专题四 遗传、进化与基因工程

1、专题四 遗传、进化与基因工程一、专题知识平台二、高考热点聚焦中学生物学中的理论知识主要包括三部分内容：新陈代谢、遗传学和生态学。尤其是遗传学内容是高中生物学的核心和支柱，是高考生物学命题的重要根据地，高考试题该部分占的比例，历年都较大，出活题考能力的主角非它莫属。可见，它是高考重(点)中之重，难(点)中之难，热(点)中之热。遗传进化和基因工程既是高中生物学的重点，又是难点。减数分裂、遗传的物质基础、遗传的基本规律和生物的变异及其与生物进化的关系，在整个中学生物学学习中占有核心位置。它不仅有重要的理论价值，而且在实践中与人类的生产生活关系极为密切。从近几年高考试题看，将减数分裂过程，突变过程与不

2、同基因的传递过程联系在一起，是命制大型综合题的素材，这正是"3+X" 命题模式的趋向。本专题热点知识有：（1）生殖的种类极其应用、减数分裂与生殖细胞的形成、减数分裂与遗传规律、减数分裂与有丝分裂的识图与绘图（曲线图和示意图）、植物种子（胚、胚乳、种皮）与果实的发育等；（2）核酸的种类及组成、半保留复制、碱基互补配对原则、DNA(基因)的结构和功能、孟德尔遗传实验过程及分子水平的解释、遗传图谱的判定、遗传病发病几率计算等；（3）基因突变、染色体变异及其在育种上的应用等；（4）现代进化理论是新教材增加的内容，但基因频率、新物种的形成与遗传学联系紧密，将成为重要考点。（5）基因的

3、结构与基因工程中的原核基因的结构、真核生物基因表达的调控、基因的操作工具和基因操作的基本步骤以及基因工程的成果及前景是近年来命题的新热点。三、重难点知识整合（一）本专题考点章、节、册综合分为四条主线第一条主线是以基因的本质为重点的染色体、DNA、基因、遗传信息、遗传密码、性状之间关系的综合；第二条主线，以分离规律为重点的核基因传递规律及其应用的综合；第三条主线是以基因突变、染色体变异和自然选择为重点的进化变异规律及其应用的综合； 第四条主线以基因与基因工程为中心的有关基因结构、基因操作及与基因工程的前景等的综合。复习本专题时，以"基因"为核心，抓住上述三条主线，按知识的内在

4、联系将初、高中生物学相关知识点有机结合起来形成知识网络体系，如下图所示：（1）从亚显微结构水平到分子水平综合分析第一个层次的"点-线"关系：细胞核染色体DNA基因遗传信息mRNA蛋白质(性状)。（2）以人类遗传病为例分析遗传的三个基本规律和伴性遗传之间的区别和联系，并通过编制致病基因检索表)掌握解遗传题的方法，提高解遗传题的能力致病基因检索表A1图中有隔代遗传现象隐性基因B1与性别无关(男女发病几率相等)常染色体B2与性别有关C1男性都为患者Y染色体C2男多于女X染色体A2图中无隔代遗传现象(代代发生)显性基因D1与性别无关常染色体D2与性别有关E1男性均为患者Y染色体E2

5、女多于男(约为男患者2倍)X染色体注：隔代遗传现象-患者这代的上、下代中有不患病的现象。应该注意的是，此检索表是来自大量病例的总结，具有普遍性，可适用于一般遗传系谱的遗传病的计算和推导。而一般来说试题给的遗传病系谱图是对一个家族或家庭的具体描绘，具有特殊性。所以，用致病基因检索表确定的具体家庭的致病基因，可作为解题的重要参考依据，但绝不是惟一的依据，还需要依此做进一步的验证(即推导一次)。当证明具有普遍性的判断也适用于具有特殊的具体事例中时，就可以以此为依据开始解题了。切记!（3）以染色体概念系统为例，分析染色体与遗传变异进化之间的内在联系，将高中生物章、节之间的相关知识点有机地结合起来。 （

6、4）以基因工程为中心的相关知识是当今社会的一些热点、焦点问题，应该将其与基因的结构和基因工程的操作联系起来进行综合复习。（二）方法技巧1如何正确理解"核酸(DNA)是遗传物质的证据"实验（1）理解的关键是排除主要干扰因素蛋白质的影响，所以在实验过程中必须设法消除这种干扰，通常做法是用同位素进行示踪(如在DNA侵染细菌实验中分别用32P和35S标记DNA和蛋白质)或利用酶专一性除去蛋白质或核酸(如在肺炎双球菌转化实验中分别选用蛋白酶和核酸酶降解蛋白质和核酸做对照实验)。（2）将经典实验进行补充和完善，这样可使已学过的知识得到进一步的深化和扩展。2核酸、核苷酸和核苷有何联系?

7、腺嘌呤和腺苷有何区别和联系?（1）核酸包括DNA和RNA, 为高分子化合物。其基本结构单元是核苷酸。因DNA和RNA所包含的五碳糖和碱基的不同，脱氧核苷酸、核糖核苷酸各有4种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胸腺嘧啶核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸。核苷是核苷酸脱去磷酸基的剩余部分，所以腺苷是腺嘌呤核糖核苷的简称。腺嘌呤和腺苷虽然都用字母"A"表示，但两者显然不是同一种物质(腺苷脱去核糖励为腺嘌呤)。（2）知识归纳：细胞形态的生命具有2种核酸即DNA和RNA(包括信使mRNA、转运tRNA和核糖

8、体rRNA)，8种核苷酸；非细胞形态的生命-病毒一般只含1种核酸(DNA或RNA)，5种核苷酸。3如何运用"碱基互补配对"原则进行计算（1）在遗传信息的传递和表达，即DNA复制、转录、逆转录、翻译和RNA复制过程中均遵循"碱基互补配对"原则，其基本点是A与T或U配对,G与C配对, 所以配对的两个核酸分子中相应碱基数目关系是A=T(或A=U) 和G=C。（2）在转录和翻译过程中，基因中的碱基数或脱氧核苷酸数目(指双链)、RNA分子中的碱基数或核糖核苷酸、蛋白质分子中的氨基酸数之比为631。3两个常用的规律：两个非互补碱基之和占DNA碱基总数的一半；一条链中

9、的A+T与另一条链中的T+A相等，G+C也如此；一条链中的(A+T)/(G+C)=a，另一条链中的这种比也是a；一条链中的(A+G)/(T+C)=b，另一条链中的这种比为1/b。4如何灵活运用"DNA半保留复制"规律（1）在DNA复制过程中, 亲代DNA分子的两条链都可以作为模板合成新的子链, 这样由一个亲代DNA分子合成的两个子代DNA分子。每个子代DNA分子的两条链中, 一条链是原模板链(从亲代继承), 另一条链(非模板链) 是新合成的, 即只有一半是新合成的, 称"DNA半保留复制"，它揭示了亲代DNA和子代DNA分子间的数量关系, 用此规律解题简

10、捷高效, 可谓"事半功倍"。（2）掌握DNA复制的条件如酶、ATP、模板DNA及其与核糖体、线粒体、染色体的关系，从而将遗传学、细胞学和新陈代谢有机地结合起来，形成结构化的知识体系，提高综合能力。5如何确定个体的基因型?（1）确定个体的基因型, 其实是基因分离定律的逆向运用。（2）在明确显(隐)性性状和显(隐)性基因的前提下, 首先可依照个体的表现型至少能确定一半的基因组成(显性性状既可能是显性纯合体, 也可能是杂合体；隐性性状必为隐性纯合体)，然后根据相并杂交结果的表现型或基因型, 推出其它未确定的基因组成，如若亲代的子代分离比为11, 则亲代个体必为杂合体和隐性纯合体；

11、若亲代的子代分离比为31, 则亲代均是杂合体等等。（3）求由两对或两对以上基因,控制的生物性状的基因型, 则应灵活运用基因分离定律：先分别单独考虑每一对基因(此时无视其它基因的存在)以确定各自基因型, 然后归纳整理, 按正确顺序书写全部基因组成。6如何计算遗传机率（1）首先应确定亲代的基因型, 然后依据亲代的基因型推出子代的可能基因型, 进而推出子代的可能表现型, 并以此求出符合题自要求的表现型机率或基因型机率。（2）应熟练掌握下表所示的几种杂交组合的机率：亲代杂交组合子代基因型及其比例子代表现型及其比例AA×AAAAA(显性性状)AA×Aa1/2AA+1/2AaAAA&#

12、215;aaAaAAa×Aa1/4AA+1/2Aa+1/4aa3/4A+1/4aAa×aa1/2Aa+1/2aa1/2A+1/2aaa×aaaaa(隐性性状)病名代号非近亲婚配子代发病率表兄妹婚配子代发病率甲1：3100001：8600乙1：145001：1700丙1：380001：3100丁1：400001：3000（3）求由两对或两对以上基因,控制的生物性状的遗传机率, 则应灵活运用基因分离定律：先分别单独考虑每一对基因(此时无视其它基因的存在)以确定各自基因控制的遗传机率, 然后运用"分枝法", 按"乘法原理"计算出相

13、关表现型或基因型的遗传机率。7如何判定遗传系谱中遗传病的遗传特点？（1）遗传系谱是通过社会调查而获取的第一手资料，分析遗传系谱对于施行优生优育和开展科学研究具有重要意义。遗传系谱的社会调查本身也是进行探究性学习的良好载体。系谱类题目信息量大，隐匿条件多，是考查获取知识的能力、推理能力和分析综合能力的有效形式。（2）正确判定遗传系谱中遗传病的遗传特点，其基本方法是"反证法", 即首先观察分析遗传系谱, 初步得出其可能遗传特点, 再用"反证法"进行证明。具体判定时必须选择科学合理的判别顺序,一般是：显/隐？Y?X?常。注意："分类讨论"是

14、一种极其重要的数学思想，而科学的分类标准能显著提高解决问题的效率。（3）快速判定遗传病系谱可按右上图程序进行。8如何求解由两对等位基因控制性状的遗传机率？求解由两对等位基因控制性状的遗传机率的一般方法（以下面一题为例说明）：下表是4种遗传病的发病率比较。请分析回答：(1)4种疾病中可判断属于隐性遗传病的有 (2)表兄妹婚配子代的发病率远高于非近亲婚配子代的发病率，其原因是 (3)某家属中有的成员慝丙种遗传病(设显性基B，隐性基因为b)，有的成员患丁种遗传病(设显因A，隐性基因为a)，见上边系谱图。现已查明不携带致病基因。问：-8和-9婚配，子女中只患丙或丁一种病的概率为 ；同时患两种遗传病的概

15、率为 讲解单独考虑第一对基因（A-a）：-8的基因型为aa，-9的基因型为1/2AA+1/2Aa，则-8与-9子代的可能基因型为aa×（1/2AA+1/2Aa）1/2aa×AA1/2aa×Aa3/4Aa1/4aa1/4a（丁病）3/4A（正常）。单独考虑第二对基因（B-b）：-8的基因型为1/2XBXB1/2XBXb，-9的基因型为XbY，则-8与-9子代的可能基因型为（1/2XBXB1/2XBXb）×XbY1/2XBXB×XbY1/2XBXb×XbY1/4XBXB1/8XBXb3/8XBY1/8XbXb1/8XbY1/4b（丙病）3

16、/4B（正常）。将综合考虑, 进行自由组合（由于两致病基因，一个位于性染色体上，另一个位于常染色体上，即两对基因位于两对基因位于两时非同源染色体之中，属非等位基因）：(1/4a3/4A)×（1/4b3/4B）1/16ab（丙、丁两病兼发）3/16aB（仅患丙病）3/16（仅患丁病）9/16AB（表型正常）。9如何理解可遗传变异-基因重组、基因突变和染色体变异的概念和原理？正确区分三种可遗传的变异，列表比较如下：变异种类本质结果基因重组基因的重新组合（互换、自由组合和DNA重组技术）产生新的基因型基因突变碱基对的改变(点突变)产生等位基因染色体变异结构变异DNA分子部分区段改变(重复、

17、缺失、倒位、易位)基因重复或缺失数目变异整个DNA分子缺失或加倍(显微镜可观察到变化) 10如何理解染色体组、单倍体和多倍体的概念？（1）染色体组是指正常二倍体生物配子细胞中所含的一组染色体，它们在形状、大小、精细结构、基因组成等方面互不相同，为非同源染色体。（2）单倍体是指由配子不经两性生殖细胞的融合直接发育而成的个体（不论含有多少个染色体组，如普通小麦的单倍体含3个染色体组）。（3）多倍体是指由合子发育而成的个体，且其体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体，体细胞中含有几个染色体组的个体即称之为几倍体。（4）关于单倍体和多倍体的育性，主要看其染色体组的组成(来源和数目)，凡具奇数个染色体

18、组的个体如染色体组为A、AAA不可育，具偶数个染色体组的个体如染色体组为AB、AAAB亦不可育，但经加倍后均可育。11如何依据供试材料和育种要求，选择科学合理的育种方法？（1）育种的根本目的是培育具有优良性状（抗逆性好、生活力强、产量高、品质优良）的新品种，以便更好地为人类服务。从基因组成上看，目标基因可能是：纯合体。可防止后代发生性状分离，便于制种和推广；杂合体。利用杂种优势的原理，如杂交水稻的培育。（2）几种育种方法的比较：方法原理特点杂交育种基因重组。两对等位基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律(或两对等位基因位于一对同源染色体上，子一代形成配子时，基因互换)，子代出现亲本优

19、良性状的组合能将优良目的基因组合在一起表达以提高物种的综合优势；但育种年限较长(自交选择56代)诱变育种基因突变。用物理、化学因素处理生物，使基因的分子结构发生改变提高变异频率，大幅改良某些性状，但有利个体不多多倍体育种染色体变异。用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗, 抑制细胞有丝分裂纺缍体的形成，使染色体数目加倍，从而形成多倍体能获得某些特殊优良性状，如三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦单倍体育种染色体变异。常采用花药（粉）离体培养法：将花药（粉）离体培养为单倍体幼苗，再用秋水仙素处理使其染色体加倍成纯合体单倍体育种所得新物种为纯合体，后代不发生性状分离，可明显缩短育种年限转基因育种通过对DNA分子进

20、行人工"剪切"和"拼接"，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的特定性状。可打破物种界界限, 克服远缘杂交不亲和性, 按照人们的意愿, 定向设计和改造生物的遗传性状；应注意生态安全12人类遗传病与优生（1）人类遗传病的种类遗传病种类病 因类 型举 例单基因遗传病一对基因控制显性或隐性基因并指、苯丙酮尿症多基因遗传病多对基因控制 唇裂、原发性高血压染色体异常病染色体变异常染色体或性染色体21三体综合症、特纳氏综合性（2）优生概念与措施：禁止近亲结婚/进行遗传咨询/提倡适龄生育/开展产前诊

21、断。13如何计算基因频率？（1）直接根据抽样个体的数目或比率计算。（2）运用"哈代-温伯格"定律计算。1908年，英国数学家哈代和德国医生温伯格分别提出关于群体基因频率稳定性的"哈代-温伯格"定律。在种群中，某一基因位点上各种不同的基因频率之和以及各种基因型频率之和都等于l，用数学方程式可表示为：p+q=l，p2+2pq+q2=1。其中p代表一个等位基因A的频率，q代表另一个等位基因a的频率；P2、2pq、q2分别表示基因型AA、Aa、aa的频率。运用"哈代-温伯格"定律，已知基因型频率可求基因频率；反之，已知基因频率可求基因型频率。

22、14如何运用现代进化理论分析生物的进化、适应性和新物种的形成？从生物进化的原因和结果分析、理解自然选择学说的实质，特别注意现代遗传学理论在生物进化中的作用。原因内因遗传保留有利变异, 变异为选择提供原始材料。外因生物生存的各种环境条件，如各种生态因素对生物的影响。相互作用生物生存的各种环境条件对生物的变异进行选择，淘汰不利变异，积累和加强有利变异，推动着生存斗争，表现为生物的进化。结果适应性环境对生物的变异进行定向选择，使有利的变异在生物类群中得到积累和加强，形成了生物的适应性。多样性、物种形成同一物种的不同种群，由于生活环境的变化，形成了具有不同适应性的生物类群，当变异积累到一定程度而出现生

23、殖隔离时，便形成了新物种；同一物种的不同类型及新物种的出现均表现为生物的多样性。进化生物新类型的形成导致生物进化。物种的形成是生物进化的质的飞跃。15如何鉴定不同生物间的亲缘关系、并理解生物进化的思想？生物进化历程和彼此间的亲缘关系是进化论的重要内容，能够提供生物进化和亲缘关系的证据有多方面，要学会运用已有知识去寻找证据。（1）古生物学研究提供的证据：化石。化石是指经过自然界的作用，保存于地层中的古生物遗体、遗物和遗迹。通过对地层中化石的研究表明：生物进化与自然条件的改变密切相关。生物的进化有许多中间过渡类型连接。目前还可通过对化石中放射性物质的衰变的测定以及磁性的测定来确定古生物距今时间。（

24、2）比较解剖学研究提供的证据：同源器官-不同生物的起源相同、结构和部位相似，而形态和功能不同的器官。具有同源器官的生物有共同的祖先，一般来说：不同生物间，同源器官愈多，亲缘关系愈近。痕迹器官-生物体上残存的作用不大的器官。通过痕迹器官可追溯这些生物与其他生物的亲缘关系和进化线索。（3）胚胎学研究提供的证据：重演律-生物个体发育过程中，重现其祖先的重要发育阶段。通过对动物胚胎发育的研究，可推测生物之间的亲缘关系和各种生物的起源及器官发生的原始状态。（4）比较生理学研究的证据：如血清鉴别法，注射了异种动物血清后根据沉淀情况，测定各种生物的亲缘关系。若沉淀反应愈强，说明血清蛋白差异越小，亲缘关系越近

25、；反之，则越远。（5）分子生物学研究的证据：测定不同生物的同种蛋白质的分子结构，差异越小，亲缘关系越近。通过对不同生物的核酸分子杂交程度分析：杂交程度越高，亲缘关系越近。 （6）综合各种方法，比较各种生物的亲缘关系可得出如下生物进化方向规律：生物进化的大致顺序：简单复杂，低等高等，水生陆生代谢：厌氧异养光能合成自养需氧异养结构：原核细胞真核单细胞真核多细胞生殖：无性生殖有性生殖，自受精异体受精，体外受精和发育体内受精和发育消化：细胞内消化细胞外消化等（7）由于科技的不断发展，一些新的发现、新的观点不断被提出，所以不要完全迷信课本上的知识，要学会依据事实，慎密地分析问题，敢于提出自己的看法，勇于

26、创新。 15细胞质遗传（1）细胞质遗传的物质基础：叶绿体、线粒体、质粒等细胞质结构中的DNA。（2）细胞质遗传的主要特点是：母系遗传；后代不出现一定的分离比。（3）细胞核遗传和细胞质遗传是相互依存、相互制约，不可分割的，共同控制生物的性状。16核质互作杂交育种-三系配套（1）通过研究性学习，用推理的方法深刻理解核质互作杂交育种-三系配套的原理：杂种优势杂交种子杂交育种去雄难雄性不育系解决不育系的繁殖保持系解决杂交种子的育性恢复系（2）掌握基本育种程序：一区：培育不育系S（rr）和保持系N（rr）S（rr） × N（rr）×S（rr） N（rr）二区：培育杂交种S（Rr）和恢

27、复系N（RR）S（rr） ×N（RR） × S（Rr）N（RR） 17基因的结构、基因工程（1）基因的结构原核基因的结构真核基因的结构"非编码区"、"非编码系列"的区别，事实上，在编码区中也存在非编码系列如真核基因的内显子。（2）真核生物基因表达的调控真核生物基因比原核生物的调控复杂得多，在侧翼序列上存在着许多不同的调控序列；真核生物的结构基因经转录后形成初始的mRNA，初始的mRNA经加工后才可形成成熟的mRNA；转录在细胞核内进行，翻译在细胞质内进行，转录和翻译具有时间和空间上的分隔；存在复杂的发育过程的调空，如细胞的分化就是不同

28、的基因在恰当的时间、恰当的位置选择性表达的结果。（3）基因的操作工具基因的剪刀-限制性内切酶基因的针线-DNA连接酶基因的运输工具-运载体（如质粒、噬菌体、动植物病毒等）（4）基因操作的基本步骤提取目的基因目的基因与运载体结合将目的基因导人受体细胞目的基因的检测与表达右图是用反"转录法"提取目的基因构建转入人胰岛素基因的工程菌示意图：四、专题高考考向预测和策略（一）命题趋向遗传和变异是高中生物学的重点，又是难点。遗传的物质基础、遗传的基本规律和生物的变异，在全书中占有重要位置。它不仅有重要的理论价值，而且在实践中与人类的生产生活关系极为密切。从近几年高考试题看，DNA(基因

29、)的结构和功能、孟德尔遗传实验过程、分子水平的解释、遗传图谱的判定、遗传病发病几率计算等内容，特别是将减数分裂过程，突变过程与不同基因的传递过程联系在一起，是命制大型综合题的素材，这正是高考"3+X"模式命题的趋向，该部分知识在单科高考试题中约占20%30%。当今社会的一些热点、焦点问题，例如细胞工程、基因工程、酶工程、克隆、人类基因组计划、用物理或化学方法进行的诱变育种，数学的概率计算、排列组合等，以及生产、生活实践中的许多问题都与遗传和变异的内容密切相关。本单元内容多、难度大，是历年高考考查学生知能的重点知识，也必将是今后高考命题的热点和焦点所在。生物工程是一门20世纪

30、70年代以来新兴的生物科学与工程技术相结合的科学。其中的基因工程也叫 遗传工程，是生物工程的主体技术。它是按照人类的意愿，将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的 新技术。现已成为生命科学中发展最快、最前沿的学科，有关生物工程的内容，己成为近几年生物高考的热点内容。 现在高考考查学生的能力是测试的关键，将有关的学科知识置于基因工程科研成果的材料情景中，如 细胞核遗传与细咆质遗传、基因工程操作的三种工具的四项基本步骤等内容将成为考查学生分析综合问题 能力的材料：另外，针对生物工程在医药、食品、农林等高新技术产业中的应用，运用有关的生物知识指导生产和实践，对有关的生产方案、生产过程进行分析、综合千

31、口评价，这也是高考的另一热点。（二）应试策略本专题知识点多、概念多，而且需运用概念、原理、定律解释的生命现象和解决的实践问题也多。因此，在进行复习时，要始终抓住"能力"这个核心，抓住主干知识，突出重点知识进行复习。对该部分内容，我们可以以中心法则为主线，从DNA(基因)RNA蛋白质(性状)，联系DNA的结构与复制、染色体与基因、减数分裂、遗传规律的产生、生物进化等有关知识，通过思考、分析、归纳，构建完整的知识体系。以"能力"为主线，进行联系性复习。复习遗传的基本规律必须联系减数分裂，因为减数分裂知识是遗传规律的细胞学基础。通过减数分裂产生的生殖细胞是联系

32、亲子代之间的桥梁和纽带，遗传物质就是通过有性生殖由亲代向子代传递。因此遗传规律是遗传物质在亲子代之间传递的客观反映和必然结果。 以"能力"为核心，总结规律。本专题知识规律性强，在复习时要总结规律、运用规律，以利于提高自己的思维能力和解决问题的能力。例如：总结有关碱基互补配对原则，遵循的计算规律：基因控制蛋白质的合成中，DNA上碱基数，mRNA碱基数和氨基酸分子数之间的关系规律：遗传系谱的判断规律等等。知识是能力的载体，因此要在进行联系性复习、总结知识规律、形成知识网络体系的基础之上，要在实践中多加以应用，只有在应用训练中才能提高、发展我们的思维能力、创造能力等生物学能力。要

33、认真研究考试说明中所要求的各种能力，加大练习力度。精选典型例题，进行解析、思考，提高自己的思维能力。例如，通过鉴别遗传病系谱，并加以分析，培养我们综合归纳的能力，遗传病系谱图的鉴别是遗传规律知识的综合，只有熟练掌握遗传规律知识，并具有敏锐的分析能力、识图能力和概率运算能力才能正确作答。有关现代生物进化理论简介和备考，我们主要从两个方面进行准备：一是理解掌握有关的基础概念，如达尔文的自然选择学说、基因频率、种群、基因库、物种、隔离，地理隔离、生殖隔离等。二是理解掌握新物种形成(生物进化)的基本观点：种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的变化，物种中每一基

34、因的基因频率都在变化着，也就是说，生物都在进化着，新物种的形成需经三个基本环节：突变和基本重组、自然选择、隔离。突变对生物有利和有害是相对的，基因突变和基因重组产生了生物进化的原始材料。自然选择保留了有利突变而使基因频率定向改变，地理隔离是形成生殖隔离的前提，生殖隔离形成，新物种也就形成了。三是能够运用有关理论，举例说明某种生物的进化过程，如教材中的桦尺蠖的工业区黑化，分析某种(几种)生物的蛋白质、核酸序列等题目，这是该部分能力考查所在。如果是综合考试，该部分可以与地理知识相结合，考查动物的地理分布情况；动物的多样性及适应性等。有关基因工程的备考，今后高考中可能涉及到本考题的热点问题，有如下几

35、个方面：1.基因工程的基本步骤：目的基因的获取、基因与运载体结合、重组质粒导入受体细胞、目的基因表达的几个步骤。2.转基因技术的应用：(1)转基因动植物，如抗虫、抗病、抗除草剂，抗倒伏的植物；产肉、产蛋量高、生长快、耐粗饲料的动物；此外，转基因动物为人类异体器官移植提供了可能。(2)基因药物：如人造胰岛素、人造生长激素、溶血栓的尿激酶原等。(3)基因治疗：如现在发达国家用于乙型血友病单基因缺陷遗传病的基因治疗技术。 3.糖尿病的治疗前景-基因工程治疗在学习的过程中我们发现，关于血糖平衡的调节中，使血糖降低的激素只有胰岛素。目前，世界上采取的治疗方法，仍然是控制饮食，及利用药物降低血糖，维持人体

36、内正常的生命活动，但还没有达到治愈的目的，若想治愈，需患者的胰岛B细胞能够正常的合成胰岛素。因此，许多科学家希望利用基因工程手段将正常的合成胰岛素基因导入患者体内，并准确表达，以此来修复或替代失去正常功能的胰岛B细胞，从而维持机体血糖平衡。4.利用遗传工程培养转基因固氮绿色植物的展望。地球上的固氮途径有三条：生物固氮、工业固氮、高能固氮。其中，生物固氮是植物可利用氮的主要来源。固氮生物在农业生产及氮循环中的作用。在氮循环中有特殊作用的几种微生物，要总结其作用。在学习生物固氮在自然界中的意义时，要明确生物固氮是植物可利用氮的重要来源，对氮循环与碳循环加以比较，认识这两种物质循环的差异；同时，应具

37、体分析氮循环中几种微生物的特殊作用及其在生态系统中的地位。利用遗传工程培养基因固氮绿色植物有重要应用价值，这也是生物高考命题的一个方面。 本专题所涉及的内容大都是社会热点、焦点问题，很可能成为遵循大纲，但又不拘泥于大纲的高考题目的素材，要求我们要有足够的重视。 五、典例精析例1在含有四种游离的脱氧核苷酸、酶和ATP的条件下，分别以不同生物的DNA为模板，合成新的DNA。问：(1)分别以不同生物的DNA为模板合成的各个新DNA之间，(AC)：(TG)的比值是否相同?为什么?(2)分别以不同生物的DNA为模板合成的各个新DNA之间存在差异，这些差异是什么?(3)在一个新合成的DNA中，(AT)：(

38、GC)的比值，是否与它的模板DNA任一单链的相同? 解析本题主要考查DNA的复制、碱基互补配对，也考查了DNA分子的特异性，主要测试理解能力。依题意，任何双链DNA分子均有A=T，G=C，即(A+C)=(T+G)=1；不同DNA分予中碱基数目、种类、比例和排列顺序不同，这是导致DNA分子多样性的根本原因；根据碱基互补配对原则每个双链DAN分子的任一条链中(A+T)/(G+C)与整个DNA分子中该比值相同，如：(A1+T1)/(C1+G1)=2 (A1+T1)/(C1+G1) = (2A1+2T1)/(2C1+2G1) = (A1+T2)+(T1+A2)/(C1+G2)(G1+C2) = (A1

39、+A2)+(T1+T2)/(C1+C2)(G1+G2) = (A+T)/(G+C)答案(1)相同，因为所有DNA双链中，A与T的数目相同，C与G数目相同 (2)碱基的数目、比例和排列顺序不同 (3)相同 总结DNA的结构和复制是基因学说的核心，更是现代分子遗传学的基础，所以碱基互补配原则、半保留复制以及基因控制蛋白质合成的知识成为"永恒"的考点。理解本考点知识一定要灵活运用数学知识如绘图建立DNA几何模型、比和比例性质，要总结DNA碱基数（或分子量）与氨基酸或肽键数（或多肽分子量间）的关系。例2Leber遗传性视神经病是一种遗传病，此病是由线粒体DNA基因突变所致。某女士的

40、母亲患有此病，如果该女士结婚生育，下列预测正确的是A如果生男孩，孩子不会携带致病基因 B如果生女孩，孩子不会携带致病基因C不管生男或生女，孩子都会携带致病基因 D必须经过基因检测，才能确定解析本变式以"情景立意"，突出"能力立意"。生物的性状由细胞质内遗传物质控制的遗传叫细胞质遗传，它不遵循遗传的三大定律，表现为母系遗传，因为其受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞即母本；在进行减数分裂形成卵细胞时，细胞质中的遗传物质不像细胞核内的遗传物质那样进行有规律的分离，而是随机地、不均等地分配到卵细胞中去，所以后代也没有一定的分离比。本题中Leber遗传性视神经病为

41、线粒体DNA基因突变所致，一属于细胞质基因，遵循细胞质遗传规律，表现为母系遗传。答案D。总结注意挖掘题目中的隐含条件，如本例中的"线粒体DNA"例3人们在种植某些作物时，主要是为了获取营养器官，如甜菜(取块根)、洋葱(取鳞片叶)等。若利用雄性不育系培育这类作物的杂交种，亲本在育性上的基因型应是 _ 。解析本题的变化是培要求培育的不可育的杂交种。由于植物的营养生长与生殖生长争夺有机物，如果培育出不可育的杂交种既可以利用杂种优势，又因为不能结实，最大限度的提高作物产量。答案A。总结将细胞核遗传和细胞质遗传结合起来，并与生殖发育的知识进行综合命题是高考命题的趋势。例4阅读下面材料

42、，并填写文中空白： 1928年，英国微生物学家F.Griffith做了著名的肺炎双球菌感染小白鼠的实验。实验是这样做的：S型：注射小白鼠。小白鼠死亡R型：注射小白鼠。小白鼠存活S型：65加热灭活，注射小白鼠。小白鼠存活 R型+S型(65加热灭活)：注射小白鼠。小白鼠死亡那么综合上述系列实验，分析造成实验结果的原因，可以作出几种假设：假设：R型细菌使S型细菌复活；假设： (填"R/S")型细菌转变为另一类型细菌。 1944年，美国洛克菲勒研究所的0.Avery等改进了FGriffith的实验：R型+适量S型细菌无细胞提取物：注射小白鼠。由此可以否定上面的假设 (/)；同时表明

43、被杀死的S型细菌中有某种活性物质存在，它能使，这种活性物质可能是什么? R型+适量核酸酶降解S型细菌无细胞提取物：注射小白鼠，小白鼠存活。 我们认为只有上述()实验还不能得出合理结论，必须补充一个实验。请你补充并预测实验结果： ；上述系列实验令人信服地证实了 。解析本题有两个难点：一个是就FGriffith实验(4)结果作出可能的合理假设，然后根据实验结果进行检测和判断；另一个是对题目提供的OAvery等改进实验(部分)进行检测和判断，并完善设计，其命题意图是考查对照实验的设计能力。前者由"无细胞"可找到否定假设的答案；后者通过蛋白酶降解S型细菌中蛋白质（只剩下S型细菌完整

44、的DNA）而达到目的。答案R 核酸(或核酸、蛋白质、多糖) R型+适量蛋白酶降解S型细菌无细胞提取物：注射小白鼠。小白鼠死亡 DNA(核酸)是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。总结解此类问题的关键是，在熟练掌握相关知识的前提下应懂得基本的科学研究方法：提出问题收集资料信息，获取料学事实作出假说设计实验分析实验结果作出结论。中学阶段主要能力要求是作合理假设, 并能设计实验验证其可行性，而核心问题是对照实验设计以尽量减少其他无关因素的干扰，使实验更客观，增强科学性和说服力。例5若让某杂合体连续自交，那么能表示自交代数和纯合体比例关系的是 解析本题宜采用"归纳法"：Aa×A

45、aF1：1/4AA+1/2Aa+1/4aaF2：1/4AA+1/2·(1/4AA+1/2Aa+1/4aa)+1/4aaFn：1/4AA+1/21/4AA+1/2·(1/4AA+1/2Aa+1/4aa)+ +1/4aa+1/4aa, 即Fn：1-（1/2）n-1/2AA+（1/2）n-1Aa+1-（1/2）n-1/2aa （注：通过观察可知AA和aa比率相同），所以杂合体的比率为（1/2）n-1，为指数函数，值域为0，1），故纯合体（AA和aa）比率值域亦为（0，1）。答案A。总结注意数学方法的运用。对基因型为Aa的杂合体（设为第1代）而言：自交, 第n代Fn：1-（1/2）

46、n-1/2AA + （1/2）n-1Aa + 1-（1/2）n-1/2aa 相互随机杂交, 且群体极大、无基因突变等, 遵循"哈代-温伯格"基因平衡定律：各代基因型频率保持1/4AA+1/2Aa+1/4aa不变。例6现有三个番茄品种，A品种的基因犁为AABBdd，B品种的基因型为AAbbDD，C品种的基因型为曲aaBBDD。三对等位基因分别位于三对同源染色体上，并且分别控制叶形、花色和果形三对性状。请回答：(1)如何运用杂交育种方法利用以上三个品种获得基因型为aabbdd的植株?(用文字简要描述获得过程即可)(2)如果从播种到获得种子需要一年，获得基因型为aabbdd的植株

47、最少需要几年?解析本题以自由组合定律、被子植物生长和发育的知识为载体，主要测试考生的理解能力、设计和完成实验的能力。回答本题要注意区分"种子"或"植株"的区别，种子的基因型指胚的基因型，种子种下击即长成植株，这是对理解能力较深刻的一种考查方式。根据提供的材料，及育种目标，只须将A、B、C三品种的任两种杂交得F1，F1再与另一个品种交得F2，F2自交得到目标种子aabbdd，将该种子种下去(下一年度)即可得到基因型为aabbdd的植株。举例如下：AABBdd×AAbbDDF1：AABbDd，F2：AABbDd×aaBBDDAABbDd&

48、#215;aaBBDDF3：AaBBDDAaBBDdAaBbDDAaBbDd，F2自交得F3，其中AaBbDd F4：aabbdd。答案(1)A与B杂交得杂交一代，杂交一代与C杂交得杂交二代，杂交二代自交可得到基因为aabbdd种子，该种子可长成基因型为aabbdd的植株) (2)4年。总结应对杂交育种、诱变育种、单倍体育种和人工诱导多倍体育种等常规育种，及敲(删)除基因育种、基因转移育种、细胞融合育种等现代育种技术实施研究性学习，进行比较和归纳。例71只雌鼠的染色体上的某基因发生突变，使得野生型性状变为突变型。请回答下列问题：(1)假定控制突变型的基因是位于常染色体上的隐性基因， 则用纯合野

49、生型雄鼠与上述雌鼠杂交，后代表现型是 _(2)另假定上述雌鼠为杂合子，让其与野生型雄鼠杂交，Fl代表现型有4种，分别为突变型、野生型、突变型、野生型，比例为1：1：1：1。从F1代中用野生型、突变型的个体进行杂交，其下一代的表现型中所有的含都为野生型，所有的都为突变型。请问：突变基因位于X染色体上还是常染色体上，用遗传图解表示并加以说明(B表示显性基因，b表示隐性基因。)解析本题难度很大，原因是第（1）、（2）小题具有较大梯度，并且第（1）小题是隐性突变，而第（2）小题却需通过判断得出显性突变-实在出人意料！(1)纯合野生型雄鼠(BB)与该突变型雌鼠(bb)杂交，子代全为杂合体(Bb)，表现型

50、应为野生型。(2)本小题首先应根据"另假定上述雌鼠为杂合子，让其与野生型雄鼠杂交，Fl代表现型有4种，分别为突变型、野生型、突变型、野生型，比例为1：1：1：1"推理得到"显性突变"，然后：假设1：B位于X染色体上 假设2：B位于X染色体上结论：假设1的图解所表示的推理结果与杂交实验结果一致；假设2的图解所表示的推理结果与杂交实验结果不一致，所以突变基因位于X染色体上。答案见解析。例8基因检验可以确定胎儿的基因型。有一对夫妇，其中一人为X染色体上的隐性基因决定的遗传病患者，另一方面表现型正常，妻子怀孕后，想知道所怀的胎儿是否携带致病基因，请回答：(1)丈

51、夫为患者，胎儿是男性时，需要对胎儿进行基因检测吗?为什么?(2)当妻子为患者时，表现型正常胎儿的性别应该是男性还是女性?为什么?解析本题考查优生方面的知识，属产前诊断范畴，但依据的仍是伴性遗传原理。分析如下：(1)表现型正常女性有可能是推带者，她与男患者婚配时，男性胎儿可能带有致病基因。所以需要对胎儿进行基因检测；(2)女患者与正常男性婚配时，所有的女性胎儿都带有来自父亲的X染色体上的正常显性基因，因此表现型正常女性。答案见解析。例9右图是将人的生长激素基因导人细菌B细胞内制造"工程菌"示意图，所用载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细

52、菌B后，其上的基因能得到表达。请回答下列问题：(1)如何将目的基因和质粒相结合形成重组质粒(重组DNA分子)?(2)可以通过如下步骤来鉴别得到的细菌是否导人了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就是导入了质粒A或重组质粒，反之则没有。若把通过鉴定证明导人了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，会发生的现象是 _ ，原因是 _(3)导人细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么?解析本题设置了新的问题情景，渗透了选择培养基的内容。(1)将目的基因和质粒相结合形成重组质粒的过程是：用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有粘性末端的切口；用同种限

53、制酶切断目的基因，产生相同的粘性末端；将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。(2)检测质粒或重组质粒是否导入受体细胞，均需利用质粒上某些标记基因的特性，即对已经导入质粒或重组质粒处理的、本身无相应特性的受体细胞进行检测，根据受体细胞是否具有相应的特性来确定。抗四环素基因不仅在质粒上，而且它的位置正是目的基因插入质粒之处，因此有目的基因插入质粒形成重组质粒时时，此处的抗四环素基因的结构和功能就会被破坏，当然含重组质拉的受体细胞就不能在舍四环素的培养上生长，而无目的基因插入的质粒，四环素基因结构是完整的，这种受体细胞就能在含四环互素的培养

54、基上生长。 (3)基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译过程合成出相应的蛋白质，即人的生长激素。答案见以上解析。总结基因工程（基因拼接技术或DNA重组技术）能够按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后转移到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。六、综合能力升级12003年10月23日，英国科学家宣布破译了人体第6号染色体的密码，6号染色体中包含的基因对人体免疫系统至关重要。这"人体第6号染色体的密码"，具体是指人类该染色体上 ( )A排列的基因 B基因转录的信使RNA上的密码子CDNA上基因的所有碱基对的序列 DDNA上所有碱基对的序列2

55、以下四个双链DNA分子中稳定性最差是 （ ）AG-C-T-A-A-A-C-C-T-T-A-C-G 其中A占25%BG-C-T-A-A-C-C-T-T-A-C-G-A 其中T占30%CG-C-A-A-C-C-T-T-A-C-G-T-A 其中G占25%DT-A-A-A-C-C-G-C-T-T-A-C-G 其中C占30%3下图所示的核苷酸中，在DNA结构中不可能具有的是 ( )4将13H标记的尿嘧啶核苷酸引入某种高等绿色植物细胞内，一段时间后，下列各组结构中，放射性较强的一组结构是 ( )A细胞核、核仁、中心体 B细胞膜、核糖体、高尔基体C细胞核、核糖体、叶绿体 D细胞核、核糖体、内质网、液泡5鸡的输卵管细胞能合成卵清蛋白、红细胞能合成-珠蛋白、胰岛细胞能合成胰岛素，用编码上述蛋白质的基因分别做探针，对三