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高中二年级生物

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    香猪肉嫩味香,无膻无腥,是苗族人民将野猪长期驯化、精心培育而成的珍贵品种。据新华社电,韩国科学家2007年12月27日宣布,他们在世界上首次利用成功率更高的干细胞克隆技术将香猪培育成适合人体器官移植的“迷你猪”。与传统的体细胞克隆技术不同,韩国科学家这次从猪骨髓中提取干细胞,经处理后,移植入卵子,形成“受精卵”,成功使母猪怀孕。
    (1)小香猪是长期________(选填自然选择/人工选择)的结果,你如何通过实验判断野猪与小香猪是否同一物种?___________________。
    (2)产生“迷你”克隆猪的过程属于_________生殖,此过程可能运用到的生物技术至少有________(写出二项);上述过程中的“卵子”是指______细胞,应先做________处理后才可能与干细胞形成“受精卵”。胚胎移植时要求供、受体母畜生殖器官的生理变化必须相同,需要用____________激素进行_______________处理。
    (3)假设一只雄性小香猪患有由线粒体DNA缺陷引起的疾病,当它与正常的小香猪交配后,其后代患病的概率应为___________。
    (4)若下图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞,此细胞中1个染色体组含有________条染色体。如不考虑交叉互换,1个初级精母细胞产生的精子类型有__________种。

    本题信息:2012年广东省期中题生物读图填空题难度较难 来源:姚瑶
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本试题 “香猪肉嫩味香,无膻无腥,是苗族人民将野猪长期驯化、精心培育而成的珍贵品种。据新华社电,韩国科学家2007年12月27日宣布,他们在世界上首次利用成功率更高...” 主要考查您对

生物的遗传方式和规律

生殖的类型

精子的形成过程

种群基因频率的改变与生物进化

隔离与物种的形成

动物细胞的核移植技术

胚胎工程的应用及前景

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生物的遗传方式和规律:

1、遗传规律包括基因分离定律和基因组合定律。孟德尔通过的两次豌豆杂交实验内容得出的结论。
2、孟德尔实验的成功原因:
第一,正确地选用试验材料是孟德尔获得成功的首要条件。
第二,在对生物的性状进行分析时,孟德尔首先只针对一对相对性状的传递情况进行研究。
第三,孟德尔在进行豌豆的杂交试验时,对不同世代出现的不同性状的个体数目都进行了记载和分析,并且应用统计学方法对实验结果进行分析,这是孟德尔获得成功的又一个重要原因。
第四,孟德尔还科学地设计了试验的程序。他在对大量试验数据进行分析的基础上,合理地提出了假说,并且设计了新的试验来验证假说,这是孟德尔获得成功的第四个重要原因。
注:孟德尔遗传定律是细胞核遗传的规律,细胞质遗传和原核生物的遗传不遵循此规律。大肠杆菌为原核生物,紫茉莉枝条颜色的遗传为细胞质遗传,所以都不遵循孟德尔的遗传规律。
3、细胞质遗传(即母系遗传)
(1)典型实例:紫茉莉质体的遗传紫茉莉的叶片中有两种类型质体即叶绿体:含有叶绿素、呈绿色;白色体:无色素、白色而紫茉莉的枝条有三种:绿色、白色、花斑色(绿、白相间),它们所含有的质体如下枝条类型和质体种类:绿色(叶绿体)、白色(白色体)、花斑色(叶绿体、白色体)
(2)柯伦斯经过多年的杂交实验,其中“接受花粉的枝条”是母本,“提供花粉的枝条”是父本,由表中所列结果可以发现这样的规律:无论父本是何种性状,F1总是表现出母本的性状,我们把这样的遗传现象称为母系遗传,也有学者称为偏母遗传。此后的许多学者在其他生物的杂交实验中,也发现了类似现象。如藏报春、玉米、棉花、天竺葵、菜豆的叶绿体遗传;水稻、高粱的雄性不育遗传以及微生物中的链孢霉线粒体遗传。
(3)母系遗传的细胞学基础我们知道在卵细胞中含有大量的来自母方的细胞质,而精子中只含有响晴的来自父方的细胞质,在受精时,精子只是其细胞核部分进入了卵细胞中,而来自父方的细胞质很少甚至不能进入卵细胞。因此,由受精卵发育成的F1,其细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方,所以在F1中,受细胞质内遗传物质控制的性状遗传――细胞质遗传总是表现妯母本的性状,即母系遗传。
4、母系遗传的特点(与核遗传的区别)
(1)F1表现为母系遗传,即正反交的结果不一样;
(2)杂交后代的表现类型无一定的分离比例(这是由于减数分裂产生生殖细胞时,细胞质中的遗传物质是随机地不均等地分配到生殖细胞中,同时,受精卵在有丝分裂形成新个体时,细胞质也是不均等分裂)。细胞质遗传:一株花斑紫茉莉是由一个受精卵经细胞的有丝分裂和细胞分化形成的,在细胞的有丝分裂过程中,由于细胞质的不均等、随机分配,导致有些细胞中只含有叶绿体、有些细胞中只含有白色体,有些细胞中同时含有叶绿体和白色体,然后它们分别发育成绿色、白色和花斑枝条。细胞质遗传受细胞质内遗传物质(线粒体和叶绿体DNA)控制,而人体细胞内只有线粒体,无叶绿体杂交过程如下图:

两种遗传病的概率计算方法:

两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,各种患病情况如下:
序号 类型  计算公式
1 患甲病的概率m  则非甲病概率为1-m
2  患乙病的概率n 则非乙病概率为1-n
3 只患甲病的概率  m(1-n)
4 只患乙病的概率  n(1-m)
5 同时患两种病的概率 mn
6  只患一种病的概率  m(1-n)+n(1-m)
7 患病概率 1-(1-m)(1-n)
8  不患病概率 (1-m)(1-n)

个体基因型的探究方法:

1.自交法:对于植物来说,鉴定个体基因型的最好方法是让该植物个体自交,通过观察自交后代的性状分离比,分析推理出待测亲本的基因型。
2.测交法:如果能找到纯合的隐性个体,由测交后代的性状分离比即可推知待测亲本的基因型。
3.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即可推知待测亲本的基因型。
知识点拨:

1、孟德尔实验的成功原因:
第一,正确地选用试验材料是孟德尔获得成功的首要条件。
第二,在对生物的性状进行分析时,孟德尔首先只针对一对相对性状的传递情况进行研究。
第三,孟德尔在进行豌豆的杂交试验时,对不同世代出现的不同性状的个体数目都进行了记载和分析,并且应用统计学方法对实验结果进行分析,这是孟德尔获得成功的又一个重要原因。
第四,孟德尔还科学地设计了试验的程序。他在对大量试验数据进行分析的基础上,合理地提出了假说,并且设计了新的试验来验证假说,这是孟德尔获得成功的第四个重要原因。
注:孟德尔遗传定律是细胞核遗传的规律,细胞质遗传和原核生物的遗传不遵循此规律。大肠杆菌为原核生物,紫茉莉枝条颜色的遗传为细胞质遗传,所以都不遵循孟德尔的遗传规律。
2、等位基因或相同基因的位置任体细胞中,控制一对相对性状的等位基因或同一性状的相同基因位于一对同源染色体的相同位置上。
3、并不是所有的非等位基因在减数分裂时都自由组合。只有位于非同源染色体上的非等位基因才自由组合,而位于同源染色体上的非等位基因不会自由组合。
知识拓展:

孟德尔遗传定律的细胞学基础
1.孟德尔的遗传因子与染色体上基因的对应关系
(1)分离定律中的一对遗传因子指一对同源染色体上的等位基因。
(2)自由组合定律中的不同对的遗传因子指位于非同源染色体上的非等位基因。
2.分离定律和自由组合定律的细胞学基础
(l)分离定律的细胞学基础是减数分裂过程中的同源染色体分离。
(2)自由组合定律的细胞学基础是减数分裂过程中的非同源染色体的自由组合。
生殖的类型:

1、生殖的类型:包括无性生殖和有性生殖。
2、有性生殖产生的后代具双亲的遗传特性,由雌雄配子的结合形成。
3、有性生殖的意义:具有更大的生活能力和变异性,因此对生物的生存和进化具重要意义。对于进行有性生殖的生物来说,个体发育的起点是受精卵。
4、无性生殖的类型:出芽生殖、分裂生殖、孢子生殖、营养生殖
过程 举例
分裂生殖 1个母体2个新个体 单细胞生物,如细菌、变形虫等
出芽生殖 母体芽体新个体 酵母菌、水螅
孢子生殖 母体孢子新个体 真菌、放线菌、蕨类等
营养生殖 根、茎、叶新个体 高等植物

5、无性生殖的意义及应用:关键就在于无性生殖产生的后代保持母体的性状不变,如果母体具有某种优良性状需要保持并大量繁殖,则无性生殖为我们提供了理论基础。所以,在农业生产中常用扦插、嫁接来繁殖优良的花卉、果树品种。
有性生殖和无性生殖的区别:

无性生殖 有性生殖
不同点 母体 只有一个亲本参与 一般有两个亲本参与
生殖过程 (一般)无,即使有(孢子)也无性别之分,不结合 有,且有性别之分,一般需两两结合
生殖过程 由母体直接产生新个体 一般是有性生殖细胞合子新个体,也可以是有性生殖细胞新个体(如孤雌生殖)
性状保持情况 其子代是母体的直接延续,变异少,能保持秦代的性状 其子代是双亲遗传物质的重组体,变异多,不利于秦代性状的保持
子代生活力大小 有降低趋势 具有强大的生活力
对种族的影响 长期使用这种生殖方式,种族会衰退 使种族兴旺发达
对进化的作用 无促进作用 有促进作用
相同点 都是产生新个体,繁殖后代,使种族得以延续

知识拓展:

1、在无性生殖中,细菌等原核生物的分裂生殖不属于有丝分裂,而是一种特殊的“二分裂”方式形成两个子代细菌,但也不属于无丝分裂。
2、无丝分裂是真核细胞的一种分裂方式。根据植物细胞的“全能性” ,近几十年来发展起来一项无性繁殖的新技术——植物的组织培养 ( 克隆技术 ) 。
 
愈伤组织是在无菌条件下,通过细胞分裂产生的,没有发生分化的,无定形状态的薄壁细胞形成的细胞团。植物组织培养的优点是:取材少、培养周期短、繁育率高、便于自动化管理等。目前,这项技术已在花卉和果树的快速繁殖、培育无病毒植物等方面得到广泛应用。
精子的形成过程:

精子的形成过程图解:


精子和卵细胞的形成过程比较:

精子的形成 卵细胞的形成
不同点 场所 精巢/睾丸 卵巢
细胞质分裂方式 均等分裂 不均等分裂
变形
结果
相同点 细胞质变化 都有中心体、星射线、纺锤体出现
细胞核变化 ①染色体都只复制一次,细胞都连续分裂两次,结果性细胞染色体数目都减半②染色体行为相同:复制联会(可交换)同源染色体分离,非同源染色体自由组合着丝点分裂③性细胞染色体是由性原细胞的非同源染色体自由组合而来,种类都为2n
注: 1、一个精原细胞,不管它含有几对等位基因,产生的精细胞种类为两种,且这两种精细胞中的基因型互补(不考虑交叉互换);而一个个体产生的精细胞种类为2n(n为等位基因的对数)种。
2、一个卵原细胞,不管它含有几对等位基网,产生的卵细胞种类为一种;而一个个体产生的卵细胞种类为2n(n为等位基因的对数)种。

知识点拨:

1、如何判断不同的精子是否来自同一个精原细胞?
①如果在四分体时期,不发生非姐妹染色单体的交叉互换,则一个精原细胞形成4个、2种精子细胞。
②如果在四分体时期,发生了非姐妹染色单体的交叉互换,则一个精原细脆形成4个、4种精子细胞。
③若两个精细胞中染色体完全相同,则它们可能来自同一个次级精母细胞。
④若两个精细胞中染色体恰好“互补”,则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。
⑤若两个精细胞中的染色体有的相同,有的互补,只能判定可能来自同一个生物不同精原细胞的减数分裂过程。
例 基因型  为AaBb(两对等位基因位于两对同源染色体上)的一个精原细胞经减数分裂形成的精细胞种类有(    )A.1种   B.2种  C.4种    D.8种
思路点拨:一个基因型为AaBb的精原细胞减数分裂只形成2种类型的4个精子。但若一个基因型为AaBb个体产生的精子种类就应是4种。答案B
2、一个精原细胞,不管它含有几对等位基因,产生的精细胞种类为两种,且这两种精细胞中的基因型互补(不考虑交叉互换);而一个个体产生的精细胞种类为2n(n为等位基因的对数)种。


种群基因频率的改变与生物进化:

1、种群的相关概念:
①种群:是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。特点是个体间彼此可以交配,实现基因交流。是生物进化的基本单位。
②基因库:是指一个种群中全部个体所含有的全部基因。
③基因频率:指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因的比率。
④基因型频率:是指某种特定基因型的个体在种群中所占的比例
2、生物进化的实质:种群的基因频率发生变化的过程。
3、影响基因频率变化的因素:突变和基因重组、自然选择等。
4、基因突变和染色体变异统称为突变,突变和基因重组产生进化的原材料。


易错点拨:

有关基因频率计算的两点提醒
提醒1    计算基因频率的公式为:该基因总数/该等位基因总数×100%。
提醒2   当基因只位于X染色体上时,等位基因总数不是总人数乘以2,而应该先单独求出女性和男性分别含有的基因数再相加。
知识拓展:

遗传漂变:对于所有有限大小的种群来说,由于小样本抽样的基因数量有限而导致种群的等位基因频率在世代间发生变化的现象。
物种的形成:

1.物种形成的方式
(1)渐变式

(2)爆发式物种的形成主要是由异源多倍体以染色体变异的 方式形成新物种,一出现可以很快形成生殖隔离。(基因频率改变)

(3)人工创造新物种通过植物体细胞杂交(如番茄一马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蓝一萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。
2.三个环节:突变和基因重组、自然选择、隔离,三者关系如图所示:

3.隔离导致物种的形成
(1)地理隔离是物种形成的量变阶段,生殖隔离是物种形成的质变时期,只有地理隔离而不形成生殖隔离,能产生亚种,但绝不可能产生新物种。
(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。生殖隔离有三种情况:不能杂交;杂交不活;活而不育。
①物种:分布在一定的自然区域内,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下能够相互交配和繁殖,并能够产生可育后代的一群生物个体。
②隔离:不同种群间的个体,在自然条件下基因不能发生自由交流的现象。常见的有地理隔离和生殖隔离
③地理隔离在物种形成中起促进性状分离的作用,是生殖隔离必要的先决条件,一般形成亚种。
④生殖隔离:不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代的现象。可分为:生态隔离、季节隔离、性别隔离、行为隔离、杂种不育等。
易错点拨:

1、物种包括各个不同地域的同一物种的多个不同种群,范围较大,而种群是一定地域内同种生物个体的总和,范围较小。
2、因地理隔离造成两个亚种,如东北虎和华南虎,应为同一个物种,仍能进行交配繁殖产生后代。但地理隔离不一定是高山、河流的阻隔,丙个池塘中的鲤鱼也存在地理隔离。
3、判断是否是同一物种,不能只看能否杂交,还要看杂交后代是否可育,如二倍体西瓜和四倍体西瓜、马和驴等。
例  如图表示生物新物种形成的基本环节,对图示分析不正确的是(  )

 A.图中A表示基因突变和基因重组,为生物进化提供原材料
B.种群基因频率的定向改变是形成新物种的前提
C.图中B表示地理隔离,是新物种形成的必要条件
D.图中C表示生殖隔离,指两种生物不能杂交产生后代
思路点拨:图中A应表示突变和基因重组,突变包括基因突变和染色体变异。图中B表示地理隔离,但并不是新物种形成的必要条件,有些新物种(如多倍体)形成不需要经过地理隔离。存在生殖隔离的两种生物除了不能杂交产生后代,也可能进行交配却不能产生可育后代。
答案B
例  关于物种形成与生物进化,下列说法中错误的是(   )
A.任何基因频率的改变,不论其变化大小如何,都属于进化的范围
B.自然界中物种形戍的方式有多种,经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的一种方式
C.隔离是形成物种的必要条件,也是生物进化的必要条件
D.生物进化的过程实质是种群基冈频率发生变化的过程
思路点拨:任何基因频率的改变,不沦其变化大小如何,都属于进化的范围,而新物种形成,则必须当基因频率的改变突破种的界限、形成生殖隔离后,方可成立,所以隔离是物种形成的必要条件,而不是生物进化的必要条件,C选项错误。
答案C
动物细胞的核移植技术:

1.原理:动物细胞核的全能性和细胞膜具一定的流动性。
2.种类:动物核移植技术可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,前者比较容易。
3.材料
(1)供体细胞一般选优良动物的传代培养10代以内的细胞。
(2)受体细胞一般为减数第二次分裂中期的次级卵母细胞:①卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质;②卵母细胞体积大,便于操作;③卵黄多,营养物质丰富。
4.过程


体细胞核移植的大致过程是:
高产奶牛(提供体细胞)进行细胞培养;同时采集卵母细胞,在体外培养到减二分裂中期的卵母细胞,去核(显微操作) ;将供体细胞注入去核卵母细胞;通过电刺激使两细胞融合,供体核进入受体卵母细胞,构建重组胚胎;将胚胎移入受体(代孕)母牛体内;生出与供体奶牛遗传基因相同的犊牛。
5、体细胞核移植技术的应用:
①加速家畜遗传改良进程,促进良畜群繁育;
②保护濒危物种,增大存活数量;
③生产珍贵的医用蛋白;
④作为异种移植的供体;
⑤用于组织器官的移植等。

知识点拨:

选用去核卵(母)细胞的原因:卵(母)细胞比较大,容易操作;卵(母)细胞细胞质多,营养丰富; 细胞质不会抑制细胞核全能性的表达。
知识拓展:

1、体细胞核移植技术存在的问题:克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。
2、细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核,而是整个细胞,佯随着两细胞融合,体现细胞膜的结构特点:具有一定的流动性。
3、核移植时,一般先用电刺激使供受体细胞融合,再用物理或化学方法激活受体细胞,使其完成细胞分裂和发育进程。
4、克隆动物的性状与核供体生物的性状基本相同,而不是完全相同,因为克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞;生物的性状不仅与遗传物质有关,还受环境的影响。
5、克隆属于无性繁殖,产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。
胚胎工程的应用及前景:

1、胚胎移植
(1)概念:是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”,接受胚胎的个体称为“受体”。  
(2)基本程序主要包括:
①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
②配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天,用特制的冲卵装置,把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查,此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入-196℃的液氮中保存。
④对胚胎进行移植。
⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
(3)胚胎移植的意义:大大缩短了供体本身的繁殖周期,充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。
(4)胚胎移植的生理学基础:
①动物发情排卵后,同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。
④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
2、胚胎分割
(1)概念:是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
(2)材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚。(桑椹胚至囊胚的发育过程中,细胞开始分化,但其全能性仍很高,也可用于胚胎分割)
(3)理论基础:细胞的全能性。
(4)所用仪器设备:实体显微镜和显微操作仪。
(5)操作过程:选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚,移人盛有操作液的培养皿中,然后用分割针或分割刀进行分割。
(6) 意义:加快繁殖速度。
3、胚胎干细胞
(1)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞,来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
(2)具有胚胎细胞的特性,在形态上表现为体积小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外,在体外培养的条件下,可以增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可进行遗传改造。
(3)胚胎干细胞的主要用途是:
①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律;
②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料,在培养液中加入分化诱导因子,如牛黄酸等化学物质时,就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化,这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段;
③可以用于治疗人类的某些顽疾,如帕金森综合症、少年糖尿病等;
④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性,移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能;
⑤随着组织工程技术的发展,通过ES细胞体外诱导分化,定向培育出人造组织器官,用于器官移植,解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
知识点拨:

1、供体为优良品种,作为受体的雌性动物应为常见或存量大的且身体健康有良好的生育能力的品种。
2、地位:如转基因、核移植,或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎,都必须经过胚胎移植技术才能获得后代,是胚胎工程的最后一道“工序”。
3、胚胎分割要求:对囊胚阶段的胚胎分割时,要将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
4、来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,属于无性繁殖。
5、实质:是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换,而胚胎本身的遗传物质并不发生改变,因此各种性状能保持其原来的优良特性。
6、优势:充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,从而大大缩短了供体本身的繁殖周期,大大推动了畜牧业的发展。
发现相似题
与“香猪肉嫩味香,无膻无腥,是苗族人民将野猪长期驯化、精心培...”考查相似的试题有: