专题四 遗传变异和进化.docx

1、专题四 遗传变异和进化第1讲遗传的物质基础考纲要求三年考情命题趋势1.人类对遗传物质的探索过程2013全国2012江苏、福建2011江苏、广东1.趋势分析：本专题常针对中心法则涉及的五个过程进行命题，命题多结合图示分析考查上述生理过程发生的场所、条件和相关计算。2备考指南：(1)对照法比较肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验。(2)模型辅助法深刻理解DNA分子的结构与中心法则。(3)表格比较法理解DNA复制、转录和翻译的不同。2.DNA分子结构的主要特点2012江苏3.基因的概念4.DNA分子的复制2013广东2012山东、福建、天津2011安徽、海南5.遗传信息的转录和翻译2013全国、浙

2、江、山东、江苏、天津、四川2012全国新课标、广东、安徽2011江苏、浙江、广东、海南6.基因与性状的关系2011广东、海南、天津,1原核细胞和真核细胞内基因的表达有怎样的区别？2真核生物染色体上的基因可以通过哪些过程完成复制和传递？考点一DNA是遗传物质的实验证据下列说法中，正确的是()肺炎双球菌转化实验及摩尔根的果蝇杂交实验，都证明了DNA是遗传物质(2013全国，5)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力(2012江苏，2B)烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA(2012江苏，2D)32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传

3、物质(2011江苏，12D)RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质(2013海南，13C)A1项正确 B2项正确C3项正确 D都不正确自主尝试_提醒(1)R菌可以转化为S菌，S菌不能转化为R菌。(2)3个经典实验采用的都是相互对照。【链接提升】肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的问题分析(1)格里菲思的小鼠体内转化实验只能推测出S型细菌含有“转化因子”，不能证明DNA是遗传物质。艾弗里的体外转化实验既能说明DNA是遗传物质，又能证明蛋白质、多糖等不是遗传物质。(2)“DNA是主要的遗传物质”是总结多数生物的遗传物质后得出的，而不是由肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验得出的。(3)R型细

4、菌转化为S型细菌的实质是S型细菌的DNA整合到了R型细菌的DNA中，从变异类型看属于基因重组。(4)噬菌体侵染细菌的实验中，两次用到大肠杆菌，第一次是对噬菌体进行同位素标记，第二次是将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养，观察同位素的去向。(5)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。仅用32P标记噬菌体的侵染实验，上层的上清液中有较弱的放射性，可能的原因是：a侵染时间过短会有许多噬菌体没来得及侵入细菌；b侵染时间过长会有释放出来的子代噬菌体。仅用35S标记噬菌体的侵染实验，下层沉淀物中也有较弱放

5、射性，最可能的原因是搅拌不彻底。跟踪训练1实验1：将S型细菌的DNA与R型细菌混合培养；实验2：将S型细菌的DNA用DNA酶处理后所得物质与R型细菌混合培养。相关叙述正确的是()A实验1的培养基上仅有S型细菌生长B实验2的培养基上有R型和S型细菌生长 C实验1、2可以证明DNA是主要的遗传物质D实验1与实验2形成对照跟踪训练2下列有关35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述中，正确的是()A35S主要集中在沉淀物中，上清液中也不排除有少量的放射性B要得到35S标记噬菌体必须直接接种在含35S的动物细胞培养基中才能培养出来C采用搅拌和离心方法，是为了把蛋白质和DNA分开，再分别检测其放射性D在该

6、实验中，若改用32P、35S分别标记细菌DNA、蛋白质，复制4次，则子代噬菌体100%含32P和35S考点二DNA的结构和复制的相关计算(2012高考山东卷)假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是()A该过程至少需要3105个鸟嘌呤脱氧核苷酸B噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等C含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为149D该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变自主尝试_【链接提升】1双链DNA分子中碱基含量的计算(1)规律一：双链DNA分子中，A

7、GTCACTG总碱基的一半。(2)规律二：若在DNA一条链中a，则在互补链中，而在整个DNA分子中1。(3)规律三：若在一条链中m，在互补链及整个DNA分子中m。(4)规律四：某碱基在DNA分子中所占比例等于它在每条链中所占比例和的一半。如。2与DNA复制有关的计算假设1个DNA分子复制n次，则(1)子代DNA数为2n(2)子代DNA链数为2n1(3)DNA复制过程中其中一条链发生差错，复制n代后，含有突变基因的异常DNA分子占DNA总数的50%。(4)若某DNA分子含某碱基m个，该DNA分子进行n次复制，则需消耗该游离的脱氧核苷酸数为m(2n1)；进行n代复制时，需消耗该游离的脱氧核苷酸数为

8、m2n1。跟踪训练请回答下列与DNA分子有关的问题：(1)含有m个腺嘌呤的DNA分子第n次复制需要腺嘌呤脱氧核苷酸_个。(2)在一个双链DNA分子中，GC占碱基总数的M%，那么该DNA分子的每条链中GC都占该链碱基总数的_。(3)假定大肠杆菌只含14N的DNA的相对分子质量为 a；只含15N的DNA的相对分子质量为b。现将只含15N的DNA培养在含14N的培养基中，子二代DNA的平均相对分子质量为_。(4)在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤与尿嘧啶分别占碱基总数的_。考

9、点三复制、转录及翻译下列有关叙述中正确的是()ADNA聚合酶是在细胞核内合成的(2013全国，1B)B转录过程在细胞质基质中进行，以核糖核苷酸为原料，不需解旋酶(2011江苏，7A、2011安徽，5C改编)C真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期(2011海南，25D)DDNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递遵循中心法则(2010海南，12D)自主尝试_【链接提升】图示分析复制、转录和翻译过程1图一表示DNA分子复制过程(1)判断依据：模板为DNA，且形成具有双链结构的DNA。(2)两个子代DNA分别由一条母链和一条子链组成，两个子代DNA分子在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期分离。2

10、图二表示DNA分子的转录过程(1)判断依据：模板为DNA，且合成单链RNA。(2)由于图中d是已与模板DNA分离的游离的RNA片段，因此转录的方向是由右向左进行，且a为RNA聚合酶。(3)b与c的名称分别为胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。(4)在真核细胞中该图示主要发生在细胞核中，叶绿体和线粒体中也可能进行。3图三表示翻译过程(1)判断依据：模板为RNA，且合成场所为核糖体。(2)为tRNA，为核糖体，为mRNA，为多肽链，如图所示，核糖体内对应的DNA碱基对的排列顺序为。4解答DNA复制、转录和翻译问题的几类错误(1)将DNA复制、转录和翻译的原料混淆：正确的是DNA复制的原料为脱氧核苷

11、酸、转录的原料为核糖核苷酸、翻译的原料为氨基酸。(2)将发生的场所混淆：正确的是DNA复制和转录主要在细胞核中、翻译在核糖体上。(3)将发生时间混淆：正确的是细胞核内DNA的复制在间期，转录、翻译则可以在任何时期。(4)对所需要条件混淆：正确的是DNA复制和转录都需要解旋酶，翻译则不需要；尽管DNA复制和转录都需要聚合酶，但前者是DNA聚合酶，后者是RNA聚合酶。跟踪训练1如图甲、乙表示真核生物遗传信息传递的两个过程，图丙为其中部分片段的放大示意图。以下分析正确的是()A图中酶1和酶2是同一种酶B图乙所示过程在高度分化的细胞中不会发生C图丙中b链可能是构成核糖体的成分D图丙是图甲的部分片段放大

12、跟踪训练2如图中代表核糖体，代表多肽链，下列有关叙述不正确的是()A图中所示的生理过程主要有转录和翻译B链中(AT)/(GC)的比值与链中的相同C以为模板而合成的过程要产生水D上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子1T2噬菌体侵染大肠杆菌实验及DNA的X光衍射实验证明了DNA是遗传物质(2013全国，5)()2DNA双螺旋模型的构建，发现DNA如何储存遗传信息(2013广东，2)()3线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成(2013全国，1D)()4噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是DNA用15N放射性同位素标记(2012上海，11C)()5反密码子是位于mRNA上相邻的3

13、个碱基(2013全国，1C)()6DNA有氢键，RNA没有氢键(2013全国，1A)()7一种tRNA可以携带多种氨基酸(2013全国，1A)()题型七同位素标记类同位素示踪法，就是在需要研究的物质体系中，加入一些放射性同位素原子(示踪原子)，用监测手段来跟踪其行迹，进而研究出该系统的变化规律的方法。用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是()A0条 B20条C大于0小于20条 D以上都有可能自主尝试_【解题指导】利用放射性32P，跟踪研究DNA复制的规律特点，结合所学知识推

14、测：第一次细胞分裂完成后所形成的细胞中，DNA双链均是一条链含有32P，另一条链不含32P，第二次细胞分裂的间期，染色体复制后一条染色单体含32P，一条染色单体不含32P，有丝分裂后期，姐妹染色单体分离，如果含32P的20条染色体同时移向细胞的一极，不含32P的20条染色体同时移向细胞的另一极，则产生的子细胞中被32P标记的染色体条数是20条和0条，如果分别移向细胞两极的20条染色体中既有含32P的，也有不含32P的，则形成的子细胞中被32P标记的染色体条数大于0小于20条。【方法总结】同位素示踪技术应用例析用于示踪技术的放射性同位素一般是构成细胞化合物的重要元素。如3H、14C、15N、18

15、O、32P、35S等。元素放射性同位素应用氢3H在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H标记的亮氢酸，探究分泌蛋白的分泌过程，从而证明了细胞内的各种生物膜在功能上是紧密联系的碳14C用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子的转移途径，途径是：二氧化碳三碳化合物糖类氧18O对光合作用原料进行如下标记：C18O2和HO，证明光合作用所释放出来的氧气来自于水；将O2进行18O2标记，证明O2在有氧呼吸过程中与氢结合形成了水磷32P用32P标记噬菌体的DNA分子，在大肠杆菌内发现放射性；用35S标记噬菌体的蛋白质，大肠杆菌内未发现放射性，证明DNA分子是生物的遗传物质硫35S氮15N用15N标记DNA，证

16、明DNA分子具有半保留复制的特点碘131I用含有131I的饲料喂动物，进行放射性检测，可以发现动物甲状腺细胞有 聚集I的作用，另外，检测131I的去路，可确定甲状腺激素的靶器官1艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，都能证明DNA是遗传物质，对这两个实验的研究方法可能有：设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应；放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是()A两者都运用了和B前者运用了，后者运用了C前者只运用了，后者运用了和D前者只运用了，后者运用了和2将DNA分子双链用3H标记的蚕豆(2n12)根尖移入普通培养液(不含放射性元素)中，再让细胞连续进行有丝分裂。某普通培养

17、液中子代细胞处于第三次有丝分裂中期，根据图示判断，该细胞中染色体的标记情况是()A12条bB6条a,6条bC6条b,6条cDbc12，但b和c数目不确定3(拓展)若将3H TdR(一种3H标记的脱氧核苷酸)加入细胞培养液中，正在进行DNA复制的细胞就会立即摄取。在相同的条件下，向连续培养的两组细胞培养液中同时加入3H TdR，定期取样，检查被标记细胞所占的百分比如下表所示，据此推断正确的是()取样时间%级别t0t1t2t3t4t5甲255075100100100乙255075808080A.两组都有25%的细胞不在细胞周期中B两组细胞复制所用时间大致相同C细胞周期的时间应是甲组小于乙组D乙组约

18、有20%的细胞处于细胞周期中4(拓展)如果将1株绿色植物栽培在HO的完全培养液中，给予充足的光照，经过一段时间后，下列物质中能含18O的是()周围空气的氧气周围空气的二氧化碳周围空气的水分子光合作用生成的葡萄糖A只有 B只有C除之外都含有 D5在生命科学研究中，“放射性同位素示踪法”是常用的研究手段。请分析下列几个科学实验，回答有关问题：(1)将大肠杆菌的DNA分子用3H标记后，放在普通培养基上繁殖两代，如下图所示。该实验有力地证明了DNA分子的复制方式是_。若在此过程中，共消耗了游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸183个，则亲代DNA分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸_个。(2)鲁宾和卡门用放射性18O分别标记

19、H2O和CO2分子，证明了光合作用过程中产生的O2来自_；卡尔文用14C标记的CO2研究光合作用暗反应过程中C的转移途径，14C在化合物中的出现顺序依次是：14CO2_(化合物)_。(3)用含放射性元素的氨基酸培养豚鼠的胰腺细胞，研究豚鼠分泌蛋白的合成和分泌过程，放射性在核糖体出现后，依次经过_、_和_，最后出现在细胞外。第2讲遗传的基本规律和伴性遗传考纲要求三年考情命题趋势1.孟德尔遗传实验的科学方法2013全国2012江苏2011海南1.趋势分析：以遗传学实验或遗传系谱图为背景，结合基因的分离定律、自由组合定律和伴性遗传等知识进行考查。2备考指南：(1)比较辨析法区别遗传相关的概念。(2)

20、规律总结法突破分离定律解题技巧，以一个题总结出一类题的解决方案。(3)以基因型、表现型的推断及概率计算为核心，结合遗传实验的设计和特定条件下自由组合定律变式应用进行复习。(4)结合对应的遗传图谱或遗传病实例，突破伴性遗传。2.基因的分离定律和自由组合定律2013山东、天津、全国大纲、福建、全国、四川2012北京、安徽、江苏、广东、山东、天津、福建、浙江2011江苏、全国课标、北京、福建、山东3.伴性遗传2013山东、全国、广东、四川2012天津、山东、福建、广东、江苏、安徽、四川2011北京、安徽4.人类遗传病的类型2013江苏、安徽、重庆2012江苏、安徽、广东2011浙江5.人类遗传病的监

21、测和预防6.人类基因组计划及意义2012江苏,1类比推理与假说演绎有怎样的区别？2在知道显隐性的情况下，如果通过一次杂交实验确定基因是在常染色体上还是在X染色体上，怎样用一对相对性状的纯合子杂交？考点一基本规律的应用玉米非甜味(A)对甜味(a)为显性，非糯性(B)对糯性(b)为显性，两对基因分别位于不同的同源染色体上。现有甲、乙、丙三个品系的纯种玉米，其基因型如表所示：品系甲乙丙基因型AABBaaBBAAbb(1)若要利用玉米非糯性与糯性这一对相对性状来验证基因分离定律，可作为亲本的组合有_。甲和乙_(填“能”或“不能”)作为亲本进行验证自由组合定律的实验，原因是_。(2)若让乙和丙杂交得到F

22、1，F1自交得F2，则在F2中能稳定遗传的非甜糯性玉米占_；在F2的非甜非糯性玉米中，不能稳定遗传的占_。(3)从上述F2中取出一粒非甜糯性种子，在适宜条件下培育成植株。为了鉴定其基因型，将其与乙杂交，预计可能的实验结果，并得出相应的结论。若子代_，则该非甜糯性种子的基因型为_；若子代_，则该非甜糯性种子的基因型为_。提醒(1)遗传题中，经常有概率计算，一定要注意“分母”。(2)实验设计时往往用“该个体”与隐性个体进行杂交。(3)相应的结论：若得到不同的性状则可以不用求比例。【链接提升】1性状显、隐性的判断(1)自交法： (2)杂交法：具有相对性状的亲本杂交，子代所表现出的那个亲本性状为显性，

23、未表现出的那个亲本性状为隐性。2显性性状基因型鉴定(1)测交法(更适于动物)：待测个体隐性纯合子结果分析(2)自交法(对植物最简便)：待测个体 结果分析(3)花粉鉴别法：非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色 让待测个体长大开花后，取出花粉放在载玻片上，加一滴碘酒结果分析3基因位置判定的实验设计4根据性状判断生物性别的实验设计选择同型性染色体(XX或ZZ)隐性个体与异型性染色体(XY或ZW)显性个体杂交。这样在子代中具有同型性染色体(XX或ZZ)的个体表现型是显性，具有异型性染色体(XY或ZW)的个体表现型为隐性。跟踪训练在一个自然繁殖的直刚毛果蝇种群中，偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇。为研究卷

24、刚毛性状出现的原因及传递规律，将这只卷刚毛雄果蝇与直刚毛雌果蝇杂交，F1全部为直刚毛；F1雌雄果蝇随机交配得F2，其表现型及比例为直刚毛雌果蝇直刚毛雄果蝇卷刚毛雄果蝇211。(1)根据以上杂交结果可以推断直刚毛和卷刚毛由_对等位基因控制，理由是_。(2)若利用上述实验中的果蝇作为实验材料，要快速繁殖出卷刚毛雌果蝇，采用的最佳方案是让_雌果蝇与_雄果蝇杂交。(3)上述杂交结果表现为性状与性别相关，但无法确定控制直刚毛和卷刚毛的基因是仅位于X染色体，还是同时位于X、Y染色体上。现有直刚毛雌果蝇、直刚毛雄果蝇、卷刚毛雌果蝇、卷刚毛雄果蝇四种纯种果蝇，可选择表现型为_雌果蝇和_雄果蝇为亲本进行杂交，若

25、杂交后代_，则表明基因仅位于X染色体上；若杂交后代_，则表明基因同时位于X、Y染色体上。考点二遗传基本规律的特殊比例及产生的原因(2012高考上海卷)某植物的花色受不连锁的两对基因A/a、B/b控制，这两对基因与花色的关系如图所示，此外，a基因对于B基因的表达有抑制作用。现将基因型为AABB的个体与基因型为aabb的个体杂交得到F1，则F1的自交后代中花色的表现型及比例是()A白粉红，3103 B白粉红，3121C白粉红，493 D白粉红，691自主尝试_提醒(1)此类题要写出每一种性状的基因型通式，如红色A_B_，粉红色：A_bb，白色：aabb、aaB_。(2)两个a基因同时存在时，即aa

26、抑制B基因的表达。【链接提升】性状分离比出现偏离的原因分析1具有一对相对性状的杂合子自交AaAa1AA2Aa1aa(1)21显性纯合致死，即AA个体不存活。(2)全为显性隐性纯合致死，即aa个体不存活。(3)121不完全显性，即AA、Aa、aa的表现型各不相同。2两对相对性状的遗传现象(1)自由组合定律的异常分离比：F1AaBbF2A_B_A_bbaaB_aabb原因分析正常比例9331两对等位基因的遗传正常完全显性异常比例1934aa或bb成对存在时表现出同一种性状异常比例2961单显性表现出同一种性状，其余表现正常异常比例31231双显性和一种单显性表现出同一种性状异常比例497单显性和双

27、隐性表现出同一种性状异常比例5151有显性基因就表现出同种性状除以上异常比例外还可能出现133，即双显性、双隐性和一种单显性表现出同一种性状，另一种单显性表现出另一种性状。(2)基因连锁与互换现象：若基因型为AaBb自交后代出现四种表现型，但比例为两多两少(如42%42%8%8%)或测交后代表现两种表现型，比例为11，则说明基因A、B位于一条染色体上，基因a、b位于另一条同源染色体上，如图所示。跟踪训练下图A、B分别表示某雌雄异株植物M的花色遗传及花瓣中色素合成的控制过程。植物M的花色(白色、蓝色和紫色)由常染色体上两对独立遗传的等位基因(A和a，B和b)控制。请据图回答下列问题：(1)图A中甲、乙两植株的基因型分别为_、_。若让图A中的F2蓝花植株自由交配，其后代表现型及比例为_。(2)与F1相比