遗传与进化复习策略

来源 :课程教育研究·新教师教学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lixiang1336
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  【中图分类号】G63.26 【文献标识码】A 【文章编号】
  普通高等学校招生全国统一考试是合格的高中毕业生和具有同等学历的考生参加的选拔性考试,在考核目标和要求上首先要求对《普通高中生物课程标准(实验)》中所规定的必修及部分选修内容中的基础知识、基本规律、科学探究的基本方法和生物学中的专业术语、名称等掌握;在此基础上更侧重于能力考查,包括 :1、理解能力:理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识网;能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容;能运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理的判断或得出正确的结论。2、实验与探究能力:(1)能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验,并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。(2)具备验证简单生物学事实的能力,并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。(3)具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。(4)能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订。3、获取信息的能力:(1)能从课外材料中获取相关的生物学信息,并能运用这些信息,结合所学知识解决相关的生物学问题。(2)关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展以及生物科学发展史上的重要事件。4、综合应用的能力:理论联系实际,综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题。
  在考试范围与要求中共分为分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境及一个选修模块内容,其中笔者在对遗传与进化的复习中总结得以下方法:
  杨焕明教授说过:“我们能想象吗?生命这么复杂、这么美丽,而生命与生命的连接点竟这么简洁。这个连接点就是DNA和基因”。在遗传与进化的复习中也要从DNA开始,一轮复习按1、遗传的分子基础:DNA是遗传物质的经典实验的拓展及应用;DNA分子复制过程中的相关计算,DNA复制与细胞增殖及生物变异的关系;基因表达过程中的相关计算,基因表达与细胞分化的关系,原、真核生物转录、翻译的特点等复习使遗传的分子知识形成一个统一的体系。2、遗传的细胞基础:这一部分的复习以有丝分裂和减数分裂结合复习,注重对细胞周期的理解、有丝分裂、减数分裂的过程对比和观察植物细胞有丝分裂的实验等知识的梳理,通过对两种细胞分裂中各时期染色体、DNA、染色单体的数量变化、分裂图像的识别达到提升综合能力的目标。3、遗传的基本规律和人类遗传病:以基因型、表现型的推理及遗传概率的计算为核心引入在生产实践(育种、医学、优生)中应用遗传的基本规律解答问题;以遗传实验的设计和特定条件下自由组合的变式进一步应用遗传的基本规律;以遗传图表或系谱图为载体,掌握遗传病的判定,基因型的推理及发病率的计算。
  分析:遗传系谱图判断第一步为显、隐性判断,甲图显示“无中生有”为隐性,乙图相反“有中生无”为显性,第二步判断致病基因所在染色体是常染色体还是X染色体上,其中隐性遗传病看女性患者,当女性患者的父亲或儿子为正常时,不可能为伴X遗传,即为常染色体上的遗传,如甲图,因此甲图代表的病症为常染色体隐性遗传;显性遗传病看男性患者,当男性患者的母亲或女儿为正常时,不可能是伴X遗传病,即为常染色体上的遗传,如乙图所代表的病症为常染色体显性遗传。以上两图简单易记忆,同时可以判断致病基因的显、隐性和致病基因在常染色体上还是X染色体上。在根据遗传系谱图判断遗传方式时,也可能没有上图典型特征,只能作不确定判断,从最大的可能性加以推测。4、生物的变异:该部分应特别注重知识的严谨性,对基因重组的类型、发生的时期及基因突变发生的时间、特点和原因以列表比较的方式更易掌握,列表内容可以包括:本质、类型、发生时期及原因、条件、实用范围、意义、发生概率、结果、二者联系等;而对单倍体、二倍体、多倍体的概念及染色体变异类型则以图像展示更能使知识化难为易。5、生物的进化等顺序进行:主要比较达尔文进化理论和现代进化理论,其中对基因频率、种群、基因库、物种、隔离(地理隔离、生殖隔离)等概念重点理解和掌握;对基因频率的变化与生物进化和物种形成的关系是历年高考中出现的高频考点,应注重其综合应用。
  一轮复习主要是从细胞水平和分子水平阐述生命的延续性;作为基础知识复习,本着回归教材,联系实际,加强基本概念和基本规律的理解与应用,学会解答问题的基本方法,做到落实基础,实现难点突破,进而提升能力。这一轮目的是使知识形成一个完整而严密的知识体系,二轮复习依据考纲和历年考试题做针对性的知识应用,达到知识的灵活应用,笔者按遗传变异的类型做分类复习:
  第一类自由组合定律的变式应用:在两对相对性状遗传中F2代四种表现型为9:3:3:1,其中9是双显性性状所占比例,3是其中一对为显性性状一对为隐性性状,1为两对性状都为隐性性状;变式常出现为:15:1,即只要有一对为显性性状时都表现同一性状。9:7,和前一种刚好相反,只有两对性状都表现为显性时表现一种性状,其他表现为另一种性状。9:6:1,此比例为两对性状都为显性时为一种表现型,其中只要有一对为显性性状表现一种表现型,两对都为隐性性状时表现另一种性状。再者还以显性纯和致死和隐性致死等导致性状分离比不同。此类试题旨在训练对孟德尔分离定律和自由组合定律在生产实践中和人类遗传病等方面的应用,使学生达到熟练掌握孟德尔定律。
  第二类是基因突变类型:
  例:一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变,使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F1的雌、雄中均既有野生型,又有突变型。若要通过一次杂交试验鉴别突变基因在X染色体还是在常染色体上,选择杂交的F1个体最好是
  A.野生型(雌)×突变型(雄) B.野生型(雄)×突变型(雌)
  C.野生型(雌)×野生型(雄) D.突变型(雌)×突变型(雄)   【分析】由条件可知,突变型是显性性状,野生型是隐性性状;选择隐性性状的雌鼠与显性性状的雄鼠杂交时,若后代雌鼠全为显性性状,雄鼠全为隐性性状,则基因位于X染色体上;若后代雌雄鼠中都有显性性状,则该基因位于常染色体上。
  【答案】A
  第三类是染色体变异类型(其中包括常染色体异常和性染色体异常):
  例1:番茄是二倍体植物(染色体2N=24)。有一种三体,其6号染色体的同源染色体有三条(比正常的番茄多了一条6号染色体)。三体在减数分裂联会时,形成一个二价体和一个单价体;3条
  同源染色体中的任意2条随意配对联会,另1条同源染色体不能配对,减数第一次分裂的后期,组成二价体的同源染色体正常分离,组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极,而其他如5号染色体正常配对、分离(如图所示)。
  (1)在方框中绘出三体番茄减数第一次分裂后期图解。(只要画出5、6号染色体就可以,并用“5、6号”字样标明相应的染色体)
  (2)设三体番茄的基因型为AABBb,则花粉的基因型及其比例是()。则根尖分生区连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为()。
  (3)从变异的角度分析,三体的形成属于(),形成的原因是()
  (4)以马铃薯叶型(dd)的二倍体番茄为父本,以正常叶型(DDD)的三体番茄为母本(纯合体)进行杂交。试回答下列问题:
  ①假设D(或d)基因不在第6号染色体上,使F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交,杂交子代叶型的表现型及比例为()。
  ②假设D(或d)基因在第6号染色体上,使F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交,杂交子代叶型的表现型及比例为()。【答案】
  (1)如图
  (2)ABB:ABb:AB:Ab=1:2:2:1 AABBb (3)染色体(数目)变异减数第一次分裂有一对同源染色体未分开或是减数第二次分裂有一对姐妹染色单体未分开,而是移向了同一极,这样形成的异常配子和正常减数分裂形成的配子结合成的受精卵发育而成.
  (4)①正常叶型:马铃薯叶型=1:1
  ②正常叶型:马铃薯叶型=5:1
  【分析】(1)依据题干信息:三体番茄在减数分裂联会时,3条6号染色体中,任意2条随机地配对联会形成1个二价体,另1条染色体不能配对而形成1个单价体。2条5号染色体形成1个正常的二价体。减数第一次分裂后期组成二价体的同源染色体正常分离,而单价体的1条染色体随机地移向细胞任意一极。据此,可绘出图解。(2)在(1)题基础上,基因型为AABBb的三体番茄精原细胞减数分裂,BBb可形成2B:1b:1BB:2Bb,故花粉的基因型及其比例为AB:Ab:ABB:ABb=2:1:1:2;根尖分生区细胞进行有丝分裂,基因型保持不变,仍为AABBb。(3)个别染色体数目的改变属于染色体变异,其形成的原因可通过减数分裂异常予以解释。(4)①假设C(或c)基因不在第6号染色体上,则以正常叶的三体番茄为母本(纯合体,其基因型为CC),与马铃薯叶型(cc)的二倍体番茄杂交,F1基因型全为Cc(包括三体)。基因型全为Cc的三体番茄与马铃薯叶型(cc)的正常番茄杂交,杂交子代叶型表现型为1/2Cc、1/2cc,即正常叶:马铃薯叶=1:1。②假设C(或c)基因在第6号染色体上,则以正常叶的三体番茄为母本(纯合体,其基因型为CCC),产生配子种类为1/2CC、1/2C,它与马铃薯叶型(cc)的二倍体番茄杂交,F1中的三体基因型为CCc。而CCc产生配子种类为1/6CC、2/6Cc、2/6C、1/6c,故基因型为CCc的三体番茄与马铃薯叶型(cc)的正常番茄的杂交子代只有1/6cc,即正常叶:马铃薯叶=5:1
  性染色体组成 XY XX XXY XO
  人的性别 男 女 男 女
  果蝇的性别 雄 雌 雌 雄
  例2果蝇是遗传学研究中一种重要的实验材料,请回答下列相关问题:
  (1)果蝇与人相似,均属于()型性别决定。上表列出了人、果蝇的性染色体组成与性别的关系。由表可知,Y染色体只在()(填“人”或“果蝇”)的性别决定中起主导作用。
  (2)果蝇的灰身(B)对黑身(b)为显性,基因位于常染色体上;红眼(R)对白眼(r)为显性,基因位于X染色体上。若表现型均为红眼灰身的雌、雄果蝇交配,后代出现了红眼灰身、红眼黑身、白眼灰身、白眼黑身四种表现型,问:
  ①两亲本的基因型为:雌(),雄()。
  ②雄性亲本产生的精子的基因型为(),其比例为()。
  (3)自然界中的果蝇雌雄个体中都有一些个体为黄翅、一些个体为灰翅,不知道黄翅和灰翅的显隐性关系,但已知该性状受一对等位基因控制。请你设计一个通过两对杂交实验(提示:一对为正交,一对为反交)来判断这对等位基因是位于常染色体上还是X染色体上的方案。
  正反交实验:正交();反交()。
  推断和结论:()。
  (4)遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失引起的变异叫缺失,缺失杂合子的生活能力降低但能存活,缺失纯合子(雄性个体X染色体片段缺失也视为缺失纯合子)常导致个体死亡。现在一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交,子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于染色体缺失造成的,还是由于基因突变引起的?
  方法一:()。
  方法二:()。
  【答案】
  (1)XY人
  (2)① BbXRXr BbXRY ② BXR、BY、bXR、bY 1:1:1:1
  (3)雄性黄翅×雌性灰翅 雄性灰翅×雌性黄翅
  推断和结论:如果正交和反交两组中子一代的任一性状的表现型都与性别无关(同一性状在雌雄个体中所占的比例相同),则说明这对等位基因位于常染色体上。如果正交和反交两组中的一组子一代的任一性状的表现型与性别无关,而另一组与性别有关(一组中同一性状在雌雄个体中所占的比例相同,而另一组中同一性状在雌雄个体中所占的比例不同),则说明这对等位基因位于X染色体上。   (4)方法一:取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片,显微镜下观察染色体结构。若染色体正常,可能是基因突变引起的;反之可能是染色体缺失引起的。
  方法二:选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为1:1,则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的;若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为2:1,则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的。
  【分析】:(1)从题表中可以看出,在人类中只要有Y染色体,不管有几条X染色体,都为雄性,而在果蝇中XXY为雌性,而XO却为雄性,由此可知Y染色体只在人的性别决定中起主导作用。
  (2)B、b和R、r两对基因分别位于两对同源染色体上,遗传时遵循自由组合定律,因为后代出现黑身,则两灰身亲代基因型为Bb,还因为后代有白眼果蝇所以两红眼亲代果蝇基因型为XRXr和XRY 。
  (3)在判断等位基因是位于常染色体上还是X染色体上时,可采用正交和反交分析后代表现型与性别的关系,若相关则为伴X遗传,反之则为常染色体遗传。
  (4)根据题目中对缺失纯合子的定义,可以判断一红眼果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交得一只白眼雌果蝇的原因可能有二:①该果蝇发生基因突变,②该果蝇发生X染色体片段缺失。可以通过观察该果蝇的X染色体是否异常做出判断,也可以通过杂交实验进行判断,让该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为1:1,则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的;如果是X染色体缺失造成,则含缺失X染色体的雄性个体不能生存(因雄性个体X染色体片段缺失也视为缺失纯合子,且缺失纯合子常导致个体死亡),所以杂交后代的比例为雌∶雄=2:1。
  第四类是遗传实验设计类型。
  例:不同鲤鱼品种的体色不同,是由于鱼体鳞片和皮肤含有不同的色素细胞及其数量分布差异所致。科研人员用黑色鲤鱼(简称黑鲤)和红色鲤鱼(简称红鲤)杂交实验:
  a.黑鲤和红鲤杂交,无论正交、反交,F1全部表现为黑鲤;
  b.F1雌雄个体间相互交配,F2代既有黑鲤,也有红鲤,且黑鲤:红鲤约为15:1
  请回答下列问题:
  (1)()体色鲤鱼是显性性状。
  (2)分析实验结果推测:鲤鱼的体色是由()对基因控制的,该性状的遗传遵循()定律。
  (3)为验证上述推测是否正确,科研人员又做了如下实验:
  ①选择纯合黑鲤和纯合红鲤杂交获得F1;
  ②()
  ③观察后代性状表现,统计其性状分离比例。
  预期结果()。
  (4)一条雌性鲤鱼的眼型表现为异型眼,该异型与双亲及其它个体的眼型均不同,假如已知该眼型由核内显性基因E控制,则该变异来源最可能是()。
  (5)如果已确定该异型眼鲤鱼为杂合子,且基因位于常染色体上,请设计一个获得该性状纯种品系的培养方案。(只有大致的设计思路即可)()。
  通过对以上四类强化训练,全方位掌握遗传与进化题的相关解题方法。
  【答案】
  (1)黑色
  (2)基因的(分离和)自由组合
  (3)②F1与隐性亲本(红鲤)杂交
  ③观察后代性状表现,统计其性状分离比例,黑鲤与红鲤的比例为3:1
  (4)基因突变
  (5)让该鱼与正常鱼杂交获得F1;让F1中的异型眼雌、雄个体相互交配获得F2,通过测交选出F2中的纯合雌、雄个体保留为亲本。
  【分析】:(1)两纯合亲本杂交,F1全为黑鲤,则黑色应为显性性状。(2)如果是由一对基因控制,子代分离比应该是3∶1,而题中分离比约为15∶1,可知不是受一对基因控制;如果是受两对基因控制,两对基因之间存在相互关系即只要含显性基因就表现为显性性状,则F2代的分离比为(9+3+3)∶1=15∶1
  通过以上一轮基础知识复习,二轮完成对基础知识的应用,能全面掌握遗传与进化的基础知识和解题技巧,可以很好的完成高考中相关的各类试题。
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