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發(fā)表時間:2020-09-24遺傳變異和進化。
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必修2遺傳、變異和進化知識點提綱
1、遺傳的基本規(guī)律
(1)基因的分離定律
①豌豆做材料的優(yōu)點:(1)豌豆能夠嚴格進行自花授粉,而且是閉花授粉,自然條件下能保持純種。(2)品種之間具有易區(qū)分的性狀。
②人工雜交試驗過程:去雄(留下雌蕊)→套袋(防干擾)→人工傳粉
③一對相對性狀的遺傳現(xiàn)象:具有一對相對性狀的純合親本雜交,后代表現(xiàn)為一種表現(xiàn)型,F(xiàn)1代自交,F(xiàn)2代中出現(xiàn)性狀分離,分離比為3:1。
④基因分離定律的實質:在雜合子的細胞中,位于一對同源染色體上的等位基因,具有一定的獨立性,生物體在進行減數(shù)分裂時,等位基因會隨同源染色體的分開而分離,分別進入到兩個配子中,獨立地隨配子遺傳給后代。
(2)基因的自由組合定律
①兩對等位基因控制的兩對相對性狀的遺傳現(xiàn)象:具有兩對相對性狀的純合子親本雜交后,產生的F1自交,后代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型,比例為9:3:3:1。四種表現(xiàn)型中各有一種純合子,分別在子二代占1/16,共占4/16;雙顯性個體比例占9/16;雙隱性個體比例占1/16;單雜合子占2/16×4=8/16;雙雜合子占4/16;親本類型比例各占9/16、1/16;重組類型比例各占3/16、3/16
②基因的自由組合定律的實質:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的。在進行減數(shù)分裂形成配子的過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離,同時非同源染色體上的非等位基因自由組合。
③運用基因的自由組合定律的原理培育新品種的方法:優(yōu)良性狀分別在不同的品種中,先進行雜交,從中選擇出符合需要的,再進行連續(xù)自交即可獲得純合的優(yōu)良品種。
記憶點:
1.基因分離定律:具有一對相對性狀的兩個生物純本雜交時,子一代只表現(xiàn)出顯性性狀;子二代出現(xiàn)了性狀分離現(xiàn)象,并且顯性性狀與隱性性狀的數(shù)量比接近于3:1。
2.基因分離定律的實質是:在雜合子的細胞中,位于一對同源染色體,具有一定的獨立性,生物體在進行減數(shù)分裂形成配子時,等位基因會隨著的分開而分離,分別進入到兩個配子中,獨立地隨配子遺傳給后代。
3.基因型是性狀表現(xiàn)的內存因素,而表現(xiàn)型則是基因型的表現(xiàn)形式。表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件。
4.基因自由組合定律的實質是:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的。在進行減數(shù)分裂形成配子的過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離,同時非同源染色體上的非等位基因自由組合。在基因的自由組合定律的范圍內,有n對等位基因的個體產生的配子最多可能有2n種。
2、細胞增殖
(1)細胞周期:指連續(xù)分裂的細胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時為止。
(2)有絲分裂:
分裂間期的最大特點:完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成
分裂期染色體的主要變化為:前期出現(xiàn);中期清晰、排列;后期分裂;末期消失。特別注意后期由于著絲點分裂,染色體數(shù)目暫時加倍。
動植物細胞有絲分裂的差異:a.前期紡錘體形成方式不同;b.末期細胞質分裂方式不同。
(3)減數(shù)分裂:
對象:有性生殖的生物時期:原始生殖細胞形成成熟的生殖細胞特點:染色體只復制一次,細胞連續(xù)分裂兩次結果:新產生的生殖細胞中染色體數(shù)比原始生殖細胞減少一半。
精子和卵細胞形成過程中染色體的主要變化:減數(shù)第一次分裂間期染色體復制,前期同源染色體聯(lián)會形成四分體(非姐妹染色體單體之間常出現(xiàn)交叉互換),中期同源染色體排列在赤道板上,后期同源染色體分離同時非同源染色體自由組合;減數(shù)第二次分裂前期染色體散亂地分布于細胞中,中期染色體的著絲點排列在赤道板上,后期染色體的著絲點分裂染色體單體分離。
有絲分裂和減數(shù)分裂的圖形的鑒別:(檢索表以二倍體生物為例)
1.1細胞中沒有同源染色體……減數(shù)第二次分裂
1.2細胞中有同源染色體
2.1有同源染色體聯(lián)會、形成四分體、排列于赤道板或相互分離……減數(shù)第一次分裂
2.2同源染色體沒有上述特殊行為……有絲分裂
記憶點:
1.減數(shù)分裂的結果是,新產生的生殖細胞中的染色體數(shù)目比原始的生殖細胞的減少了一半。
2.減數(shù)分裂過程中聯(lián)會的同源染色體彼此分開,說明染色體具一定的獨立性;同源的兩個染色體移向哪一極是隨機的,則不同對的染色體(非同源染色體)間可進行自由組合。
3.減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目的減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂中。
4.一個精原細胞經過減數(shù)分裂,形成四個精細胞,精細胞再經過復雜的變化形成精子。
5.一個卵原細胞經過減數(shù)分裂,只形成一個卵細胞。
6.對于進行有性生殖的生物來說,減數(shù)分裂和受精作用對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定,對于生物的遺傳和變異,都是十分重要的
3、性別決定與伴性遺傳
(1)XY型的性別決定方式:雌性體內具有一對同型的性染色體(XX),雄性體內具有一對異型的性染色體(XY)。減數(shù)分裂形成精子時,產生了含有X染色體的精子和含有Y染色體的精子。雌性只產生了一種含X染色體的卵細胞。受精作用發(fā)生時,X精子和Y精子與卵細胞結合的機會均等,所以后代中出生雄性和雌性的機會均等,比例為1:1。
(2)伴X隱性遺傳的特點(如色盲、血友病、果蠅眼色、女婁菜葉形等遺傳)
①男性患者多于女性患者
②屬于交叉遺傳(隔代遺傳)即外公→女兒→外孫
③女性患者,其父親和兒子都是患者;男性患病,其母、女至少為攜帶者
(3)X染色體上隱性遺傳(如抗VD佝僂病、鐘擺型眼球震顫)
①女性患者多于男性患者。
②具有世代連續(xù)現(xiàn)象。
③男性患者,其母親和女兒一定是患者。
(4)Y染色體上遺傳(如外耳道多毛癥)
致病基因為父傳子、子傳孫、具有世代連續(xù)性,也稱限雄遺傳。
(5)伴性遺傳與基因的分離定律之間的關系:伴性遺傳的基因在性染色體上,性染色體也是一對同源染色體,伴性遺傳從本質上說符合基因的分離定律。
記憶點:
1.生物體細胞中的染色體可以分為兩類:常染色體和性染色體。生物的性別決定方式主要有兩種:一種是XY型,另一種是ZW型。
2.伴性遺傳的特點:
(1)伴X染色體隱性遺傳的特點:男性患者多于女性患者;具有隔代遺傳現(xiàn)象(由于致病基因在X染色體上,一般是男性通過女兒傳給外孫);女性患者的父親和兒子一定是患者,反之,男性患者一定是其母親傳給致病基因。
(2)伴X染色體顯性遺傳的特點:女性患者多于男性患者,大多具有世代連續(xù)性即代代都有患者,男性患者的母親和女兒一定是患者。
(3)伴Y染色體遺傳的特點:患者全部為男性;致病基因父傳子,子傳孫(限雄遺傳)。
4、基因的本質
(1)DNA是主要的遺傳物質
①生物的遺傳物質:在整個生物界中絕大多數(shù)生物是以DNA作為遺傳物質的。有DNA的生物(細胞結構的生物和DNA病毒),DNA就是遺傳物質;只有少數(shù)病毒(如艾滋病毒、SARS病毒、禽流感病毒等)沒有DNA,只有RNA,RNA才是遺傳物質。
②證明DNA是遺傳物質的實驗設計思想:設法把DNA和蛋白質分開,單獨地、直接地去觀察DNA的作用。
(2)DNA分子的結構和復制
①DNA分子的結構
a.基本組成單位:脫氧核苷酸(由磷酸、脫氧核糖和堿基組成)。
b.脫氧核苷酸長鏈:由脫氧核苷酸按一定的順序聚合而成
c.平面結構:
d.空間結構:規(guī)則的雙螺旋結構。
e.結構特點:多樣性、特異性和穩(wěn)定性。
②DNA的復制
a.時間:有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂間期
b.特點:邊解旋邊復制;半保留復制。
c.條件:模板(DNA分子的兩條鏈)、原料(四種游離的脫氧核苷酸)、酶(解旋酶,DNA聚合酶,DNA連接酶等),能量(ATP)
d.結果:通過復制產生了與模板DNA一樣的DNA分子。
e.意義:通過復制將遺傳信息傳遞給后代,保持了遺傳信息的連續(xù)性。
(3)基因的結構及表達
①基因的概念:基因是具有遺傳效應的DNA分子片段,基因在染色體上呈線性排列。
②基因控制蛋白質合成的過程:
轉錄:以DNA的一條鏈為模板通過堿基互補配對原則形成信使RNA的過程。
翻譯:在核糖體中以信使RNA為模板,以轉運RNA為運載工具合成具有一定氨基酸排列順序的蛋白質分子
記憶點:
1.DNA是使R型細菌產生穩(wěn)定的遺傳變化的物質,而噬菌體的各種性狀也是通過DNA傳遞給后代的,這兩個實驗證明了DNA是遺傳物質。
2.一切生物的遺傳物質都是核酸。細胞內既含DNA又含RNA和只含DNA的生物遺傳物質是DNA,少數(shù)病毒的遺傳物質是RNA。由于絕大多數(shù)的生物的遺傳物質是DNA,所以DNA是主要的遺傳物質。
3.堿基對排列順序的千變萬化,構成了DNA分子的多樣性,而堿基對的特定的排列順序,又構成了每一個DNA分子的特異性。這從分子水平說明了生物體具有多樣性和特異性的原因。
4.遺傳信息的傳遞是通過DNA分子的復制來完成的?;虻谋磉_是通過DNA控制蛋白質的合成來實現(xiàn)的。
5.DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板;通過堿基互補配對,保證了復制能夠準確地進行。在兩條互補鏈中的比例互為倒數(shù)關系。在整個DNA分子中,嘌呤堿基之和=嘧啶堿基之和。整個DNA分子中,與分子內每一條鏈上的該比例相同。
6.子代與親代在性狀上相似,是由于子代獲得了親代復制的一份DNA的緣故。
7.基因是有遺傳效應的DNA片段,基因在染色體上呈直線排列,染色體是基因的載體。
8.由于不同基因的脫氧核苷酸的排列順序(堿基順序)不同,因此,不同的基因含有不同的遺傳信息。(即:基因的脫氧核苷酸的排列順序就代表遺傳信息)。
9.DNA分子的脫氧核苷酸的排列順序決定了信使RNA中核糖核苷酸的排列順序,信使RNA中核糖核苷酸的排列順序又決定了氨基酸的排列順序,氨基酸的排列順序最終決定了蛋白質的結構和功能的特異性,從而使生物體表現(xiàn)出各種遺傳特性。基因控制蛋白質的合成時:基因的堿基數(shù):mRNA上的堿基數(shù):氨基酸數(shù)=6:3:1。氨基酸的密碼子是信使RNA上三個相鄰的堿基,不是轉運RNA上的堿基。轉錄和翻譯過程中嚴格遵循堿基互補配對原則。注意:配對時,在RNA上A對應的是U。
10.生物的一切遺傳性狀都是受基因控制的。一些基因是通過控制酶的合成來控制代謝過程;基因控制性狀的另一種情況,是通過控制蛋白質分子的結構來直接影響性狀。
5、生物的變異
(1)基因突變
①基因突變的概念:由于DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變,而引起的基因結構的改變。
②基因突變的特點:a.基因突變在生物界中普遍存在b.基因突變是隨機發(fā)生的c.基因突變的頻率是很低的d.大多數(shù)基因突變對生物體是有害的e.基因突變是不定向的
③基因突變的意義:生物變異的根本來源,為生物進化提供了最初的原材料。
④基因突變的類型:自然突變、誘發(fā)突變
⑤人工誘變在育種中的應用:通過人工誘變可以提高變異的頻率,可以大幅度地改良生物的性狀。
(2)染色體變異
①染色體結構的變異:缺失、增添、倒位、易位。如:貓叫綜合征。
②染色體數(shù)目的變異:包括細胞內的個別染色體增加或減少和以染色體組的形式成倍地增加減少。
③染色體組特點:a、一個染色體組中不含同源染色體b、一個染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同c、一個染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因
④二倍體或多倍體:由受精卵發(fā)育成的個體,體細胞中含幾個染色體組就是幾倍體;由未受精的生殖細胞(精子或卵細胞)發(fā)育成的個體均為單倍體(可能有1個或多個染色體組)。
⑤人工誘導多倍體的方法:用秋水仙素處理萌發(fā)的種子和幼苗。原理:當秋水仙素作用于正在分裂的細胞時,能夠抑制細胞分裂前期紡錘體形成,導致染色體不分離,從而引起細胞內染色體數(shù)目加倍。
⑥多倍體植株特征:莖桿粗壯,葉片、果實和種子都比較大,糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質的含量都有所增加。
⑦單倍體植株特征:植株長得弱小而且高度不育。單倍體植株獲得方法:花藥離休培養(yǎng)。單倍體育種的意義:明顯縮短育種年限(只需二年)。
記憶點:
1.染色體組是細胞中的一組非同源染色體,它們在形態(tài)和功能上各不相同,但是攜帶者控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息,這樣的一組染色體叫染色體組。
2.可遺傳變異是遺傳物質發(fā)生了改變,包括基因突變、基因重組和染色體變異?;蛲蛔冏畲蟮奶攸c是產生新的基因。它是染色體的某個位點上的基因的改變?;蛲蛔兗绕毡榇嬖?,又是隨機發(fā)生的,且突變率低,大多對生物體有害,突變不定向?;蛲蛔兪巧镒儺惖母緛碓?,為生物進化提供了最初的原材料?;蛑亟M是生物體原有基因的重新組合,并沒產生新基因,只是通過雜交等使本不在同一個體中的基因重組合進入一個個體。通過有性生殖過程實現(xiàn)的基因重組,為生物變異提供了極其豐富的來源。這是形成生物多樣性的重要原因之一,對于生物進化具有十分重要的意義。上述二種變異用顯微鏡是看不到的,而染色體變異就是染色體的結構和數(shù)目發(fā)生改變,顯微鏡可以明顯看到。這是與前二者的最重要差別。其變化涉及到染色體的改變。如結構改變,個別數(shù)目及整倍改變,其中整倍改變在實際生活中具有重要意義,從而引伸出一系列概念和類型,如:染色體組、二倍體、多倍體、單倍體及多倍體育種等。
6、人類遺傳病與優(yōu)生
(1)優(yōu)生的措施:禁止近親結婚、進行遺傳咨詢、提倡適齡生育、產前診斷。
(2)禁止近親結婚的原因:近親結婚的夫婦從共同祖先那里繼承同一種致病基因的機會大大增加,所生子女患隱性遺傳病的概率大大增加。
記憶點:
1.多指、并指、軟骨發(fā)育不全是單基因的常染色體顯性遺傳病;抗維生素D佝僂病是單基因的X染色體顯性遺傳?。话谆 ⒈奖虬Y、先天性聾啞是單基因的常染色體隱性遺傳病;進行性肌營養(yǎng)不良、紅綠色盲、血友病是單基因的X染色體隱性遺傳病;唇裂、無腦兒、原發(fā)性高血壓、青少年型糖尿病等屬于對基因遺傳?。涣硗馊旧w遺傳病中常染色體病有21三體綜合癥、貓叫綜合癥等;性染色體病有性腺發(fā)育不良等。
7、細胞質遺傳
①細胞質遺傳的特點:母系遺傳(原因:受精卵中的細胞質幾乎全部來自母細胞);后代沒有一定的分離比(原因:生殖細胞在減數(shù)分裂時,細胞質中的遺傳物質隨機地、不均等地分配到子細胞中去)。
②細胞質遺傳的物質基礎:在細胞質內存在著DNA分子,這些DNA分子主要位于線粒體和葉綠體中,可以控制一些性狀。
記憶點:
1.卵細胞中含有大量的細胞質,而精子中只含有極少量的細胞質,這就是說受精卵中的細胞質幾乎全部來自卵細胞,這樣,受細胞質內遺傳物質控制的性狀實際上是由卵細胞傳給子代,因此子代總表現(xiàn)出母本的性狀。
2.細胞質遺傳的主要特點是:母系遺傳;后代不出現(xiàn)一定的分離比。細胞質遺傳特點形成的原因:受精卵中的細胞質幾乎全部來自卵細胞;減數(shù)分裂時,細胞質中的遺傳物質隨機地、不均等地分配到卵細胞中。細胞質遺傳的物質基礎是:葉綠體、線粒體等細胞質結構中的DNA。
3.細胞核遺傳和細胞質遺傳各自都有相對的獨立性。這是因為,盡管在細胞質中找不到染色體一樣的結構,但質基因和核基因一樣,可以自我復制,可以通過轉錄和翻譯控制蛋白質的合成,也就是說,都具有穩(wěn)定性、連續(xù)性、變異性和獨立性。但細胞核遺傳和細胞質遺傳又相互影響,很多情況是核質互作的結果。
8、基因工程簡介
(1)基因工程的概念
標準概念:在生物體外,通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”,對生物的基因進行改造和重新組合,然后導入受體細胞內進行無性繁殖,使重組細胞在受體細胞內表達,產生出人類所需要的基因產物。
通俗概念:按照人們的意愿,把一種生物的個別基因復制出來,加以修飾改造,然后放到另一種生物的細胞里,定向地改造生物的遺傳性狀。
(2)基因操作的工具
A.基因的剪刀——限制性內切酶(簡稱限制酶)。
①分布:主要在微生物中。
②作用特點:特異性,即識別特定核苷酸序列,切割特定切點。
③結果:產生黏性未端(堿基互補配對)。
B.基因的針線——DNA連接酶。
①連接的部位:磷酸二酯鍵,不是氫鍵。
②結果:兩個相同的黏性未端的連接。
C.基困的運輸工具——運載體
①作用:將外源基因送入受體細胞。
②具備的條件:a、能在宿主細胞內復制并穩(wěn)定地保存。b、具有多個限制酶切點。
c、有某些標記基因。
③種類:質粒、噬菌體和動植物病毒。
④質粒的特點:質粒是基因工程中最常用的運載體。
(3)基因操作的基本步驟
A.提取目的基因
目的基因概念:人們所需要的特定基因,如人的胰島素基因、抗蟲基因、抗病基因、干擾素基因等。
提取途徑:
B.目的基因與運載體結合
用同一種限制酶分別切割目的基因和質粒DNA(運載體),使其產生相同的黏性末端,將切割下的目的基因與切割后的質?;旌?,并加入適量的DNA連接酶,使之形成重組DNA分子(重組質粒)
C.將目的基因導入受體細胞
常用的受體細胞:大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌、酵母菌、動植物細胞
D.目的基因檢測與表達
檢測方法如:質粒中有抗菌素抗性基因的大腸桿菌細胞放入到相應的抗菌素中,如果正常生長,說明細胞中含有重組質粒。
表達:受體細胞表現(xiàn)出特定性狀,說明目的基因完成了表達過程。如:抗蟲棉基因導入棉細胞后,棉鈴蟲食用棉的葉片時被殺死;胰島素基因導入大腸桿菌后能合成出胰島素等。
(4)基因工程的成果和發(fā)展前景
A.基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生
B.基因工程與農牧業(yè)、食品工業(yè)
C.基因工程與環(huán)境保護
記憶點:
1.作為運載體必須具備的特點是:能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定地保存;具有多個限制酶切點,以便與外源基因連接;具有某些標記基因,便于進行篩選。質粒是基因工程最常用的運載體,它存在于許多細菌以及酵母菌等生物中,是能夠自主復制的很小的環(huán)狀DNA分子。
2.基因工程的一般步驟包括:①提取目的基因②目的基因與運載體結合③將目的基因導入受體細胞④目的基因的檢測和表達。
3.重組DNA分子進入受體細胞后,受體細胞必須表現(xiàn)出特定的性狀,才能說明目的基因完成了表達過程。
4.區(qū)別和理解常用的運載體和常用的受體細胞,目前常用的運載體有:質粒、噬菌體、動植物病毒等,目前常用的受體細胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌、酵母菌和動植物細胞等。
5.基因診斷是用放射性同位素、熒光分子等標記的DNA分子做探針,利用DNA分子雜交原理,鑒定被檢測標本的遺傳信息,達到檢測疾病的目的。
6.基因治療是把健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中,達到治療疾病的目的。
9、生物的進化
(1)自然選擇學說內容是:過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存。
(2)物種:指分布在一定的自然區(qū)域,具有一定的形態(tài)結構和生理功能,而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖,并能產生出可育后代的一群個體。
種群:是指生活在同一地點的同種生物的一群個體。
種群的基因庫:一個種群的全部個體所含有的全部基因。
(3)現(xiàn)代生物進化理論的基本觀點:種群是生物進化的基本單位,生物進化的實質在于種群基因頻率的改變。突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié),通過它們的綜合作用,種群產生分化,最終導致新物種的形成。
(4)突變和基因重組產生生物進化的原材料,自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向,隔離是新物種形成的必要條件(生殖隔離的形成標志著新物種的形成)。
現(xiàn)代生物進化理論的基礎:自然選擇學說。
記憶點:
1.生物進化的過程實質上就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。
2.以自然選擇學說為核心的現(xiàn)代生物進化理論,其基本觀點是:種群是生物進化的基本單位,生物進化的實質在于種群基因頻率的改變。突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié),通過它們的綜合作用,種群產生分化,最終導致新物種的形成。
3.隔離就是指同一物種不同種群間的個體,在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。包括地理隔離和生殖隔離。其作用就是阻斷種群間的基因交流,使種群的基因頻率在自然選擇中向不同方向發(fā)展,是物種形成的必要條件和重要環(huán)節(jié)。
4.物種形成與生物進化的區(qū)別:生物進化是指同種生物的發(fā)展變化,時間可長可短,性狀變化程度不一,任何基因頻率的改變,不論其變化大小如何,都屬進化的范圍,物種的形成必須是當基因頻率的改變在突破種的界限形成生殖隔離時,方可成立。
5.生物體的每一個細胞都有含有該物種的全套遺傳物質,都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因。
6.在生物體內,細胞沒有表現(xiàn)出全能性,而是分化為不同的組織器官,這是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結果。
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1遺傳規(guī)律的重要概念及其關系
2孟德爾的遺傳定律
孟德爾通過長達8年的豌豆雜交實驗,以他不同于前人的創(chuàng)造性的科學研究方法(包括單因子分析法、數(shù)學統(tǒng)計法、測交實驗法等),在人類歷史上,第一次揭示了遺傳的基本規(guī)律。
2.1基因的分離定律
2.1.1“豌豆的高莖和矮莖一對等位基因的遺傳圖解”之分析
抓住“性狀分離的實質是等位基因的分離”討論:1:1、3:1發(fā)生的條件及意義
2.1.1.1F1產生配子的種類、比值及意義
2.1.1.2F2表現(xiàn)型與基因型的種類及比值
2.1.1.3一對等位基因的雜合體連續(xù)自交后代的分離比:
2.1.2涉及被子植物個體發(fā)育中的遺傳問題
胚和胚乳的基因型(正交和反交的差異);果皮、種皮的性狀與母本一致
營養(yǎng)生殖(嫁接)中,接穗的性狀不受砧木的影響(未進行遺傳物質的交換)
2.2基因的自由組合定律:
2.2.1“豌豆兩對等位基因的遺傳圖解”之分析:
聯(lián)系“減數(shù)分裂過程中,染色體的特殊行為”;深刻認識分離定律的重要性。
遺傳圖解(棋盤法、分枝法)的認識竅門:
2.1.3求解孟德爾遺傳定律應用題的基本方法
解法要點1已知表現(xiàn)型求基因型是最基本的題型。
(1)從子代開始,從隱性純合體開始。
(2)表現(xiàn)型為隱性性狀的個體,一定是純合體,基因型可直接寫出。
(3)表現(xiàn)型為顯性性狀的個體,既可能的純合體,也可能是雜合體,需先寫出基因式,再依據(jù)該個體的親代和子代的表現(xiàn)型(或基因型),寫出其余部分。
(4)求親代的基因型,先依據(jù)親代的表現(xiàn)型,寫出基因式;再依據(jù)子代的表現(xiàn)型及其分離比,完成基因型的書寫。
解法要點2基因分離規(guī)律是最基本的遺傳規(guī)律。因此,屬于自由組合規(guī)律的遺傳題,都可以用分離規(guī)律求解。即涉及到兩對(或更多對)等位基因的遺傳,只要各對基因是自由組合的,便可一對一對地先拆開進行分析,再綜合起來。即逐對分析、各個擊破、有序組合。
2.3遺傳基本規(guī)律在育種實踐上的應用:
3性別決定和伴性遺傳
3.1XY型的性別決定原理及其與人生、社會之關系:
3.2伴X染色體遺傳的特點:
再次分析“紅綠色盲”、“血友病”的遺傳(聯(lián)系社會調查之數(shù)據(jù),從群體上進行分析。)
4人類遺傳病與優(yōu)生
人類遺傳病是由遺傳因素引起的疾病。它包括:單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體遺傳病三大類,是當今威脅人類健康的頭號疾病。在基因診斷和基因治療技術還不能普遍應用時,遺傳病仍被視為“不治之癥”。目前,最有效的預防方法只能是優(yōu)生。
4.1人類單基因遺傳病的四種基本類型:
基本類型
主要特點
常見病例
常染色體
顯性遺傳病
可連續(xù)傳代;患者的雙親至少有一方是患者;雙親中一方是患者,子女中約有1/2患病,且男女患病機會均等。
多指癥、結腸息肉癥等
隱性遺傳病
可隔代遺傳;患者的雙親若表型正常則一定為雜合體,其同胞有1/4機會患病,且男女患病機會均等;近親婚配后代患病機會大大增加。
白化癥、半乳糖血癥、先天性聾啞等
X染色體
顯性遺傳病
可連續(xù)傳代;父病女皆病;母病則子女約有1/2機會患??;群體中患者女性多于男性。
抗維生素D佝僂病
隱性遺傳病
可隔代遺傳;母病子皆病;子病則母至少為攜帶者;父病母攜帶者子女1/2患病;群體中患者男性多于女性。
紅綠色盲、
血友病
4.2家譜圖分析的簡要方法:
尋求兩個關系:基因的顯隱關系;基因與染色體的關系
找準兩個開始:從子代開始;從隱性個體開始
學會雙向探究:逆向反推(從子代的分離比著手);順向直推(已知表現(xiàn)型為隱性性狀,可直接寫出基因型;若表現(xiàn)型為顯性性狀,則先寫出基因式,再看親子關系。)
5細胞質遺傳的特點
5.1紫茉莉質體遺傳的實驗研究
5.2細胞質遺傳的特點:母系遺傳;后代不出現(xiàn)孟德爾式的分離比
遺傳與進化
一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學生的理解性,作為高中教師準備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學生能夠在課堂積極的參與互動,幫助高中教師營造一個良好的教學氛圍。所以你在寫高中教案時要注意些什么呢?下面的內容是小編為大家整理的遺傳與進化,希望對您的工作和生活有所幫助。
第一章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)第1節(jié)孟德爾的豌豆雜交實驗(一)
(一)問題探討
1.粉色。因為按照融合遺傳的觀點,雙親遺傳物質在子代體內混合,子代呈現(xiàn)雙親的中介性狀,即紅色和白色的混合色──粉色。
2.提示:此問題是開放性問題,目的是引導學生觀察、分析身邊的生物遺傳現(xiàn)象,學生通過對遺傳實例的分析,辨析融合遺傳觀點是否正確。有些學生可能舉出的實例是多個遺傳因子控制生物性狀的現(xiàn)象(如人體的高度等),從而產生諸多疑惑,教師對此可以不做過多的解釋。只要引導學生能認真思索,積極探討,投入學習狀態(tài)即可。
(二)實驗
1.與每個小組的實驗結果相比,全班實驗的總結果更接近預期的結果,即彩球組合類型數(shù)量比DD∶Dd∶dd=1∶2∶1,彩球代表的顯性與隱性類型的數(shù)值比為3∶1。因為實驗個體數(shù)量越大,越接近統(tǒng)計規(guī)律。
如果孟德爾當時只統(tǒng)計10株豌豆雜交的結果,則很難正確地解釋性狀分離現(xiàn)象,因為實驗統(tǒng)計的樣本數(shù)目足夠多,是孟德爾能夠正確分析實驗結果的前提條件之一。當對10株豌豆的個體做統(tǒng)計時,會出現(xiàn)較大的誤差。
2.模擬實驗的結果與孟德爾的假說是相吻合的。因為甲、乙小桶內的彩球代表孟德爾實驗中的雌、雄配子,從兩個桶內分別隨機抓取一個彩球進行組合,實際上模擬雌、雄配子的隨機組合,統(tǒng)計的數(shù)量也足夠大,出現(xiàn)了3∶1的結果。但證明某一假說還需實驗驗證。
(三)技能訓練
提示:將獲得的紫色花連續(xù)幾代自交,即將每次自交后代的紫色花選育再進行自交,直至自交后代不再出現(xiàn)白色花為止。
(四)旁欄思考題
不會。因為滿足孟德爾實驗條件之一是雌、雄配子結合機會相等,即任何一個雄配子(或雌配子)與任何一個雌配子(或雄配子)的結合機會相等,這樣才能出現(xiàn)3∶1的性狀分離比。
(五)練習
基礎題
1.B。
2.B。
3.(1)在F1水稻細胞中含有一個控制合成支鏈淀粉的遺傳因子和一個控制合成直鏈淀粉的遺傳因子。在F1形成配子時,兩個遺傳因子分離,分別進入不同配子中,含支鏈淀粉遺傳因子的配子合成支鏈淀粉,遇碘變橙紅色;含直鏈淀粉遺傳因子的配子合成直鏈淀粉,遇碘變藍黑色,其比例為1∶1。
(2)孟德爾的分離定律。即在F1形成配子時,成對的遺傳因子發(fā)生分離,分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中。
(3)2。
4.(1)白色;黑色。
(2)性狀分離;白毛羊為雜合子,雜合子在自交時會產生性狀分離現(xiàn)象。
拓展題
1.(1)將被鑒定的栗色公馬與多匹白色母馬配種,這樣可在一個季節(jié)里產生多匹雜交后代。
(2)雜交后代可能有兩種結果:一是雜交后代全部為栗色馬,此結果說明被鑒定的栗色公馬很可能是純合子;二是雜交后代中既有白色馬,又有栗色馬,此結果說明被鑒定的栗色公馬為雜合子。
2.提示:選擇適宜的實驗材料是確保實驗成功的條件之一。孟德爾在遺傳雜交實驗中,曾使用多種植物如豌豆、玉米、山柳菊做雜交實驗,其中豌豆的雜交實驗最為成功,因此發(fā)現(xiàn)了遺傳的基本規(guī)律。這是因為豌豆具有適于研究雜交實驗的特點,例如,豌豆嚴格自花受粉,在自然狀態(tài)下是純種,這樣確保了通過雜交實驗可以獲得真正的雜種;豌豆花大,易于做人工雜交實驗;豌豆具有穩(wěn)定的可以區(qū)分的性狀,易于區(qū)分、統(tǒng)計實驗結果。
3.提示:凱庫勒提出苯分子的環(huán)狀結構、原子核中含有中子和質子的發(fā)現(xiàn)過程等,都是通過假說—演繹法得出結論的。19世紀以前科學家對遺傳學的研究,多采用從實驗結果出發(fā)提出某種理論或學說。而假說—演繹法,是從客觀現(xiàn)象或實驗結果出發(fā),提出問題,作出假設,然后設計實驗驗證假說的研究方法,這種方法的運用促進了生物科學的研究,使遺傳學由描述性研究進入理性推導和實驗驗證的研究階段。
第2節(jié)孟德爾的豌豆雜交實驗(二)
(一)問題探討
提示:問題探討的目的是活躍學生的思維,引領學生進入新的學習狀態(tài),教師可以通過水稻雜交育種等實例,使學生自然地認識到任何生物都不止表現(xiàn)一種性狀,后代表現(xiàn)的特征可以是兩個親本性狀組合的結果。進一步地思考討論,雙親的性狀是遵循什么規(guī)律進行組合、傳遞給后代的?在育種實踐中人類如何獲得所需的性狀組合?為導入新課做好準備。
(二)思考與討論
1.提示:豌豆適于作雜交實驗材料的優(yōu)點有:(1)具有穩(wěn)定的易于區(qū)分的相對性狀,如高莖和矮莖,高莖高度在1.5~2.0m,矮莖高度僅為0.3m左右,易于觀察和區(qū)分;(2)豌豆嚴格自花受粉,在自然狀態(tài)下可以獲得純種,純種雜交獲得雜合子;(3)花比較大,易于做人工雜交實驗。孟德爾正是因為選用了豌豆做雜交實驗,才能有效地從單一性狀到多對性狀研究生物遺傳的基本規(guī)律,才能對遺傳實驗結果進行量化統(tǒng)計,所以科學地選擇實驗材料是科學研究取得成功的重要保障之一。
2.提示:如果孟德爾只是研究多對相對性狀的遺傳,很難從數(shù)學統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律,因為如果研究n對相對性狀,將會有2n個性狀組合,這是很難統(tǒng)計的,也很難從數(shù)學統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)問題,揭示生物的遺傳規(guī)律。這也是前人在遺傳雜交實驗中留下的經驗與教訓,孟德爾恰恰借鑒了前人的遺傳研究經驗,改變實驗方法,從簡單到復雜地進行觀察、統(tǒng)計、分析實驗結果,從而發(fā)現(xiàn)問題、提出假說、實驗驗證、得出結論。
3.提示:如果孟德爾沒有對實驗結果進行統(tǒng)計學分析,他很難做出對分離現(xiàn)象的解釋。因為通過統(tǒng)計,孟德爾發(fā)現(xiàn)了生物性狀的遺傳在數(shù)量上呈現(xiàn)一定數(shù)學比例,這引發(fā)他揭示其實質的興趣。同時這也使孟德爾意識到數(shù)學概率,也適用于生物遺傳的研究,從而將數(shù)學的方法引入對遺傳實驗結果的處理和分析。
4.提示:作為一種正確的假說,不僅能解釋已有的實驗結果,還應該能夠預測另一些實驗結果。可參考教科書對“假說—演繹法”的解釋。
5.提示:(1)扎實的知識基礎和對科學的熱愛。孟德爾在維也納大學進修學習時,通過對自然科學的學習,使他具有生物類型是可變的,可以通過雜交產生新的生物類型等進化思想。同時孟德爾還學習數(shù)學,使他受到“數(shù)學方法可以應用于各門自然科學之中”的思想影響,產生應用數(shù)學方法解決遺傳學問題的想法,使孟德爾成為第一個認識到概率原理能用于預測遺傳雜交實驗結果的科學家。
(2)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。孟德爾對雜交實驗的研究是從觀察遺傳現(xiàn)象出發(fā),提出問題,作出假設,然后設計實驗驗證假設的研究方法。這在當時是一種新的研究思路,光是豌豆的雜交實驗,他就沒有局限于對實驗結果的簡單描述和歸納。
(3)勤于實踐。孟德爾在豌豆的遺傳雜交實驗研究中,連續(xù)進行了8年的研究,并且對每次實驗的結果進行統(tǒng)計分析,從中發(fā)現(xiàn)了前人沒有發(fā)現(xiàn)的問題和規(guī)律。
(4)敢于向傳統(tǒng)挑戰(zhàn)。孟德爾通過實驗研究,提出了“顆粒性遺傳”的思想,這是對傳統(tǒng)的遺傳觀念的挑戰(zhàn)。
(三)旁欄思考題
從數(shù)學角度看,(3∶1)2的展開式為9∶3∶3∶1,即9∶3∶3∶1的比例可以表示為兩個3∶1的乘積。對于兩對相對性狀的遺傳結果,如果對每一對性狀進行單獨的分析,如單純考慮圓和皺或黃和綠一對相對性狀遺傳時,其性狀的數(shù)量比是圓粒∶皺粒=(315+108)∶(101+32)=3∶1;黃色∶綠色=(315+101)∶(108+32)=3∶1。即每對性狀的遺傳都遵循了分離定律。這無疑說明兩對相對性狀的遺傳結果可以表示為它們各自遺傳結果的乘積,即9∶3∶3∶1來自于(3∶1)2。
(四)練習
基礎題
1.(1)×;(2)×。
2.C。
拓展題
(1)YyRr;yyRr。(2)黃色皺粒,綠色皺粒;1∶1;1/4。(3)YyRR或YyRr;4;如果是YyRR與yyrr雜交,比值為黃色圓粒∶綠色圓粒=1∶1;如果是YyRr與yyrr雜交,比值為黃色圓?!镁G色圓粒∶黃色皺粒∶綠色皺粒=1∶1∶1∶1。
自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
判斷題
1.×。
2.×。
3.×。
選擇題
1.D。
2.C。
3.D。
4.B。
二、知識遷移
因為控制非甜玉米性狀的是顯性基因,控制甜玉米性狀的是隱性基因。當甜玉米接受非甜玉米的花粉時,非甜玉米花粉產生的精子中含有顯性基因,而甜玉米的胚珠中的極核含有隱性基因,極核受精后發(fā)育成胚乳,胚乳細胞中顯性基因對隱性基因有顯性作用,故在甜玉米植株上結出非甜玉米;當非甜玉米接受甜玉米的花粉時,甜玉米花粉產生的精子中含有隱性基因,而非甜玉米的胚珠中的極核含有顯性基因,故在非甜玉米植株上結出的仍是非甜玉米。
三、技能應用
由于顯性基因對隱性基因有顯性作用,所以在生物長期的進化過程中,如果沒有自然選擇的作用,一般在一個群體中顯性個體數(shù)多于隱性個體數(shù)。根據(jù)圖中提供的信息可知,蝴蝶的綠眼個體數(shù)多,并且綠眼∶白眼接近于3∶1;同樣蝴蝶的紫翅個體數(shù)多,并且紫翅∶黃翅接近于3∶1,所以判斷蝴蝶的綠眼和紫翅是顯性性狀,白眼和黃翅是隱性性狀。
四、思維拓展
1.提示:一對皮膚顏色正常的夫婦,生下白化病患兒,說明白化病屬于隱性基因控制的疾病。同時調查統(tǒng)計結果表明,攜帶白化病致病基因且表現(xiàn)型正常的夫婦,其后代是白化病患者的幾率為25%。以此可以判斷,人類正常皮膚與白化皮膚這對相對性狀的遺傳符合孟德爾的分離定律。
2.孟德爾的自由組合定律具有普遍性,因為兩對相對性狀的遺傳可分解為每一對相對性狀遺傳結果的乘積,即兩對相對性狀遺傳產生的性狀組合類型數(shù)為2×2=22,性狀比例為(3∶1)2;故n對相對性狀遺傳產生的性狀組合類型有2n,其比例為(3∶1)n。
第二章基因和染色體的關系
第1節(jié)減數(shù)分裂和受精作用
(一)問題探討
1.配子染色體與體細胞染色體的區(qū)別在于:
(1)配子染色體數(shù)是體細胞染色體數(shù)的一半;
(2)配子染色體是由體細胞每對同源染色體中分別取出一條組成的。
(二)旁欄思考題
1.減數(shù)分裂的染色體復制發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的間期,減數(shù)第二次分裂的間期不復制。
2.初級精母細胞兩極的這兩組染色體,非同源染色體之間是自由組合的。
3.在減數(shù)第一次分裂中出現(xiàn)了同源染色體聯(lián)會,四分體形成,非姐妹染色單體間交叉互換,同源染色體分離,使得細胞兩極各有一整套非同源染色體,從而使形成的次級精母細胞中染色體數(shù)目減少為初級精母細胞的一半等行為。
上述過程可使配子中染色體數(shù)目減半。這樣再通過以后發(fā)生的兩性配子結合成合子的受精作用,就能維持生物前后代體細胞染色體數(shù)目的恒定,從而保證遺傳的穩(wěn)定性。上述過程還可以使經過減數(shù)分裂產生的配子類型多樣,從而增加了生物的變異,增強了生物適應環(huán)境的能力,有利于生物的進化。
4.經過減數(shù)第一次分裂,一個卵原細胞會分裂成一個較大的次級卵母細胞和一個較小的極體。經過減數(shù)第二次分裂,一個次級卵母細胞會分裂成一個含細胞質多的卵細胞和一個含細胞質少的極體,而減數(shù)第一次分裂形成的極體也經過減數(shù)第二次分裂成為兩個含細胞質少的極體。最后三個極體退化消失,只剩一個卵細胞。
(三)想像空間
不一樣。受精過程中,僅精子的頭部進入卵細胞,而精子的頭部除了細胞核外,只含極少量的細胞質。而細胞質中線粒體含少量DNA(植物細胞質中的葉綠體也含少量DNA),對生物的遺傳也有影響。
(四)實驗
1.減數(shù)第一次分裂會出現(xiàn)同源染色體聯(lián)會、四分體形成、同源染色體在赤道板位置成對排列、同源染色體分離、移向細胞兩極的染色體分別由兩條染色單體組成等現(xiàn)象。
減數(shù)第二次分裂的中期,非同源染色體成單排列在細胞赤道板位置,移向細胞兩極的染色體不含染色單體。
2.減數(shù)第一次分裂的中期,兩條同源染色體分別排列在細胞赤道板的兩側,末期在細胞兩極的染色體由該細胞一整套非同源染色體組成,其數(shù)目是體細胞染色體數(shù)的一半,每條染色體均由兩條染色單體構成。
減數(shù)第二次分裂的中期,所有染色體的著絲點排列在細胞的赤道板的位置。末期細胞兩極的染色體不含染色單體。
3.同一生物的細胞,所含遺傳物質相同;增殖的過程相同;不同細胞可能處于細胞周期的不同階段。因此,可以通過觀察多個精原細胞的減數(shù)分裂,推測出一個精原細胞減數(shù)分裂過程中染色體的連續(xù)變化。
(五)模型建構
討論一
1.代表分別來自父方和母方的同源染色體聯(lián)會。
2.4條。減數(shù)第一次分裂結束。2條。
3.減數(shù)第一次分裂過程中的同源染色體聯(lián)會,形成四分體,同源染色體在赤道板位置成雙排列,同源染色體分離,分別移向細胞兩極;減數(shù)第二次分裂過程中非同源染色體的著絲點排列在細胞的赤道板上,著絲點分裂,染色單體成為染色體,移向細胞兩極。
4.2個。2個。
討論二
1.每個配子都含有兩種顏色的染色體。
2.4種。
3.8種。
(六)技能訓練
精原細胞有絲分裂過程中染色體數(shù)目變化表
時期間期前期中期后期末期
染色體數(shù)目(條)888168
精原細胞形成精子過程中染色體數(shù)目變化表
細胞類型精原細胞初級精母細胞次級精母細胞精細胞
染色體數(shù)目(條)8844
精原細胞形成精子過程中染色體數(shù)目變化圖
(七)第一小節(jié)練習
基礎題
1.(1)√;(2)×;(3)×;(4)×。
2.B。
3.D。
4.(1)①這個細胞正在進行減數(shù)分裂。因為該細胞中出現(xiàn)了四分體。
②該細胞有4條染色體,8條染色單體。
③該細胞有2對同源染色體。其中染色體A與C,A與D,B與C,B與D是非同源染色體。
④細胞中a與a′,b與b′,c與c′,d與d′是姐妹染色單體。
⑤該細胞分裂完成后,子細胞中有2條染色體。
⑥參見教科書圖2?2。
(2)①4條。
②B,D;B,C。
拓展題
提示:不一定。若減數(shù)分裂過程中發(fā)生異常情況,比如減數(shù)第一次分裂時聯(lián)會的同源染色體,有一對或幾對沒有分別移向兩極而是集中到一個次級精(卵)母細胞中,再經過減數(shù)第二次分裂產生的精子或卵細胞中的染色體數(shù)目就會比正常的多一條或幾條染色體。再如減數(shù)分裂過程(無論第一次分裂還是第二次分裂)中,染色體已移向細胞兩極,但因某種原因細胞未分裂成兩個子細胞,這樣就可能出現(xiàn)精子或卵細胞中染色體加倍的現(xiàn)象。
如果上述現(xiàn)象出現(xiàn),則受精卵中染色體數(shù)目就會出現(xiàn)異常,由該受精卵發(fā)育成的個體細胞中染色體數(shù)目也不正常。由于染色體是遺傳物質的載體,生物體的性狀又是由遺傳物質控制的,那么當該個體的遺傳物質出現(xiàn)異常時,該個體的性狀也會是異常的。例如,人類的“21三體綜合征”遺傳病患者就是由含有24條染色體(其中21號染色體是2條)的精子或卵細胞與正常的卵細胞或精子結合后發(fā)育成的。
(八)第二小節(jié)練習
基礎題
1.(1)√;(2)√;(3)√。
2.提示:配子形成過程中,由于減數(shù)第一次分裂的四分體時期,非姐妹染色單體間可能互換部分遺傳物質;中期時,同源染色體隨機排列在細胞赤道板兩側,導致了配子中非同源染色體的自由組合,因此,配子中染色體組成是多樣的。受精作用又是精子和卵細胞的隨機結合,因此,后代的性狀表現(xiàn)是多樣的。
由于減數(shù)分裂是有規(guī)律的正常的細胞分裂,在減數(shù)分裂的過程中,染色體只復制一次,而細胞連續(xù)分裂兩次。這樣每個物種正常的雌、雄配子都含有該物種體細胞染色體數(shù)目一半的染色體,并且都是一整套非同源染色體的組合。而受精作用時精卵結合使受精卵及其發(fā)育成的個體體細胞中又可以恢復該種生物的染色體數(shù)目。性狀是由染色體中的遺傳物質控制的,生物前后代細胞中染色體數(shù)目的恒定,保證了前后代遺傳性狀的相對穩(wěn)定。
拓展題
提示:在形成精子或卵細胞的減數(shù)分裂過程中,如果由于某種原因減數(shù)第一次分裂時兩條21號染色體沒有分離而是進入了同一個次級精(卵)母細胞,再經過減數(shù)第二次分裂,就會形成含有2條21號染色體的精子或卵細胞;如果減數(shù)第一次分裂正常,減數(shù)第二次分裂時21號染色體的著絲點分裂,形成了2條21號染色體,但沒有分別移向細胞兩極,而是進入了同一個精子或卵細胞。這樣異常的精子或卵細胞就含有24條染色體,其中21號染色體是2條。當一個正常的精子或卵細胞(含23條非同源染色體,其中只含有1條21號染色體)與上述異常的卵細胞或精子結合成受精卵,則該受精卵含47條染色體,其中21號染色體為3條。當該受精卵發(fā)育成人時,這個人的體細胞中的染色體數(shù)目就是47條,含有3條21號染色體。
第2節(jié)基因在染色體上
(一)問題探討
這個替換似乎可行。由此聯(lián)想到孟德爾分離定律中成對的遺傳因子的行為與同源染色體在減數(shù)分裂過程中的行為很相似。
一條染色體上可能有許多個基因。
(二)技能訓練
不同的基因也許是DNA長鏈上的一個個片段。
(三)練習
基礎題
1.D。
2.B。
拓展題
1.這些生物的體細胞中的染色體雖然減少一半,但仍具有一整套非同源染色體。這一組染色體,攜帶有控制該種生物體所有性狀的一整套基因。
2.提示:人體細胞染色體數(shù)目變異,會嚴重影響生殖、發(fā)育等各種生命活動,未發(fā)現(xiàn)其他染色體數(shù)目變異的嬰兒,很可能是發(fā)生這類變異的受精卵不能發(fā)育,或在胚胎早期就死亡了的緣故。
第3節(jié)伴性遺傳
(一)問題探討
該問題只有在學完本節(jié)內容之后,學生才能夠比較全面地回答,因此,本問題具有開放性,只要求學生能夠簡單回答即可。
1.提示:紅綠色盲基因和抗維生素D佝僂病的基因位于性染色體上,因此這兩種遺傳病在遺傳表現(xiàn)上總是和性別相聯(lián)系。
2.提示:紅綠色盲基因和抗維生素D佝僂病基因盡管都位于X染色體上,但紅綠色盲基因為隱性基因,而抗維生素D佝僂病基因為顯性基因,因此,這兩種遺傳病與性別關聯(lián)的表現(xiàn)不相同,紅綠色盲表現(xiàn)為男性多于女性,而抗維生素D佝僂病則表現(xiàn)為女性多于男性。
(二)資料分析
1.紅綠色盲基因位于X染色體上。
2.紅綠色盲基因是隱性基因。
(三)練習
基礎題
1.C。
2.B。
3.C。
4.(1)AaXBXb(婦),AaXBY(夫)。
(2)既不患白化病也不患紅綠色盲的孩子的基因型:AAXBXB,AAXBXb,AaXBXB,AaXBXb,AaXBY,AAXBY。
拓展題
提示:雌果蠅卵原細胞減數(shù)分裂過程中,在2000~3000個細胞中,有一次發(fā)生了差錯,兩條X染色體不分離,結果產生的卵細胞中,或者含有兩條X染色體,或者不含X染色體。如果含XwXw卵細胞與含Y的精子受精,產生XwXwY的個體為白眼雌果蠅,如果不含X的卵細胞與含Xw的精子受精,產生OXw的個體為紅眼雄果蠅,這樣就可以解釋上述現(xiàn)象。可以用顯微鏡檢查細胞中的染色體,如果在上述雜交中的子一代出現(xiàn)的那只白眼雌果蠅中找到Y染色體,在那只紅眼雄果蠅中找不到Y染色體,就可以證明解釋是正確的。
自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
判斷題
1.×。
2.√。
3.×。
4.√。
5.×。
選擇題
1.C。
2.C。
3.B。
4.A(該顯性基因位于X染色體上)。
5.C。
二、知識遷移
1.設紅綠色盲基因為b,那么(1)XbY;XBXB,XBXb。
(2)1/4。
2.(1)表現(xiàn)型正常的夫婦,后代均正常;夫婦一方是患者,子女有1/2為患者。
(2)選擇生男孩。
(3)不攜帶。一對等位基因中,只要有一個是顯性致病基因,就會表現(xiàn)為患者(真實遺傳)。
3.是父方,可能是在減數(shù)分裂第二次分裂中,復制的Y染色體沒有分開,產生了含有YY的精子。
三、技能應用
減數(shù)分裂有絲分裂
不同點(1)染色體復制一次,細胞連續(xù)分裂兩次。
(2)同源染色體在第一次分裂中發(fā)生聯(lián)會(并且出現(xiàn)四分體及非姐妹染色單體的互換)。
(3)分裂后形成4個精子或1個卵細胞。
(4)分裂后,子細胞中染色體的數(shù)目減少一半。(1)染色體復制一次,細胞分裂一次。
(2)無同源染色體聯(lián)會等行為。
(3)分裂后形成2個體細胞。
(4)分裂后,子細胞中染色體的數(shù)目與母細胞的相同。
相同點(1)在細胞分裂過程中都有紡錘絲出現(xiàn)。
(2)染色體在細胞分裂中都只復制一次。
四、思維拓展
1.性別和其他性狀類似,也是受遺傳物質和環(huán)境共同影響的,性反轉現(xiàn)象可能是某種環(huán)境因素,使性腺出現(xiàn)反轉現(xiàn)象的緣故。子代雌雄之比是2∶1。
2.否。孟德爾遺傳規(guī)律的細胞學基礎是減數(shù)分裂中染色體的分配規(guī)律,該規(guī)律只適用于真核生物。
第三章基因的本質
第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質
(一)問題探討
1.提示:遺傳物質必須穩(wěn)定,要能貯存大量的遺傳信息,可以準確地復制出拷貝,傳遞給下一代等。
2.提示:這是一道開放性的題,答案并不惟一,只要提出正確的思路即可。
(二)旁欄思考題
因為硫僅存在于T2噬菌體的蛋白質組分中,而磷則主要存在于DNA的組分中。用14C和18O等元素是不可行的,因為T2噬菌體的蛋白質和DNA分子的組分中都含有這兩種元素。
(三)思考與討論
1.提示:細菌和病毒作為實驗材料,具有的優(yōu)點是:(1)個體很小,結構簡單,容易看出因遺傳物質改變導致的結構和功能的變化。細菌是單細胞生物,病毒無細胞結構,只有核酸和蛋白質外殼。(2)繁殖快。細菌20~30min就可繁殖一代,病毒短時間內可大量繁殖。
2.最關鍵的實驗設計思路是設法把DNA與蛋白質分開,單獨地、直接地去觀察DNA或蛋白質的作用。
3.艾弗里采用的主要技術手段有細菌的培養(yǎng)技術、物質的提純和鑒定技術等。赫爾希采用的主要技術手段有噬菌體的培養(yǎng)技術、同位素標記技術,以及物質的提取和分離技術等(學生可能回答出其他的技術,但只要回答出上述主要技術就可以)。
科學成果的取得必須有技術手段做保證,技術的發(fā)展需要以科學原理為基礎,因此,科學與技術是相互支持、相互促進的。
(四)練習
基礎題
1.(1)(×);(2)(×)。
2.C。
3.D。
拓展題
1.提示:實驗表明,噬菌體在感染大腸桿菌時,進入大腸桿菌內的主要是DNA,而大多數(shù)蛋白質卻留在大腸桿菌的外面。因此,大腸桿菌裂解后,釋放出的子代噬菌體是利用親代噬菌體的遺傳信息,以大腸桿菌的氨基酸為原料來合成蛋白質外殼的。
2.提示:肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體感染大腸桿菌的實驗證明,作為遺傳物質至少要具備以下幾個條件:能夠精確地復制自己;能夠指導蛋白質合成,從而控制生物的性狀和新陳代謝;具有貯存遺傳信息的能力;結構比較穩(wěn)定等。
第2節(jié)DNA分子的結構
(一)問題探討
提示:本節(jié)的問題探討主要是培養(yǎng)學生收集資料、討論交流的能力。
(二)旁欄思考題
1.(1)當時科學界已經發(fā)現(xiàn)的證據(jù)有:組成DNA分子的單位是脫氧核苷酸;DNA分子是由含4種堿基的脫氧核苷酸長鏈構成的;(2)英國科學家威爾金斯和富蘭克林提供的DNA的X射線衍射圖譜;(3)美國生物化學家鮑林揭示生物大分子結構的方法(1950年),即按照X射線衍射分析的實驗數(shù)據(jù)建立模型的方法(因為模型能使生物大分子非常復雜的空間結構,以完整的、簡明扼要的形象表示出來),為此,沃森和克里克像擺積木一樣,用自制的硬紙板構建DNA結構模型;(4)奧地利著名生物化學家查哥夫的研究成果:腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量,鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量這一堿基之間的數(shù)量關系。
2.沃森和克里克根據(jù)當時掌握的資料,最初嘗試了很多種不同的雙螺旋和三螺旋結構模型,在這些模型中,他們將堿基置于螺旋的外部。在威爾金斯為首的一批科學家的幫助下,他們否定了最初建立的模型。在失敗面前,沃森和克里克沒有氣餒,他們又重新構建了一個將磷酸—核糖骨架安排在螺旋外部,堿基安排在螺旋內部的雙鏈螺旋。
沃森和克里克最初構建的模型,連接雙鏈結構的堿基之間是以相同堿基進行配對的,即A與A、T與T配對。但是,有化學家指出這種配對方式違反了化學規(guī)律。1952年,沃森和克里克從奧地利生物化學家查哥夫那里得到了一個重要的信息:腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量,鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量。于是,沃森和克里克改變了堿基配對的方式,讓A與T配對,G與C配對,最終,構建出了正確的DNA模型。
(三)思考與討論
2.提示:主要涉及物理學(主要是晶體學)、生物化學、數(shù)學和分子生物學等學科的知識。涉及的方法主要有:X射線衍射結構分析方法,其中包括數(shù)學計算法;建構模型的方法等?,F(xiàn)代科學技術中許多成果的取得,都是多學科交叉運用的結果;反過來,多學科交叉的運用,又會促進學科的發(fā)展,誕生新的邊緣學科,如生物化學、生物物理學等。
3.提示:要善于利用他人的研究成果和經驗;要善于與他人交流和溝通,閃光的思想是在交流與撞擊中獲得的;研究小組成員在知識背景上最好是互補的,對所從事的研究要有興趣和激情等。
(四)模型建構
1.DNA雖然只含有4種脫氧核苷酸,但是堿基對的排列順序卻是千變萬化的。堿基對千變萬化的排列順序使DNA儲存了大量的遺傳信息。
2.提示:(1)靠DNA分子堿基對之間的氫鍵維系兩條鏈的偶聯(lián);(2)在DNA雙螺旋結構中,由于堿基對平面之間相互靠近,形成了與堿基對平面垂直方向的相互作用力(該點可不作為對學生的要求,教師可進行補充說明)。
(五)練習
基礎題
1.(1)胞嘧啶;(2)腺嘌呤;(3)鳥嘌呤;(4)胸腺嘧啶;(5)脫氧核糖;(6)磷酸;(7)脫氧核苷酸;(8)堿基對;(9)氫鍵;(10)一條脫氧核苷酸鏈的片段。
2.C。
3.B。
拓展題
∵A=TG=C
∴A+G=T+C
∴A+G/(A+G+T+C)=T+C/(A+G+T+C)=50%
也可以寫成以下形式:A+G/T+C=(T+G)/(A+C)=(T+C)/(A+G)……=1
規(guī)律概括為:在DNA雙鏈中,任意兩個不互補堿基之和恒等,并為堿基總數(shù)的50%。
第3節(jié)DNA的復制
(一)問題探討
提示:兩個會徽所用的原料應該選自一塊石材;應先制造模型,并按模型制作會徽;應使用電子控制的刻床;刻床應由一名技術熟練的師傅操作,或完全數(shù)控等。(以上可由學生根據(jù)自己的經驗推測回答,事實是原料確實選自一塊石材,但由于時間緊迫,兩個會徽是由兩名技術最好的師傅手工雕刻的)。驗證的最簡單的方法是:將兩個印章的圖形蓋在白紙上進行比較(學生也可能提出更科學、更現(xiàn)代化的方法)。
(二)旁欄思考題
提示:本實驗是根據(jù)半保留復制原理和DNA密度的變化來設計的。在本實驗中根據(jù)試管中DNA帶所在的位置就可以區(qū)分親代與子代的DNA了。
(三)練習
基礎題
1.腺嘌呤脫氧核苷酸,鳥嘌呤脫氧核苷酸,胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸。
2.模板、原料、能量、酶,雙螺旋,堿基互補配對。
3.D。
4.B。
拓展題
提示:可能有6個堿基會發(fā)生錯誤。產生的影響可能很大,也可能沒有影響(這一問可由學生做開放式回答)。
第4節(jié)基因是有遺傳效應的DNA片段
(一)問題探討
提示:本節(jié)“問題探討”的目的主要是讓學生體會堿基排列順序的多樣性。
(二)資料分析
1.生物體的DNA分子數(shù)目小于基因數(shù)目。生物體內所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。這說明基因是DNA的片段,基因不是連續(xù)分布在DNA上的,而是由堿基序列將其分隔開的。
2.提示:此題旨在引導學生理解遺傳效應的含義,并不要求惟一答案??梢越Y合提供的資料來理解,如能使生物體發(fā)出綠色熒光、控制人和動物體的胖瘦,等等。
3.基因是有遺傳效應的DNA片段。
(三)探究
1.堿基排列順序的千變萬化,構成了DNA分子的多樣性,而堿基特定的排列順序,又構成了每一個DNA分子的特異性。DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質基礎。
2.提示:在人類的DNA分子中,核苷酸序列多樣性表現(xiàn)為每個人的DNA幾乎不可能完全相同,因此,DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。
3.提示:可以從進化的角度來分析基因為什么不能是堿基的隨機排列。
(四)練習
基礎題
1.(1);(2)×。
2.C。
3.提示:從遺傳物質必須具備的條件來分析:(1)在細胞增殖過程中能夠精確地進行復制;(2)能夠控制生物體的性狀;(3)能夠貯存足夠量的遺傳信息;(4)結構比較穩(wěn)定。
拓展題
1.提示:并非任何一個DNA片段都是基因,只有具有遺傳效應的DNA片段才是基因。
2.提示:DNA包括基因與非基因的堿基序列。
3.提示:這一觀點是有道理的。但在日常生活中,如報刊、雜志、廣播等傳播媒體常將基因與DNA這兩個概念等同使用,因此在具體情況中,要留意區(qū)分。
自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
判斷題
1.×。2.×。3.×。4.×。
選擇題
A。
識圖作答題
1.2;4;2。
2.反向平行;互補
3.磷酸基團;脫氧核糖;堿基;脫氧核糖。
二、知識遷移
A。
三、思維拓展
提示:形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多,DNA堿基序列的一致性越高,說明在生物進化過程中,DNA堿基序列發(fā)生的變化越小,因此親緣關系越近。
第四章基因的表達
第1節(jié)基因指導蛋白質的合成
(一)問題探討
提示:此節(jié)問題探討意在引導學生思考DNA在生物體內有哪些作用,又是如何發(fā)揮作用的。一種生物的整套DNA分子中貯存著該種生物生長、發(fā)育等生命活動所需的全部遺傳信息,也可以說是構建生物體的藍圖。但是,從DNA到具有各種性狀的生物體,需要通過極其復雜的基因表達及其調控過程才能實現(xiàn),因此,在可預見的將來,利用DNA分子來使滅絕的生物復活仍是難以做到的。
(二)思考與討論一
1.提示:可以從所需條件、過程中的具體步驟和過程中所表現(xiàn)出的規(guī)律等角度來分析。例如,轉錄與復制都需要模板、都遵循堿基互補配對規(guī)律,等等。堿基互補配對規(guī)律能夠保證遺傳信息傳遞的準確性。
2.轉錄成的RNA的堿基序列,與作為模板的DNA單鏈的堿基序列之間的堿基是互補配對關系,與DNA雙鏈間堿基互補配對不同的是,RNA鏈中與DNA鏈的A配對的是U,不是T;與DNA另一條鏈的堿基序列基本相同,只是DNA鏈上T的位置,RNA鏈上是U。
(三)思考與討論二
1.最多能編碼16種氨基酸。
2.至少需要3個堿基。
(四)思考與討論三
1.對應的氨基酸序列是:甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—絲氨酸—賴氨酸—脯氨酸。
2.提示:這是一道開放性較強的題,答案并不惟一,旨在培養(yǎng)學生的分析能力和發(fā)散性思維。通過這一事實可以想到生物都具有相同的遺傳語言,所有生物可能有共同的起源或生命在本質上是統(tǒng)一的,等等。
3.提示:此題具有一定的開放性,旨在促進學生積極思考,不必對答案作統(tǒng)一要求??梢詮脑鰪娒艽a容錯性的角度來解釋,當密碼子中有一個堿基改變時,由于密碼的簡并性,可能并不會改變其對應的氨基酸;也可以從密碼子使用頻率來考慮,當某種氨基酸使用頻率高時,幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可以保證翻譯的速度。
(五)思考與討論四
1.提示:此題旨在檢查對蛋白質合成過程的理解??梢詤⒄战滩闹袌D4?6的表示方法來繪制。
2.提示:根據(jù)mRNA的堿基序列和密碼子表就可以寫出肽鏈的氨基酸序列。
(六)想像空間
DNA相當于總司令。在戰(zhàn)爭中,如果總司令總是深入前沿陣地直接指揮,就會影響他指揮全局。DNA被核膜限制在細胞核內,使轉錄和翻譯過程分隔在細胞的不同區(qū)域進行,有利于這兩項重要生命活動的高效、準確。
(七)練習
基礎題
1.TGCCTAGAA;UGCCUAGAA;3;3;半胱氨酸、亮氨酸和谷氨酸。
2.C。
拓展題
1.提示:可以將變化后的密碼子分別寫出,然后查密碼子表,看看變化了的密碼子分別對應哪種氨基酸。這個實例說明密碼的簡并性在一定程度上能防止由于堿基的改變而導致的遺傳信息的改變。
2.提示:因為幾個密碼子可能編碼同一種氨基酸,有些堿基序列并不編碼氨基酸,如終止密碼等,所以只能根據(jù)堿基序列寫出確定的氨基酸序列,而不能根據(jù)氨基酸序列寫出確定的堿基序列。遺傳信息的傳遞就是在這一過程中損失的。
第2節(jié)基因對性狀的控制
(一)問題探討
1.水中的葉比空氣中的葉要狹小細長一些。
2.這兩種形態(tài)的葉,其細胞的基因組成應是一樣的。
3.提示:為什么葉片細胞的基因組成相同,而葉片卻表現(xiàn)出明顯不同的形態(tài)?
(二)資料分析
1.沒有。實驗證據(jù)指出了原有的中心法則所沒有包含的遺傳信息的可能傳遞途徑,是對原有中心法則的補充而非否定。
2.遺傳信息從RNA流向DNA、從RNA流向RNA的結論是確信無疑的,而從蛋白質流向蛋白質的途徑是有可能存在的。
(三)旁欄思考題
提示:此題旨在引導學生認識基因與生物的性狀并非簡單的一一對應關系。
(四)批判性思維
提示:此題旨在引導學生客觀全面地評價基因決定論的觀點,認識到性狀的形成往往是內因(基因)與外因(環(huán)境因素等)相互作用的結果。
(五)技能訓練
1.提示:翅的發(fā)育需要經過酶催化的反應,而酶是在基因指導下合成的,酶的活性受溫度、pH等條件的影響。
2.基因控制生物體的性狀,而性狀的形成同時還受到環(huán)境的影響。
(六)練習
基礎題
1.A。
2.(1)×;(2)×;(3)√。
拓展題
1.紅眼基因正常是形成紅眼的必要而非充分條件。紅眼基因正常,并且其他涉及紅眼形成的基因也正常時,果蠅的紅眼才能形成;如果紅眼基因不正常,即使所有其他涉及紅眼形成的基因都正常,果蠅的紅眼也不能形成。
2.提示:生物體內基因的數(shù)目多、作用方式復雜,難以單獨對其進行研究,生物體的異常性狀為科學家研究相關基因的作用提供了一個突破口,使科學家能夠從異常性狀入手,分析性狀異常的個體的基因與正常個體的基因是否存在區(qū)別,存在哪些區(qū)別等問題,從而建立起性狀與基因的對應關系。因為性狀是由基因控制的,如果某一性狀發(fā)生異常,并且能夠穩(wěn)定遺傳,說明控制該性狀的基因發(fā)生了突變。根據(jù)異常性狀的遺傳方式,還可以分析出控制該性狀的基因是位于性染色體上還是常染色體上,是顯性還是隱性,并且可以預測這一性狀將來的遺傳規(guī)律。
第3節(jié)遺傳密碼的破譯(選學)
(一)問題探討
1.翻譯成英文是:Wherearegeneslocated
(二)思考與討論
1.當圖中DNA的第三個堿基(T)發(fā)生改變時,如果密碼是非重疊的,將影響1個氨基酸;如果密碼是重疊的,將影響3個氨基酸。
2.提示:先寫出改變后的堿基序列,再按照非重疊閱讀的方式和重疊閱讀的方式分別寫出其對應的氨基酸序列,分別與原序列編碼的氨基酸序列進行比較就可得出答案。
(三)旁欄思考題
1.細胞中原有的mRNA會作為合成蛋白質的模板干擾實驗結果,細胞中原有的DNA可能作為mRNA合成的模板,而新合成的mRNA也會干擾實驗結果,因此需要除去細胞提取液中的DNA和mRNA。
2.作為對照實驗的試管中,所有成分都與實驗組的試管相同,但是不加入多聚尿嘧啶核苷酸。
(四)練習
基礎題
1.D。
2.提示:可以從密碼間有無分隔符、長度是否固定、閱讀方式是否重疊、密碼所采用的符號等多方面進行比較。
拓展題
克里克通過研究堿基的改變對蛋白質合成的影響推斷遺傳密碼的性質,這種方法不需要理解蛋白質合成的過程,就能推斷出密碼子的總體特征,但是證據(jù)相對間接,并且工作量大。尼倫伯格通過建立蛋白質體外合成系統(tǒng),直接破解了遺傳密碼的對應規(guī)則,這種方法快速、直接,但是這種方法的建立需要首先了解細胞中蛋白質合成所需要的條件。
自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
填表題
DNA雙鏈1CGT
2GCA
mRNAGCA
tRNACGU
氨基酸丙氨酸(密碼子為GCA)
選擇題
1.D。
2.D。
3.A。
4.C。
識圖作答題
(1)氫鍵斷裂;解旋酶;能量。
(2)ACUGAA;轉錄。
(3)2。
(4)堿基互補配對。
畫概念圖
二、知識遷移
核糖體、tRNA和mRNA的結合都是蛋白質的合成所不可缺少的。抗生素通過干擾細菌核糖體的形成,或阻止tRNA與mRNA的結合,來干擾細菌蛋白質的合成,抑制細菌的生長。因此,抗生素可用于治療因細菌感染而引起的疾病。
三、技能應用
1.提示:可以通過查閱密碼子表,寫出每個氨基酸可能對應的堿基編碼。
2.這種方法只能推測出可能的堿基序列,而不能寫出確定的堿基序列。這種方法簡便、快捷,不需要實驗。
3.推測不能代替用測序儀進行的基因測序。因為推測只能得出幾種可能的堿基序列,而不能得到確定的堿基序列。
四、思維拓展
1.C。
2.提示:此題旨在引導學生搜集生物科學史的資料,通過科學發(fā)現(xiàn)的過程認識理論推導和實驗論證在科學發(fā)現(xiàn)中的作用。
第五章基因突變及其他變異
第1節(jié)基因突變和基因重組
(一)問題探討
提示:DNA分子攜帶的遺傳信息發(fā)生了改變。但由于密碼的簡并性,DNA編碼的氨基酸不一定改變。如果氨基酸發(fā)生了改變,生物體的性狀可能發(fā)生改變。改變的性狀對生物體的生存可能有害,可能有利,也有可能既無害也無利。
(二)思考與討論一
1.圖中谷氨酸發(fā)生了改變,變成了纈氨酸。
2.提示:可查看教材表4-1,20種氨基酸的密碼子表。
3.能夠遺傳。突變后的DNA分子復制,通過減數(shù)分裂形成帶有突變基因的生殖細胞,并將突變基因傳遞給下一代。
(三)思考與討論二
1.223種精子;223種卵細胞。
2.需要有246+1個個體;不可能。
3.提示:可以從染色體上基因的多樣性、減數(shù)分裂過程中配子形成的過程以及基因重組等角度思考。
生物體的性狀是由基因控制的。在減數(shù)分裂形成生殖細胞的過程中,隨著同源染色體的分離,位于非同源染色體上的非等位基因進行重新組合。人的基因約有3萬多個,因此,形成生殖細胞的類型也非常多,由生殖細胞通過受精作用形成的受精卵的類型也就非常多。所以,人群中個體性狀是多種多樣的。
(四)旁欄思考題
因為紫外線和X射線易誘發(fā)基因突變,使人患癌癥。
(五)批判性思維
這種看法不正確。對于生物個體而言,發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但是,一個物種往往是由許多個體組成的,就整個物種來看,在漫長的進化歷程中產生的突變還是很多的,其中有不少突變是有利突變,對生物的進化有重要意義。因此,基因突變能夠為生物進化提供原材料。
(六)練習
基礎題
1.(1)√;(2)×;(3)×。
2.C。
3.B。
4.A。
拓展題
1.放療或化療的作用是通過一定量的輻射或化學藥劑干擾腫瘤細胞和癌細胞進行DNA分子的復制,使其產生基因突變,從而抑制其分裂的能力,或者殺死癌細胞。放療的射線或化療的藥劑,既對癌細胞有作用,也對正常的體細胞有作用,因此,放療或化療后病人的身體是非常虛弱的。
2.鐮刀型細胞貧血癥患者對瘧疾具有較強的抵抗力,這說明,在易患瘧疾的地區(qū),鐮刀型細胞的突變具有有利于當?shù)厝松娴囊环矫?。雖然這個突變體的純合體對生存不利,但其雜合體卻有利于當?shù)厝说纳妗?br> 第2節(jié)染色體變異
(一)問題探討
提示:參見練習中的拓展題,了解無子西瓜的形成過程。
(二)實驗
兩者都是通過抑制分裂細胞內紡錘體的形成,使染色體不能移向細胞兩極,而引起細胞內染色體數(shù)目加倍。
(三)練習
基礎題
1.(1)×;(2)×。
2.B。
3.填表
體細胞
中的染
色體數(shù)配子
中的染
色體數(shù)體細胞
中的染
色體組數(shù)配子中
的染色
體組數(shù)屬于幾
倍體生物
豌豆14721二倍體
普通小麥422163六倍體
小黑麥562884八倍體
拓展題
1.西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方,用秋水仙素處理有利于抑制細胞有絲分裂時形成紡錘體,從而形成四倍體西瓜植株。
2.雜交可以獲得三倍體植株。多倍體產生的途徑為:秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。
3.三倍體植株不能進行正常的減數(shù)分裂形成生殖細胞,因此,不能形成種子。但并不是絕對一顆種子都沒有,其原因是在進行減數(shù)分裂時,有可能形成正常的卵細胞。
4.有其他的方法可以替代。方法一,進行無性繁殖。將三倍體西瓜植株進行組織培養(yǎng)獲取大量的組培苗,再進行移栽。方法二,利用生長素或生長素類似物處理二倍體未受粉的雌蕊,以促進子房發(fā)育成無種子的果實,在此過程中要進行套袋處理,以避免受粉。
第3節(jié)人類遺傳病
(一)問題探討
1.提示:人的胖瘦是由多種原因造成的。有的肥胖病可能是由遺傳物質決定的,有的可能是后天營養(yǎng)過多造成的,但大多數(shù)情況下,肥胖是由于遺傳物質和營養(yǎng)過多共同作用的結果。
2.提示:有人提出“人類所有的病都是基因病”。這種說法依據(jù)的可能是基因控制生物體的性狀這一生物學規(guī)律。因為人體患病也是人體所表現(xiàn)出來的性狀,而性狀是由基因控制的,從這個角度看,說疾病都是基因病,是有一定道理的。然而,這種觀點過于絕對化,人類的疾病并不都是由基因的缺陷引起的,如由大腸桿菌引起的腹瀉,就不是基因病。
(二)練習
基礎題
1.(1)×;(2)×;(3)×。
2.列表總結遺傳病的類型和實例。
人類遺傳病的類型定義實例
單基因
遺傳病顯性遺傳病由顯性致病基因引起的遺傳病多指、并指等
隱性遺傳病由隱性致病基因引起的遺傳病白化病、苯丙酮尿癥等
多基因遺傳病受兩對以上的等位基因控制的遺傳病原發(fā)性高血壓等
染色體異常遺傳病由染色體異常引起的遺傳病21三體綜合征等
拓展題
提示:該女性不一定攜帶白化病基因;她未出生的孩子可能患白化病。
由該女性的弟弟是白化病的事實可知其弟弟的基因型為aa,因而推測其父母的基因型為Aa,則該女性的基因型有兩種可能:AA和Aa,AA的概率為1/3,Aa的概率為2/3。該女性攜帶白化病基因的概率為2/3,根據(jù)她丈夫攜帶白化病基因的情況,其后代攜帶白化病基因和患白化病的可能性分為三種可能:(1)丈夫不含有白化病基因;(2)丈夫含有一個白化病基因;(3)丈夫是白化病患者。遺傳咨詢師需要根據(jù)該女性的丈夫是否是白化病患者,或者是否有家族遺傳病史來作出判斷,提供遺傳咨詢。
自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
判斷題
1.×。
2.√。
3.×。
4.×。
5.×。
6.√。
選擇題
B。
識圖作答題
1.雌;含有兩條х染色體。
2.4;2。
畫概念圖
二、知識遷移
由女方X染色體上攜帶一對隱性致病基因患有某種遺傳病可知,該女性的基因型為XaXa。由男方表現(xiàn)型正??芍浠蛐蜑閄AY。該夫婦生下患病胎兒的概率為1/2,如果生下的是男孩,則100%患有這種遺傳病,如果生下的是女孩,則100%攜帶有這種遺傳病的致病基因。
三、技能應用
提示:野生型鏈孢霉能在基本培養(yǎng)基上生長,用X射線照射后的鏈孢霉不能在基本培養(yǎng)基上生長,說明X射線照射后的鏈孢霉產生了基因突變,有可能不能合成某種物質,所以不能在基本培養(yǎng)基上生長。在基本培養(yǎng)基中添加某種維生素后,X射線照射后的鏈孢霉又能生長,說明經X射線照射后的鏈孢霉不能合成該種維生素。
四、思維拓展
1.酶①或酶⑤。
2.酶③。
3.提示:由這個例子可以看出,白化病等遺傳病是由某些缺陷基因引起的,這些基因的產物可能是參與代謝途徑的重要的酶。基因可以通過控制酶的合成調控生物體內物質的代謝途徑,從而控制生物體的性狀。
第六章從雜交育種到基因工程
第1節(jié)雜交育種與誘變育種
(一)問題探討
提示:此節(jié)問題探討意在結合學生的生活經驗,引導學生思考相關的育種方法。教師可充分發(fā)揮學生的主觀能動性,讓學生積極參與討論。
(二)思考與討論一
雜交育種只能利用已有基因的重組,按需選擇,并不能創(chuàng)造新的基因。雜交后代會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象,育種進程緩縵,過程繁瑣。這些都是雜交育種方法的不足。
(三)思考與討論二
誘變育種的優(yōu)點是能夠提高突變率,在較短的時間內獲得更多的優(yōu)良變異類型。誘變育種的局限性是誘發(fā)突變的方向難以掌握,突變體難以集中多個理想性狀。要想克服這些局限性,可以擴大誘變后代的群體,增加選擇的機會。
(四)練習
基礎題
1.B。
2.B。
3.基因突變;X射線;紫外線;激光。
拓展題
提示:可采用雜交育種的方法,遺傳圖解可參考教科書插圖6?1繪制。優(yōu)點是育種的目的性較強,能夠獲得具有優(yōu)良性狀、淘汰不良性狀的品種。缺點是育種周期長,過程繁瑣。
第2節(jié)基因工程及其應用
(一)問題探討
提示:此節(jié)“問題探討”以基因工程菌的實例,引導學生思考基因工程的原理。為啟發(fā)學生思考,教師可引導學生回憶前面學過的遺傳學知識,如不同生物的DNA在結構上的統(tǒng)一性、幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼等。
(二)練習
基礎題
1.基因工程的操作通常包括以下4步:(1)獲得目的基因(外源基因);(2)目的基因與運載體結合,形成重組DNA分子;(3)將重組DNA分子導入受體細胞;(4)目的基因的檢測與表達。
2.
3.常用的運載體有質粒、噬菌體、農桿菌、動植物病毒等。
拓展題
1.提示:這是因為在基因水平上,人和細菌的遺傳機制是一致的。細菌和人的遺傳物質都是DNA,都使用同一套遺傳密碼子,都遵循中心法則。因此,通過基因重組,細菌能夠合成人體的某些蛋白質。
2.提示:例如,可以向客戶說明農場具備相應的安全檢測設施和措施,已經領取了農業(yè)轉基因生物安全證書,產品中所含有的成分都是自然界天然存在的物質,產品經過試用表明對人體無害等。
3.提示:例如,“轉基因土豆──肝炎患者的希望!!”等。
自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
連線題
1─B,2─C,3─E,4─D,5─F,6─A。
判斷題
1.×。
2.√。
3.√。
4.√。
畫概念圖
二、知識遷移
提示:此題是一道開放性題目,答案從略。
三、技能應用
提示:這是一幅具有諷刺意味的卡通圖。畫面中兩位研究人員在培養(yǎng)室中面對人工栽培的人形大頭菜,說道:“看來我們把太多的人基因轉移到大頭菜里了?!卑凳舅麄円涯軌蜻\用基因工程技術隨心所欲地把人的基因轉入蔬菜中生產出“人形”大頭菜。本題屬于開放型題目,手法夸張,教師應啟發(fā)學生充分發(fā)揮想像力,運用本章所學知識對此作出評價,并且認識到理智地運用科學技術成果的必要性。
四、思維拓展
提示:很多生物的基因組目前并不清楚,因此,尋找目的基因仍是十分艱巨的工作。此外,基因的提取、分離和轉移需要昂貴的儀器設備。而雜交育種和誘變育種作為常規(guī)育種方法,操作簡便易行,是基因工程技術所不能取代的。
《生物遺傳和變異》知識點總結
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《生物遺傳和變異》知識點總結
高中生物遺傳和變異知識點總結
1.基因是有遺傳效應的DNA片段,基因在染色體上呈線性排列,染色體是基因的主要載體(葉綠體和線粒體中的DNA上也有基因存在)。
2.遺傳信息是指基因上脫氧核苷酸的排列順序。
3.遺傳密碼是指信使RNA上的核糖核苷酸的排列順序。
4.密碼子是指信使RNA上的決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基。信使RNA上四種堿基的組合方式有64種,其中,決定氨基酸的有61種,3種是終止密碼子。
5.反密碼子是指轉運RNA上能夠和它所攜帶的氨基酸的密碼子配對的三個堿基,由于決定氨基酸的密碼子有61種,所以,反密碼子也有61種。
6.基因的表達是通過DNA控制蛋白質的合成來實現(xiàn)的,包括轉錄和翻譯兩個過程。
7.由于不同基因的脫氧核苷酸的排列順序(堿基順序)不同,因此,不同的基因含有不同的遺傳信息(即:基因的脫氧核苷酸的排列順序就代表遺傳信息)。
8.生物的遺傳是細胞核和細胞質共同作用的結果。
9.一般情況下,一條染色體上有一個DNA分子,在一個DNA分子上有許多基因。
10.生物個體基因型和表現(xiàn)型的關系是:基因型是性狀表現(xiàn)的內在因素,而表現(xiàn)型則是基因型的表現(xiàn)形式。在個體發(fā)育過程中,生物個體的表現(xiàn)型不僅要受到內在基因的控制,也要受到環(huán)境條件的影響,表現(xiàn)型是基因型和環(huán)境相互作用的結果。
11.在雜種體內,等位基因雖然共同存在于一個細胞中,但是它們分別位于一對同源染色體上,隨著同源染色體的分離而分離,具有一定的獨立性。在進行減數(shù)分裂的時候,等位基因隨著配子遺傳給后代,這就是基因的分離規(guī)律。
12.由顯性基因控制的遺傳病的發(fā)病率是很高的,一般表現(xiàn)為代代遺傳。
13.在近親結婚的情況下,他們有可能從共同的祖先那里繼承相同的隱性致病基因,而使其后代出現(xiàn)病癥的機會大大增加,因此,近親結婚應該禁止。
14.具有兩對(或更多對)相對性狀的親本進行雜交,在F1進行減數(shù)分裂形成配子時,等位基因隨著同源染色體的分離而分離的同時,非同源染色體上的基因則表現(xiàn)為自由組合。這一規(guī)律就叫基因的自由組合規(guī)律,也叫獨立分配規(guī)律。
15.據(jù)統(tǒng)計,我國的男性色盲發(fā)病率為7%,而女性發(fā)病率僅為0.49%。
16.一般地說,色盲這種遺傳病是由男性通過他的女兒遺傳給他的外甥的(交叉遺傳)。
17.我國的婚姻法規(guī)定,直系血親和三代以內的旁系血親禁止結婚。
18.基因突變是生物變異的主要來源,也是生物進化的重要因素,它可以產生新性狀。
19.基因突變是在一定的外界環(huán)境條件或生物內部因素作用下,由于基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量和排列順序的改變而產生的。也就是說,基因突變是基因的分子結構發(fā)生了改變的結果。
20.生物的遺傳特性,使生物物種保持相對穩(wěn)定。生物的變異特性,使生物物種能夠產生新的性狀,以致形成新的物種,向前進化發(fā)展。
21.噬菌體侵染細菌實驗中,在前后代之間保持一定的連續(xù)性的是DNA,而不是蛋白質,從而證明了DNA是遺傳物質。
22.因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質是DNA,所以說DNA是主要的遺傳物質。
23.在真核細胞中,DNA是主要遺傳物質,而DNA又主要分布在染色體上,所以,染色體是遺傳物質的主要載體。
24.在DNA分子中,堿基對的排列順序千變萬化,構成了DNA分子的多樣性;而對某種特定的DNA分子來說,它的堿基對排列順序卻是特定的,又構成了每一個DNA分子的特異性。這從分子水平說明了生物體具有多樣性和特異性的原因。
25.遺傳信息的傳遞是通過DNA分子的復制來完成的,從親代DNA傳到子代DNA,從親代個體傳到子代個體。
26.DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板;通過堿基互補配對,保證了復制能夠準確地進行。
27.子代與親代在性狀上相似,是由于子代獲得了親代復制的一份DNA的緣故。
2012屆高考生物基礎知識梳理遺傳與變異、進化專項復習
俗話說,凡事預則立,不預則廢。作為教師就要根據(jù)教學內容制定合適的教案。教案可以讓學生們充分體會到學習的快樂,使教師有一個簡單易懂的教學思路。您知道教案應該要怎么下筆嗎?下面是小編為大家整理的“2012屆高考生物基礎知識梳理遺傳與變異、進化專項復習”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
第二部分《遺傳與進化》
專題三遺傳與變異、進化
二、試題鞏固
一、選擇題(均為單項選擇題)
1、下圖為脈胞霉體內精氨酸的合成途徑示意圖。
從圖中不能得出()
A、精氨酸的合成是由多對基因共同控制的
B、基因可通過控制酶的合成來控制代謝
C、若基因②不表達,則基因③和④也不表達
D、若產生鳥氨酸依賴突變型脈胞霉,則可能是基因①發(fā)生突變
2、人類神經性肌肉衰弱癥是線粒體基因控制的遺傳病,如右圖所示的遺傳圖譜中,若I—l號為患者(Ⅱ一3表現(xiàn)正常),圖中患此病的個體是()
A、Ⅱ—4、Ⅱ—5、Ⅲ一7
B、Ⅱ—5、Ⅲ—7、Ⅲ—8
C、Ⅱ—4、Ⅱ—5、Ⅲ—8
D、Ⅱ—4、Ⅲ—7、Ⅲ—8
3、人類21三體綜合癥的成因是在生殖細胞形成的過程中,第21號染色體沒有分離。若女患者與正常人結婚后可以生育,其子女患該病的概率為()
A、0B、1/4C、1/2D、1
4、抗維生素D佝僂病是由位于X染色體的顯性致病基因決定的一種遺傳病,這種疾病的遺傳特點之一是()
A、男患者與女患者結婚,其女兒正常
B、男患者與正常女子結婚,其子女均正常
C、女患者與正常男子結婚,必然兒子正常女兒患病
D、患者的正常子女不攜帶該患者傳遞的致病基因
5、已知病毒的核酸有雙鏈DNA、單鏈DNA、雙鏈RNA、單鏈RNA四種類型。現(xiàn)發(fā)現(xiàn)了一種新病毒,要確定其核酸屬于上述那一種類型,應該()
A、分析堿基類型,確定堿基比率
B、分析堿基類型,分析核糖類型
C、分析蛋白質的氨基酸組成,分析堿基類型
D、分析蛋白質的氨基酸組成,分析核糖類型
6、基因型為AAbbCC與aaBBcc的小麥進行雜交,這三對等位基因分別位于非同源染色體上,F(xiàn)1雜種形成的配子種類數(shù)和F2的基因型種類數(shù)分別是()
A、4和9B、4和27C、8和27D、32和81
7、(’10江蘇)根據(jù)現(xiàn)代生物進化理論、下列觀點中正確的是()
A、人工培育的新物種只能生活在人工環(huán)境中
B、生物進化的方向與基因突變的方向一致
C、冬季來臨時檀物葉中可溶性糖含量增高是為了更好地防止凍害
D、受農藥處理后種群中抗藥性強的個體有更多機去將基因傳遞給后代
8、(’10上海)某自花傳粉植物種群中,親代中AA基因型人體占30%,aa基因型人體占20%,則親代A的基因頻率和F1中AA的基因型頻率分別是()
A、55%和32.5%B、55%和42.5%
C、45%和42.5%D、45%和32.5%
9、(’10全國卷Ⅰ)關于在自然條件下,某隨機交配種群中等位基因A、a頻率的敘述,錯誤的是()
A、一般來說,頻率高的基因所控制的性狀更適應環(huán)境
B、持續(xù)選擇條件下,一種基因的頻率可以降為0
C、在某種條件下兩種基因的頻率可以相等
D、該種群基因頻率的變化只與環(huán)境的選擇作用有關
10、下列有關“一定”的說法正確的是()
①光合作用一定要在葉綠體中②有氧呼吸一定在線粒體中
③沒有細胞結構的生物一定是原核生物④酶催化作用的最適溫度一定是37℃
⑤生長素對植物生長一定有促進作用
⑥兩個種群間的隔離一旦形成,這兩個不同種群的個體之間一定不能進行交配
A、全部正確B、只有一個正確
C、有兩個正確D、全都不對
11、下列3圖分別表示:①人體反射弧構成及興奮傳導方向②蛙的生殖發(fā)育周期③胃蛋白酶的活性與PH值的關系,其中正確的圖是()
A、①B、②C、①②D、②③
12、(’11安徽)甲、乙圖示真核細胞內兩種物質的合成過程,下列敘述正確的是()
A、甲、乙所示過程通過半保留方式進行,合成的產物是雙鏈核酸分子
B、甲所示過程在細胞核內進行,乙在細胞質基質中進行
C、DNA分子解旋時,甲所示過程不需要解旋酶,乙需要解旋酶
D、一個細胞周期中,甲所示過程在每個起點只起始一次,乙可起始多次
13、如果將含有1對同源染色體的精原細胞的DNA分子用15N標記,并提供14N的原料。那么該細胞進行減數(shù)分裂產生的4個精子中,含14N的精子所占的比例是()
A、25%B、50%C、75%D、100%
14、基因型為AaBbCc(獨立遺傳)的一個次級精母細胞和一個初級卵母細胞分別產生的精子和卵細胞基因型的種類數(shù)比為()
A、4∶1B、2∶1C、1∶2 D、1∶1
15、(’11廣東)某班同學對一種單基因遺傳病進行調查,繪制并分析了其中一個家系的系譜圖(如圖1)。下列說法正確的是()
A、該病為常染色體顯性遺傳病
B、II-5是該病致病基因的攜帶者
C、II-5和II-6再生患病男孩的概率為1/2
D、III-9與正常女性結婚,建議生女孩
16、(’11安徽)人體甲狀腺濾泡上皮細胞具有很強的攝碘能力。臨床上常用小劑量的放射性同位素131I治療某些甲狀腺疾病,但大劑量的131I對人體會產生有害影響。積聚在細胞內的131I可能直接()
A、插入DNA分子引起插入點后的堿基引起基因突變
B、替換DNA分子中的某一堿基引起基因突變
C、造成染色體斷裂、缺失或易位等染色體結構變異
D、誘發(fā)甲狀腺濾泡上皮細胞基因突變并遺傳給下一代
17、調查發(fā)現(xiàn)人群中夫婦雙方均表現(xiàn)正常也能生出白化病患兒。研究表明白化病由一對等位基因控制。判斷下列有關白化病遺傳的敘述,錯誤的是()
A、致病基因是隱性基因
B、如果夫婦雙方都是攜帶者,他們生出白化病患兒的概率是1/4
C、如果夫婦一方是白化病患者,他們所生表現(xiàn)正常的子女一定是攜帶者
D、白化病患者與表現(xiàn)正常的人結婚,所生子女表現(xiàn)正常的概率是1
18、下圖是同一種動物體內有關細胞分裂的一組圖像,下列說法中正確的是()
A、具有同源染色體的細胞只有②和③B、動物睪丸中不可能同時出現(xiàn)以上細胞
C、②所示的細胞中不可能有基因重組D、上述細胞中有8條染色單體的是①②③
19、血友病屬于伴性遺傳,苯丙酮尿癥屬于常染色體遺傳。一對表現(xiàn)型正常的夫婦生下一個既患血友病又患苯丙酮尿癥的男孩。如果他們再生一個女孩,表現(xiàn)型正常的概率是()
A、9/16B、3/4C、3/16D、1/4
20、(’11海南)關于RNA得敘述,錯誤的是()
A、少數(shù)RNA具有生物催化作用
B、真核細胞內mRNA和tRNA都是在細胞質中合成的
C、mRNA上決定1個氨基酸的3個相鄰堿基成為密碼子
D、細胞中有多種tRNA,一種tRNA只能轉運一種氨基酸
21、A和a為控制果蠅體色的一對等位基因,只存在于X染色體上。在細胞分裂過程中,發(fā)生該等位基因分離的細胞是()
A、初級精母細胞B、精原細胞
C、初級卵母細胞D、卵原細胞
22、下表為3個不同小麥雜交組合及其子代的表現(xiàn)型和植株數(shù)目。
雜交組合類型子代的表現(xiàn)型和植株數(shù)目
抗病紅種皮抗病白種皮感病紅種皮感病白種皮
一抗病、紅種皮×感病、紅種皮416138410135
二抗病、紅種皮×感病、白種皮180184178182
三感病、紅種皮×感病、白種皮140136420414
據(jù)表分析,下列推斷錯誤的是()
A、6個親本都是雜合體B、抗病對感病為顯性
C、紅種皮對白種皮為顯性D、這兩對性狀自由組合
23、(’11上海)在孟德爾兩對相對性狀雜交實驗中,F(xiàn)1黃色圓粒豌豆(YyRr)自交產生F2。下列表述正確的是()
A、F1產生4個配子,比例為1:1:1:1
B、F1產生基因型YR的卵和基因型YR的精子數(shù)量之比為1:1
C、基因自由組合定律是指F1產生的4種類型的精子和卵可以自由組合
D、F1產生的精子中,基因型為YR和基因型為yr的比例為1:1
24、(’10新課標)在白花豌豆品種栽培園中,偶然發(fā)現(xiàn)了一株開紅花的豌豆植株,推測該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結果。為了確定該推測是否正確,應檢測和比較紅花植株與白花植株中()
A、花色基因的堿基組成B、花色基因的DNA序列
C、細胞的DNA含量D、細胞的RNA含量
25、自然界中,一種生物某一基因及突變基因決定的蛋白質的部分氨基酸序列如下:
正常基因精氨酸苯丙氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸
突變基因1精氨酸苯丙氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸
突變基因2精氨酸亮氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸
突變基因3精氨酸苯丙氨酸蘇氨酸酪氨酸丙氨酸
根據(jù)上述氨基酸序列確定這3種突變基因DNA分子的改變是()
A、突變基因1和2為一個堿基的替換,突變基因3為一個堿基的增添
B、突變基因2和3為一個堿基的替換,突變基因1為一個堿基的增添
C、突變基因1為一個堿基的替換,突變基因2和3為一個堿基的增添
D、突變基因2為一個堿基的替換,突變基因1和3為一個堿基的增添
26、(’10全國卷Ⅱ)已知某環(huán)境條件下某種動物的AA和Aa個體全部存活,aa個體在出生前會全部死亡?,F(xiàn)有該動物的一個大群體,只有AA、Aa兩種基因型,其比例為1:2。假設每對親本只交配一次且成功受孕,均為單胎,在上述環(huán)境條件下,理論上該群體隨機交配產生的第一代中AA和Aa的比例是()
A、1:1B、1:2C、2:1D、3:1
27、下面圖中a、b、c、d代表的結構正確的是()
A、a—質粒RNAB、b—限制性外切酶
C、c—RNA聚合酶D、d—外源基因
28、(’10福建)下圖為人WNK4基因部分堿基序列及其編碼蛋白質的部分氨基酸序列示意圖。已知WNK4基因發(fā)生一種突變,導致1169位賴氨敬交為谷氨酸。該基因發(fā)生的突變是()
A、①處插入堿基對G—CB、②處堿基對A—T替換為G—C
C、③處缺失堿基對A—TD、④處堿基對G—C替換為A—T
二、簡答題
1、(’11全國卷1)人類中非禿頂和禿頂受常染色體上的等位基因(B、b)控制,其中男性只有基因型為BB時才表現(xiàn)為非禿頂,而女性只有基因型為bb時才表現(xiàn)為禿頂??刂坪稚郏―)和藍色眼(d)的基因也位于常染色體上,其表現(xiàn)型不受性別影響。這兩對等位基因獨立遺傳。
回答問題:
⑴非禿頂男性與非禿頂女性結婚,子代所有可能的表現(xiàn)型為。
⑵非禿頂男性與禿頂女性結婚,子代所有可能的表現(xiàn)型為。
⑶一位其父親為禿頂藍色眼而本人為禿頂褐色眼的男性與一位非禿頂藍色眼的女性結婚。這位男性的基因型為或,這位女性的基因型為或。若兩人生育一個女兒,其所有可能的表現(xiàn)型為。
2、下圖是兩種生物的體細胞內染色體及有關基因分布情況示意圖。請根據(jù)圖回答:
⑴甲是倍體生物,乙是倍體生物。
⑵甲的一個染色體組含有條染色體,如果由該生物的卵細胞單獨培養(yǎng)成的生物的體細胞中含有個染色體組。
⑶圖乙所示的個體與基因型為aabbcc的個體交配,其F1代最多有種表現(xiàn)型。
3、(’10全國卷Ⅰ)現(xiàn)有4個純合南瓜品種,其中2個品種的果形表現(xiàn)為圓形(圓甲和圓乙),1個表現(xiàn)為扁盤形(扁盤),1個表現(xiàn)為長形(長)。用這4個南瓜品種做了3個實驗,結果如下:
實驗1:圓甲×圓乙,F(xiàn)1為扁盤,F(xiàn)2中扁盤:圓:長=9:6:1
實驗2:扁盤×長,F(xiàn)1為扁盤,F(xiàn)2中扁盤:圓:長=9:6:1
實驗3:用長形品種植株的花粉分別對上述兩個雜交組合的F1植株授粉,其后代中扁盤:圓:長均等于1:2:1。綜合上述實驗結果,請回答:
⑴南瓜果形的遺傳受對等位基因控制,且遵循定律。
⑵若果形由一對等位基因控制用A、a表示,若由兩對等位基因控制用A、a和B、b表示,以此類推,則圓形的基因型應為,扁盤的基因型應為,長形的基因型應為。
⑶為了驗證(1)中的結論,可用長形品種植株的花粉對實驗1得到的F2植株授粉,單株收獲F2中扁盤果實的種子,每株的所有種子單獨種植在一起得到一個株系。觀察多個這樣的株系,則所有株系中,理論上有1/9的株系F3果形均表現(xiàn)為扁盤,有的株系F3果形的表現(xiàn)型及數(shù)量比為扁盤:圓=1:1,有的株系F3果形的表現(xiàn)型及數(shù)量比為
。
4、(’10全國新課標)
某種自花授粉植物的花色分為白色、紅色和紫色?,F(xiàn)有4個純合品種:1個紫色(紫)、1個紅色(紅)、2個白色(白甲和白乙)。用這4個品種做雜交實驗,結果如下:
實驗1:紫×紅,F(xiàn)1表現(xiàn)為紫,F(xiàn)2表現(xiàn)為3紫:1紅;
實驗2:紅×白甲,F(xiàn)1表現(xiàn)為紫,F(xiàn)2表現(xiàn)為9紫:3紅:4白
實驗3:白甲×白乙,F(xiàn)1表現(xiàn)為白,F(xiàn)2表現(xiàn)為白
實驗4:白乙×紫,F(xiàn)1表現(xiàn)為紫,F(xiàn)2表現(xiàn)為9紫:3紅:4白
綜合上述實驗結果,請回答:
⑴上述花色遺傳所遵循的遺傳定律是。
⑵寫出實驗1(紫×白)的遺傳圖解(若花色由一對等位基因控制,用A、a表示,若由兩對等位基因控制,用A、a和B、b表示,以此類推)。遺傳圖解為:
⑶為驗證花色遺傳的特點,可將實驗2(紅×白甲)得到的F2植株自交,單株收獲F2中紫色植物所結的種子,每株的所有種子單獨種植在一起可得到一個株系,觀察多個這樣的株系,則理論上,在所有株系中有4/9的株系F3花色的表現(xiàn)型及其數(shù)量比為。
5、遺傳工程技術正使醫(yī)藥行業(yè)發(fā)生著很大的變化,比如90年代誕生的動物乳腺反應器技術就是一個生動例子,其基本原理并不復雜。舉例來說:胰島素是人體自身合成的一種含量很少的蛋白質,但它又是人體某些疾病的特效藥,如果直接從人體血液中提取,不僅費用昂貴,而且產量很少。幾年前科學家將人體內控制合成胰島素的基因(簡稱胰島素基因)成功地導人了一奶牛體內,從而穩(wěn)定地從其乳汁中獲得了大量的胰島素。請分析以上材料回答以下問題:
⑴遺傳工程的理論基礎是法則,可用公式
表示。
⑵胰島素基因在人體內和奶牛體內能控制合成同樣的蛋白質,說明人體細胞與奶牛細胞在翻譯時所用的是完全相同的。
⑶胰島素基因與奶牛的其他基因相比主要差別在于。這也反映出不同生物DNA分子具有性。
⑷胰島素是奶牛乳腺細胞的上合成的,它分泌進入乳汁,則主要與
有關。(細胞器)
⑸若只有一個胰島素基因成功地導人奶牛細胞并定位于一條常染色體,則此奶牛將胰島素基因傳給交配所生后代的幾率是,該數(shù)據(jù)的主要理論依據(jù)是定律。
⑹由⑸可知有性生殖產生的后代很難保持遺傳性狀的穩(wěn)定,所以該奶牛最理想的繁殖方式是用技術繁殖,該技術繁殖出的奶牛的后代中雄牛將占%。
6、幼兒黑蒙性白癡是一種嚴重的精神病,若兩個正常雙親生了一個患此病的女兒和一個正常的兒子,請分析回答:
⑴該致病基因位于染色體上。
⑵如果這個兒子與一個正常女人結婚,而這個女人的弟弟有此病,但其父母均正常,那么他們的孩子中患此病的女孩的概率為。
⑶若⑵中婚配所生的第一個孩子是有病的,那么第二個孩子患此病的概率為。
⑷若⑵中婚配所生的前兩個孩子是有病的,預計他們生的下一個正常的孩子的概率為
。
7、下圖為6種不同育種方法的示意圖。據(jù)圖回答:
⑴圖中A至D方向所示的途徑表示育種方式,A→B→C的途徑表示
育種方式。這兩種育種方式中后者的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在。
⑵B常用的方法為。
⑶E方法所用的原理是。
⑷C、F過程中最常采用的藥劑是,其作用的原理
。
⑸由G到J的過程中涉及的生物工程技術有和。
⑹K過程的實現(xiàn)首先要,之后要加
等試劑誘導融合。
8、在一些性狀的遺傳中,具有某種基因型的合子不能完成胚胎發(fā)育,導致后代中不存在該基因型的個體,從而使性狀的分離比例發(fā)生變化。小鼠毛色的遺傳就是一個例子。
一個研究小組,經大量重復實驗,在小鼠毛色遺傳的研究中發(fā)現(xiàn):
A、黑色鼠與黑色鼠雜交,后代全部為黑色鼠。
B、黃色鼠與黃色鼠雜交,后代中黃色鼠與黑色鼠的比例為2:1
C、黃色鼠與黑色鼠雜交,后代中黃色鼠與黑色鼠的比例為1:1
根據(jù)上述實驗結果,回答下列問題:(控制毛色的顯性基因用A表示)
①黃色鼠的基因型是,黑色鼠的基因型是。
②推測不能完成胚胎發(fā)育的合子的基因型是。
③寫出上述B、C兩個雜交組合的遺傳圖解。
9、(’10全國卷Ⅱ)人類白化病是常染色體隱性遺傳病。某患者家系的系譜圖如圖甲。已知某種方法能夠使正常基因A顯示一個條帶,白化基因a則顯示為位置不同的另一個條帶。用該方法對上述家系中的每個個體進行分析,條帶的有無及其位置表示為圖乙。根據(jù)上述實驗結果,回答下列問題:
⑴條帶1代表基因。個體2~5的基因型分別為、、和。
⑵已知系譜圖和圖乙的實際結果都是正確的,根據(jù)遺傳定律分析圖甲和圖乙,發(fā)現(xiàn)該家系中有一個體的條帶表現(xiàn)與其父母的不符,該個體與其父母的編號分別是、和,產生這種結果的原因是。
⑶僅根據(jù)圖乙給出的個體基因型的信息,若不考慮突變因素,則個體9與一個家系外的白化病患者結婚,生出一個白化病子女的概率為,其原因是。
10、(’10福建)已知桃樹中,樹體喬化與矮化為一對相對性狀(由等位基因D、d控制),蟠桃果形與圓桃果形為一對相對性狀(由等位基因H、h控制)、蟠挑對圓桃為顯性、下表是桃樹兩個雜交組合的試驗統(tǒng)計數(shù)據(jù):
親本組合
后代的表現(xiàn)型及其株數(shù)
組別
表現(xiàn)型
喬化蟠桃喬化園桃矮化蠕桃矮化園桃
甲
喬化蟠桃×矮化園桃
410042
乙
喬化蟠桃×喬化園桃
3013014
⑴根據(jù)組別的結果,可判斷桃樹樹體的顯性性狀為。
⑵甲組的兩個親本基因型分別為。
⑶根據(jù)甲組的雜交結果可判斷,上述兩對相對性狀的遺傳不遵循自由組臺定律。理由是:如果這兩對性狀的遺傳遵循自由組臺定律,則甲紐的雜交后代應出現(xiàn)種表現(xiàn)型。比例應為。
⑷桃樹的蟠桃果形具有較高的觀賞性。已知現(xiàn)有蟠桃樹種均為雜合子,欲探究蟠桃是否存在顯性純合致死現(xiàn)象(即HH個體無法存活),研究小組設計了以下遺傳實驗,請補充有關內容。
實驗方案:,分析比較子代的表現(xiàn)型及比例;
預期實驗結果及結論:①如果子代,則蟠桃存在顯性純合致死現(xiàn)象;
②如果子代,則蟠桃不存在顯性純合致死現(xiàn)象。
11、(’11新課標)某植物紅花和白花這對相對性狀同時受多對等位基因控制(如A、a;B、b;C、c……),當個體的基因型中每對等位基因都至少含有一個顯性基因時(即A_B_C_、、、、、、)才開紅花,否則開白花?,F(xiàn)有甲、乙、丙、丁4個純合白花品系,相互之間進行雜交,雜交組合、后代表現(xiàn)型及其比例如下:
根據(jù)雜交結果回答問題:
(1)這種植物花色的遺傳符合哪些遺傳定律?
(2)本實驗中,植物的花色受幾對等位基因的控制,為什么?