【优化方案】高考生物总复习 第3章第1讲细胞质遗传.基因的结构课件 大纲人教版选修.ppt

第1讲细胞质遗传 基因的结构 高频考点突破 实验专题探究 命题视角剖析 第1讲细胞质遗传 基因的结构 基础自主梳理 即时达标训练 基础自主梳理 一 细胞质遗传的特点1 表现为母系遗传 1 原因 受精卵中的细胞质几乎全部来自 2 实例 紫茉莉 的遗传 藏报春 玉米 棉花等叶绿体的遗传 高粱 水稻等雄性不育的遗传 微生物中链孢霉线粒体的遗传等 2 杂交后代的性状不出现一定的分离比 1 原因 减数分裂形成配子时 细胞质中的遗传物质随机地 地分配到子细胞中去 卵细胞 质体 不均等 2 实例 紫茉莉花斑枝条的雌蕊受精后 f1会呈现三种表现型 即出现了性状分离 但是各个性状之间没有固定的比例 二 细胞质遗传的物质基础1 物质基础 基因 2 载体 叶绿体 3 功能 能够自我复制 并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成 细胞质 线粒体 三 原核细胞的基因结构 1 原核细胞的基因结构 包括a 和b 2 特点 是连续的 3 功能 1 b的功能是编码蛋白质 非编码区 编码区 编码区 2 a的功能 位于编码区的上游和下游 有调控遗传信息表达的 最重要的是位于编码区上游的 不能转录为mrna 即不能编码 4 rna聚合酶的作用 1 识别 中的结合位点 并与之结合 2 催化dna转录为rna 核苷酸序列 rna聚合酶结合位点 蛋白质 调控序列 四 真核细胞的基因结构 1 真核细胞的基因结构 包括a 和b 2 特点 1 编码区是 2 编码区都含有若干个c外显子和d内含子 3 不同的基因所含的c外显子与d内含子数目不同 3 功能 与原核细胞基因的功能相同 非编码区 编码区 间隔的 不连续的 思考感悟非编码区与非编码序列是相同的吗 提示 不相同 非编码区位于原核细胞基因和真核细胞基因的编码区的上游和下游 而非编码序列除非编码区外还包括真核细胞基因编码区中的内含子 五 人类基因组计划1 人类基因组研究 1 研究对象 人体dna分子所携带的 2 人的单倍体基因组的组成 由 双链dna分子组成 包括1 22号染色体dna与x y染色体dna 上边有30亿个碱基对 估计有3 3 5万个基因 2 人类基因组计划 1 研究目的 分析测定人类基因组的 2 主要内容 绘制人类基因组的四张图 遗传图 物理图 序列图和转录图 全部遗传信息 24条 核苷酸序列 3 意义 诊断 治疗遗传病 研究生物的 推动生物高新技术的发展 产生巨大的经济效益 了解基因表达的调控机制 细胞的 和个体发育的机制 进化 生长 分化 高频考点突破 1 花斑紫茉莉枝条颜色的遗传花斑紫茉莉植株上有三种枝条 产生卵细胞及受精后的发育情况如下 名师点拨 若受精卵中只含有白色体 则发育成的植株为白化苗 这种植株将无法生存 花斑植株上白色枝条所需营养物质可由邻近枝条通过筛管转移过来 不管有丝分裂还是减数分裂 质基因都是随机地 不均等分配 2 细胞质遗传和细胞核遗传 名师点拨 细胞核遗传和细胞质遗传都是真核生物进行有性生殖时的基因传递 性状表达 规律 其本质差异是由于核基因与质基因的存在位置不同 因而减数分裂时两种基因进入配子的情况不同 子代表现出母系遗传 并不意味着子代的性状一定与母本相同 这是因为在受精卵发育为新个体的过程中 质基因在有丝分裂过程中也是随机分配的 如一株花斑紫茉莉植株上会同时出现绿色 白色和花斑色三种不同颜色的枝条 生物体不少性状的遗传都是质基因与核基因相互作用的结果 二者是细胞的重要组成部分 共存于细胞之中 彼此相互联系 相互制约 缺一不可 即时应用 随学随练 轻松夺冠 1 紫茉莉的枝条颜色遗传受细胞质基因控制 在一株花斑紫茉莉的枝条上 常有白色枝条 绿色枝条和花斑枝条 这是由于 a 减数分裂过程中 细胞质不均匀地 随机地分配b 有丝分裂过程中 细胞质不均匀地 随机地分配c 受精作用过程中 受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞d 有性生殖过程中 精子和卵细胞随机地完成受精作用 解析 选b 同一植株的体细胞是通过有丝分裂产生的 在有丝分裂过程中 细胞质中的遗传物质是随机地 不均等地分配到子细胞中去的 当受精卵含有叶绿体和白色体时 经细胞分裂可能会产生只含叶绿体的 只含白色体的 既含叶绿体又含白色体的细胞 这样同一植株就会出现有白色枝条 绿色枝条和花斑枝条 名师点拨 氨基酸数目 mrna的碱基数目 基因 dna 的碱基数目 1 3 6 至少 真核生物中氨基酸数目 基因中碱基数 6 的原因 a 基因结构中存在不能编码蛋白质的非编码区 b 编码区中内含子部分不能编码蛋白质 c 外显子中含有与转录为终止密码相对应的脱氧核苷酸序列 编码区在整个基因中所占比例较小 而具有调控作用的非编码区所占比例较大 说明真核细胞基因结构及其功能的复杂性 rna聚合酶的结合位点是转录的开始点 是基因非编码区的一部分 不要和mrna中的起始密码 翻译的开始点 混淆 真核细胞的编码区的两端一定是外显子 所以外显子数量比内含子多一个 即时应用 随学随练 轻松夺冠 2 大肠杆菌和酵母菌细胞内各有一种蛋白质都是由40个氨基酸组成 那么控制蛋白质合成的基因 其组成的脱氧核苷酸数 a 大肠杆菌的多b 酵母菌的多c 两者一样多d 无法确定 解析 选b 大肠杆菌是原核生物 其基因的编码区是连续的 都能编码蛋白质 而酵母菌是真核生物 其基因的编码区含有不能编码蛋白质的序列 内含子 因此在控制含有相同氨基酸数目蛋白质合成的基因中 酵母菌的脱氧核苷酸数多于大肠杆菌的 实验专题探究 探究某种遗传方式的类型1 判断基因在细胞质还是在细胞核对真核生物来说 既有细胞质基因 又有细胞核基因 而细胞核基因又有两个位置 分别在性 x和y 染色体上和常染色体上 确定基因的位置是判断遗传方式的一个环节 是解答遗传题的基础 2 解题方法 1 从遗传物质来源角度分析 若来自细胞质 线粒体或叶绿体 则为细胞质遗传 若来自细胞核 则为细胞核遗传 2 从杂交后代分离比分析 没有固定分离比的 可能为细胞质遗传 3 从正反交结果分析正交 甲 乙 反交 乙 甲 若正反交结果相同 且性状在雌雄两性中表现相当 基因位于常染色体上 特别提醒 不呈现一定的分离比不等于无性状分离比 由于减数分裂产生卵细胞时 细胞质是随机地 不均等地分配到子细胞中 因此受精卵内细胞质基因的种类与数量并无规律 从而造成子代由质基因控制的性状无 一定的 分离比 细胞核遗传和细胞质遗传既具有一定的独立性 又相互影响 共同控制着生物的遗传 实战演练 专项提能 小试牛刀 实验室有三个不同的纯种果蝇突变品系a b c 均由某纯种野生型果蝇突变而来 现以这些未交配过的果蝇为材料 某同学想通过设计实验探究突变基因a b c位于细胞质还是位于细胞核的染色体上 现请你帮他完成有关的实验思路 并推测预期结果及相应的结论 1 实验思路 分别用突变型a b c和野生型果蝇做一个正交 反交实验 然后观察和记录子代果蝇的性状表现 见下表 请完成表格 2 预期结果和结论 如果正交和反交的子代性状相同 均为野生型或突变型 则说明 如果正交和反交的子代性状不同 一个杂交组合后代雌雄个体性状表现相同 均为野生型或突变型 另一个杂交组合后代雌雄个体性状表现不同 雌性表现一个性状 雄性表现为另一个性状 则说明 答案 1 反交 突变型a 野生型 子代正交 野生型 突变型b 子代正交 野生型 突变型c 子代反交 突变型c 野生型 子代 2 控制这对相对性状的基因位于细胞核中的常染色体上 如果正交和反交的子代性状不同 正交后代为野生型 反交后代为突变型 则说明控制这对相对性状的基因位于细胞质中 控制这对相对性状的基因位于细胞核中的x染色体上 视角1紧扣教材重点 细胞质遗传藏报春的叶片有绿色 白色 花斑三种类型 属于细胞质遗传 花色由一对核基因r r控制 基因型rr为红色 rr为粉红色 rr为白色 命题视角剖析 1 白花 花斑叶片植株 接受花粉 红花 绿色叶片植株 提供花粉 杂交情况如图a所示 根据细胞质遗传和细胞核遗传的特点 向 传递 而 向 传递 的叶片类型可能是 2 假设图b中 个体自交 后代出现绿色叶片植株 花斑叶片植株 白色叶片植株 的比例是 这是因为细胞质遗传物质的分离具有 的特点 后代出现红花 花斑叶片植株 白花 花斑叶片植株的比例是 思路点拨 本题考查了细胞质遗传和细胞核遗传的区别 在确定叶色受核基因 花色受质基因控制的前提下 结合受精卵细胞核中的遗传物质一半来自母方 一半来自父方 解答遗传物质的传递 在明确 中含有叶绿体和白色体的前提下 依据有丝分裂过程中 细胞质中遗传物质是随机地 不均等分配 回答 的叶片类型 依据细胞质遗传杂交后代不出现一定分离比解答 2 同时 准确获取 rr为粉红色 才能跨越最后小问的误区 尝试解答 1 细胞核和细胞质遗传物质细胞核遗传物质绿色叶片 花斑叶片 白色叶片 2 不定的随机不均等1 1 解析 1 藏报春的叶片类型的遗传属于细胞质遗传 表现为母系遗传 子代的遗传物质绝大部分来自母本 花色由一对核基因控制 则父本 母本各传一半给子代 因此 母本 传递给子代 的既有细胞核遗传物质 也有细胞质遗传物质 父本 传递给子代 的只有细胞核遗传物质 由于作母本的 叶片类型为花斑 因此后代叶片类型可能有绿色叶片 花斑叶片 白色叶片三种 2 由于个体 为花斑 在母本减数分裂产生配子时 细胞质中控制叶片类型的基因分配是随机不均等的 不像核基因那样有规律地平均分配 因此 后代的各种表现类型的比例是不定的 由核基因控制的花色rr自交 后代有三种基因型rr rr rr 1 2 1 rr表现为红色 rr表现为白色 因此后代红花 花斑叶片植株 白花 花斑叶片植株 1 1 视角2洞察高考热点 基因的结构及基因的表达人的血红蛋白中有一种 珠蛋白 编码区的基因中含有1700个碱基对 其中有3个外显子 2个内含子 能编码146个氨基酸 下列叙述正确的有 翻译蛋白质的信使rna碱基数量多于438个 三个外显子的碱基数量约占整个基因的26 非编码区是两个基因之间没有遗传效应的区段 内含子将编码区和非编码区隔开 rna聚合酶的结合位点位于非编码区 a b c d 思路点拨 本题主要考查真核细胞基因结构 基因表达过程中碱基与氨基酸的对应关系等 根据基因上编码蛋白质的碱基数 mrna碱基数 氨基酸数 6 3 1 即可推出 的正误 尝试解答 a 解析 信使rna中有终止密码 不决定氨基酸 因此翻译蛋白质的信使rna碱基数量多于146 3 438个 视角3突破易错疑点运用正反交结果判断核或质遗传时易忽略的几个问题1 细胞核遗传正反交结果可能不同 判断时注意是否有性状与性别相联系的现象 如白眼雌果蝇 xrxr 与红眼雄果蝇 xry 相交时 子代凡雌果蝇均为红眼 凡雄果蝇均为白眼 但进行反交实验 xrxr或xrxr与xry 相交时 子代果蝇的眼色表现则与正交不同 应如何 2 由于胚乳是由两个极核与一个精子结合成的受精极核发育而来 故正交与反交时 因母本与父本所提供的核基因数量的不平衡导致结果不同 但仍属核遗传 3 应特别注意如下情况 1 无一定性状分离比不等于无性状分离 2 切不可将mrna直接指导蛋白质合成简单地看成细胞质遗传 3 若观察的性状不是f1的 也容易使判断结果发生错误 如f1种皮性状需要在f1植株上观察 而非在当年杂交母本植株上观察 根据所学的遗传知识完成 小题 矮牵牛的花瓣中存在红色和蓝色两种酚类色素 能合成红色色素的矮牵牛开红花 能合成蓝色色素的开蓝花 红花和蓝花是一对相对性状 回答下列相关问题 1 矮牵牛的色素基因是通过 而控制花瓣的颜色 2 现有纯种红色矮牵牛和纯种蓝色矮牵牛 设计实验探究这对性状是由核基因控制还是由质基因控制 杂交方法 实验结果及相应的结论 a 若 则该对性状由核基因控制 b 若 则该对性状由质基因控制 3 若经上述实验证明 矮牵牛的花色遗传由核基因 a a 控制 则纯种红色矮牵牛和纯种蓝色矮牵牛杂交 子二代会发生 现象 其原因是在杂合子减数分裂时 而分离 分别进入到两个配子中 独立地随配子遗传给后代 从性遗传是指常染色体上的基因所控制的性状在表现型上受个体性别影响的现象 即同为杂合子的雄性与雌性个体所表现的性状是不同的 绵羊的有角和无角受一对等位基因控制 有角基因h为显性 无角基因h为隐性 一只有角公羊与一只无角母羊交配 生产多胎小羊 性成熟后 凡公羊都表现为有角 母羊都表现为无角 根据以上事实 可以判定绵羊有角性状的遗传方式为 a 伴x染色体遗传 b 从性遗传 请用遗传图解表示你的判断理由 尝试解答 1 控制相关酶的合成来控制代谢过程 2 正交和反交 a 正交和反交子代均表现相同b 正交和反交子代均表现为母本性状 3 性状分离等位基因随同源染色体的分开 b遗传图解如下 解析 色素的本质不是蛋白质 但是色素的合成需要酶的催化 即基因通过控制酶的合成来控制代谢 判断细胞核遗传还是细胞质遗传利用正交和反交 如果正交和反交结果