前言:
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准确判断生物性状的遗传方式是解遗传规律题的前提。
1.细胞质遗传、细胞核遗传的判断
生物性状遗传方式的判断,首先是区分生物性状遗传是细胞质遗传还是细胞核遗传,方法是通过正交和反交实验来判断。如果正交和反交实验结果性状一致且无性别上的不同,则该生物性状属于细胞核遗传中常染色体遗传;如果正交和反交实验结果不一致且有性别上的不同,则该生物性状属于细胞核遗传中性染色体遗传;如果正交和反交实验结果不一致且具有母系遗传的特点,则该生物性状属于细胞质遗传。
2.细胞核遗传方式的判断:
下面以人类单基因遗传病为例来说明
(1)人类单基因遗传病的类型及主要特点:
类型
特点
实例
常染色体隐性
①一般隔代发病;②患者男性、女性相等
白化病
常染色体显性
①代代发病;②患者男性、女性相等
多指症
X染色体隐性
①一般隔代发病;②患者男性多于女性
色盲、血友病
X染色体显性
①代代发病;②患者女性多于男性
佝偻病
Y染色体遗传病
全部男性患病
外耳道多毛症
(2)遗传方式的判断方法
1.典型特征
1.1确定显隐性:隐性—父母不患病而孩子患病,即“无中生有为隐性”;
显性—父母患病孩子不患病,即“有中生无为显性”。
1.2确定遗传病是常染色体遗传病还是X染色体遗传病
人类单基因遗传病的判断方法:
类型
特点
常染色体隐性
无中生有,女儿患病
常染色体显性
有中生无,女儿正常
X染色体隐性
母患子必患,女患父必患
X染色体显性
父患女必患,子患母必患
Y染色体遗传病
男性患病
3.没有典型性特征:
如果系谱图中不是典型家庭,则按照人类细胞核单基因遗传病的五种类型,任意假设,代入题中。若符合题意,则假设成立;若不符合题意,则假设不成立。
技巧二:基因型的推导
1.生物体基因型的推导
由表现型推导生物基因型的方法主要有两种。
第一种方法是填空式,基本原理是隐性性状一出现其基因型一定是纯合体,显性性状一出现可能是纯合体,也可能是杂合体,即至少含有一个显性基因,另一个基因是什么,可以由子代或亲代推出。如本题中眼色基因遗传。
第二种方法是比例式,即根据遗传规律的特殊比例直接写出答案,如一对相对性状自交,后代显隐性之比为3:1,则亲本一定是杂合体;二对相对性状自交,后代之比为9:3:3:1,则亲本一定是双杂合体。如本题中翅长基因遗传,分离比为3:1,则一定是杂合体。
2.种子、果实基因型的推导
果皮、种皮、胚、胚乳基因型推导原理见下图:
3.多倍体基因型的推导
[例题]基因型为Aa的西瓜经秋水仙素处理后与基因型为Aa的二倍体西瓜进行杂交,所得种子中胚的基因型及理论比为 ( )
A.AA:Aa:aa=1:2:1
B. AA:Aa:aa=1:4:1
C.AAA:AAa:Aaa:aaa=1:3:3:1
D. AAA:AAa:Aaa:aaa=1:5:5:1
分析:
水仙素使染色体加倍,基因型为Aa的西瓜经秋水仙素处理后得到四倍体,其基因型是AAaa。
四倍体AAaa产生的配子种类及比例是解这道题的关键。如下图所示,四倍体AAaa产生的配子种类及比例结果是AA:Aa:aa=1:4:1。
因此,杂交后代胚的基因型及理论如下表所示:
1/6AA
4/6Aa
1/6aa
1/2A
1/12AAA
4/12AAa
1/12Aaa
1/2a
1/12AAa
4/12Aaa
1/12aaa
答案:D
4.不遗传变异基因型的推导
[例题]玉米中高秆(D)对矮秆(d)为显性。赤霉素是一类能促进细胞伸长,从而引起茎秆伸长和植株增高的植物激素。将纯种矮秆玉米用赤霉素处理后长成高秆玉米,这种高秆玉米自交后代的基因型为
A.DD
B.dd
C.Dd
D.DD、Dd、dd
分析:
这是一类特殊题,其内容是考核不遗传变异。赤霉素引起茎秆伸长和植株增高并没有改变遗传物质。类似问题还有一定浓度生长素处理未受粉花蕾柱头获得无子果实、输血、用手术把单眼皮割成双眼皮等。答案:B
5.蜜蜂基因型的推导
[例题]一雌蜂和一雄蜂作亲本交配产生F1代,在F1代雌雄个体交配产生的F2代中,雄蜂基因型共有AB、Ab、aB、ab四种,雌蜂的基因型共有AaBb、Aabb、aaBb,aabb四种,则亲本的基因型是
A.aabb×AB
B.AbBb×Ab
C.AAbb×aB
D.AABB×ab
分析:
蜜蜂性状遗传是近几年的热点之一,其主要原理是:蜂王和工蜂是由受精的卵细胞发育而来,雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来,解这类题的突破口是雄蜂。
答案:A
技巧三:概率计算
乘法原理是概率计算的最基本也是最重要的方法,解题步骤一般分两步:
第一步:悉练记住基因分离定律6种杂交组合后代的基因型、表现型及比例。
亲本组合
基因型种类及比例
表现型及比例
AA×AA
AA
全是显性性状
AA×Aa
AA:Aa=1:1
全是显性性状
Aa×Aa
AA:Aa:aa=1:2:1
显隐性之比为3:1
Aa×aa
Aa:aa=1:1
显隐性之比为1:1
aa×aa
aa
全是隐性性状
AA×aa
Aa
全是显性性状
第二步:多对基因分成一对一对做,分步计算、乘法原理。
技巧四:育种问题
[例题1]关于萝卜(2n=18)和甘蓝(2n=18)杂交的叙述,从理论上讲正确的是
A.二者进行体细胞杂交,得到的是不育的四倍体
B.二者进行有性杂交,得到的是可育的二倍体
C.二者进行有性杂交,得到的一定是不育的二倍体
D.二者进行有性杂交,所得个体用秋水仙素处理,得到的是不育的四倍体
分析:
本题主要考核学生育种中的可育和不可育问题。二种不同物种的二倍体植物体细胞杂交,得到的是可育的四倍体;二种不同物种的二倍体植物有性杂交得到的是不育的二倍体,要想可育必须用秋水仙素处理得到可育的四倍体。
答案:C
[例题2]下面五种不同的育种方法,请据图回答问题:
(1)图中A→D方向所示的途径表示 、育种方式,A→B-C的途径表示 育种方式。这两种育种方式相比较,后者优越性主要表现在______。
(2)B法常用的方法为______。
(3)E法所用的原理是______。
(4)C、F过程最常用的药剂是______。
(5)由G、J的过程中涉及到的生物技术有和______。
分析:
在高中阶段涉及的培育新品种的方法主要有:诱变育种、杂交育种、多倍体育种、单倍体育种、细胞工程育种(组织培养育种)、基因工程育种(转基因育种)、植物激素育种等。
1、诱变育种
(1)原理:基因突变
(2)方法:用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等)或化学因素(如亚硝酸、碱基类似物、硫酸二乙脂、秋水仙素等各种化学药剂)或空间诱变育种(用宇宙强辐射、微重力等条件)来处理生物。
(3)发生时期:有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期
(4)优点:能提高变异频率,加速育种进程,可大幅度改良某些性状,创造人类需要的变异类型,从中选择培育出优良的生物品种;变异范围广。
(5)缺点:有利变异少,须大量处理材料;诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差,具有盲目性。
(6)举例:青霉素高产菌株、太空椒、高产小麦、“彩色小麦”等
2、杂交育种
(1)原理:基因重组
(2)方法:连续自交,不断选种。(不同个体间杂交产生后代,然后连续自交,筛选所需纯合子)
(3)发生时期:有性生殖的减数分裂第一次分裂后期或四分体时期
(4)优点:使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体,具有预见性。
(5)缺点:育种年限长,需连续自交才能选育出需要的优良性状。
(6)举例:矮茎抗锈病小麦等
3、多倍体育种
(1)原理:染色体变异
(2)方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
(3)优点:可培育出自然界中没有的新品种,且培育出的植物器官大,产量高,营养丰富。
(4)缺点:结实率低,发育延迟。
(5)举例:三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦
4、单倍体育种
(1)原理:染色体变异
(2)方法:花药离体培养获得单倍体植株,再人工诱导染色体数目加倍。
(3)优点:自交后代不发生性状分离,能明显缩短育种年限,加速育种进程。
(4)缺点:技术相当复杂,需与杂交育种结合,其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持,多限于植物。
(5)举例:“京花一号”小麦
5、基因工程育种(转基因育种)
(1)原理:基因重组
(2)方法:基因操作(提取目的基因→与载体结合→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种)
(3)优点:目的性强,可以按照人们的意愿定向改造生物;育种周期短 。
(4)缺点:可能会引起生态危机,技术难度大。
(5)举例:“傻瓜水稻”、抗虫棉、固氮水稻、转基因动物(转基因鲤鱼)等
6、细胞工程育种
方式
植物组织培养
植物体细胞杂交
细胞核移植
原理
植物细胞的全能性
植物细胞膜的流动性
动物细胞核的全能性
方法
离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→根、芽→植物体
去掉细胞壁→诱导原生质体融合→组织培养
核移植→胚胎移植
优点
快速繁殖、培育无病毒植株等
克服远缘杂交不亲和的障碍,培育出作物新品种
繁殖优良品种,用于保存濒危物种,有选择地繁殖某性别的动物
缺点
技术要求高、培养条件严格
技术复杂,难度大;需植物组织培养等技术
导致生物品系减少,个体生存能力下降。
举例
试管苗的培育、培养转基因植物
培育"番茄马铃薯"杂种植株
"多利"羊等克隆动物的培育
7、植物激素育种
(1)原理:适宜浓度的生长素可以促进果实的发育
(2)方法:在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液,子房就可以发育成无子果实。
(3)优点:由于生长素所起的作用是促进果实的发育,并不能导致植物的基因型的改变,所以该种变异类型是不遗传的。
(4)缺点:该种方法只适用于植物。
(5)举例:无子番茄的培育
答案:
(1)杂交;单倍体;能明显缩短育种期限
(2)花药离体培养
(2)基因突变
(4)秋水仙素
(5)基因工程(DNA拼接技术或DNA重组技术或转基因技术);植物组织培养技术。
技巧五:群体遗传与个体遗传问题
[例题1]基因型为AaBb(两对基因分别位于非同源染色体上)的个体,在一次排卵时发现该卵细胞的基因型为aB,则在形成该卵细胞时随之产生的极体的基因型为
A.AB、ab、ab B.Ab、aB、Ab
C.AB、aB、ab D.Ab、AB、ab
答案:B
[例题2]豚鼠黑色对白色为显性,现有两只杂合黑色豚鼠杂交,若产生4只小豚鼠。这4只小豚鼠的颜色可能是:
A.3黑1白 B.3白1黑
C.2黑2白 D.全黑或全白
答案: ABCD
分析:遗传规律中出现的表现型、基因型的比例都是在群体很大时出现,如果群体数量少则可能出现特殊比例,这是解遗传规律题时要看清的重要内容。数量少则可能出现特殊比例,这是解遗传规律题时要看清的重要内容。
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