xx届高考生物遗传——生命延续和发展的泉源知识网络复习教案

1 / 17 XX 届高考生物遗传 生命延续和发展的泉源知识网络复习教案 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 XX 级高考理综生物学知识内容的网络构建（ 4） 第四单元遗传 生命延续和发展的泉源 考情分析 : 遗传和变异是生物在新陈代谢基础上表现出来的一个重要生命特征。生物的生生不息就在于负载着遗传信息的 DNA，在生物传种接代过程中，通过生殖和发育的过程，表现出有规律的传递。 “ 遗传、变异与进化 ” 部分的知识内容包括教科书必修本的第五章、第六章、第七章和选修本第三章，是与 “ 生 物的新陈代谢 ” 并驾齐驱的两大高考主干板块。 在近年高考全国卷和川、渝等省市自主命题的试题中，有关遗传学的内容都作为考查的第一重要主干，年年重点考，年年变式考；常考常新，不断创新。 在高考复习的过程中，要以考试大纲对知识和能力的要求为根本，以教科书的学习内容为依据，重新构建以 “ 核心概念 ” 为中心的知识网络。 1 以 “ 减数分裂 ” 概念牵头，整理出有关知识内容的图解 在有性生殖过程中，通过减数分裂产生的配子，既是亲代的2 / 17 产物，又是子代的根源，是传递遗传物质的唯一媒介。在减数分裂过程中，染色体的特殊 “ 行为 ”( 即同源 染色体的联会和分离、非同源染色体的自由组合 )是孟德尔遗传定律的细胞学基础。减数分裂的原理及应用，通常十分巧妙地隐含在遗传规律的试题中进行考查（ XX 年高考四川卷 31 题就是一个已经得到充分肯定的代表型题例）。 2 以孟德尔遗传定律为基本，建立有关遗传概念的图解 孟德尔遗传定律是高考生物学极为重要的考查内容，大约占理综生物学 30%的比分。在该部分内容的复习过程中，我们特别要注重书本知识的迁移、创新和应用，逐步训练形成具有分析、判断和严密的逻辑推理能力。通过对基因分离定律中 “ 一对相对性状的遗传试验 ” 的再次认识，紧 紧抓住 F1产生配子的特点，可建立如下的概念图，用以分清重要的遗传学概念，认识基因的传递规律。 3 以 “ 基因 ” 概念为核心，通过简要回忆再明基因的功能 在复习中，我们可以沿着基因 DNA 染色体这条主线，抓住碱基互补配对原则，依次熟悉 DNA 的双螺旋结构、 DNA 的自我复制功能、基因的表达、基因工程的操作步骤，等等。同时，也需要对 “ 肺炎双球菌的转化实验 ”“ 噬菌体侵染细菌的实验 ” ，以及证明 DNA 具有半保留复制特点的 “ 梯度离心实验 ” 等，在实验方法的认知上有一个提炼过程。 3 / 17 基因的表达（即蛋白质的生物合成），遗 传信息流动的全过程（中心法则）可通过填表比较，整理出相关知识要点。 4 以基因突变为基础，比较不同育种方式的遗传学原理及特点 遗传和变异的原理具有很强的实践意义，近年多套高考试题都十分注重这方面内容的考查。因此，熟悉杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种等育种方式，通过比较的方法，可明显增强求解新情境下的各型遗传应用题。 要点梳理 : 1 生物的生殖和发育 生殖的类型 无性生殖的特点是：。 常见类型有：细菌、草履虫等单细胞生物通常进行生殖；酵母菌在环境条件 好的时候，可进行生殖；青霉、根霉等真菌进行生殖；草莓、葡萄、甘薯等植物常常可进行生殖。 无性生殖的新技术及其应用：快速繁殖，培育无病毒植物，人工种子；克隆哺乳动物等。 有性生殖的特点及进化意义 有性生殖产生的后代，既具遗传性，又因有而具更大的变异性，这对 4 / 17 于生物的和具有重要意义。 被子植物的传粉与双受精 花粉粒是在雄蕊的中形成的。在胚珠成熟的胚囊中，靠近珠孔的一个较大的细胞是，位于中央的两个核是。 通过自花传粉和异花传粉等不同的传粉方式，花粉落到雌蕊的柱头上，萌发并长出，其内的两个精子到达胚 囊后，一个精子与结合，形成；另一个精子与两个结合，形成。 减数分裂 减数分裂的概念要点 减数分裂是进行生殖的生物在产生时，进行的染色体数目 的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体复制次，而细胞要连续分裂次。减数分裂的最终结果，形成的子细胞中的染色体数目比原来母细胞减少了。 减数第一次分裂和减数第二次分裂的比较 减数第一次分裂减数第二次分裂 染色体的主要行为同源染色体联会和分离；在同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合着丝点分裂，染色单体分开 染色体数目的变化 2NN 核 DNA 数的 变化 2a2a 有丝分裂和减数分裂的比较 有丝分裂减数分裂 5 / 17 细胞分裂次数 1 次连续 2 次 染色体复制次数 1 次 1 次 同源染色体的变化无联会和分离有联会和分离 子细胞的名称及数目体细胞； 12 个配子； 为 14 个精子， 为 11 个卵细胞 最终子细胞中的染色体数与亲代体细胞相同只有亲代体细胞中的一半 减数分裂和受精作用的重要生物学意义： 维持每种生物前后代细胞中数目的恒定； 导致可遗传变异 的产生。 高等动物的个体发育 2 孟德尔的遗传定律 基因的分离定律 一对相对性状的遗 传试验 对分离现象的解释 在生物的体细胞中，控制每一种性状的基因（遗传因子）都是存在的； 在 F1 通过减数分裂产生配子时，成对的基因随着染色体的分开而分离，产生出比例为的两种配子； 雌、雄配子的结合机会是均等的，因此出现 F2 中比例为的性状分离。 对分离现象解释的验证 测交试验 6 / 17 让杂种子一代与杂交，用来测定 F1 基因型的试验方法。 基因的分离定律的实质 在杂种子一代的体细胞中，位于一对染色体上的基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，基因会随着分开而分离，分别进入两个配 子中，独立地随配子遗传给后代。 基因的自由组合定律 两对相对性状的遗传试验 对自由组合定律的解释 对自由组合定律的解释的验证实验 .4 基因的自由组合定律的实质 位于非同源染色体上的非等位基因的是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体的等位基因的同时，非同源染色体上的非等位基因。 3 性别决定、伴性遗传与人类遗传病 型的性别决定 男女产生配子的特点：如果仅考虑一对性染色体的传递情况，男性产生配子的特点是；女产生配子的特点是。 伴 X 染色体隐性遗传的特点（ 以红绿色盲为例）： 基因位置： X 染色体上的隐性基因， y 染色体上无 _基因。 基因传递：随 _向后代传递。 7 / 17 患者基因型： _（患病女性）， _（患病男性） 遗传特点： a.男性患者 _女性患者； b.有遗传的现象；c.女性患者的 _一定患病。 伴 X 染色体显性遗传的特点（以抗维 D 佝偻病为例）： 基因位置及传递：同伴 X 隐性一样。 患者基因型：） _（患病女性）， _（患病男性） 遗传特点： a.男性患者女性患者； b.有遗 传的现象。 c.男患者的母亲及 _一定患病。 人类遗传病的主要类型 单基因遗传病：受控制的遗传病。根据性状的显隐关系和基因与染色体的关系，可分为、和。 基本类型主要特点常见病例 常 染 色 体显性遗传病可连续传代；患者的双亲至少有一方多指症、是患者；双亲中一方是患者，子女中约有 1/2 患病，且男女患病机会均等多指症、并指症、 家族性多发性结 肠息肉病等 隐性遗传病可隔代遗传；患者的双亲若表型正常则一定为杂8 / 17 合体，其同胞有 1/4 机会患病，且男女患病机会均等；近亲婚配后代患病机会大大增 加。白化症、半乳糖血 症、先天性聋哑等 染 色 体显性遗传病可连续传代；父病女皆病；母病则子女约有1/2 机会患病；群体中患者女性多于男性。抗维生素佝偻病 隐性遗传病可隔代遗传；母病子皆病 ;子病则母至少为携带者 ;父病母携带者子女 1/2 患病 ;群体中患者男性多于女性。血友病、红绿色盲 多基因遗传病：由控制的遗传病。常表现出现象，还比较容易受的影响。与单基因遗传病相比较，在中发病率较高。 染色体异常遗传病：是由染色体在或上发生改变，而带来较 大的改变所引起的遗传病，往往造成较严重的后果。 预防遗传病的有效手段主要是进行和等。 4 遗传的物质基础 是主要的遗传物质 肺炎双球菌的转化实验：从到 .1928 年，英国科学家以肺炎双球菌为材料，做了如下图所示实验。 9 / 17 （ 1）从上图的分析表明， R 型活菌与加热杀死的 S 型菌混合后，可转化为活菌，而且这种性状的转化是可以的。 （ 2）可见对 S 型菌的加热杀死过程，仅仅使菌体的_等物质发生变性，而体内的具遗传作用的_并没有真正被灭活。从 D 图的分析可以知道， S型菌体内的转化因子能利用 R 型菌提供的、等物质来合成新的 S 型活细菌。 . 为了弄清上述实验中的转化因子究竟是什么？ 1944 年，美国科学家等进行了深入的研究。 艾弗里认为，要弄清楚转化因子，就要对 S 型细菌中的物质进行、 和，以单独地、直接地去观察的作用。要实现这一设计思路，需要具备的技术手段是、等技术。 噬菌体侵染细菌的实验（熟读课本中有关该实验设计的巧妙之处） 为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体 DNA，而不是它的蛋白质外壳，可用两种不同的放射性同位素对噬菌体进行标记。再让带有这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌，从而对此做出实验论证。据分析，噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多种氨基酸。现请你完成以下关键性的实验设计。 实验室已制备好分别含 3H、 14c、 15N、 18o、 32P、 35S 等 610 / 17 种同位素的微生物培养基。 （ 1）你选择哪两种培养基分别用于和噬菌体的 DNA 和蛋白质外壳的标记？ （ 2）你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法。 实验九： DNA 的粗提取与鉴定 实验原理：当氯化钠的物质的量的浓度为 mol/L 是， DNA 的溶解度最低。利用这一原理，可以是溶解在氯化钠溶液中的DNA 析出。 实验取材：为什么不选用猪血细胞液？ 方法步骤（见右图）： 1 次加酒精； 2 次加蒸馏水； 3 次过滤； 4 次调整氯化钠溶液的浓度； 5 次用玻璃棒沿一个方向搅拌。 的分子结构 独特的双螺旋结构 组成 DNA 分子的基本单位是，它是由 1 分子、 1 分子无机和1 分子含氮碱基 4 种中的 1 种组成。 组成 DNA 分子的两条长链，反向平行，向右盘绕；通过腺 嘌呤与配对，与 c 配对，构成独特的双螺旋。 11 / 17 碱基互补配对原则的变式问题讨论 : 例 1：已知某 DNA 分子一条链上，其互补链上和整个 DNA 分子中，的值分别为多少？ 例 2：已知某 DNA 分子一条链上，其互补链上和整个 DNA 分子中，的值分别为多少？ 分子的复制 自我复制、半保留复制 DNA 分子的复制是指以为模板合成的过程。这一过程在体细胞的增殖中发生在的间期；而在形成配子过程中则发生在的间期。 DNA 半保留复制的实验 梯度离心实验 含有 32P 或 31P 的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA 分子的组成 ，但是 32P 比 31P 质量大。现将某哺乳动物细胞放在含有 31P 磷酸的培养基中，连续培养数代后得到 G0代细胞。然后将 G0 代细胞移至含有 32P 磷酸的培养基中培养，经过第 1、 2 次细胞分裂后 ,分别得到 G1、 G2 代细胞。再从 G0、 G1、 G2 代细胞中提取出 DNA，经密度梯度离心后得到结果如右图所示。由于 DNA 分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若 、 、 分别表示轻、中、重三种 DNA分子的位置。请回答： （ 1） G0、 G1、 G2 代 DNA 离心后的试管分别是图中的： G0；G1； G2。 （ 2） G2 代在 、 、 三条带中 DNA 数的比例是。 12 / 17 （ 3）图中 、 两条带中 DNAA 分子所含的同位素磷分别是：条带 ，条带 。 （ 4）上述实验结果证明 DNA 的复制方式是； DNA 的自我复制能使生物的保持相对稳定。 基因的概念 DNA 分子中 4 种的排列顺序蕴藏着大量的信息。而基因则是是有的 DNA 分子。 基因的表达 蛋白质的生物合成 基因的功能传递遗传信息表达遗传信息 复制转录翻译 时期整个生命活动中 场所 原料 模板 信息流动方向 DNADNADNARNARNA 蛋白质 过程特点边解旋边复制； 每个 DNA 分子含 1 条 母链 1 条子链边解旋边转录； 转录完成后， DNA 分子恢复双螺旋结构随着核糖体在 mRNA上的移动，多肽链便逐渐形成 产物 基因对性状的控制 基因通过控制的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的。13 / 17 基因还能通过控制蛋白质的直接控制生物体的。 5 遗传与基因工程 基因的结构 原核细胞的基因结构可分为区（调控序列）和区（其特点是）。 真核细胞基因结构的特点：非编码区含有起调控作用的核苷酸序列（如酶的结合位点）；编码区是间隔的、不连续的。也就是说能够编码蛋白质的序列（即）是由不能编码蛋白质的序列（即）分隔开来 ，成为一种断裂的形式。 基因工程及其应用 基因工程又叫做基因技术或技术。 基因工程操作中需要的最基本的工具，具体是指： 工具酶包括： 基因的 “ 剪刀 ” 酶。酶的专一性决定了一种 “ 剪刀 ” 只能识别一种特定的序列，并在特定的切点上切割分子。 基因的 “ 针线 ” 酶。它可以将两种来源不同的、由和 交替连接而构成 DNA 骨架进行 “ 缝合 ” 。 基因的运载体是指能够将外源基因送入细胞的运输工具。目前常用的有质粒、 等。 基因操作的基本步骤（一般要经历 “4 步曲 ” ）： （ 1）；（ 2）；（ 3）；（ 4）。 基因工程 的应用包括： 14 / 17 基因工程育种； 基因工程制药； DNA 探针（基因探针）技术在基因诊断与治疗，以及环境监测等方面的应用。 细胞质遗传 细胞质基因是指位于细胞质中 _和 _（两种细胞器）内的 DNA，不仅能够像核基因那样进行，并通过和控制某些蛋白质的合成。 细胞质遗传的特点： 母系遗传：即具有 _性状的亲本杂交， F1 总是表现出 性状的遗传方式。 杂交后代的性状不出现一定的。 6 可遗传的变异三种来源 基因突变 基因突变的概念： DNA 分子中发生替换、增添和缺失，而引起的基 因的 改变。基因突变若发生在中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在中，则一般不能遗传。但有些植物可通过生殖的方式传递。 基因突变的原因： DNA 分子复制过程中，碱基互补配对的差错可导致组成发生改变。易诱发基因突变并提高突变频率的因素有三：紫外线、 X 射线及其他辐射等因素，亚硝酸等因素，以及等生物因素。 基因突变的特点： 突变在生物界是的； 突变是随机发生15 / 17 并的； 在自然状态下，突变的频率是的。 基因突变的意义：基因突变是产生的途径；是生物变异的来源；是生 物进化的材料。 基因重组 在生物体进行生殖的 过程中，控制性状的基因的组合。 基因的自由组合定律告诉我们，在生物体通过减数分裂形成时，在等位基因随 着同源染色体彼此的同时，位于非同源染色体上的非等位基因也可。 染色体变异（重在几个重要概念的熟悉） 染色体结构的变异：排列在染色体上的基因在或发生改变，而 导致性状的变异。主要有：、和等 4 种类型。 染色体数目的变异：一类是细胞内个别染色体的，另一类是 细胞内染色体数目以的形式成倍地。 染色体组的概念：细胞中的一组染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物的全部遗传信息的一组染色体 。 二倍体：由发育而成的个体，其体细胞中含有个染色体组。 多倍体：由发育而成的个体，其体细胞中含有染色体组。 人工诱导多倍体最常用而且最有效的方法是用来处理萌发16 / 17 的种子或幼苗。这种化学药剂的作用在于能够抑制正在分裂的细胞中的的形成，从而引起细胞内染色体数目加倍。 单倍体：体细胞中含有本物种染色体数目的个体。 利用单倍体植株培育新品种