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

2019-2020年高考生物二輪專題復(fù)習 專題五 遺傳的分子基礎(chǔ)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(yīng)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(jié)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(jié)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?；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：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(fù)雜） （3）對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計學(xué)分析 （4）嚴謹?shù)目茖W(xué)設(shè)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(zhì)：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(zhì)：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(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)化實驗過程和結(jié)論 （2）噬菌體侵染細菌實驗的過程和結(jié)論DNA為主要的遺傳物質(zhì)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 證據(jù) 噬菌體侵染細菌實驗 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)化實驗 （1） 體內(nèi)轉(zhuǎn)化 1928年 英國 格里菲思 活R，無毒 活小鼠 活S，有毒 小鼠 死小鼠；分離出活S 殺死的S，無毒 活小鼠 活R + 殺死的S，無毒 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 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(zhì) DNA具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì)。3煙草花葉病毒實驗 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：A = T/U G = C 4特點穩(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：堿基對的排列順序各異特異性：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(guān)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(nèi)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、 AG=AC=TG=TC=12(全部堿基） 三、DNA的復(fù)制1、 實驗證據(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： 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 過程：解旋；合成子鏈；形成子代DNA5 特點：邊解旋邊復(fù)制；半保留復(fù)制6原則：堿基互補配對原則7精確復(fù)制的原因：獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板;堿基互補配對原則保證復(fù)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(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)。 原核細胞和真核細胞基因結(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(fù)制一次，而細胞連續(xù)分裂兩次，新產(chǎn)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(chǎn)生，有絲分裂過程中，染色體復(fù)制一次，細胞分裂一次，新產(chǎn)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(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（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(cè)）。后期：同源染色體分離；非同源染色體自由組合。末期：細胞質(zhì)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(zhì)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：形態(tài)、大小基本相同；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(shè)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(fù)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(zhì)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(zhì)為不均等分裂，則為卵原細胞的減或減的后期。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(guān)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(guān)聯(lián)。2、XY型性別決定方式：l 染色體組成（n對）：雄性：n1對常染色體 + XY 雌性：n1對常染色體 + XXl 性比：一般 1 : 1l 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： 男 女 隔代遺傳（交叉遺傳） 母病子必病，女病父必病（2）伴X顯性遺傳的特點： 女男 連續(xù)發(fā)病 父病女必病，子病母必病（3）伴Y遺傳的特點：男病女不病 父子孫附：常見遺傳病類型（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(zhuǎn)錄） 2）過程：解旋；配對；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RNA（tRNA），三葉草結(jié)構(gòu)，識別遺傳密碼和運載特定的氨基酸；（單鏈） 核糖體RNA（rRNA），是核糖體中的RNA。 （3）過程 （場所、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：堿基互補配對原則（AU、TA、GC、CG） 5）產(chǎn)物：信使RNA（mRNA）、核糖體RNA（rRNA）、轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）2翻譯（1）在細胞質(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)的過程。（2）實質(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(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，以染色體上DNA的脫氧核苷酸順序為代表。 中心法則： UUCACUAAG CUUUCGCGCGAAUGA4.翻譯過程 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(zhì)的結(jié)構(gòu)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(zhì)結(jié)構(gòu)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(chǎn)物；與環(huán)境之間多種因素存在復(fù)雜的相互作用，共同地精細的調(diào)控生物體的性狀。