高中生物竞赛辅导：第五章遗传学与进化.docx

高中生物竞赛：第五章 遗传学与进化 高中生物竞赛：第五章 遗传学与进化@第一节 变 异 遗传物质本身发生质的变化，从而导致生物性状改 变，称为变异广义上的变异可以分为染色体畸变 (包括染色体结构和数目的转变)和基因(DNA和RNA) 突变狭义的变异单指基因突变 一、染色体畸变 1、染色体结构变异 (1)缺失 一个染色体一臂发生两处断裂，中间部分丢失，然后断 裂处愈合，形成缺失 (2)重复 重复是指一个染色体，除了正常的组成之外，还多了一 些额外的染色体片段和缺失相比，重复的遗传影响比较小，但重复也不能太大，否则 也会由于遗传上的不平衡导致死亡重复也产生肯定的遗传效应， 假如蝇的棒眼类型是X染色体上16A区重复所致 (3)倒位 倒位是指染色体中断裂的某一片段倒转了位置又重新愈合 的状况 (4)易位 易位是指一个染色体的片段接到另一个非同源染色体上， 其中常见的是两个非同源染色体相互交换了片段，产生相互易位2、染色体数目的变异 一般地，遗传上把一个配子含有的染色体数称为一个染色体组或 基因组假如细胞核内含有染色体组整数倍的染色体，称为整倍体； 假如含有的染色体数不是染色体组的整数倍，称为非整倍体。

(1)整倍体 ①单倍体和二倍体②多倍体 同源多倍体在生产上有重要的价值，香蕉和黄花菜是自然 的三倍体， 无籽西瓜是人工制造的三倍体异源多倍体，是由两个不同种杂交， 所得的杂种再经过染色体加倍而形成自然界中，有很多异源多倍 体，在栽培作物中，一般小麦、陆地棉、海岛棉、成功油菜、烟草 等都是异源多倍体 (2)非整倍体①单体 丢失一条染色体的二倍体生物称为单体其染色体一般 公式为(2n—1) ②三体 多一条染色体的二倍体称三体其染色体公式为(2n+1) ③四体 多二条染色体的二倍体称四体其染色体公式为(2n+2) ④双三体 对于两对非同源染色体来说，每对都多一条染色体的 二倍体称双三体，其染色体公式为(2n+1+1) ⑤缺对体 缺失一对同源染色体的个体称为缺对体，这种状况， 对二倍体(2n-2)来说，通常是致死的但对于多倍体来说仍可成 活，例如，异源六倍体小麦的某些缺对体(6n-2),虽然生活力和 可育性都降低，但仍可成活(由于多倍体的遗传重复) 二、基因突变 1.基因突变的特性 (1)随机(2)突变多方向性和复等位基因 (3)稀有性(4)可逆性 2.基因突变的类型 (1)碱基置换突变(2)移码突变 3.基因突变发生的时期 4.突变的诱发 因DNA复制、DNA损伤修复等导致的基因突变，称 为自发突变；因环境等因素引起的突变，称为诱发突变。

引起基因 突变的因子叫诱变剂 X 射线、γ射线、中子流、紫外线、过高或过低的温度工业污染中 的煤烟和汽车尾气中的苯、芘、苄等；工业试剂及工业原料中的乙 烯亚胺、甲醛；食品工业中用的亚硝酸盐，食品污染中的黄曲霉毒 素；药物中的氮芥、磷酰胺；抗生素中的丝裂霉素C、放线菌素D; 核酸代谢中的5-氟尿嘧啶，5-溴尿嘧啶(5-BU)、烷化剂等病毒 其次节 孟德尔遗传 一、一对基因杂交 1.分别规律的实质及解释 为了解释这些遗传现象，孟德尔提出了遗传因子假说： (1)相对性状是受细胞中相对的遗传因子所掌握 (2)在体细胞中遗传因子成对存在，一个来自父方，另一个来自 母方；配子中的遗传因子是单个存在的 (3)杂种在形成配子时，成对的遗传因子分别到不同的配子中去， 产生数目相等的两种类型 (4)雌雄配子之间的结合是随机的，且机会相等 ①纯合体与杂合体 ②基因型与表现型 2.等位基因分别的验证 (1)花粉直接检查法 (2)测交法 3.显隐性关系的相对性 (1)不完全显性 两杂交亲本的花色分别为红色和白色，P1的花色为 粉红色，F1自交，F2的花色消失了红色，粉红色和白色，其比例为 1:2:1。

这种现象称为不完全显性 (2)等显性 双亲性状同时在后代个体上消失，例如人的AB血 型 (3)镶嵌显性 双亲的性状在后代同一个体的不同部位表现出 来，这种双亲的性状不肯定有显隐性之分例如，我国学者谈 家桢先生对异色瓢虫色斑遗传的讨论表明，用黑缘型鞘翅 (SAuSAu)瓢虫(鞘翅前缘呈黑色)与均色型鞘翅(SESE)瓢虫(鞘 翅后缘呈黑色)杂交，子一代杂种(SAuSE)既不表现黑缘型 也不表现均色型，而消失一种新的色斑，即上下缘均呈黑色 在植物中，玉米花青素的遗传也表现出这种现象 (4)条件显性 条件显性是指等位基因之间的显隐性关系因环 境因素的影响而转变例如，人类秃顶的遗传，是秃顶基因B 的作用，在男性BB,Bb皆表现为显性，消失秃顶性状；而在 女性Bb则表现为隐性，只有BB时才表现出秃顶性状，因而秃 顶在女性中少见 二、两对基因杂交 2自由组合规律的验证 三、多对基因杂交 1.多对性状杂交的F2,基因型和表现型 含有两对等位基因的杂种，例如RrYy,在产生配子时，根据 等位基因分别和非等位基因自由组合的规律，将产生四种类型， 正是2的平方，自交后所形成的基因型正是3的平方，即9种类型， 而表现型则是2的平方，即4种类型，其表现比率又正是(3:1)2 的绽开式，即9:3:3:1。

据此推论，三对基因的杂种F1的配 子类型是23种，即8种类型，Fl自交,F1的基因型数目将是33, 即27种类型，其表现型将是23即8种类型，其比率将为 (3:1)3 的绽开式，同理，n对基因的杂种F1所产生的配子数应为2n, F1自交后，F2的基因型、表现型及其比率将分别是3n,2n及(3: 1)n的绽开式 2.孟德尔规律的意义 实践意义 a.猜测比率 ①育种实践中的应用 b,选育新品种 c.基因型的纯化 ②杂种优势的应用 ③医学临床实践中的应用 四、孟德尔比率的变化 条件是：①亲本必需是纯合二倍体，相对性状差异明显②基因显 性完全，且不受其他基因影响而转变作用方式③减数分裂过程中， 同源染色体分别机会均等，形成两类配子的数目相等，或接近相等 配子能良好地发育并以均等机会相互结合④不同基因型合子及个 体具有同等的存活率⑤生长条件全都，试验群体比较大1.致死基因 孟德尔的论文被重新发觉后不久，法国学者库恩奥就发觉小 鼠中黄鼠不能真实遗传，不论是黄鼠与黄鼠相交，还是黄鼠与黑 鼠相交，子代都消失分别： 黄鼠X黑鼠一黄鼠2378,黑鼠2398 黄鼠X黄鼠一黄鼠2396,黑鼠1235 2。

非等位基因间的相互作用 不同对基因间相互作用而导致杂种后代分别比例偏离正常的孟德 尔比例，称为基因互作 (1)互补作用两对独立基因分别处于纯合显性或杂合状态时，共 同打算一种性状的发育；当只有一对基因是显性，或两对基因都是 隐性时，则表现为另一种性状，这种作用称为互补作用发生互补 作用的基因称为互补基因 1 (2)累加作用 两种显性基因同时存在时产生一种性状，单独存在时则能分别 表现相像的性状 两种显性基因同时存在时产生一种性状，单独存在时则能分别表 现相像的性状 (3)重叠作用 不同对基因互作时，对表现型产生相同的影响，F2产生15:1 的比例，称为重叠作用这类表现相同作用的基因，称为重叠基 因 (4)显性上位作用 两对独立遗传基因共同对一对性状发生作用，其中一对对另一对 基因的表现有遮盖作用，称为上位性反之，后者被前者所遮盖， 称为下位性 (5)隐性上位作用 在两对互作的基因中，其中一对隐性基因对另一对基因起上位性 作用例如，玉米胚乳蛋白质层颜色的遗传 (6)抑制作用 在两对独立基因中，其中一对显性基因，本身并不掌握性状的表 现，但对另一对基因的表现有抑制作用，称为抑制基因。

第三节 多等位性、重组、伴性、遗传 一个基因存在许多等位形式，称为复等位现象 1.ABO血型 2.Rh血型与母子间不相容 Rh血型最初认为是由一对等位基因R和r打算 RR和Rr为Rh+, rr为Rh-现在知道Rh血型由18个以上复等位基因打算 Rh—个体在正常状况下不含Rh+细胞的抗体，但假如Rh-个体 反复接受Rh+个体血液， 就可能产生抗体Rh-母亲怀Rh+的胎儿， 在分娩时，Rh+胎儿的红细胞有可能通过胎盘进入母体血液，使 Rh-的母亲产生抗体，当怀其次胎时，胎儿为Rh+,可造成胎儿死 亡或生一个患溶血症的新生儿 3.自交不亲合 同类相抗，自交不育，保证了异花传粉受精烟草是自交不 育的，已知至少有15个自交不亲合基因，它们是S1,S2, S3,…,S15,构成一个复等位基因系列，相互无显隐性关系 二、重组 基因重组是通过有性过程实现的 1.自由组合 由它所形成的重组是不同对染色体的随机组合 2.连锁互换 这类重组是同源染色体基因相互交换所发生的重新组合它是较 为稳定的重组连锁遗传现象是1906年美国学者贝特森和潘耐特在 香豌豆两对相对性状的杂交试验中首先发觉的他们观看到同一亲 本所具有的两共性状在杂交后代中常有相伴遗传的倾向，这就是性 状的连锁遗传现象。

1911年美国遗传学家摩尔根依据在果蝇中发觉 的类似现象提出连锁和交换的理论，从而确立了遗传学第三定律— —基因的连锁互换定律 (1)不完全连锁和完全连锁 ①果蝇的性状连锁遗传：摩尔根用灰身长翅纯系果蝇与黑身残 翅纯系果蝇杂交，F1都表现灰身长翅让FI的雌蝇与黑身残翅雄 蝇交配，测交后代(F1)的表现型类型及其数目是：21灰长(42%), 4灰残(8%),4黑长(8%),21黑残(4%) 在测交子代群体中，亲本型(灰长和黑残)占84%,明显多于占 16%的重组型(灰残和黑长)明显F1雌蝇产生的四种类型的配子 数目是不等的，即亲型配子远多于重组型配子 ②基因的连锁和交换：摩尔根等人用基因的连锁互换理论解释 性状连锁遗传现象，其基本要点如下： a.掌握不同性状的非等位基因，位于同一对同源染色体上的 不同基因座位上同一条染色体上彼此连锁的基因群，称为一个 连锁群 b.连锁基因经常联系在一起不分别，随配子共同传递到下一 代这种位于同一染色体上的基因相伴遗传的现象称为基因连锁 8Word版本。