2008高考生物遗传的基本规律专题复习

2008高考生物遗传的基本规律专题复习

‎2008高考生物《遗传的基本规律》专题复习 ‎ 基因的分离定律 ‎《遗传的基本规律》包括 ‎ 基因的自由组合定律 ‎ 性别决定和伴性遗传 ‎ 细胞质遗传 本专题将从知识整理和遗传分析两方面帮助大家进行复习。‎ ‎1．知识整理 本专题的核心和关键是要抓住基因在减数分裂过程中的行为和变化进行分析。因为这4类遗传的共同点都是：通过减数分裂产生配子，最终体现生物的性状。‎ ‎1．1一对等位基因（Yy）形成配子的情况——基因的分离定律 从图示可以看出，就一对等位基因来说，杂合子F1（Yy）通过减数分裂产生数量相等的两种配子： Y和y。进一步可推测，如果F1自交，后代会出现3种基因型和2种表现型，其比值分别为1∶2∶1和3∶1；如果F1测交，后代会出现两种基因型和两种表现型，其比值均为1∶1。‎ ‎1．2两对等位基因（YyRr）位于两对同源染色体上产生配子的情况——基因的自由组合定律 第一种情况：‎ 第二种情况：‎ 从图示可以看出，两对等位基因（YyRr）位于两对同源染色体上产生配子的情况是：如果是一个原始生殖细胞进行减数分裂，就只能走其中的一条途径，形成数量相等的两种配子：YR、yr或Yr、yR；如果是无数个原始生殖细胞进行减数分裂，有的细胞走第一条途径，有的细胞走第二条途径，这两种情况的可能性是相等的，所以，总的结果就会是产生数量相等的4种配子：YR、Yr、yR 、yr，这就决定了F1（YyRr）自交，后代有9种基因型，4种表现型，表现型之比为9∶3∶3∶1；也决定了F1（YyRr）测交，后代有4种基因型和4种表现型，其比值为1∶1∶1∶1。‎ ‎1．3两对等位基因（AaBb）位于一对同源染色体上产生配子的情况——基因的连锁和互换定律（考纲中对这一定律不作要求，这里列出的目的是帮助大家加深对教材中关于“染色体的交叉互换”的理解）‎ ‎ 从图示可以看出，两对等位基因（AaBb）位于一对同源染色体上产生配子的情况是：如果在四分体时期没有发生交叉互换，同一条染色体上的基因是连锁在一起遗传的，只能产生数量相等的两种配子（如上左图所示）；如果在四分体时期发生了交叉互换，一对同源染色体的非姐妹染色单体之间交换了部分基因，就会产生4种类型的配子：数目较多的AB、ab，数目很少的Ab、aB（如上右图所示）。‎ ‎1．4性染色体及性染色体上基因的传递规律——性别决定和伴性遗传 ‎●位于Ⅱ-1片段上的基因——伴Y遗传 基因跟着Y染色体走。当雄性出现某种类型的性状，会表现出代代相传；雌性中不会出现这种类型的性状。‎ ‎●位于Ⅱ-2片段上的基因——伴X遗传 基因跟着X染色体走，如人类色盲基因的传递。‎ ‎●位于Ⅰ片段上的基因 Ⅰ片段虽然属于同源区段，但是由于是在性染色体上，所以与常染色体的遗传规律不一致。大家不妨试着去分析一下XaXa×XAYa或XaXa×XaYA的遗传情况，或许你就能发现位于Ⅰ片段上的基因传递与常染色体上的基因传递的不一样。‎ ‎1．5细胞质中基因的传递规律——细胞质遗传 联系减数分裂和受精作用就不难发现：‎ ‎●受精卵细胞质主要来自卵细胞，精子几乎没有贡献，后代性状与母系一致，属于母系遗传。‎ ‎●减数分裂产生卵细胞时细胞质的分配是随机的，因而后代不会出现一定的分离比，与染色体上基因的遗传有所区别。‎ ‎2．遗传分析 本专题对思维能力的要求很高，单靠死记硬背是不行的，必须掌握遗传分析的思想和遗传分析的方法，才能化难为易，提高考试中的得分率。‎ ‎2．1遗传分析的基础 所学遗传学知识（如孟德尔比率、细胞质遗传的特点等）是进行遗传分析的基础。这里特别强调如下几点：‎ ‎2．1．1孟德尔遗传定律的适用条件 ‎①有性生殖生物的性状遗传 同源染色体上等位基因的分离，非同源染色体上非等位基因的自由组合，均发生在有性生殖的生物进行减数分裂产生有性生殖细胞的过程中。‎ ‎②真核生物的性状遗传 原核生物和非细胞结构的生物不会进行减数分裂，不进行有性生殖。‎ ‎③细胞核遗传 只有真核生物的细胞核内的基因随染色体的规律性变化而呈规律性传递。而细胞质内的遗传物质数目不稳定，在细胞分裂过程中不均等地随机分配，不遵循孟德尔遗传规律。‎ ‎④一对相对性状的遗传适用于基因的分离定律，两对或两对以上同源染色体上等位基因控制的性状遗传适用于基因的自由组合定律。‎ ‎2．1．2孟德尔比率 基因的分离定律中，子二代的基因型分离比1∶2∶1，表现型分离比3∶1，杂种子一代配子的分离比1∶1，测交的分离比1∶1。‎ 基因的自由组合定律中，子二代的基因型分离比（1/4∶2/4∶1/4）n，表现型分离比(3/4∶1/4)n，杂种子一代配子的分离比(1/2∶1/2)n，测交的分离比(1/2∶1/2)n。‎ 孟德尔比率是遗传分析的重要依据。‎ ‎2．1．3孟德尔比率出现的条件 ‎①研究的生物是二倍体，杂交亲本均为纯合体；‎ ‎②基因的显性作用完全；‎ ‎③F1产生的各种配子数量相等，受精时各种雌雄雌雄配子以均等的机会随机结合；‎ ‎④F2中不同基因型个体成活率相同；（③④说明要是等概事件）‎ ‎⑤试验分析的群体比较大。（样本小，实验误差都可能导致结果偏离孟德尔比例）‎ ‎2．1．4细胞核遗传与细胞质遗传的比较 ‎①细胞核遗传时，正交与反交的结果相同，即均表现显性亲本的性状；细胞质遗传时，正交与反交的结果不同，即子一代均表现母本性状（母系遗传）。（注意：不能把杂交当代所结果实果皮、种皮的表现型情况误作细胞质遗传）‎ ‎②细胞核遗传的杂交后代有规律性比例，而细胞质遗传的杂交后代无规律性比例。这是因为核遗传物质及其载体有均分机制，而细胞质遗传物质的载体（如线粒体、叶绿体等）没有均分机制，随机进行配子。‎ ‎③细胞核遗传和细胞质遗传的遗传物质都是DNA，但分布的位置不同，分别分布于细胞核内和细胞质内。‎ ‎④细胞核遗传和细胞质遗传都是通过配子向下传递的，但细胞核遗传中雌、雄配子中核遗传物质的量相等，而质遗传物质主要存在于卵细胞中。‎ ‎2．2遗传分析的思想和方法 ‎2．2．1显隐性的推断 方法有二：‎ ‎①根据显、隐性性状的概念来判断 具有相对性状的亲本杂交，若子一代只显现亲本的一个性状，则子一代所显现出来的那个性状为显性性状，未显现出来的性状为隐性性状。‎ 如：紫花×白花→807紫花+0白花，则紫花对白花为显性。‎ ‎②根据性状分离的现象来判断 两亲本表现同一性状（或某亲本自交），子一代中出现了性状分离的现象，则亲本所表现的性状为显性性状，子一代新出现的那个性状为隐性性状。‎ 如：紫花×紫花→1240紫花+413白花，则紫花是显性，白花为隐性。‎ 注意：如果是性染色体上的基因控制的伴性遗传，则应结合伴性遗传的特点进行推断。如本专题检测卷第12题的第（3）小题。‎ ‎2．2．2基因型的推断 要学习孟德尔对生物的性状进行分析的方法，一对一对地逐一确定（如在研究子粒的形状时，就不考虑子粒的颜色）。‎ 在确定控制每一对相对性状的基因时，一般的方法步骤是：‎ ‎①明确性状的显隐性 ‎②写出待求个体的基因式 表现型为隐性，基因型肯定是两个隐性基因组成，可直接写出，即aa；表现型为显 性，肯定有一个显性基因存在，但另一个不能确定（可能为 AA或Aa），记作A 。‎ ‎③确定待求个体的基因型 根据题目条件，可以从亲本→子代进行顺推，也可以从子代→亲本进行逆推，其关键是要抓住隐性纯合个体寻求突破（称隐性纯合突破法）。‎ 例：一只白色公羊与一只白色母羊交配，生了一只黑色小羊，请确定公羊、母羊、小羊的基因型。‎ 解析：‎ ‎①明确性状的显隐性：白羊对黑羊呈显性。‎ ‎②写出待求个体的基因式：‎ 依题意，可写出下列遗传图示：‎ ‎③确定待求个体的基因型 因为子代有黑色小羊，基因型为bb，它们是由于精子和卵细胞受精后发育而成的，所以双亲中必有一个b基因，故推导出双亲的基因型分别是Bb。‎ 答案：公羊、母羊、小羊的基因型分别是：Bb、Bb、bb。‎ 下面的几个结论可以作为推理判断的依据：‎ ‎①测交后代性状不分离，被测个体为纯合体AA。测交后代性状分离，被测个体为杂合 体Aa。‎ ‎②自交后代性状不分离，亲本是纯合体；自交后代性状分离，双亲是杂合体Aa×Aa。‎ ‎③双亲均为显性，杂交后代仍为显性，亲本之一是显性纯合体AA，另一亲本AA或 Aa。杂交后代有隐性纯合体分离出来，双亲一定是Aa×Aa。‎ ‎2．2．3家族系谱的遗传分析 ‎①基因在亲子代之间的传递规律 由常染色体上的基因控制的遗传病，其基因的传递规律是：父、母把每对基因中的一个基因随机传给子女，后代的性状表现没有性别差异。‎ 由性染色体上的基因控制的遗传病，基因的传递规律是：父亲的X染色体及其上的基因只能传给他的女儿，母亲的两个X染色体及其上的基因，随机地把一个传给她的儿子或女儿。儿子的X染色体及其上的基因只能来自母亲，女儿的两个X染色体，一个来自父亲，一个来自母亲。而Y染色体及其上的基因，只能由父亲传儿子，代代相传不间断，无一例外。而女性体内不存在此基因，患者只在男性中出现。因此，由性染色体上的基因控制的遗传病，后代的性状表现具有性别的差异。‎ ‎ ②遗传类型的推断方法 A、一般用反证法的思维方法进行推断 对于一个遗传图谱，先假定它是某种遗传方式，根据基因的传递规律及题目告诉的已知条件，以隐性性状的个体为突破口，推出系谱中各个个体的基因型，如能顺利推出不矛盾，则假定成立，如矛盾则假定不成立。‎ 例：下图是某遗传病的家谱图，分析该病的遗传方式（A表示显性，a表示隐性）‎ Ⅰ 1 2 ‎ ‎ 正常女性 Ⅱ 3 4 5 6 患病女性 ‎ 正常男性 ‎ Ⅲ 7 8 9 10 患病男性 Ⅳ 11 12 13‎ 解析：‎ ‎①假定此种病为常染色体显性遗传病，正常个体就是隐性性状，则III8、III9的基因型为aa。它们的女儿IV13是患者，她的基因型不是AA就应是Aa，子代中成对的这两个基因一个来自III8，一个来自III，而III8、III9都没有A基因，这显然是不可能的。因此，假设不能成立，此种遗传病就一定不是常染色体显性遗传病。‎ ‎②假设此种病为伴X染色体的显性遗传病，则Ⅲ8的基因型为XaY,Ⅲ9的基因型为XaXa，‎ 而IV13号的基因型不是XAXA就是XAXa，如①所述，这显然是不可能的，假设不能成立，此病一定不是伴X染色体显性遗传病。‎ ‎③假设此种病为伴X染色体隐性遗传病，而IV13号的基因型为XaXa，而III8号的XA染 色体及基因一定是传给IV13号，这显然自相矛盾，假设不能成立，因此，此种遗传病一定不是伴X染色体隐性传病。‎ ‎④假设此病为伴Y染色体遗传病。由于系谱图中有女性患者，显然这个不可能成立。‎ ‎⑤假设此病为常染色体隐性遗传病，13号的基因型就是aa，8号，9号的基因型都是 Aa，那么11号，12号的基因型都是AA或Aa，系谱中其他个体的基因型为：1号、4号、7号都是aa ,2号、3号、5号的基因型都是Aa，6号10号的基因型都可能是AA或Aa。上面按基因传递规律推导出的各个个体的基因型和系谱中的表现型都是相符合的，因此，假设成立。‎ 答案：此病为常染色体隐性遗传病。‎ 为简便起见，判断的顺序是先判断性状的显隐性关系，再判断基因所在的染色体。判断基因所在的染色体时，假定的顺序是：Y→X→常。‎ B、也可以根据各种遗传类型最显著的特点进行快速推断 ‎①先确定系谱图中的遗传病是显性遗传还是隐性遗传 遗传系谱图，只要有一双亲正常，生出有病孩子的，则该病必定是由隐性基因控制的遗传病。‎ 理由是：假设该病由显性基因控制，由于双亲表现型正常，故都不含显性致病基因，则子代也不可能含有显性致病基因(不考虑发生基因突变的情况)，即子代也必然表现正常。这与子代中有患者相矛盾，因此该病只能是隐性遗传病。‎ ‎②判断是常染色体遗传病还是伴性遗传 a. 隐性遗传情况的判定。‎ 在确定是隐性遗传的情况下，就不要考虑显性情况，只考虑是常染色体隐性遗传还是伴X染色体隐性遗传(伴Y染色体遗传很容易分开)。这样就把问题化繁为简，变难为易。思维的头绪简单明了，问题也就容易解决。下面两点就是解决这类问题的要点：‎ 第一，有隐性遗传的系谱中，只要有一个中世代父亲表现正常，女儿中有表现有病的(父正女病)就一定是常染色体的隐性遗传病。‎ 理由是：假设是由X染色体上的隐性基因控制的遗传病，父亲表现正常，其X染色体上必定带有正常显性基因，根据基因的传递规律，只能生下正常女儿，不可能生下患病女儿，这与女儿有病相矛盾，因此该病就不是由X染色体上的隐性基因控制的遗传病，而必定是常染色体上隐性基因控制的遗传病。‎ 第二，在隐性遗传的系谱中，只要有一个世代中母亲表现有病，儿子中表现有正常(母病儿正)，就一定不是伴X染色体上的隐性遗传病，而必定是常染色体遗传病。‎ 理由是：假设该病是由X染色体上的隐性基因控制的遗传病，则患病的母亲的两个X染色体上都带有致病的隐性基因，她生下的所有儿子都要从她那里得到一个带致病基因的X染色体，因此，患病的母亲只能生下患病的儿子，不可能生有正常儿子，这与子代中有正常儿子相矛盾，因此该病不可能是伴X染色体的隐性遗传病，就一定是常染色体上的隐性基因控制的遗传病。‎ b.显性遗传情况的判定。‎ ‎ 关于显性遗传的判断，也有两个特点可作为判断的依据。‎ ‎ 第一，在显性遗传的系谱中，只要有一个世代中父亲表现有病，女儿中表现有正常(父病女正)。就一定是常染色体的显性遗传病。 ‎ 理由是：假设是X染色体上的基因控制的遗传病，则患病的父亲的X染色体上一定带有显性的致病基因，生下的女儿都患病，不可能生有正常的女儿，这与女儿正常相矛盾，因此，该病不可能是伴X染色体上显性基因控制的遗传病，就一定是常染色体的显性遗传病。‎ 第二，在显性遗传系谱中，只要有一个世代中母亲表现正常，儿子中有表现有病的(母正儿病)，就一定不是伴X染色体的显性遗传病，必定是常染色体的显性遗传病。‎ 理由是：假设是伴X染色体上的显性基因控制的遗传病，表现有病的儿子的X染色体上必定有致病的显性基因，而他的X染色体只能来自他的母亲，母亲也必定是患者，这与母亲正常相矛盾，因而不可能是伴X染色体的显性遗传，必定是常染色体的显性遗传。‎ ‎ C、不能确定时根据题目要求进行分析 ‎ 若系谱图中无上述特征，就只能从可能性大小方向推测，通常的原则是：若该病在代与代之间呈连续性，则该病有可能为显性遗传，若系谱图中的患者无明显的性别差异，男、女患病的各占1/2，则该病很可能是常染色体上的基因控制的遗传病；若系谱图中的患者有明显的性别差异，男、女患者相差较大，则该病很可能是性染色体上的基因控制的遗传病，它又分为以下三种情况：‎ ‎ a.若系谱中患者男性明显多于女性，则该遗传病更可能是伴X染色体隐性遗传病。‎ ‎ 因为在男性，只要X染色体上带有隐性致病基因就表现为患者，而女性要两个X染色体上都带有隐性致病基因才表现为患者，携带者女儿表现正常。因此伴X染色体隐性遗传通常表现为患者男性明显多于女性。‎ ‎ b.若系谱中患者女性明显多于男性，则该病更可能是伴X染色体显性遗传病。‎ ‎ 理由是：对于伴X显性遗传病，男性只能从母方获得一个带有显性致病基因的X染色体而患病，而女性既能从母方获得—个带有显性致病基因的x染色体而患病(概率与男性相同)，又能从父方获得一个带有显性致病基因的X染色体而患病，从而增大了患病概率。所以从整个系谱看，女性患者明显多于男性。‎ ‎ c.若系谱中，每个世代表现为：父亲有病，儿子全病，女儿全正常，患者只在男性中出现，则更可能是伴Y染色体遗传病(由只位于Y染色体上的基因控制的遗传)。‎ ‎2.3遗传分析的实例 例1：从一个自然果蝇种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇，这两种体色的果蝇数量相等，每种体色的果蝇雌雄各半。已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正常生活，性状的分离符合遗传的基本定律。 现用两个杂交组合：灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇，只做一代杂交试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断。（要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论）。 解析：本题涉及对两个问题的推断：①哪一种体色为显性，有两种情况——黄色为显性和灰色为显性；②控制体色的基因所在的染色体，也有两种情况——X染色体上和常染色体上。这样组合起来就是有四种情况：黄色为显性,基因位于常染色体上；灰色为显性,基因位于常染色体上；黄色为显性,基因位于X染色体上；灰色为显性,基因位于X染色体上。考虑清楚须分四种情况分类讨论后，逐一假定顺推出每种情况的子代表现特点；表述时，根据每种情况的子代表现特点逆推得出相应的遗传类型，就是本题的正确答案了。（上述方法称之为“顺推逆写”法）‎ 答案：如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多于灰色个体,并且体色的遗传与性别无关,则黄色为显性,基因位于常染色体上； ‎ 如果两个杂交组合的子一代中都是灰色个体多于黄色个体,并且体色的遗传与性别无关,则灰色为显性,基因位于常染色体上 ；‎ 如果在杂交组合灰雌和黄雄杂交,子一代中的雄性全部表现为灰色,雌性全部表现为黄色；如果在杂交组合黄雌和灰雄杂交,子一代中的黄色多于灰色个体,则黄色为显性,基因位于X染色体上 ； 如果在杂交组合黄雌和灰雄杂交中, 子一代中的雄性全部表现为黄色,雌性全部表现为灰色；在杂交组合灰雌和黄雄杂交, 子一代中的灰色多于黄色个体,则灰色为显性,基因位于X染色体上。‎ 例2：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，并作出判断。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，并作出判断。 （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：本题的实质，是要用基因的分离定律和自由组合定律进行遗传分析（依据孟德尔比率），仍可采用“顺推逆写”法。如果果蝇灰体、黑檀体是由一对等位基因控制，则符合基因的分离定律，可顺推得出F2将出现性状分离，且性状分离比为3∶1；如果控制灰体、黑檀体的等位基因不是位于第Ⅱ号同源染色体上，则灰体、黑檀体和长翅、残翅这两对相对性状分别由不同对的同源染色体上的等位基因控制，符合基因的自由组合定律，同样可顺推得出F2将出现四种性状，其性状分离比为9∶3∶3∶1。这样，解题的思路就出来了，逆向表达出来就是本题的正确答案了。‎ 答案：（1）杂交方案     长翅灰体×残翅黑檀体→F1→F2 （2）问题一   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，因此控制灰体和黑檀体的基因是由一对等位基因控制。反之，则不是由一对等位基因控制。 （3）问题二 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，因此控制灰体、黑檀体的这对等位基因不是位于第二号同源染色体上。反之，则可能是位于第二号同源染色体上。‎