2019-2020年高考生物二輪專題復習 專題五 遺傳的分子基礎.doc

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2019-2020年高考生物二輪專題復習 專題五 遺傳的分子基礎 1遺傳因子的發(fā)現(xiàn) # 孟德爾的豌豆雜交實驗 一、相對性狀 性狀：生物體所表現(xiàn)出來的的形態(tài)特征、生理生化特征或行為方式等。 相對性狀：同一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型。 1、顯性性狀與隱性性狀 顯性性狀：具有相對性狀的兩個親本雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)出來的性狀。 隱性性狀：具有相對性狀的兩個親本雜交，F(xiàn)1沒有表現(xiàn)出來的性狀。 附：性狀分離：在雜種后代中，同時出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象） 2、顯性基因與隱性基因 顯性基因：控制顯性性狀的基因。 隱性基因：控制隱性性狀的基因。 附：基因：控制性狀的遺傳因子（ DNA分子上有遺傳效應的片段P67） 等位基因：決定1對相對性狀的兩個基因（位于一對同源染色體上的相同位置上）。 3、純合子與雜合子 純合子：由相同基因的配子結合成的合子發(fā)育成的個體（能穩(wěn)定的遺傳，不發(fā)生性狀分離）： 顯性純合子（如AA的個體） 隱性純合子（如aa的個體） 雜合子：由不同基因的配子結合成的合子發(fā)育成的個體（不能穩(wěn)定的遺傳，后代會發(fā)生性狀分離） 4、表現(xiàn)型與基因型 表現(xiàn)型：指生物個體實際表現(xiàn)出來的性狀。 基因型：與表現(xiàn)型有關的基因組成。 （關系：基因型＋環(huán)境 → 表現(xiàn)型） 5、雜交與自交 雜交：基因型不同的生物體間相互交配的過程。 自交：基因型相同的生物體間相互交配的過程。（指植物體中自花傳粉和雌雄異花植物的同株受粉） 附：測交：讓F1與隱性純合子雜交。（可用來測定F1的基因型，屬于雜交） 二、孟德爾實驗成功的原因： （1）正確選用實驗材料：㈠豌豆是嚴格自花傳粉植物（閉花授粉），自然狀態(tài)下一般是純種 ㈡具有易于區(qū)分的性狀 （2）由一對相對性狀到多對相對性狀的研究 （從簡單到復雜） （3）對實驗結果進行統(tǒng)計學分析 （4）嚴謹?shù)目茖W設計實驗程序：假說-------演繹法 ★三、孟德爾豌豆雜交實驗 （一）一對相對性狀的雜交： P：高莖豌豆矮莖豌豆 DDdd ↓ ↓ F1： 高莖豌豆 F1： Dd ↓自交 ↓自交 F2：高莖豌豆 矮莖豌豆 F2：DD Dd dd 3 ： 1 1 ：2 ：1 基因分離定律的實質：在減數(shù)分裂形成配子過程中，等位基因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 （二）兩對相對性狀的雜交： P： 黃圓綠皺 P：YYRRyyrr ↓ ↓ F1： 黃圓 F1： YyRr ↓自交 ↓自交 F2：黃圓 綠圓 黃皺 綠皺 F2：Y--R-- yyR-- Y--rr yyrr 9 ：3 ： 3 ： 1 9 ： 3 ： 3 ：1 在F2 代中： 4 種表現(xiàn)型： 兩種親本型：黃圓9/16 綠皺1/16 兩種重組型：黃皺3/16 綠圓3/16 9種基因型： 純合子 YYRR yyrr YYrr yyRR 共4種1/16 半純半雜 YYRr yyRr YyRR Yyrr 共4種2/16 完全雜合子 YyRr 共1種4/16 基因自由組合定律的實質：在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。 2） 基因的本質 # DNA是主要的遺傳物質 一、DNA是主要的遺傳物質 1．DNA是遺傳物質的證據 （1）肺炎雙球菌的轉化實驗過程和結論 （2）噬菌體侵染細菌實驗的過程和結論 DNA為主要的遺傳物質 肺炎雙球菌轉化實驗 證據 噬菌體侵染細菌實驗 基因是有遺傳效應的DNA片段； 基因的 是控制生物性狀的最基本單位； 雙螺旋 DNA的結構 本質 其中四種脫氧核苷酸的排列順 序代表的遺傳信息。 半保留 DNA的復制 △轉化是指一種生物由于接受了另一種生物的遺傳物質（DNA或RNA）而表現(xiàn)出后者的遺傳性狀，或發(fā)生遺傳性狀改變的現(xiàn)象。 一、DNA是主要的遺傳物質 1．肺炎雙球菌轉化實驗 （1） 體內轉化 1928年 英國 格里菲思 ① 活R，無毒 活小鼠 ② 活S，有毒 小鼠 死小鼠；分離出活S ③ △殺死的S，無毒 活小鼠 ④ 活R + △殺死的S，無毒 死小鼠；分離出活S 轉化因子是什么？ （2）體外轉化 1944年 美國 艾弗里 多糖或蛋白質 R型 活S DNA + R型 培養(yǎng)基 R型 + S型 DNA水解物 R型 轉化因子是DNA 。 2．噬菌體侵染細菌實驗 1952年赫爾希、蔡明 電鏡觀察和同位素示蹤 32P標記DNA 35S標記蛋白質 DNA具有連續(xù)性，是遺傳物質。 3．煙草花葉病毒實驗 RNA也是遺傳物質。 2．DNA是主要的遺傳物質 　?。?）某些病毒的遺傳物質是RNA （2）絕大多數(shù)生物的遺傳物質是DNA 二、DNA的分子結構 1．核酸 核苷酸 核苷 含氮堿基：A、T、G、C、U 磷酸 戊糖：核糖、脫氧核糖 2．1950年鮑林 1951年威爾金斯 + 富蘭克林 1952年查哥夫 3．DNA的結構 ①（右手）雙螺旋 ② 骨架 ③ 配對：A = T/U G = C 4．特點 ①穩(wěn)定性：脫氧核糖與磷酸交替排列的順序穩(wěn)定不變 ②多樣性：堿基對的排列順序各異 ③特異性：每個DNA都有自己特點的堿基對排列順序 5．計算 1．在兩條互補鏈中的比例互為倒數(shù)關系。 2．在整個DNA分子中，嘌呤堿基之和=嘧啶堿基之和。 3．整個DNA分子中，與分子內每一條鏈上的該比例相同。 1）A=T、G=C 2）任一兩個非互補的堿基，且等于全部堿基的一半、 A＋G=A＋C=T＋G=T＋C=1\2(全部堿基） 三、DNA的復制 1、 實驗證據——半保留復制 1、 材料：大腸桿菌 2、 方法：同位素示蹤法 二、DNA的復制 1． 場所：細胞核 2． 時間：細胞分裂間期。（即有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期） 3．基本條件：① 模板：開始解旋的DNA分子的兩條單鏈（即親代DNA的兩條鏈）； ② 原料：是游離在細胞中的4種脫氧核苷酸； ③ 能量：由ATP提供； ④ 酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等。 4． 過程：①解旋；②合成子鏈；③形成子代DNA 5． 特點：①邊解旋邊復制；②半保留復制 6．原則：堿基互補配對原則 7．精確復制的原因：①獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板; 　　　　　　　?、趬A基互補配對原則保證復制能夠準確進行。 8．意義：將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的連續(xù)性 簡記：一所、二期、三步、四條件 四、基因是有遺傳效應的DNA片段 基因是DNA片段，是不連續(xù)分布在DNA上，是由堿基序列將其分隔開； 它能控制性狀，具有特定的遺傳效應。 △原核細胞和真核細胞基因結構 ①聯(lián)系：編碼區(qū)+非編碼區(qū) ②區(qū)別 原核：編碼區(qū)是連續(xù)的、不間隔的。 真核：編碼區(qū)可分為外顯子和內含子，故是間隔的、不連續(xù)的 3)基因和染色體的關系 減數(shù)分裂 一、減數(shù)分裂的概念 減數(shù)分裂(meiosis)是進行有性生殖的生物形成生殖細胞過程中所特有的細胞分裂方式。在減數(shù)分裂過程中，染色體只復制一次，而細胞連續(xù)分裂兩次，新產生的生殖細胞中的染色體數(shù)目比體細胞減少一半。 （注：體細胞主要通過有絲分裂產生，有絲分裂過程中，染色體復制一次，細胞分裂一次，新產生的細胞中的染色體數(shù)目與體細胞相同。） 二、減數(shù)分裂的過程 1、精子的形成過程：精巢（哺乳動物稱睪丸） l 減數(shù)第一次分裂 間期：染色體復制(包括DNA復制和蛋白質的合成)。 前期：同源染色體兩兩配對（稱聯(lián)會），形成四分體。 四分體中的非姐妹染色單體之間常常交叉互換。 中期：同源染色體成對排列在赤道板上（兩側）。 后期：同源染色體分離；非同源染色體自由組合。 末期：細胞質分裂，形成2個子細胞。 l 減數(shù)第二次分裂（無同源染色體） 前期：染色體排列散亂。 中期：每條染色體的著絲粒都排列在細胞中央的赤道板上。 后期：姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體。并分別移向細胞兩極。 末期：細胞質分裂，每個細胞形成2個子細胞，最終共形成4個子細胞。 2、卵細胞的形成過程：卵巢 三、精子與卵細胞的形成過程的比較 精子的形成 卵細胞的形成 不同點 形成部位 精巢（哺乳動物稱睪丸） 卵巢 過　　程 有變形期 無變形期 子細胞數(shù) 一個精原細胞形成4個精子 一個卵原細胞形成1個卵細胞+3個極體 相同點 精子和卵細胞中染色體數(shù)目都是體細胞的一半 四、注意： （1）同源染色體：①形態(tài)、大小基本相同；②一條來自父方，一條來自母方。 （2）精原細胞和卵原細胞 的染色體數(shù)目與體細胞相同。因此，它們屬于體細胞，通過有絲分裂 的方式增殖，但它們又可以進行減數(shù)分裂形成生殖細胞。 （3）減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂，原因是同源染色體分離并進入不同的子細胞。所以減數(shù)第二次分裂過程中無同源染色體。 （4）減數(shù)分裂過程中染色體和DNA的變化規(guī)律 （5）減數(shù)分裂形成子細胞種類： 假設某生物的體細胞中含n對同源染色體，則： 它的精（卵）原細胞進行減數(shù)分裂可形成2n種精子（卵細胞）； 它的1個精原細胞進行減數(shù)分裂形成2種精子。它的1個卵原細胞進行減數(shù)分裂形成1種卵細胞。 五、受精作用的特點和意義 特點： 受精作用是精子和卵細胞相互識別、融合成為受精卵的過程。精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面，不久精子的細胞核就和卵細胞的細胞核融合，使受精卵中染色體的數(shù)目又恢復到體細胞的數(shù)目，其中有一半來自精子，另一半來自卵細胞。 意義：減數(shù)分裂和受精作用對于維持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具有重要的作用。 六、減數(shù)分裂與有絲分裂圖像辨析步驟： 1、細胞質是否均等分裂：不均等分裂——減數(shù)分裂中的卵細胞的形成 2、細胞中染色體數(shù)目： 若為奇數(shù)——減數(shù)第二次分裂（次級精母細胞、次級卵母細胞、 減數(shù)第二次分裂后期，看一極） 若為偶數(shù)——有絲分裂、減數(shù)第一次分裂、 3、細胞中染色體的行為： 有同源染色體——有絲分裂、減數(shù)第一次分裂 聯(lián)會、四分體現(xiàn)象、同源染色體的分離——減數(shù)第一次分裂 無同源染色體——減數(shù)第二次分裂 4、姐妹染色單體的分離 一極無同源染色體——減數(shù)第二次分裂后期 一極有同源染色體——有絲分裂后期 注意：若細胞質為不均等分裂，則為卵原細胞的減Ⅰ或減Ⅱ的后期。 例：判斷下列細胞正在進行什么分裂，處在什么時期？ 7、 薩頓假說：基因和染色體行為存在明顯的平行關系。 8、 孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋（見課本30頁） 9、 伴性遺傳 1、概念：遺傳控制基因位于性染色體上，因而總是與性別相關聯(lián)。 2、XY型性別決定方式： l 染色體組成（n對）： 雄性：n－1對常染色體 + XY 雌性：n－1對常染色體 + XX l 性比：一般 1 : 1 l 常見生物：全部哺乳動物、大多雌雄異體的植物，多數(shù)昆蟲、一些魚類和兩棲類。 3、三種伴性遺傳的特點： （1）伴X隱性遺傳的特點： ① 男 ＞ 女 ② 隔代遺傳（交叉遺傳） ③ 母病子必病，女病父必病 （2）伴X顯性遺傳的特點： ① 女＞男 ② 連續(xù)發(fā)病 ③ 父病女必病，子病母必病 （3）伴Y遺傳的特點： ①男病女不病 ②父→子→孫 附：常見遺傳病類型（要記?。? 伴X隱：色盲、血友病 伴X顯：抗維生素D佝僂病 常隱：先天性聾啞、白化病 常顯：多(并)指 4） 基因的表達 1、RNA的結構： #組成元素：C、H、O、N、P #基本單位：核糖核苷酸（4種） #結構：一般為單鏈 2、基因：是具有遺傳效應的DNA片段。主要在染色體上 有遺傳效應 控制 mRNA 蛋白質 的DNA片段 基 蛋白質結構 性狀 影響 環(huán)境 是控制生物 因 酶的合成 控制代謝 的基本單位 中心法則 一、基因指導蛋白質的合成 1．轉錄 （1）概念：在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，合成RNA的過程。（注：葉綠體、線粒體也有轉錄） 2）過程：①解旋；②配對；③連接；④釋放 ① 信使（mRN A），將基因中的遺傳信息傳遞到蛋白質上，是鏈狀的； RNA ② 轉運RNA（tRNA），三葉草結構，識別遺傳密碼和運載特定的氨基酸； （單鏈） ③ 核糖體RNA（rRNA），是核糖體中的RNA。 （3）過程 （場所、摸板、條件、原料、產物、去向等） 3）條件：模板：DNA的一條鏈（模板鏈） 原料：4種核糖核苷酸 能量：ATP 酶：解旋酶、RNA聚合酶等 4）原則：堿基互補配對原則（A—U、T—A、G—C、C—G） 5）產物：信使RNA（mRNA）、核糖體RNA（rRNA）、轉運RNA（tRNA） 2．翻譯 （1）在細胞質的核糖體上，氨基酸以mRNA為摸板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。 （2）實質：將mRNA中的堿基序列翻譯成蛋白質的氨基酸序列。堿基互補配對原則 （3）（64個） 密碼子： 起始密碼：AUG、GUG 終止密碼：UAA、UAG、UGA 注：決定氨基酸的密碼子有61個，終止密碼不編碼氨基酸。 （4）條件：模板：mRNA 原料：氨基酸（20種） 能量：ATP 酶：多種酶 搬運工具：tRNA 裝配機器：核糖體 （5）產物：多肽鏈 3.遺傳信息 ① 狹：基因中控制遺傳性狀的脫氧核苷酸順序。 ②廣：子代從親代獲得的控制遺傳性狀的訊號，以染色體上DNA的脫氧核苷酸順序為代表。 ③ 中心法則： UUC ACU AAG CUU UCG C G C GAA UGA Ⅱ Ⅰ 4.翻譯過程 三、基因對性狀的控制 1． DNA RNA 蛋白質（性狀） 脫氧核苷酸序列 核糖核苷酸序列 氨基酸序列 遺傳信息 遺傳密碼 遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的自我復制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質，即遺傳信息的轉錄和翻譯。但是，遺傳信息不能從蛋白質流向蛋白質，也不能從蛋白質流向DNA或RNA。近些年還發(fā)現(xiàn)有遺傳信息從RNA到RNA（即RNA的自我復制）也可以從RNA流向DNA（即逆轉錄）。 2．基因、蛋白質和性狀的關系 （1）基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀，如白化病等 （2）基因還能通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀，如鐮刀型細胞貧血等 （1間接控制：通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀；如白化病等。 (2)直接控制：通過控制蛋白質結構直接控制生物的性狀。如囊性纖維病、鐮刀型細胞貧血等。 注：生物體性狀的多基因因素：基因與基因；基因與基因產物；與環(huán)境之間多種因素存在復雜的相互作用，共同地精細的調控生物體的性狀。