沪科版生命科学高二上第六章《遗传信息的传递和表达》练习教案.docx
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沪科版生命科学高二上第六章《遗传信息的传递和表达》练习教案
第六章遗传信息的传递与表达
一、遗传信息
一、DNA是主要的遗传物质
1、肺炎双球菌的转化实验
实验表明：
S菌中存在转化因子使R菌转化为S菌。
2、噬菌体侵染细菌的实验
T2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，T2噬菌体侵染细菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内物质来合成自身的组成成分。
T2噬菌体头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，在它的头部含有DNA。
实验过程如下：
用放射性同位素35S标记一部分T2噬菌体的蛋白质，并用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体的DNA，然后，用被标记T2噬菌体侵染细菌。
当噬菌体在细菌体内大量繁殖时，生物学家对标记的物质进行测试，结果表明，噬菌体的蛋白质并未进入细菌内部，而是留在细菌的外部，噬菌体的DNA却进入细菌的体内。
可见，T2噬菌体在细菌内的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的。
该实验结果表明：
在T2噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA。
如果结合上述两实验过程，可以说明DNA是遗传物质。
现代科学研究证明，有些病毒只含有RNA和蛋白质，如烟草花叶病毒。
因此，在这些病毒中，RNA是遗传物质。
因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
二、DNA分子的结构
1、DNA分子的结构
1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克共同提出了DNA分子的双螺旋。
DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸。
一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基。
由于组成脱氧核苷酸的碱基只有4种：
腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C），因此，脱氧核苷酸有4种：
腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、
鸟嘌呤脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸。
很多个脱氧核苷酸聚合成为多核苷酸链。
DNA分子的立体结构是双螺旋。
DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：
A-T，C-G。
碱基之间的这种一一对应关系，叫做碱基互补配对原则。
组成DNA分子的碱基只有4种，但碱基对的排列顺序却是千变万化的。
碱基对的排列顺序代表了遗传信息。
若含有碱基2000个，则排列方式有41000种。
例.下面是4位同学拼制的DNA分子部分平面结构模型，正确的是（C）
ＡＢＣＤ
二．DNA的复制和蛋白质的合成
一、DNA分子的复制
1.概念：
以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程
时间：
有丝分裂、减数第一次分裂间期（基因突变就发生在该期）
特点：
边解旋边复制，半保留复制
条件：
模板DNA两条链、原料游离的4种脱氧核苷酸、酶、能量
意义：
遗传特性的相对稳定（DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证复制能够准确进行。
）
例：
下图是DNA分子结构模式图，请据图回答下列问题：
（1）组成DNA的基本单位是〔5〕脱氧核苷酸。
（2）若〔3〕为胞嘧啶，则〔4〕应是鸟嘌呤
（3）图中〔8〕示意的是一条多核苷酸链的片断。
（4）DNA分子中，由于〔6〕碱基对具有多种不同排列顺序，因而构成了DNA分子的多样性。
（5）DNA分子复制时，由于解旋酶的作用使〔7〕氢键断裂，两条扭成螺旋的双链解开。
二、RNA分子
RNA分子的基本单位是核糖核苷酸。
一分子核糖核苷酸由一分子核糖、一分子磷酸和一分子碱基。
由于组成核糖核苷酸的碱基只有4种：
腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、鸟嘌呤（G）和
胞嘧啶（C），因此，核糖核苷酸有4种：
腺嘌呤核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。
由于RNA没有碱基T（胸腺嘧啶），而有U（尿嘧啶），因此，A-U配对，C-G配对。
RNA主要存在于细胞质中，通常是单链结构，我们所学的RNA有mRNA、tRNA
、rRNA等类型。
三、基因的结构与表达
1、基因----有遗传效应的DNA片段
基因携带遗传信息，并具有遗传效应的DNA片段，是决定生物性状的基本单位。
2、基因控制蛋白质的合成
基因控制蛋白质合成的过程包括两个阶段-----转录和翻译
（1）转录
场所：
细胞核
模板：
DNA一条链
原料：
核糖核苷酸
产物：
mRNA
（2）翻译
场所：
核糖体
模板：
mRNA
工具：
tRNA
原料：
氨基酸
产物：
多肽
由上述过程可以看出：
DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序决定了mRNA的排列顺序，信使RNA中核糖核苷酸排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序，氨基酸的排列顺序最终决定了特异性，从而使生物体表现出各种遗传性状。
3、中心法则：
三、基因工程简介
一、基因操作的工具
（1）基因的剪刀——限制性核酸内切酶
（2）基因的化学浆糊——DNA连接酶
（3）基因的运输工具一—质粒
2、基因操作的基本步骤
（1）获取目的基因
（2）目的基因与运载体重组
（3）重组DNA分子导入受体细胞
（4）筛选含目的基因的受体细胞
第七章细胞的分裂与分化
一、生殖和生命的延续
一、生殖的类型生物的生殖可分为无性生殖和有性生殖两大类。
1、常见的无性生殖方式有：
分裂生殖（例：
细菌、草履虫、眼虫）；
出芽生殖（例：
水螅、酵母菌）；孢子生殖（例：
真菌、苔藓）；
营养生殖（例：
果树）。
2、有性生殖
这种生殖方式产生的后代具备双亲的遗传信息，具有更强的生活能力和变异性，这对于生物的生存与进化具有重要意义。
二、有丝分裂
一、有丝分裂
体细胞的有丝分裂具有细胞周期，它是指连续分裂的细胞从一次分裂结束时开始，到下一次分裂结束时为止，包括分裂间期和分裂期。
1、分裂间期
分裂间期最大特征是DNA复制，蛋白质合成，对于细胞分裂来说，它是整个周期中时间最长的阶段。
2、分裂期
（1）前期
最明显的变化是染色体明显，此时每条染色体都含有两条染色单体，由一个着丝粒相连，同时，核仁解体，核膜消失，纺锤丝形成纺锤体。
（2）中期
每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的赤道面上，清晰可见，便于观察。
（3）后期
每个着丝粒一分为二，染色单体随之分离，形成两条染色体，在纺锤丝牵引下向
两极运动。
（4）末期
染色体到达两极后，逐渐变成丝状的染色质，同时纺锤体消失，核膜核仁重新出现，将染色质包围起来，形成两个新的细胞核，然后细胞一分为二。
（5）动植物细胞有丝分裂比较
植物
动物
纺锤体形成方式
纺锤丝
纺锤丝、中心体
细胞一分为二方式
细胞板分割
细胞膜内陷
意义
亲子代遗传性状的稳定性和连续性
（6）填表：
间期
前期
中期
后期
末期
DNA
2n-4n
4n
4n
4n
2n
染色体
2n
2n
2n
4n
2n
染色单体
0-4n
4n
4n
0
0
三．细胞周期
1.请根据右图回答问题（括号内写标号）。
（1）依次写出C、E两个时期的名称G2；中期；
（2）RNA和蛋白质合成时期为（A）G1期，DNA复制时期为（B）S期，核仁、核膜消失的时期为（D）前期，核仁、核膜重新形成时期为（F）末期。
（3）细胞在分裂后，可能出现细胞周期以外的三种生活状态是连续增殖、暂不增殖、细胞分化。
四．实验：
植物细胞有丝分裂的观察
1.实验材料：
植物根尖
2.实验步骤：
解离（试剂：
20%HCl）、漂洗、染色（试剂：
龙胆紫）、压片。
3.实验的观察部位是：
根尖生长点。
二、减数分裂和有性生殖细胞的形成
1、减数分裂过程中细胞核形态、染色体数、染色单体数和DNA数等的变化如下表：
染色体行为
染色体数
染色单体数
同源染色体对数
DNA数
间期I
复制
2n
0-4n
n
2n-4n
前期I
联会、交叉、互换
2n
4n
n
4n
中期I
同源染色体排列于细胞中央
2n
4n
n
4n
后期I
同源染色体分离，非同源染色体自由组合
2n
4n
n
4n
末期I
染色体数目减半
n
2n
0
2n
间期II
前期II
染色体散乱分布
n
2n
0
2n
中期II
着丝粒排列于细胞中央
n
2n
0
2n
后期II
着丝粒分裂
2n
0
0
2n
末期II
细胞一分为二
n
0
0
n
2、有丝分裂与减数分裂的比较
比较
有丝分裂
减数分裂
分裂细胞类型
体细胞（从受精卵开始）
精（卵）巢中的原始生殖细胞
细胞分裂次数
一次
二次
同源染色体行为
无联会，始终在一个细胞中
有联会形成四分体，彼此分离
子细胞数目
二个
雄为四个，雌为（1＋3）个
子细胞类型
体细胞
成熟的生殖细胞
最终子细胞染色体数
与亲代细胞相同
比亲代细胞减少一半
子细胞间遗传物质
一般相同（无基因突变、染色体变异）
一般两两相同（无基因突变、染色体变异）
相同点
染色体都复制一次，减数第二次分裂和有丝分裂相似
意义
使生物亲代和子代细胞间维持了遗传性状的稳定性，对生物的遗传有重要意义
减数分裂和受精作用使生物的亲代和子代维持了染色体数目的恒定，对遗传和变异有十分重要的
3.精子的形成过程：
4.卵细胞的形成过程：
5.受精作用：
6.
7.判断动物细胞分裂方式、时期
8.据减数分裂后期细胞质分裂方式判断细胞
9.根据染色体数目判断：
假设某生物体细胞2n，若染色体数目为4n是有丝分裂，n为减数分裂。
例：
1.下图是某种生物不同的细胞分裂示意图。
（假设该生物体细胞中染色体数目为4条）
（1）在A、B、C、D中，属于减数分裂的是B、D。
（2）A细胞中有8个染色体，8个DNA分子，0个染色单体。
（3）具有同源染色体的细胞有A、B、C。
（4）不具有姐妹染色单体的细胞有A、D。
2.用显微镜观察动物细胞分裂薄玻片标本，看到哪些现象是减数分裂细胞所特有的（B）
A．有纺锤体的出现B．同源染色体的联会
C．染色体的复制D．分裂后期形成细胞板
3.10个初级精母细胞产生的精子和10个初级卵母细胞产生的卵细胞，若全部受精，则形成受精卵（A）
A．10个B．5个C．20个D．40个
4.一条染色体含有一个DNA分子，经复制后，一条染色单体含有（B）
A．两条双链DNA分子B．一条双链DNA分子
C．四条双链DNA分子D．一条单链DNA分子
5.某生物减数分裂第二次分裂后期有染色体18个，，该生物体细胞有染色体（A）
A．18个B．36个C．72个D．9个
三．细胞分化和植物细胞全能性
细胞分化是指同一来源的细胞发生在形态结构、生理功能和蛋白质合成上发生差异的过程。
但科学研究证实，高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整生物体的能力，即保持着细胞全能性。
生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的遗传信息。
植物组织培养的理论基础是细胞全能性，过程可以简要归纳为：
离体的植物器官、组织或细胞---→（愈伤组织）---→（根茎叶分化）
第八章遗传与变异
一、遗传的基本规律
一、基本概念
1.概念整理：
杂交：
基因型不同的生物体间相互交配的过程，一般用x表示
自交：
基因型相同的生物体间相互交配；植物体中指雌雄同花的植株自花受粉和雌雄异花的同株受粉，自交是获得纯系的有效方法。
一般用表示。
测交：
就是让杂种子一代与隐性个体相交，用来测定F1的基因型。
性状：
生物体的形态、结构和生理生化的总称。
相对性状：
同种生物同一性状的不同表现类型。
显性性状：
具有相对性状的亲本杂交，F1表现出来的那个亲本性状。
隐性性状：
具有相对性状的亲本杂交，F1未表现出来的那个亲本性状。
性状分离：
杂种的自交后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象。
显性基因：
控制显性性状的基因，一般用大写英文字母表示，如D。
隐性基因：
控制隐性性状的基因，一般用小写英文字母表示，如d。
等位基因：
在一对同源染色体的同一位置上，控制相对性状的基因，一般用英文字母的大写和小写表示，如D、d。
非等位基因：
位于同源染色体的不同位置上或非同源染色体上的基因。
表现型：
是指生物个体所表现出来的性状。
基因型：
是指控制生物性状的基因组成。
纯合子：
是由含有相同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。
杂合子：
是由含有不同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。
2.例题：
（1）判断：
表现型相同，基因型一定相同。
（x）
基因型相同，表现型一定相同。
（x）
纯合子自交后代都是纯合子。
（√）
纯合子测交后代都是纯合子。
（x）
杂合子自交后代都是杂合子。
（x）
只要存在等位基因，一定是杂合子。
（√）
等位基因必定位于同源染色体上，非等位基因必定位于非同源染色体上。
（x）
（2）下列性状中属于相对性状的是（B）
A．人的长发和白发B．花生的厚壳和薄壳
C．狗的长毛和卷毛D．豌豆的红花和黄粒
（3）下列属于等位基因的是（C）
A．aaB．BdC．FfD．YY
二、基因的分离定律
1、一对相对性状的遗传实验
2、基因分离定律的实质
生物体在进行减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两种不同的配子中，独立地遗传给后代。
基因的分离定律发生是由于在减数分裂第一次分裂后期，同源染色体分开时，导致等位基因的分离。
例：
（1）在二倍体的生物中，下列的基因组合中不是配子的是（B）
A．YRB．DdC．BrD．Bt
（2）鼠的毛皮黑色（M）对褐色（m）为显性，在两只杂合黑鼠的后代中，纯种黑鼠占整个黑鼠中的比例是（B）
A．１/２ B．１/３ C．１/４ D．全部
（3）已知兔的黑色对白色是显性，要确定一只黑色雄兔是纯合体还是杂合体，选用与它交配的雌兔最好选择（A）
A．纯合白色B．纯合黑色C．杂合白色D．杂合黑色
（4）绵羊的白色和黑色由基因B和b控制，现有一白色公羊和白色母羊交配生下一只小白羊，第二次交配却生下一只小黑羊。
公羊和母羊的基因型是（C）
A．BB和BbB．bb和BbC．Bb和BbD．BB和bb
（5）一对表现型正常的夫妇，男方的父亲是白化病患者，女方的父母正常，但她的弟弟是白化病患者。
预计他们生育一个白化病男孩的几率是（D）
A．1/4B．1/6C．1/8D．1/12
三、基因的自由组合定律
1、两对相对性状的遗传实验
2、、基因自由组合定律的实质
在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因基因自由组合。
5、基因自由组合定律在实践中的应用
理论上，是生物变异的来源之一（基因重组）；实践上利用基因重组进行杂交育种。
四、孟德尔获得成功的原因
1、选用豌豆做试验材料：
严格的闭花受粉；有一些稳定的、易区分的相对性状。
2、先针对一对相对性状的传递情况进行研究，再对两对、三对甚至多对相对性状的传递情况进行研究（由单因素到多因素）。
3、对实验结果记载，并应用统计方法对实验结果进行分析。
例：
（1）若两对基因在非同源染色体上，下列各杂交组合中，子代只出现1种表现型的是（B）
A．aaBb和AABbB．AaBB和AABb
C．AaBb和AABbD．AaBB和aaBb
（2）有一基因型为MmNNPp（这3对基因位于3对同源染色体上）的雄兔，它产生的配子种类有（B）
A．2种B．4种C．8种D．16种
（3）黄色（Y）、圆粒（R）对绿色（y）、皱粒（r）为显性，现用黄色皱粒豌豆与绿色圆粒豌豆杂交，杂交后代得到的种子数为：
黄色圆粒106、绿色圆粒108、黄色皱粒110、绿色皱粒113。
问亲本杂交组合是（C）
A．Yyrr和yyRRB．YYrr和yyRR
C．Yyrr和yyRrD．YyRr和YyRr
（4）等位基因分离和非等位基因的自由组合在（B）
A．有丝分裂后期B．减数的一次分裂后期
C．减数的一次分裂末期D．减数的二次分裂后期
（5）基因型为AaBb的个体与基因型为Aabb的个体杂交，子代会出现几种表现型和几种基因型（B）
A．4和4B．4和6C．4和8D．6和6
二、性别决定和伴性遗传
一、性别决定
生物体细胞中的染色体可以分为两类：
一类是雌性（女性）个体和雄性（男性）个体相同的染色体，叫常染色体，另一类是雌性（女性）个体和雄性（男性）个体不同的染色体，叫性染色体。
生物的性别通常就是由性染色体决定的。
生物的性别决定方式主要有两种：
1XY型：
该性别决定的生物，雌性的性染色体是XX，雄性的性染色体是XY。
以人为例：
男性的染色体的组成为44+XY，女性的染色体的组成为44+XX。
②ZW型：
该性别决定的生物，雌性的性染色体是ZW，雄性的是ZZ。
蛾类、鸟类的性别决定属于ZW型。
二、伴性遗传
性染色体上的基因，它的遗传方式是与性别相联系的，这种遗传方式叫伴性遗传。
人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型
女性
男性
基因型
XBXB
XBXb
基因型
XBXB
XbY
表现型
正常
正常（携带者）
表现型
正常
色盲
例：
（1）某男孩体检时发现患红绿色盲，但他的父母、祖父母、外祖父母均无红绿色盲症状，在这一家系中色盲基因的传递途径是（D）
A．祖母---父---男孩B．外祖父---母---男孩
C．祖父---父---男孩D．外祖母---母---男孩
（2）位于Y染色体上的基因也能决定性状，人的耳廓上长硬毛的性状就是由Y染色体上的基因决定的。
现有一对夫妇，丈夫患此病，若生一男孩，其患病的概率为（A）
A．100％B．75％C．50％D．25％
三、人类遗传病与预防
一、人类遗传病概述
人类遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病。
1、单基因遗传病
单基因遗传病是指受一对等位基因控制的人类遗传病。
可分为：
常染色体隐性、常染色体显性、X连锁隐性，X连锁显性、Y连锁等。
2、多基因遗传病
多基因遗传病是指受多对等位基因控制的人类遗传病，还比较容易受到环境的影响。
3、染色体异常遗传病
二、遗传病的预防
1、禁止近亲结婚
我国的婚姻法规定“直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚”。
在近亲结婚的情况下，他们所生的孩子患隐性遗传病的机会大大提高。
2、遗传咨询
3、避免遗传病患儿的出生
女子最适于生育的年龄一般是24-29岁。
4、婚前体检
三．遗传病的类型判断：
1
例：
（1）以下家族图谱分别是患有何种类型的遗传病：
（2）右图为某个单基因遗传病的系谱图,致病基因为A或a，请回答下列问题∶
（1）该病的致病基因在 常染色体上，是 隐 性遗传病。
（2）I-2和II-3的基因型相同的概率是 100% 。
（3）Ⅱ-2的基因型可能是 Aa 。
（4）Ⅲ-2的基因型可能是 AA、Aa 。
（2）下图为某家族遗传系谱图，请据图回答：
（基因用A,a表示）
（1）该遗传病的遗传方式为：
常色体显性遗传病。
（2）5号与6号再生一个患病男孩的几率为3/8。
（3）7号与8号婚配，则子女患病的几率为2/3。
（3）下图是某家系红绿色盲病遗传图解。
图中除男孩Ⅲ3和他的祖父Ⅰ4是红绿色盲患者外，其他人色觉都正常，请据图回答：
（1）Ⅲ3的基因型是XbY，Ⅲ2可能的基因型是XBXB或XBXb。
（2）Ⅰ中与男孩Ⅲ3的红绿色盲基因有关的亲属的基因型是XBXb，与该男孩的亲属关系是外祖母；Ⅱ中与男孩Ⅲ3的红绿色盲基因有关的亲属的基因型是XBXb，与该男孩的亲属关系是母亲。
（3）Ⅳ1是红绿色盲基因携带者的概率是25%。
四、生物的变异
由于环境因素的影响造成的，并不引起生物体内的遗传物质的变化，因而不能够遗传下去，属于不遗传的变异。
由于生物体内的遗传物质的改变引起的，因而能够遗传给后代，属于可遗传的变异。
可遗传的变异有三种来源：
基因突变、基因重组、染色体畸变。
一、基因突变
1、基因突变的概念
由于DNA分子中发生碱基对的替换、缺失或增加，而引起的基因分子脱氧核苷酸的改变，就叫基因突变。
基因突变发生在DNA复制阶段。
即体细胞发生基因突变在有丝分裂的间期；由原始的生殖细胞到成熟的生殖细胞过程中发生基因突变是在减数第一次分裂间期。
基因突变是产生新基因的主要来源。
对生物的进化具有重要意义。
2、基因突变的特点
（1）可逆性
（2）多方向性
（3）低频性
（4）随机性
3、应用：
诱变育种
二、基因重组
1、基因重组概念
生物体在进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合。
2、基因重组产生的原因
（1）非同源染色体的非等位基因自由组合，
（2）同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换。
3、基因重组的意义
通过有性生殖过程实现的基因重组，这是形成生物多样性的重要原因之一，对于生物进化具有十分重要的意义。
三、染色体变异
染色体变异有染色体结构的变异、染色体数目的变异等。
1、染色体结构的变异
四种：
缺失、重复、倒位、易位。
2、染色体数目的变异
一般来说，每一种生物的染色体数目都是恒定的，但是，在某些特定的环境条件下，生物体的染色体数目会发生改变，从而产生可遗传的变异。
（1）染色体组
细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息
（2）二倍体的个体，体细胞中含有二个染色体组的个体叫做二倍体。
（3）多倍体
体细胞中含有三个及三个以上染色体组的个体叫做多倍体。
与二倍体植株相比，多倍体植株的茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，蛋白质、糖等营养物质含量高。
（4）人工诱导多倍体在育种上的应用
方法：
最常用而且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，从而得到多倍体。
成因：
秋水仙素作用于正在有丝分裂的细胞时，能够抑制纺锤体形成，导致染色体
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