2019-2020年高考生物二輪專題復(fù)習(xí) 專題五 遺傳的分子基礎(chǔ).doc

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2019-2020年高考生物二輪專題復(fù)習(xí) 專題五 遺傳的分子基礎(chǔ)1遺傳因子的發(fā)現(xiàn)# 孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)一、相對(duì)性狀性狀：生物體所表現(xiàn)出來(lái)的的形態(tài)特征、生理生化特征或行為方式等。相對(duì)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(duì)性狀的兩個(gè)親本雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)出來(lái)的性狀。隱性性狀：具有相對(duì)性狀的兩個(gè)親本雜交，F(xiàn)1沒(méi)有表現(xiàn)出來(lái)的性狀。附：性狀分離：在雜種后代中，同時(shí)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(yīng)的片段P67）等位基因：決定1對(duì)相對(duì)性狀的兩個(gè)基因（位于一對(duì)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(jié)合成的合子發(fā)育成的個(gè)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(gè)體）隱性純合子（如aa的個(gè)體）雜合子：由不同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個(gè)體（不能穩(wěn)定的遺傳，后代會(huì)發(fā)生性狀分離）4、表現(xiàn)型與基因型表現(xiàn)型：指生物個(gè)體實(shí)際表現(xiàn)出來(lái)的性狀?；蛐停号c表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成。（關(guān)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(guò)程。自交：基因型相同的生物體間相互交配的過(guò)程。（指植物體中自花傳粉和雌雄異花植物的同株受粉）附：測(cè)交：讓F1與隱性純合子雜交。（可用來(lái)測(cè)定F1的基因型，屬于雜交）二、孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)成功的原因：（1）正確選用實(shí)驗(yàn)材料：豌豆是嚴(yán)格自花傳粉植物（閉花授粉），自然狀態(tài)下一般是純種具有易于區(qū)分的性狀 （2）由一對(duì)相對(duì)性狀到多對(duì)相對(duì)性狀的研究 （從簡(jiǎn)單到復(fù)雜） （3）對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 （4）嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)程序：假說(shuō)-演繹法三、孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)（一）一對(duì)相對(duì)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(shí)質(zhì)：在減數(shù)分裂形成配子過(guò)程中，等位基因隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入到兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代（二）兩對(duì)相對(duì)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(shí)質(zhì)：在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。2） 基因的本質(zhì)# DNA是主要的遺傳物質(zhì)一、DNA是主要的遺傳物質(zhì)1DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)（1）肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)論 （2）噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)論DNA為主要的遺傳物質(zhì)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 證據(jù) 噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn) 基因是有遺傳效應(yīng)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(jié)構(gòu) 本質(zhì) 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(fù)制轉(zhuǎn)化是指一種生物由于接受了另一種生物的遺傳物質(zhì)（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(zhì) 1肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) （1） 體內(nèi)轉(zhuǎn)化 1928年 英國(guó) 格里菲思 活R，無(wú)毒 活小鼠 活S，有毒 小鼠 死小鼠；分離出活S 殺死的S，無(wú)毒 活小鼠 活R + 殺死的S，無(wú)毒 死小鼠；分離出活S 轉(zhuǎn)化因子是什么？ （2）體外轉(zhuǎn)化 1944年 美國(guó) 艾弗里 多糖或蛋白質(zhì) R型 活S DNA + R型 培養(yǎng)基 R型 + S型 DNA水解物 R型 轉(zhuǎn)化因子是DNA 。2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn) 1952年赫爾希、蔡明 電鏡觀察和同位素示蹤 32P標(biāo)記DNA 35S標(biāo)記蛋白質(zhì) DNA具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì)。3煙草花葉病毒實(shí)驗(yàn) RNA也是遺傳物質(zhì)。2DNA是主要的遺傳物質(zhì)（1）某些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA （2）絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA二、DNA的分子結(jié)構(gòu)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21950年鮑林 1951年威爾金斯 + 富蘭克林 1952年查哥夫3DNA的結(jié)構(gòu) （右手）雙螺旋 骨架 配對(duì)：A = T/U G = C 4特點(diǎn)穩(wěn)定性：脫氧核糖與磷酸交替排列的順序穩(wěn)定不變多樣性：堿基對(duì)的排列順序各異特異性：每個(gè)DNA都有自己特點(diǎn)的堿基對(duì)排列順序5計(jì)算 1在兩條互補(bǔ)鏈中的比例互為倒數(shù)關(guān)系。2在整個(gè)DNA分子中，嘌呤堿基之和=嘧啶堿基之和。3整個(gè)DNA分子中，與分子內(nèi)每一條鏈上的該比例相同。 1）A=T、G=C 2）任一兩個(gè)非互補(bǔ)的堿基，且等于全部堿基的一半、 AG=AC=TG=TC=12(全部堿基） 三、DNA的復(fù)制1、 實(shí)驗(yàn)證據(jù)半保留復(fù)制1、 材料：大腸桿菌2、 方法：同位素示蹤法二、DNA的復(fù)制1 場(chǎng)所：細(xì)胞核 2 時(shí)間：細(xì)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： 模板：開始解旋的DNA分子的兩條單鏈（即親代DNA的兩條鏈）； 原料：是游離在細(xì)胞中的4種脫氧核苷酸； 能量：由ATP提供； 酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等。4 過(guò)程：解旋；合成子鏈；形成子代DNA5 特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制；半保留復(fù)制6原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則7精確復(fù)制的原因：獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板;堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證復(fù)制能夠準(zhǔn)確進(jìn)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(jiǎn)記：一所、二期、三步、四條件四、基因是有遺傳效應(yīng)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(yīng)。 原核細(xì)胞和真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)聯(lián)系：編碼區(qū)+非編碼區(qū)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(nèi)含子，故是間隔的、不連續(xù)的3)基因和染色體的關(guān)系減數(shù)分裂一、減數(shù)分裂的概念減數(shù)分裂(meiosis)是進(jìn)行有性生殖的生物形成生殖細(xì)胞過(guò)程中所特有的細(xì)胞分裂方式。在減數(shù)分裂過(guò)程中，染色體只復(fù)制一次，而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，新產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比體細(xì)胞減少一半。（注：體細(xì)胞主要通過(guò)有絲分裂產(chǎn)生，有絲分裂過(guò)程中，染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次，新產(chǎn)生的細(xì)胞中的染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同。）二、減數(shù)分裂的過(guò)程1、精子的形成過(guò)程：精巢（哺乳動(dòng)物稱睪丸） l 減數(shù)第一次分裂間期：染色體復(fù)制(包括DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成)。前期：同源染色體兩兩配對(duì)（稱聯(lián)會(huì)），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(duì)排列在赤道板上（兩側(cè)）。后期：同源染色體分離；非同源染色體自由組合。末期：細(xì)胞質(zhì)分裂，形成2個(gè)子細(xì)胞。l 減數(shù)第二次分裂（無(wú)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(xì)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(xì)胞兩極。末期：細(xì)胞質(zhì)分裂，每個(gè)細(xì)胞形成2個(gè)子細(xì)胞，最終共形成4個(gè)子細(xì)胞。2、卵細(xì)胞的形成過(guò)程：卵巢三、精子與卵細(xì)胞的形成過(guò)程的比較精子的形成卵細(xì)胞的形成不同點(diǎn)形成部位精巢（哺乳動(dòng)物稱睪丸）卵巢過(guò)程有變形期無(wú)變形期子細(xì)胞數(shù)一個(gè)精原細(xì)胞形成4個(gè)精子一個(gè)卵原細(xì)胞形成1個(gè)卵細(xì)胞+3個(gè)極體相同點(diǎn)精子和卵細(xì)胞中染色體數(shù)目都是體細(xì)胞的一半四、注意：（1）同源染色體：形態(tài)、大小基本相同；一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方。（2）精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞的染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同。因此，它們屬于體細(xì)胞，通過(guò)有絲分裂的方式增殖，但它們又可以進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞。（3）減數(shù)分裂過(guò)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(jìn)入不同的子細(xì)胞。所以減數(shù)第二次分裂過(guò)程中無(wú)同源染色體。（4）減數(shù)分裂過(guò)程中染色體和DNA的變化規(guī)律（5）減數(shù)分裂形成子細(xì)胞種類：假設(shè)某生物的體細(xì)胞中含n對(duì)同源染色體，則：它的精（卵）原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂可形成2n種精子（卵細(xì)胞）；它的1個(gè)精原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成2種精子。它的1個(gè)卵原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成1種卵細(xì)胞。五、受精作用的特點(diǎn)和意義特點(diǎn)： 受精作用是精子和卵細(xì)胞相互識(shí)別、融合成為受精卵的過(guò)程。精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，尾部留在外面，不久精子的細(xì)胞核就和卵細(xì)胞的細(xì)胞核融合，使受精卵中染色體的數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞的數(shù)目，其中有一半來(lái)自精子，另一半來(lái)自卵細(xì)胞。 意義：減數(shù)分裂和受精作用對(duì)于維持生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，對(duì)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(xì)胞質(zhì)是否均等分裂：不均等分裂減數(shù)分裂中的卵細(xì)胞的形成2、細(xì)胞中染色體數(shù)目： 若為奇數(shù)減數(shù)第二次分裂（次級(jí)精母細(xì)胞、次級(jí)卵母細(xì)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(xì)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(huì)、四分體現(xiàn)象、同源染色體的分離減數(shù)第一次分裂無(wú)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(wú)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(xì)胞質(zhì)為不均等分裂，則為卵原細(xì)胞的減或減的后期。例：判斷下列細(xì)胞正在進(jìn)行什么分裂，處在什么時(shí)期？7、 薩頓假說(shuō)：基因和染色體行為存在明顯的平行關(guān)系。8、 孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋（見(jiàn)課本30頁(yè)）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(guān)聯(lián)。2、XY型性別決定方式：l 染色體組成（n對(duì)）：雄性：n1對(duì)常染色體 + XY 雌性：n1對(duì)常染色體 + XXl 性比：一般 1 : 1l 常見(jiàn)生物：全部哺乳動(dòng)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(diǎn)：（1）伴X隱性遺傳的特點(diǎn)： 男 女 隔代遺傳（交叉遺傳） 母病子必病，女病父必?。?）伴X顯性遺傳的特點(diǎn)： 女男 連續(xù)發(fā)病 父病女必病，子病母必?。?）伴Y遺傳的特點(diǎn)：男病女不病 父子孫附：常見(jiàn)遺傳病類型（要記?。喊閄隱：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(dá)1、RNA的結(jié)構(gòu)：#組成元素：C、H、O、N、P#基本單位：核糖核苷酸（4種）#結(jié)構(gòu)：一般為單鏈2、基因：是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。主要在染色體上有遺傳效應(yīng) 控制 mRNA 蛋白質(zhì)的DNA片段 基 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 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(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1轉(zhuǎn)錄 （1）概念：在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，合成RNA的過(guò)程。（注：葉綠體、線粒體也有轉(zhuǎn)錄） 2）過(guò)程：解旋；配對(duì)；連接；釋放 信使（mRN A），將基因中的遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)上，是鏈狀的；RNA 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA），三葉草結(jié)構(gòu)，識(shí)別遺傳密碼和運(yùn)載特定的氨基酸；（單鏈） 核糖體RNA（rRNA），是核糖體中的RNA。 （3）過(guò)程 （場(chǎng)所、摸板、條件、原料、產(chǎn)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(bǔ)配對(duì)原則（AU、TA、GC、CG） 5）產(chǎn)物：信使RNA（mRNA）、核糖體RNA（rRNA）、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）2翻譯（1）在細(xì)胞質(zhì)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(zhì)的過(guò)程。（2）實(shí)質(zhì)：將mRNA中的堿基序列翻譯成蛋白質(zhì)的氨基酸序列。堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（3）（64個(gè)） 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(gè)，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(yùn)工具：tRNA裝配機(jī)器：核糖體 （5）產(chǎn)物：多肽鏈 3.遺傳信息 狹：基因中控制遺傳性狀的脫氧核苷酸順序。廣：子代從親代獲得的控制遺傳性狀的訊號(hào)，以染色體上DNA的脫氧核苷酸順序?yàn)榇怼?中心法則： UUCACUAAG CUUUCGCGCGAAUGA4.翻譯過(guò)程 三、基因?qū)π誀畹目刂?1 DNA RNA 蛋白質(zhì)（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(fù)制；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。但是，遺傳信息不能從蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì)，也不能從蛋白質(zhì)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(fù)制）也可以從RNA流向DNA（即逆轉(zhuǎn)錄）。2基因、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系 （1）基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀，如白化病等 （2）基因還能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀，如鐮刀型細(xì)胞貧血等 （1間接控制：通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物的性狀；如白化病等。 (2)直接控制：通過(guò)控制蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀。如囊性纖維病、鐮刀型細(xì)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(chǎn)物；與環(huán)境之間多種因素存在復(fù)雜的相互作用，共同地精細(xì)的調(diào)控生物體的性狀。