∶1混合而成的，解离液可让细胞相互分离，并使细胞的原生质凝固不发生变化，固定细胞的分裂相，以尽可能保持原来的结构供观察。(5)由于大部分细胞没有发生染色体加倍，其染色体数目仍为2N＝16条，部分细胞进行正常的有丝分裂，并处于后期，其染色体数目加倍，为4N＝32条，还有个别加倍后的细胞，进行有丝分裂，并处于后期，其细胞内染色体数目为8N＝64条。
答案：(1)用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖，能够诱导细胞内染色体加倍　低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成)，使细胞不能正常进行有丝分裂
(2)
培养时间
培养温度　　　　　
5 h
10 h
15 h
20 h
常温




4 ℃




0 ℃




注：设计的表格要达到两个要求：①至少做两个温度的对照；②间隔相等的培养时间进行取样。
(3)在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体的数目　解离　漂洗　染色　细胞已被杀死，在第三步中不会再观察到染色体加倍的动态变化
(4)质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1∶1混合液　使细胞相互分离并固定细胞的分裂相，以尽可能保持原来的结构供观察
(5)16、32、64(加倍后的细胞有丝分裂后期)
第三讲生物的进化
知识体系——定内容
核心素养——定能力

生命观念
通过现代生物进化理论等知识，理解生命的延续和发展，认识生物界及生物多样性，形成生物进化的观点，树立正确的自然观
理性思维
通过物种形成、种群的基因与基因型频率的计算，培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力
社会责任
通过由于人类大量服用抗生素导致抗药性病菌增多的现象，引导人们高度关注不正确使用抗生素带来的危害，关注人体健康

[基础知识·系统化]
知识点一　现代生物进化理论的由来
1．拉马克的进化学说
用进废退和获得性遗传是生物不断进化的原因，生物是由低等到高等逐渐进化的。
2．达尔文的自然选择学说

知识点二　现代生物进化理论

知识点三　共同进化与生物多样性的形成
1．共同进化
(1)概念：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
(2)原因：生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
2．生物多样性
所含内容
基因多样性、物种多样性、生态系统多样性
形成原因
共同进化
进化证据
主要是化石
[基本技能·问题化]
1．判断下列说法的正误
(1)生物进化的基本单位是群落(×)
(2)生物进化的方向与基因突变的方向一致(×)
(3)生物进化过程的实质在于有利变异的保存(×)
(4)突变可以改变生物进化的方向(×)
(5)共同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的(×)
(6)自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率(√)
2．基因突变频率很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，但为何它仍可“为生物进化提供原材料”？
提示：对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。
3．(2018·豫南八校联考)下列关于生物进化的相关叙述，正确的是(　　)
A．生物进化时，种群的基因频率发生改变而种群的基因库可不发生改变
B．自然选择对同种生物不同种群基因频率的改变，所起的作用可能不同
C．若某性状有三种表现型，则控制该相对性状的各等位基因频率之和大于1
D．同一物种的不同种群往往都会向着适应环境的方向发展进化，即共同进化
解析：选B　生物进化过程中，由于自然选择，种群的基因种类和数量都会改变，种群基因库也必然会发生变化；同一物种的不同种群由于所处环境不同，对种群基因频率改变所起的作用可能不同；一个性状不论有几种表现型，控制该相对性状的等位基因或复等位基因频率之和均为1；共同进化是指生物与环境、不同物种之间在相互影响中不断进化和发展，同一物种的不同种群向着适应环境的方向发展进化，不属于共同进化。
4．根据现代生物进化理论，下列关于共同进化的叙述，错误的是(　　)
A．不同物种之间、生物与环境之间都能共同进化从而导致生物多样性
B．在自然选择过程中，黑色桦尺蠖与灰色桦尺蠖之间表现为共同进化
C．非洲野牛与狮子之间可通过种间竞争、捕食等实现共同进化
D．4亿年前光合生物产生了氧气，而氧气也为生物登陆创造了有利条件，属于生物与环境之间共同进化
解析：选B　生物与生物之间、生物与环境之间都可以相互影响、相互作用，共同进化，从而导致生物多样性的形成；黑色桦尺蠖与灰色桦尺蠖之间的比例变化表现出桦尺蠖与环境之间的共同进化，而黑色桦尺蠖与灰色桦尺蠖之间并未表现出共同进化；非洲野牛与狮子之间可通过竞争水资源、狮子捕食野牛等实现二者的共同进化；光合生物产生的氧气改变了大气环境，也为生物登陆创造了有利条件，是典型的生物与环境之间相互影响、共同进化的实例。
5．(2018·郑州模拟)关于生物进化与生物多样性的形成，错误的说法是(　　)
A．生物多样性的形成经历了漫长的进化历程
B．消费者的出现不影响生产者的进化
C．生物多样性的形成是共同进化的结果
D．生物的进化与无机环境的变化是相互影响的
解析：选B　长期进化导致生物多样性的形成。消费者的出现，一方面使生态系统具有更复杂的结构，另一方面对植物的进化产生重要的影响，如消费者对具有某些性状的某种生产者的捕食可改变该种群的基因频率，进而使该种群朝着一定的方向进化。生物多样性的形成是共同进化的结果。生物的进化与无机环境的变化是相互影响的。

考点一现代生物进化理论的主要内容

现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较
项目
达尔文自然选择学说
现代生物进化理论
基本观点
①遗传变异是自然选择的内因；②过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争；③变异一般是不定向的，定向的自然选择决定着生物进化的方向；④生存斗争是自然选择的过程，是生物进化的动力；⑤适者生存是自然选择的结果；⑥自然选择过程是一个长期、缓慢、连续的过程
①种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变；②突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节；③突变和基因重组提供了生物进化的原材料；④自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向；⑤隔离是新物种形成的必要条件
不同点
没有阐明遗传变异的本质以及自然选择的作用机理，着重研究生物个体进化
从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理，强调群体进化，认为种群是生物进化的基本单位
共同点
都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性
[对点落实]
1．下列有关现代生物进化理论的叙述，正确的是(　　)
A．物种是生物进化的基本单位
B．二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交所得的三倍体西瓜是一个新物种
C．突变和基因重组决定生物进化的方向
D．隔离是物种形成的必要条件，其实质是基因不能自由交流
解析：选D　现代生物进化理论认为种群是生物进化的基本单位；三倍体西瓜不能通过有性生殖产生可育后代，不是一个新物种；现代生物进化理论认为自然选择决定生物进化的方向。
2．(2018·湖南十三校联考)下列关于自然选择学说和现代生物进化理论及其内容的叙述，错误的是(　　)
A．自然选择学说解释了生物的多样性和适应性
B．隔离是形成新物种的必要条件，也是生物进化的必要条件
C．有性生殖的出现实现了基因的重组，从而加快了生物进化的速度
D．物种形成的三个基本环节是突变和基因重组、自然选择、隔离
解析：选B　隔离是新物种形成的必要条件，但不是生物进化的必要条件。生物进化的标志是种群基因频率的改变，生物发生进化但不一定会出现生殖隔离。

1．物种形成的三个环节
突变和基因重组、自然选择、隔离三者关系如图所示：

2．“图解法”把握物种形成的三大模式

3．“列表法”比较物种形成与生物进化的不同
项目
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
基因频率改变
变化后生物与原生物的关系
出现生殖隔离，属于不同物种，是质变
基因频率改变，属于同一物种，是量变
二者联系
①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种
②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化
4．必明的两个“不等于”
(1)突变≠基因突变
基因突变是DNA分子发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变。“突变”不是基因突变的简称，而是包括“基因突变”和“染色体变异”。
(2)隔离≠生殖隔离
隔离包括地理隔离和生殖隔离，隔离导致物种的形成：
①只有地理隔离而没形成生殖隔离，可能产生亚种，但没有产生新物种。
②生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。
③生殖隔离有三种情况：不能杂交；杂交后代不活；杂交后代活而不育。
[对点落实]
3．(2018·天水一模)如图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分析正确的是(　　)

A．a表示基因突变和基因重组，是生物进化的原材料
B．b表示生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志
C．c表示新物种形成，新物种与生活环境共同进化
D．d表示地理隔离，是新物种形成的必要条件
解析：选C　a表示突变和基因重组，突变包括基因突变和染色体变异；b表示生殖隔离，新物种形成的标志是生殖隔离，生物进化的标志是种群基因频率的改变；d表示地理隔离，新物种的形成不一定需要地理隔离。
4．如图表示蒙古冰草和沙生冰草两个物种形成的机制。下列相关叙述正确的是(　　)

A．种群1内部个体间形态和大小方面的差异体现的是物种多样性
B．蒙古冰草和沙生冰草为两个物种的标志是二者之间存在生殖隔离
C．a是地理隔离，自然选择的直接对象是种群中不同的等位基因
D．蒙古冰草和沙生冰草一直利用相同的生物和非生物资源
解析：选B　一个种群中不同个体表现型的差异体现了生物多样性层次中的基因多样性。蒙古冰草和沙生冰草为两个物种的标志是二者之间产生生殖隔离。a是地理隔离，自然选择的直接对象是生物的表现型。蒙古冰草和沙生冰草生活的区域环境不同，所以利用的生物和非生物资源可能不同。
[类题通法]　判断生物进化与物种形成的方法
(1)从形成标志方面分析：
①如果生物之间出现了生殖隔离，则说明形成了新物种。
②如果只是种群基因频率改变，则只能说明生物一定发生了进化。
(2)从二者联系方面分析：
①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离后才能形成新物种。
②生物进化不一定产生新物种，新物种产生一定发生了生物进化。

抗药性又称耐药性，抗药性是物竞天择的结果，由于大量使用抗生素，具有抗药性的病菌就越来越多，用来有效对抗病菌的抗生素的种类愈来愈少，虽然新药在研发，但细菌发展抗药性的速度却不下于人们发明新药的速度。所以有人悲观地预期“后抗生素时代”——抗生素无效的时代就要来临。
[对点落实]
5．抗青霉素葡萄球菌是一种突变型菌种。将未接触过青霉素的葡萄球菌接种到含青霉素的培养基上，结果有极少数存活下来。存活下来的葡萄球菌在相同培养基中经多代培养后，对青霉素的抗性明显增强。原因是(　　)
A．青霉素使用量的增加提高了葡萄球菌对青霉素的抗性
B．青霉素的选择作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的频率
C．葡萄球菌对青霉素抗性的增强是定向突变的结果
D．葡萄球菌的抗青霉素基因是在使用青霉素后产生的
解析：选B　青霉素只起到选择作用；青霉素的选择作用提高了葡萄球菌抗青霉素基因的频率，淘汰掉了不抗青霉素的个体；突变是不定向的；葡萄球菌抗青霉素基因是在使用青霉素前通过基因突变产生的。
6．如图所示的是施用某种杀虫剂以后，昆虫种群所发生的改变。下列相关叙述错误的是(　　)

A．①类个体被淘汰的原因并不是该杀虫剂未能诱发其产生抗性基因
B．抗性基因的根本来源是可遗传变异，②③类个体的抗性基因一定来源于遗传
C．若连续使用该杀虫剂，抗该杀虫剂的基因频率会越来越趋近1
D．杀虫剂直接选择的对象是昆虫的抗药性或不抗药性的表现型
解析：选B　观察题图可知，②类个体是在施用杀虫剂之前，已经发生基因突变产生抗性基因的个体，②③类个体的抗性基因可能来源于原种群中含抗性基因的个体，杀虫剂在此只起选择作用，①类个体被淘汰的原因是其本身不含抗性基因；若连续使用该杀虫剂，不含抗性基因的个体被淘汰，而含抗性基因的个体所占比例越来越高，故抗杀虫剂的基因频率会越来越趋近1；施用杀虫剂后，具有抗药性的个体生存下来，不具有抗药性的个体被淘汰，故杀虫剂直接选择的对象是昆虫的抗药性或不抗药性的表现型。
[易错提醒]
1．自然选择的直接对象≠间接对象≠根本对象
自然选择的直接对象是生物的变异性状(表现型)。间接对象是相关的基因型。根本对象是与变异性状相对应的基因。即自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。
2．变异先于环境选择
(1)“突变”不是基因突变的简称，而是包括“基因突变”和“染色体变异”。
(2)变异在环境变化之前已经产生，环境只是起选择作用，不能定向诱发基因突变。
(3)变异是不定向的，而自然选择能定向改变种群基因频率，从而使种群发生定向进化。
考点二种群的基因与基因型频率的计算
类型(一)　已知基因型个体数，求基因频率
1．果蝇长翅(V)和残翅(v)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20 000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%，若再向该种群中引入20 000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，关于纯合长翅果蝇引入后种群的叙述，错误的是(　　)
A．v基因频率降低了50%
B．V基因频率增加了50%
C．杂合果蝇比例降低了50%
D．残翅果蝇比例降低了50%
解析：选B　因该果蝇种群长期保持vv的基因型为4%，由此算出v＝0.2，V＝0.8，进而计算出引入纯种长翅果蝇前，vv有0.04×20 000＝800，Vv有2×0.2×0.8×20 000＝6 400，VV有0.8×0.8×20 000＝12 800。引入后，基因频率v＝(800×2＋6 400)/(40 000×2)＝0.1，V＝1－0.1＝0.9。因Vv、vv的数目不变，而该种群的总数增加一倍，所以Vv、vv的基因型频率降低50%。
[类题通法]　已知各种基因型的个体数，计算基因频率
某基因频率＝×100%
PA＝×100%
Pa＝×100%
(A、a为基因，AA、Aa、aa为三种基因型个体数)
类型(二)　已知基因型频率，求基因频率
2．蜗牛的有条纹(A)对无条纹(a)为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹(AA)个体占55%，无条纹个体占15%，若蜗牛间进行自由交配得到F1，则F1中A基因的频率和Aa基因型的频率分别为(　　)
A．30%,21%　　　　　 B．30%,42%
C．70%,21% D．70%,42%
解析：选D　根据题意可知，Aa个体占30%，蜗牛间进行自由交配时，产生A配子的基因频率＝55%＋30%×1/2＝70%，a配子的基因频率＝15%＋30%×1/2＝30%，自由交配得到F1各基因型的频率比例为AA∶Aa∶aa＝49%∶42%∶9%，统计得到A基因的频率为49%＋42%×1/2＝70%。
[类题通法]　已知基因型频率计算基因频率
设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体数分别为n1、n2、n3，A、a的基因频率分别用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用PAA、PAa、Paa表示，则：
PA＝＝＝PAA＋PAa
Pa＝＝＝Paa＋PAa
由以上公式可以得出下列结论：
某等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋杂合子的频率。
类型(三)　与伴性遗传有关的基因频率计算
3．(2018·南昌模拟)某生物兴趣小组抽样调查的500人中，各种基因型和人数情况如下表所示，则这500人中，Xb的基因频率为(　　)
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
人数
278
14
8
170
30
A．5.2%　　　　　　　　 B．6%
C．7.5% D．20%
解析：选C　b基因的总数＝14＋8×2＋30＝60，(B＋b)基因的总数＝(278＋14＋8)×2＋170＋30＝800。根据种群中某基因频率＝种群中该基因总数/种群中该对等位基因总数×100%，得出Xb的基因频率＝×100%＝×100%＝7.5%。
[类题通法]　伴性遗传中基因频率的计算
p＝×100%
q＝×100%
(p为XA频率，q为Xa频率)
类型(四)　利用遗传平衡公式，求基因型频率
4．(2018·合肥一模)某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，且种群数量足够大、不发生基因突变、自然选择不起作用、没有迁入迁出，则下列分析错误的是(　　)
A．如果种群中个体间随机交配，该种群的子一代中aa的基因型频率为0.25
B．如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率会发生改变
C．如果该种群个体只在相同基因型之间进行交配，其子一代中AA的基因型频率为0.4
D．如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，AA的基因型频率会发生改变
解析：选B　由分析可知，该动物种群中A的基因频率为0.3＋1/2×0.4＝0.5，a的基因频率为1－0.5＝0.5。如果种群中个体间随机交配，该种群的子一代中aa的基因型频率为0.5×0.5，即0.25；由题意知，该种群数量足够大、不发生基因突变、自然选择不起作用、没有迁入迁出，可以认为遵循遗传平衡定律，根据遗传平衡定律可知，该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率不会发生改变；如果该种群只在相同基因型之间进行交配，即发生自交，其子一代中AA的基因型频率为0.3＋0.4×1/4＝0.4；如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，AA的基因型频率会发生改变。
[类题通法]　利用遗传平衡定律计算基因型频率
(1)前提条件：a.种群非常大；b.所有雌雄个体之间自由交配；c.没有迁入和迁出；d.没有自然选择；e.没有基因突变。
(2)计算公式：当等位基因只有两个时(A、a)，设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则：
基因型AA的频率＝p2
基因型Aa的频率＝2pq
基因型aa的频率＝q2
类型(五)　随机交配与自交条件下的基因频率计算
5．某植物种群中，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%。若该种群植物自交，后代中AA、aa基因型个体出现的频率及A、a的基因频率分别为(　　)
A．55%、45%、45%、55%
B．42.5%、32.5%、45%、55%
C．55%、45%、55%、45%
D．42.5%、32.5%、55%、45%
解析：选D　亲代中AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则Aa基因型个体占50%，亲代、子代的基因频率不变，则A的基因频率＝30%＋(1/2)×50%＝55%，a的基因频率为45%；若该种群植物自交，后代中AA基因型个体出现的频率为30%＋(1/4)×50%＝42.5%，aa基因型个体出现的频率为20%＋(1/4)×50%＝32.5%。
6．(2018·南昌一模)在一个随机交配的中等大小的种群中，经调查发现控制某性状的基因型只有两种：AA基因型的频率为20%，Aa基因型的频率为80%，aa基因型(致死型)的频率为0，那么随机交配繁殖一代后，AA基因型的个体占(　　)
A．1/5 B．1/4
C．3/7 D．11/21
解析：选C　由题意可得出，A的基因频率＝60%，a的基因频率＝40%，随机交配，繁殖一代后，AA＝60%×60%＝36%，Aa＝2×40%×60%＝48%，aa个体致死，因此AA基因型的个体占36%/(36%＋48%)＝3/7。
[类题通法]　自交和自由交配时基因型频率变化规律
(1)自交：种群个体自交时，纯合子增多，杂合子减少，基因型频率发生改变。自交过程不改变基因频率。
(2)自由交配：在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。如果一个种群没有处于遗传平衡状态，自由交配不改变基因频率，但改变基因型频率。

[真题集训——验能力]
1．(2017·江苏高考)下列关于生物进化的叙述，错误的是(　　)
A．某物种仅存一个种群，该种群中每个个体均含有这个物种的全部基因
B．虽然亚洲与澳洲之间存在地理隔离，但两洲人之间并没有生殖隔离
C．无论是自然选择还是人工选择作用，都能使种群基因频率发生定向改变
D．古老地层中都是简单生物的化石，而新近地层中含有复杂生物的化石
解析：选A　种群中所有个体所含有的基因才是这个物种的全部基因；各大洲人之间并没有生殖隔离；无论是自然选择还是人工选择作用，都可使种群基因频率发生定向改变；生物进化的过程由简单到复杂，在没有受到破坏的情况下，越古老的地层中的化石所代表的生物结构越简单，在距今越近的地层中，挖掘出的化石所代表的生物结构越复杂。
2．(2017·海南高考)遗传学上的平衡种群是指在理想状态下，基因频率和基因型频率都不再改变的大种群。某哺乳动物的平衡种群中，栗色毛和黑色毛由常染色体上的1对等位基因控制。下列叙述正确的是(　　)
A．多对黑色个体交配，每对的子代均为黑色，则说明黑色为显性
B．观察该种群，若新生的栗色个体多于黑色个体，则说明栗色为显性
C．若该种群栗色与黑色个体的数目相等，则说明显隐性基因频率不等
D．选择1对栗色个体交配，若子代全部表现为栗色，则说明栗色为隐性
解析：选C　多对黑色个体交配，每对的子代均为黑色，不能判断黑色为显性或隐性。新生的栗色个体多于黑色个体，不能说明显隐性。显隐性基因频率相等，则显性个体数量大于隐性个体数量，故若该种群栗色与黑色个体的数目相等，则说明隐性基因频率大于显性基因频率。1对栗色个体交配，若子代全部表现为栗色，栗色可能为显性也可能为隐性。
3．(2016·北京高考)豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为F区和T区。20世纪90年代初，F区豹种群仅剩25只，且出现诸多疾病。为避免该豹种群消亡，由T区引入8只成年雌豹。经过十年，F区豹种群增至百余只，在此期间F区的(　　)
A．豹种群遗传(基因)多样性增加
B．豹后代的性别比例明显改变
C．物种丰(富)度出现大幅度下降
D．豹种群的致病基因频率不变
解析：选A　由题干信息可知，为避免F区豹种群消亡，从T区引入8只成年雌豹后，F区豹种群数量增加，豹种群遗传(基因)多样性也会增加；由T区引入8只成年雌豹，经过十年，F区豹种群增至百余只，由于F区环境没有发生明显变化，故后代雌雄比例不会发生明显改变；F区引入雌豹后，十年内豹种群增加，说明豹的数量未超过环境容纳量，物种丰(富)度不会出现大幅度下降；十年间在环境的选择作用下，随物种的进化，种群的致病基因频率会发生定向改变。
4．(2016·江苏高考)下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是(　　)

A．杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
B．基因pen的自然突变是定向的
C．基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料
D．野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离
解析：选C　抗药靶位点使杀虫剂不能与靶位点结合；基因突变是不定向的；基因突变能为生物进化提供原材料；野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间只是基因型不同，仍属于同种生物，不存在生殖隔离。
5．(2015·安徽高考)现有两个非常大的某昆虫种群，个体间随机交配，没有迁入和迁出，无突变，自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%，a基因频率为20%；种群2的A基因频率为60%，a基因频率为40%。假设这两个种群大小相等，地理隔离不再存在，两个种群完全合并为一个可随机交配的种群，则下一代中Aa的基因型频率是(　　)
A．75%　　　　　　　　 B．50%
C．42% D．21%
解析：选C　A、a基因频率已知，据此可推导出各种群的基因型频率。种群1中各个基因型的频率分别为：AA＝64%，Aa＝32%，aa＝4%；种群2中各个基因型的频率分别为：AA＝36%，Aa＝48%，aa＝16%，则混合后的大种群中各个基因型的频率变为：AA＝50%，Aa＝40%，aa＝10%；混合后的A基因频率＝50%＋40%×＝70%，a基因频率＝1－70%＝30%，根据遗传平衡定律，随机交配后子代中Aa的基因型频率为：2×70%×30%＝42%。
6.(2014·广东高考)某种兰花有细长的花矩(如图)，花矩顶端贮存着花蜜，这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。下列叙述正确的是(　　)
A．蛾口器的特征决定兰花花矩变异的方向
B．花矩变长是兰花新种形成的必要条件
C．口器与花矩的相互适应是共同进化的结果
D．蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长
解析：选C　变异是不定向的；新物种形成的必要条件是隔离；两种生物之间的种间互助是共同进化的结果；蛾的口器变长是花矩变长对其进行自然选择的结果。
[课下检测——查缺漏]
一、选择题
1．下列有关种群和物种的叙述，正确的是(　　)
A．同一种群个体间可以相互交配产生后代，同一物种的个体间也能相互交配产生后代
B．种群是生物进化的基本单位，物种是生物繁殖的基本单位
C．种群的基因频率总是在不断地变化发展，物种的基因频率往往保持不变
D．物种基因库的基因一般不如种群基因库的基因丰富
解析：选A　同一种群内的个体都是同一物种，可以相互交配产生后代；物种是指能够在自然状态下相互交配并产生可育后代的一群生物；种群是生物进化和繁殖的基本单位；种群的基因频率不是一成不变，物种的基因频率也是不断变化的；物种基因库是同一物种的各个种群基因的总和，种群基因库是指该种群中全部个体所含有的全部基因，前者比后者更丰富。
2．根据现代生物进化理论判断，下列说法正确的是(　　)
A．在自然选择过程中，种群基因频率的定向改变表现为共同进化
B．超级细菌感染病例的出现，是因为抗生素的滥用促使细菌发生基因突变
C．持续选择条件下，决定某不良性状的基因频率将逐渐减小
D．隔离与新物种形成是达尔文自然选择学说的主要内容
解析：选C　种群基因频率的定向改变是种群的进化，并不是共同进化；基因突变是自发的，与使用抗生素无关；持续选择条件下，决定某不良性状的基因频率将逐渐减小；隔离与新物种形成是现代生物进化理论的主要内容之一。
3．(2018·衡水检测)下列有关基因频率、基因型频率与生物进化的叙述，正确的是(　　)
A．因色盲患者中男性数量多于女性，所以男性群体中色盲基因频率大于女性群体
B．一个种群中，控制一对相对性状的基因型频率改变说明物种在进化
C．基因型为Aa的个体逐代自交，后代所形成的种群中，A的基因频率大于a的基因频率
D．可遗传变异为进化提供原材料，突变是生物发生进化的重要原因之一
解析：选D　基因频率是针对种群而言的，男性群体和女性群体都不是一个种群，两者无法比较基因频率的大小；生物进化的实质是基因频率的变化而非基因型频率的变化；Aa个体逐代自交的过程中A、a传递给子代的概率相同，因此后代所形成的种群中A和a基因频率相等；可遗传变异包括突变和基因重组，为生物进化提供原材料，生物通过突变产生大量的可遗传变异，使种群的基因频率发生改变，生物发生进化。
4．为控制野兔种群数量，澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。引入初期强毒性病毒比例最高，兔被强毒性病毒感染后很快死亡，致兔种群数量大幅下降。兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。几年后中毒性病毒比例最高，兔种群数量维持在低水平。由此无法推断出(　　)
A．病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用
B．毒性过强不利于维持病毒与兔的寄生关系
C．中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降所致
D．蚊子在兔和病毒之间的共同进化过程中发挥了作用
解析：选C　在生存斗争中，病毒与兔之间相互选择，感染病毒后，抗性较强的兔被保留下来，抗性较差的个体死亡；病毒必须寄生在寄主细胞内，兔感染强毒性病毒后会很快死亡，强毒性病毒失去寄主，寄生关系难以维持；兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间，使中毒性病毒的存活时间长，繁殖代数多，导致中毒性病毒比例升高；蚊子能传播兔病毒，在兔和病毒之间的共同进化过程中发挥重要作用。
5．DNA分析表明，白头叶猴和金头叶猴都是从黑叶猴进化而来的，它们分别是距今46万～26万年前和50万～25万年前从黑叶猴分离出来。以下相关叙述错误的是(　　)
A．白头叶猴和金头叶猴成为不同物种的标志是彼此之间产生了生殖隔离
B．自然选择使黑叶猴不同种群的基因频率朝不同方向变化形成白头叶猴和金头叶猴
C．自然选择的直接作用对象是黑叶猴种群中不同的等位基因
D．从一个物种发展为三个物种意味着自然选择使生物多样性增加
解析：选C　自然选择通过作用于具有不同表现型的个体，即叶猴的肤色，使其种群的基因频率发生定向改变，进而使生物朝着适应环境的方向进化。
6．一对等位基因(F、f)位于常染色体上，经调查，兔群中雌兔基因型频率FF(30%)、Ff(60%)、ff(10%)；雄兔基因型频率FF(20%)、Ff(40%)、ff(40%)。假设随机交配，且后代生活力一致，则子代中(　　)
A．基因型频率改变，该群体发生了进化
B．Ff基因型频率为52%
C．F基因频率雌兔为60%、雄兔为40%
D．雌兔、雄兔的基因型频率不同，进化方向相同
解析：选B　生物进化的实质是种群基因频率的改变，该种群随机交配，且子代生活力一致，则基因频率不发生改变，即该种群没有发生进化。雌兔中F的基因频率为30%＋60%×1/2＝60%，f＝40%，雄兔中F的基因频率为20%＋40%×1/2＝40%，f＝60%，随机交配后，子代的基因频率不变，根据遗传平衡定律，子代中Ff的基因型频率为60%×60%＋40%×40%＝52%。在子代中，F基因频率在雌兔、雄兔中均为50%。
7．(2018·皖南八校联考)考古学家发现，长尾巴恐龙是目前已知体形最大的窃蛋龙，其前肢具有流苏状羽毛，头上有像母鸡一样的冠毛，拥有鸵鸟般细长的双腿，前肢有尖锐的爪子，与鸟类有密切渊源，科学家戏称其为“来自地狱的鸡”。根据现代生物进化理论，下列相关叙述正确的是(　　)
A．窃蛋龙的翅膀由于长期不用而逐渐退化，形成前肢
B．窃蛋龙的基因库与鸟类的基因库存在一定的相似性
C．种群是生物进化的基本单位，不同种类的窃蛋龙应构成一个种群
D．在窃蛋龙进化历程中，基因型频率逐渐发生改变是其进化的实质
解析：选B　“翅膀长期不用而逐渐退化成前肢”是拉马克的用进废退学说，不是现代生物进化理论的内容；“窃蛋龙与鸟类有密切渊源”且该恐龙前肢和尾巴都有羽毛，头顶有鸡冠，所以两者的基因库应存在一定的相似性；不同种类的窃蛋龙不能构成一个种群；生物进化的实质是基因频率的定向改变。
8．下图为抗青霉素细菌的产生过程，表示死亡的个体，a、b表示两个阶段。下列叙述正确的是(　　)

A．a阶段使用青霉素后少部分细菌产生抗药性存活下来
B．b阶段存活细菌的抗药性均比a阶段细菌的抗药性强
C．经过a→b阶段的人工选择导致抗药细菌的比例增大
D．b阶段存活的细菌可能是若干个突变累加在一起的结果
解析：选D　细菌的抗药性在青霉素使用之前就已经存在；b阶段的细菌是a阶段的后代，变异是不定向的，所以b阶段存活细菌的抗药性不一定比a阶段细菌的抗药性强；经过a→b阶段的自然选择(青霉素的选择)导致抗药细菌的比例增大；从a阶段到b阶段，细菌不断繁殖，在繁殖过程中会出现不同的突变，因此b阶段存活的细菌可能是若干个突变累加在一起的结果。
9．为研究番茄的抗冷性，将美国不同纬度和不同种的番茄幼苗培养在相同温室中，然后将所有幼苗经历7天的冷处理(0 ℃)，再转移至温室，培养7天。统计其存活率，结果如图所示，相关叙述不合理的是(　　)

A．生长在高低纬度的番茄之间存在地理隔离
B．高纬度地区的番茄更容易产生抗冷性突变
C．高低纬度番茄之间抗冷性的差异是长期自然选择的结果
D．高低纬度番茄种群之间基因频率有差异
解析：选B　生长在高低纬度的番茄之间由于地理位置的不同而存在地理隔离；变异是不定向的，在实验之前已经出现了抗冷性突变，自然选择使高纬度地区的番茄抗冷性较强，故冷处理后高纬度地区的种子存活率高；高低纬度番茄之间抗冷性的差异是长期自然选择的结果；由于自然选择不同，高低纬度番茄种群之间基因频率有差异。
10．(2018·临沂模拟)甲海岛上的某种鸟部分迁徙到相互隔绝的乙、丙两海岛上，如图为刚迁入时和多年后决定羽毛颜色相关基因的调查结果(B－黑色、B1－黄色、b－灰色)。下列推测正确的是(　　)

A．三个海岛上的这种鸟因长期地理隔离导致生殖隔离
B．鸟类迁入新岛屿后与天敌和无机环境共同进化
C．甲、丙两个岛屿的环境相同决定羽毛颜色朝着相同方向进化
D．乙岛上B1基因的出现是羽毛颜色基因发生定向突变的结果
解析：选B　题中信息不足以判断三个海岛上的鸟之间产生了生殖隔离；鸟类在迁入新岛屿后会与新岛屿上的天敌和无机环境相互适应，共同进化；由图可知，迁徙若干年后，甲岛屿上B的基因频率从34%上升至68%，丙岛屿上B的基因频率从79%下降至68%，可推断这两个岛屿上的环境不同，进化的方向也不同；基因突变具有不定向性，故乙岛屿的环境不可能促进羽毛颜色基因发生定向突变，而只是对其进行了定向选择。
11．科学家在研究某种鸟的进化时发现，在繁殖季节有的雄鸟能够吸引多只雌鸟来到它的领地筑巢，有的雄鸟却“魅力不足”而其领地中鸟巢的数量很少。经观察，研究者认为雄鸟能否吸引雌鸟到它的领地筑巢，与雄鸟尾羽的长短有关。观察结果如图，下列说法错误的是(　　)

A．该种群中控制尾羽长短的全部等位基因称为该种群的基因库
B．突变和基因重组为鸟的种群进化提供原始材料
C．长尾羽的雄鸟更能吸引雌鸟到它的领地筑巢
D．具有生殖隔离的两个物种未必存在地理隔离
解析：选A　一个种群的全部基因构成该种群的基因库；突变和基因重组为鸟的种群进化提供原始材料；长尾羽的雄鸟更能吸引雌鸟到它的领地筑巢；具有生殖隔离的两个物种未必存在地理隔离。
12.研究者对分布在喜马拉雅山东侧不同海拔高度的358种鸣禽进行了研究，绘制了该地区鸣禽物种的演化图表(部分)及其在不同海拔分布情况的示意图(图中数字编号和字母代表不同鸣禽物种的种群)。有关说法错误的是(　　)
A．种群①内部个体间形态和大小方面的差异，体现了遗传多样性
B．在②③④⑤四个物种中，亲缘关系最近的物种是②、③
C．种群X分布区域扩大有利于在⑥⑦原种群之间形成地理隔离
D．不同海拔高度的选择有利于不同种群的基因频率朝相同方向演化
解析：选D　同一种群中不同个体表现型的差异(即种群①内部个体间形态和大小方面的差异)体现了生物多样性层次中的遗传多样性；分析演化图表可知，四个物种中②和③由同一物种形成的时间最晚，两者亲缘关系最近；由于喜马拉雅山地区地形和气候条件复杂，若种群分布区域扩大，则有利于原种群间形成地理隔离，从而使⑥和⑦之间失去交配机会；自然选择决定生物的进化方向，不同海拔高度的选择有利于种群的基因频率朝着不同方向发展进化。
二、非选择题
13．如图是加拉帕戈斯群岛上物种演化的模型，图中上为甲岛，下为乙岛，A、B、C、D为四个物种及其演化关系，请据图回答问题：

(1)由A物种进化为B、C两个物种的内因是________，外因是____________________，进化的实质是____________________。
(2)甲岛上的B物种迁到乙岛后，不与C物种发生基因交流，其原因是________________________________________________________________________。
(3)迁到乙岛的B物种可能会______________________________________。
(4)假设种群中有一对等位基因A、a，A的基因频率为10%，a的基因频率为90%，那么AA、Aa、aa三种基因型的频率分别为______________；若环境的选择作用使a的基因频率逐渐下降，A的基因频率逐渐上升，则后代中基因型为aa的个体的数量变化趋势是__________________。
解析：(1)生物进化的内因是遗传变异；外因是环境不同以及地理隔离；生物进化的实质是种群基因频率的改变。(2)当两个种群不能发生基因交流时，说明二者之间已经形成生殖隔离。(3)因甲、乙两岛的环境条件不同，再加上地理隔离导致生殖隔离，使B物种不能与C物种自由交配，故B会形成新物种。(4)根据题意可知，AA的基因型频率是10%×10%＝1%，Aa的基因型频率是2×90%×10%＝18%，aa的基因型频率是90%×90%＝81%；若环境的选择作用使a的基因频率逐渐下降，A的基因频率逐渐上升，则后代中基因型为aa的个体数量将逐渐减少。
答案：(1)遗传变异　甲、乙两岛环境不同且有地理隔离　种群基因频率的改变　(2)已形成生殖隔离　(3)形成新的物种(答案合理即可)　(4)1%、18%、81%　逐渐减少
14．某昆虫的翅可按长度分为残翅、中翅和长翅，且残翅昆虫不能飞行，翅越长运动能力越强，图1表示某地区该种昆虫的翅长与个体数量的关系，分析并回答下列问题：

(1)该种昆虫翅长差异的根本来源是_____________________________________。
(2)如果有两个较小的此种昆虫的种群迁入了甲、乙两个岛屿，其中甲岛食物匮乏，运动能力强的生物更容易获得食物，乙岛经常有大风浪，飞行的昆虫容易被吹入大海淹死，我们能从这一事实得到的结论是________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)请在图2中画出昆虫在甲岛屿繁殖数代以后翅长与个体数量的柱状图。
(4)若干年后，甲岛屿形成的昆虫种群A与乙岛屿形成的昆虫种群B再次相遇，但它们已不能进行相互交配，说明两种群的________存在很大差异，导致它们之间形成了________，而产生这种差异的原因有：
①__________________________________________________________________；
②_________________________________________________________________。
(5)现有1 000只该种昆虫迁入丙岛屿，其中基因型为AA的个体550只，Aa的个体300只，aa的个体150只，如果不考虑自然选择和基因突变，昆虫个体进行自由交配，且每只昆虫的繁殖能力相同，则繁殖3代以后，该种群中A的基因频率为________，Aa的基因型频率为________。
解析：导致生物性状差异的根本原因是基因突变。突变具有不定向性，突变的利与害是看是否适应当地的环境。最初迁入丙岛时，该昆虫种群中A的基因频率为(550×2＋300)/2 000×100%＝70%，a的基因频率为30%，由于该昆虫个体进行自由交配，且繁殖力相同，第3代以后A的基因频率不发生改变，仍为70%，Aa的基因型频率为2×70%×30%＝42%。
答案：(1)基因突变　(2)基因突变的有害和有利不是绝对的，取决于生物的生存环境　(3)见图

(4)基因库　生殖隔离　A、B两种群发生的可遗传变异不同　A、B两种群存在地理隔离，种群间不能进行基因交流　甲、乙两岛自然选择的作用不同，导致基因频率改变的方向不同(答出任意两点即可)　(5)70%　42%
15．(2018·宿迁一模)回答下列有关生物进化与生物多样性的问题：
随着生命科学技术的不断发展，物种形成、生物多样性发展机制的理论探索也在不断地发展与完善。如图是科学家利用果蝇所做的进化实验，两组实验仅喂养食物不同，其他环境条件一致。

(1)第一期时，甲箱和乙箱中的全部果蝇属于两个________。
(2)经过八代或更长时间之后，甲箱果蝇体色变浅，乙箱果蝇体色变深。再混养时，果蝇的交配择偶出现严重的同体色选择偏好，以此推断，甲、乙品系果蝇之间的差异可能体现的是________多样性，判断的理由是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)经过八代或更长的时间后，两箱中的果蝇体色发生了很大的变化，请用现代综合进化理论解释这一现象出现的原因：两箱分养造成___________________，当两箱中果蝇发生变异后，由于___________不同，导致___________变化，形成两个群体体色的很大差异。
(4)如表是甲、乙两箱中果蝇部分等位基因[A－a、T(T1、T2)－t、E－e]的显性基因频率统计的数据：
世代
甲箱
乙箱
果蝇数
A
T1
E
果蝇数
A
T2
E
第一代
20
100%
0
64%
20
100%
0
65%
第四代
350
89%
15%
64.8%
285
97%
8%
65.5%
第七代
500
67%
52%
65.2%
420
96%
66%
65.8%
第十代
560
61%
89%
65%
430
95%
93%
65%
甲、乙两箱果蝇的基因库较大的是________，频率基本稳定的基因是________，第十代时，甲箱中果蝇的该等位基因杂合子出现的频率是________%。
解析：一定区域内同种生物的所有个体构成种群。长期的地理隔离使种群的基因库出现差异，当两个种群的基因库的变化很大，达到生殖隔离后，原来同种生物就进化成两个不同的物种，增加了物种的多样性。两个种群由于箱子的存在，使它们之间存在地理隔离；同时由于两个种群所处的环境不同，当两个种群的果蝇发生变异后，在环境的选择下朝着适应各自环境的方向进化，基因频率向不同方向积累，表现型也会出现较大差异。从表中信息可知，第十代时甲箱果蝇种群数量大于乙箱，而甲、乙两箱果蝇的基因种类数相等，故甲箱果蝇的基因库较大。
答案：(1)种群
(2)物种　由于交配的同体色偏好，造成两品系果蝇之间发生生殖隔离现象(或遗传　虽然交配选择上有体色偏好，但可能依然不影响两者交配的行为与后代的可育性)
(3)地理隔离而不能进行基因交流　食物的差异与选择　基因频率向不同方向积累
(4)甲　E　45.5
单元综合
(一)　以基因的本质与表达为线索，理清基因、DNA、基因表达及与性状的关系


1．熟记遗传物质探索三大经典实验关键句
(1)格里菲思采用了“活体转化”法证明加热杀死的S型肺炎双球菌中含“某种转化因子”。
(2)艾弗里实验采用“直接分离”法证明只有DNA可实现转化，是遗传物质，其他物质不起转化(遗传物质)作用。
(3)赫尔希和蔡斯实验采用了“同位素标记”法，证明噬菌体的遗传物质是DNA。
2．析图“闪记”DNA复制、转录和翻译过程的关键点
(1)复制：

(2)转录：

(3)翻译：

3．基因表达常考必记的几个关键点
(1)原核生物：转录和翻译可同时进行，发生在细胞质中。
(2)真核生物：先转录，发生在细胞核(主要)中；后翻译，发生在细胞质中。
(3)遗传信息位于DNA上，密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上。
4．中心法则“适用范围”
完善后的中心法则

适用范围
几乎所有活细胞均可进行的过程
②③
分生组织细胞中能进行的过程
①②③
所有细胞生物均不能进行的过程
④⑤
只有逆转录病毒能进行的过程
⑤
只有RNA病毒能进行的过程
④
(二)　以变异、进化为线索，辨明变异类型、变异与进化的关系

1．着眼于四大角度，辨析三种可遗传变异
(1)“互换”问题：
①同源染色体上非姐妹染色单体间互换——基因重组。
②非同源染色体间互换(或单方移接)——染色体结构变异(即“易位”)。
(2)“缺失”或“增添”问题
①发生于“基因内部”的“碱基对”增添或缺失——基因突变产生新基因。
②发生于DNA分子上(或染色体中)“基因”的增添或缺失——染色体变异基因数量改变。
(3)“镜检”问题
①基因突变、基因重组属“分子水平”变异，不能用光学显微镜观察。
②染色体变异属“细胞水平”变异，可用显微镜观察(但需用“分生组织”)。
(4)基因的“质”与“量”问题
①唯一可改变基因结构(即发生质变)的——基因突变。
②既不改变“质”又不改变“量”，仅改变组合方式的——基因重组。
③虽不改变“质”，但可改变“量”或“序”(基因排列顺序)——染色体变异。
2．澄清有关生物进化的几个误区
易错点1　误以为环境的改变会使生物产生适应性的变异
[点拨]　达尔文认为变异是不定向的，但环境对变异的选择是定向的，虽然随着环境的改变，适应环境的变异也会改变，但这个变异是原来就有的，而不是环境改变后产生的。
易错点2　突变≠基因突变
[点拨]　“突变”不是基因突变的简称，而是包括“基因突变”和“染色体变异”。
易错点3　形态、结构一致≠同一物种
[点拨]　形态、结构一致的生物，有可能存在生殖隔离，两个种群的生物形态、结构相同，但繁殖期不同，这两个种群的生物具有生殖隔离，是两个物种。
易错点4　能产生后代≠同一物种
[点拨]　两个个体能够交配产生后代，有可能子代高度不育，如马和驴，虽然能够产生子代，但子代不育，因此马和驴是两个物种。
易错点5　环境起选择作用，而非诱发变异
[点拨]　达尔文认为环境条件对生物变异不是诱导而是选择，生物产生了大量不定向变异后，由环境决定其生存与否，即变异在前，选择在后。
[单元综合检测]
一、选择题
1．(2018·厦门质检)关于格里菲思的肺炎双球菌转化实验，下列叙述正确的是(　　)
A．加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合后，R型细菌全部转化为S型
B．R型细菌能够使加热杀死的S型细菌的蛋白质恢复活性，从而产生毒性
C．该实验证明DNA是细菌的遗传物质，而蛋白质不是
D．该实验说明S型细菌中必定存在某种因子，使R型细菌发生可遗传的转化
解析：选D　加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合后，会使部分R型细菌转化为S型细菌；加热杀死的S型细菌和R型活细菌的遗传物质重组，合成S型细菌的蛋白质，从而产生毒性；格里菲思的肺炎双球菌转化实验只证明S型细菌中必定存在某种因子，使R型细菌发生可遗传的转化。
2．(2018·江淮十校联考)下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，有关叙述正确的是(　　)

A．被标记的噬菌体是直接接种在含有35S的培养基中获得的
B．培养时间过长会影响上清液中放射性物质的含量
C．培养时间过短会影响上清液中放射性物质的含量
D．搅拌不充分会影响上清液中放射性物质的含量
解析：选D　病毒必须寄生在活细胞中，不能用培养基直接培养；培养时间的长短会影响32P标记的实验结果，不影响35S标记的实验结果；搅拌不充分会使噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，使沉淀物中有少量放射性。
3．下列关于“DNA是主要的遗传物质”的叙述，正确的是(　　)
A．细胞核遗传的遗传物质是DNA，细胞质遗传的遗传物质是RNA
B．“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是主要的遗传物质
C．真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA
D．细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物的遗传物质是RNA
解析：选C　细胞核遗传的遗传物质是DNA，细胞质遗传的遗传物质也是DNA；“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是遗传物质；细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物的遗传物质是RNA或DNA。
4．如图所示为双链DNA的平面结构模式图，下列相关叙述正确的是(　　)

A．在双链DNA分子中，每个磷酸基团分别连接两个脱氧核糖
B．沃森和克里克利用构建物理模型的方法，提出DNA呈图示的平面结构
C．含图示碱基对数的DNA片段共有46种，其中不含腺嘌呤的占50%
D．含6个碱基对的DNA片段，结构最稳定时含有18个氢键
解析：选D　每个链状DNA分子含有2个游离的磷酸基团，分别位于DNA分子的两端，连接1个脱氧核糖；沃森和克里克利用构建物理模型的方法，提出了DNA的双螺旋结构；含6个碱基对数的DNA片段共有46种，其中不含有腺嘌呤的有26种，即占1/64；氢键越多的DNA分子的结构越稳定，故含6个碱基对的DNA片段最稳定时含有18个氢键。
5.如图是某生物细胞DNA复制过程的示意图，a、b、c、d是四条脱氧核苷酸链。下列有关叙述正确的是(　　)
A．此图可体现DNA半保留复制
B．a、b、c、d任一条链中A与T、G与C的数量相等
C．若将a、b、c、d彻底水解，产物是脱氧核苷酸和四种碱基
D．若a中(A＋T)/(G＋C)＝p，则d中该比值为1/p
解析：选A　在一条链中A与T，G与C不一定相等，a、b、c、d彻底水解是指将脱氧核苷酸也水解，产物是脱氧核糖、磷酸和四种碱基，DNA分子的一条链中两互补碱基之和的比值与另一条链中的比值相等。
6．(2018·陕西六校联考)某性原细胞(2n＝16)的DNA全部被32P标记，其在含有31P的培养基中进行一次有丝分裂后继续进行减数分裂，下列能正确表示有丝分裂前期(白色柱状图)和减数第一次分裂前期(灰色柱状图)每个细胞中含32P的染色单体和DNA数目的是(　　)

解析：选A　下图表示分裂过程中1条染色体上DNA的标记变化情况，其他染色体标记变化情况与之相同。

该性原细胞在含有31P的培养基中进行有丝分裂时，DNA的半保留复制使每条染色体中含有2个DNA，且DNA双链均为一条含有31P，另一条含有32P，故有丝分裂前期含有32P的染色单体和DNA数目分别为32和32；有丝分裂产生的子细胞中每个DNA双链均为一条含有31P，另一条含有32P，子细胞在含有31P的培养基中继续进行减数分裂，则减数第一次分裂前期每个细胞中含有32P的染色单体和DNA数目分别为16和16。
7．(2018·苏北四市联考)如图表示生物基因的表达过程，下列叙述与该图相符的是(　　)

A．图1可发生在绿藻细胞中，图2可发生在蓝藻细胞中
B．DNA－RNA杂交区域中A应与T配对
C．图1翻译的结果得到了两条多肽链，图2翻译的结果只得到了一条多肽链
D．图2中③的合成需要的酶与图1中的RNA聚合酶完全一样
解析：选C　图1的转录和翻译过程是同时进行的，只能发生在原核生物中，图2是先转录再翻译，应发生在真核生物中，绿藻为真核生物，而蓝藻为原核生物；DNA－RNA杂交区域中A应该与U配对；酶具有专一性，不同种生物需要的聚合酶不同。
8.(2018·淄博模拟)如图表示生物体内遗传信息的传递和表达的过程。下列有关叙述错误的是(　　)
A．①②过程均可发生在同一细胞的细胞核内
B．②③过程均可在线粒体、叶绿体中进行
C．④⑤过程均可发生在某些病毒体内
D．①②③④⑤⑥均遵循碱基互补配对原则
解析：选C　DNA复制和转录过程均可发生在同一细胞的细胞核内；转录和翻译过程均可在线粒体、叶绿体中进行；病毒营寄生生活，逆转录过程或RNA复制过程发生在宿主细胞内；中心法则中几个过程均遵循碱基互补配对原则。
9．正常果蝇(二倍体)体细胞中含8条染色体。一只雌蝇的一个卵原细胞中X染色体、Ⅱ号染色体发生如图所示变异。下列分析错误的是(　　)

A．图示变异属于染色体数目变异
B．图示变异属于染色体结构变异
C．该卵原细胞可能产生正常卵细胞
D．该卵原细胞形成的初级卵母细胞中含有6个DNA分子
解析：选D　图中显示一条X染色体移接到一条Ⅱ号染色体上，属于染色体结构变异，变异后染色体数目减少一条，属于染色体数目变异；该卵原细胞减数分裂时，新染色体同时与X染色体、Ⅱ号染色体联会，若后期X染色体、Ⅱ号染色体进入次级卵母细胞则能够产生正常卵细胞；该卵原细胞形成的初级卵母细胞中含有14个DNA分子。
10．在细胞分裂过程中出现了图甲～丁4种变异，图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是(　　)

A．图甲～丁都发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性
B．图甲、乙、丁中的变异类型都可以用显微镜观察检验
C．图甲、乙、丁中的变异只会出现在有丝分裂过程中
D．图乙、丙中的变异只会出现在减数分裂过程中
解析：选B　图甲属于倒位，图乙一对姐妹染色单体移向细胞同一极，属于染色体数目变异，图丙表示一对同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，属于基因重组，图丁表示两条非同源染色体之间发生交换，属于易位。图甲、乙、丁中的变化可出现在有丝分裂和减数分裂过程中，染色体变异可用显微镜观察。
11．普通水稻是二倍体，有的植株对除草剂敏感，有的植株对除草剂不敏感，为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种培育方法，过程如图，下列说法错误的是(　　)

A．花药离体培养的理论依据是细胞的全能性
B．用秋水仙素处理绿色幼苗，可以获得纯合子
C．用γ射线照射单倍体幼苗，诱发的基因突变是定向的
D．用除草剂喷洒单倍体幼苗，保持绿色的部分具有抗该除草剂的能力
解析：选C　花药离体培养属于植物组织培养的范畴，该技术运用的原理是细胞的全能性；水稻是二倍体，花药离体培养得到的单倍体只有一个染色体组，因此用秋水仙素处理绿色幼苗，可以获得纯合子；基因突变是不定向的；抗除草剂的水稻正常生长，保持绿色，不抗除草剂的水稻叶片变黄，故用除草剂喷洒单倍体幼苗，保持绿色的部分具有抗该除草剂的能力。
12．龙门山洞穴沟虾是一种新物种，它与我们常见的虾外形差异很大，没有扇形的尾巴和长长的触角，身体里没有色素，几乎透明，甚至连眼睛也没有，看起来宛如科幻电影里的外星生物。下列相关说法正确的是(　　)
A．龙门山洞穴沟虾的眼睛退化是自然选择直接作用于基因导致的
B．龙门山洞穴沟虾与常见虾交配能产生可育后代
C．一个龙门山洞穴沟虾中所含有的全部基因就是该物种种群的基因库
D．龙门山洞穴沟虾与其生活的无机环境之间会在相互影响中共同进化
解析：选D　自然选择直接作用的是生物的个体(表现型)，而不是基因。龙门山洞穴沟虾是一种新物种，说明其与常见虾之间存在生殖隔离，故它们不能交配或交配不能产生可育后代。一个种群中全部个体所含有的全部基因为该种群的基因库。不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，就是共同进化。
二、非选择题
13．请利用所给的含有大肠杆菌生长所需各种营养成分的培养基(分别含32P标记的核苷酸和35S标记的氨基酸)、大肠杆菌菌液、T2噬菌体进行实验，证明DNA是遗传物质。实验过程如下：
步骤一：分别取等量含32P标记的核苷酸和含35S标记的氨基酸的培养基装入两个相同培养皿中，并分别编号为甲、乙；
步骤二：在两个培养皿中接入________________，在适宜条件下培养一段时间；
步骤三：放入________，培养一段时间，分别获得______和________标记的噬菌体；
步骤四：用上述噬菌体分别侵染_____________大肠杆菌，经短时间保温后，用搅拌器搅拌、放入离心管内离心；
步骤五：检测放射性同位素存在的主要位置。
预测实验结果：

(1)在甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌、离心后结果如________图。
(2)在乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌、离心后结果如________图。
解析：本实验首先应关注的是T2噬菌体为DNA病毒，营专性寄生，不能直接在培养皿中培养，所以需先将大肠杆菌放入含放射性的培养基中培养，然后再通过噬菌体侵染含放射性的大肠杆菌，而使噬菌体被放射性元素标记。由题干可知，甲培养皿中含有32P标记的核苷酸，乙培养皿中含有35S标记的氨基酸。因而通过上述过程，甲、乙培养皿中得到的噬菌体分别含有32P、35S。用上述噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，然后搅拌、离心，依据噬菌体在侵染过程中只有DNA进入，而蛋白质外壳不能进入的特点，甲培养皿中含32P的噬菌体使大肠杆菌含放射性，实验结果应为B图；乙培养皿中含35S的噬菌体的放射性仅留在大肠杆菌外的蛋白质外壳上，实验结果应为A图。
答案：等量的大肠杆菌菌液　T2噬菌体　32P　35S　未被标记的　(1)B　(2)A
14．下图①～③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程。回答有关问题：

(1)①过程发生的时期是___________。可发生在细胞核中的过程有________(填序号)。
(2)若②过程的α链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54%，α链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占30%、20%，则与α链对应的DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为________。
(3)③过程中Y是某种tRNA，它是由________(填“三个”或“多个”)核糖核苷酸组成的，其中CAA称为________，一种Y可以转运________种氨基酸。若合成该蛋白质的基因含有600个碱基对，则该蛋白质最多由________个氨基酸组成。
(4)人体内成熟红细胞、胚胎干细胞、效应T细胞中，能同时发生上述三个过程的细胞是________________。
(5)假若转录形成α链的基因中有一个碱基对发生了替换，导致该基因编码的肽链中氨基酸数目减少，其原因可能是基因中碱基对的替换导致_______________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)图①过程表示人体细胞中的DNA分子复制，发生时期为有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。图②表示转录过程，图③表示翻译过程，可发生在细胞核中的过程有①、②。(2)α链中G＋U＝54%，G＝30%，则U＝24%，即α链的模板链对应区段中A＝24%。同时可推得其模板链对应区段中A＋C＝54%，又知模板链对应区段中G＝20%，则T＝1－54%－20%＝26%，即DNA的另一链对应区段中A＝26%，则整个DNA区段中A＝(24%＋26%)/2＝25%。(3)tRNA由多个核糖核苷酸组成，其中CAA称为反密码子，一种Y只能转运一种特定的氨基酸。由于mRNA上三个相邻的碱基编码一个氨基酸，则该蛋白质需要最多的氨基酸数为600/3＝200个。(4)人体内成熟红细胞无细胞核，①、②、③过程均不可进行，效应T细胞为高度分化细胞，不可进行①过程，胚胎干细胞为能够增殖的细胞，可同时发生上述三个过程。(5)若转录形成α链的基因中有一个碱基发生了替换，可能会使对应的mRNA中三个相邻的碱基变为一个终止密码，进而导致翻译终止，最终使肽链中氨基酸数目减少。
答案：(1)有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期　①②　(2)25%　(3)多个　反密码子　1　200　(4)胚胎干细胞　(5)终止密码子提前出现，翻译提前终止
15．下图表示由甲、乙两种植物逐步培育出戊植株的过程，请据图回答：

(1)通过Ⅰ过程培育出丙种植物，可将甲、乙两种植物杂交得到基因型为________的植株，并在________期用________________(化学物质)处理，从而获得基因型为bbDD的丙种植物。
(2)将丙种植物经Ⅱ过程培育成丁植株，发生的变异属于________________；将丁植株经Ⅲ过程培育成戊植株的过程，在育种上称为______________________。
(3)若B基因控制着植株的高产，D基因决定着植株的抗病性。如何利用戊植株(该植株为两性花)，采用简便的方法培育出高产抗病的新品种(不考虑同源染色体的交叉互换)？请画图作答并作简要说明。
(4)通过图中所示育种过程，________(填“能”或“否”)增加物种的多样性。
解析：(1)分析图示并结合题意可知过程Ⅰ为甲(bb)、乙(DD)两种植物杂交得到基因型为bD的植株，然后在幼苗期用秋水仙素处理，使其细胞中的染色体数加倍，从而获得基因型为bbDD的丙种植物。(2)由图可知：由丙种植物经Ⅱ过程培育成丁植株的过程中，b和D基因所在的两条非同源染色体发生了易位，所以该变异属于染色体结构的变异(染色体易位)。将丁植株经过Ⅲ过程培育成戊植株的过程中发生了基因突变，该育种方法为诱变育种。(3)利用戊植株(该植株为两性花)培育出高产抗病的新品种，所采用的简便育种方案是让戊植株自交，其遗传图解及简要说明见答案。(4)通过图中所示育种过程培育出的丙种植物，与亲本甲种植物和乙种植物都存在生殖隔离，是一个新物种，所以能增加物种的多样性。
答案：(1)bD　幼苗　秋水仙素
(2)染色体结构的变异(染色体易位)　诱变育种
(3)如图所示

从子代中选出高产抗病的植株，不断自交选育，直到不再发生性状分离为止，即可培育出基因型为BBDD的高产抗病的新品种
(4)能