高中生物基因专题知识总结及练习.docx
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高中生物基因专题知识总结及练习
基因专题
夯实基础
一、经典实验——DNA是主要的遗传物质
1.格里菲思的体内转化实验(1928年英国):
(1)实验材料:
小白鼠、两种类型肺炎双球菌(
型细菌:
菌体无多糖类荚膜,菌落表面粗糙,无毒性;
型细菌:
有多糖类荚膜,菌落表面光滑,有毒性,可以使人患肺炎或使小鼠患败血症。
)
(2)实验思路:
①无毒
型活细菌→小鼠(不死亡)②有毒
型活细菌→小鼠(死亡)
③有毒
型死细菌→小鼠(不死亡)④
型活细菌+
型死细菌→小鼠(死亡)
(3)结论:
在加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”。
2.艾弗里的体外转化实验(1944年美国):
(1)实验思路:
1944年,艾弗里等人为了弄清“转化因子”是什么物质,将
型细菌进行分离,提取出
、蛋白质、多糖等物质,分别加入到
型细菌的培养基中进行培养,结果发现只有加入
才能使
型细菌转化为
型细菌。
(2)结论:
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
3.
噬菌体侵染大肠杆菌实验
科学家分别用
和
标记
噬菌体的DNA和蛋白质,然后分别侵染大肠杆菌。
测试的结果表明噬菌体的遗传物质是DNA,而不是蛋白质。
上述实验结果表明:
在噬菌体中DNA才是真正的遗传物质。
二、DNA结构特点、复制和表达过程
1.DNA结构特点
2.
分子的复制
概念:
以亲代
分子为模板合成子代
分子的过程。
时间:
有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。
条件:
需要模板、原料、能量和酶等基本条件。
过程:
①解旋;②合成子链;③形成新
分子。
特点:
①边解旋边复制;②半保留复制。
意义:
把亲代的遗传信息传递给子代,从而保证了遗传信息的连续性。
3.基因的表达:
中心法则。
三、★★★基因传递的基本规律(基因的分离、自由组合定律与伴性遗传)
1.基因分离定律的性状分离比——3:
1
2.自由组合定律分离比——(3:
1)n
3.适用范围:
完全显性。
1基因分离定律异常分离比
异常情况
基因型说明
杂合子交配异常分离比
显性纯合致死
1AA(致死)、2Aa、1aa
2:
1
隐性纯合致死
1AA、2Aa、1aa(致死)
3:
0
隐性基因致雄配子死亡
只出现某种性别的个体
1:
1仅为某种性别
2基因自由组合定律异常分离比
异常情况
基因型说明
异常分离比
多因一效(两对基因决定一对相对性状)
AB(性状甲):
Abb、aaB、aabb(性状乙)
9:
7
AB(性状甲):
Abb和aaB(性状乙)、aabb(性状丙)
9:
6:
1
含有任何一个显性基因的表现型相同,与隐性纯合子的表现型不同
15:
1
显性上位效应
AB和aaB(性状甲):
Abb(性状乙)、aabb(性状丙)
12:
3:
1
隐性上位效应
AB(性状甲):
aabb和aaB(性状乙)、Abb(性状丙)
9:
4:
3
A基因不控制性状,对另一对基因起抑制作用
AB、Abb和aabb(性状甲):
aaB(性状乙)
13:
3
4.遗传病遗传方式的确定
首先判断显隐性:
无病生有病,有病为隐性;有病生无病,有病为显性。
确定基因位置:
若为隐性,则在系谱中找女患者,(没有女患者,则两种情况都可能,但伴
的概率大),观察女患者的父亲和儿子们,只要有一个为正常,则一定为常染色体,要是所有女患者的父亲和儿子们都患病则两种都可能但伴
的概率大。
若为显性,则在系谱中找男患者,(没有男患者,则两种情况都可能,但伴
的概率大),观察男患者的母亲和女儿们,只要有一个为正常,则一定为常染色体,要是所有男患者的母亲和女儿们都患病则两种都可能但伴
的概率大。
四、生物变异
1.基因突变
定义:
分子发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变,叫做基因突变。
原因:
⑴外因:
由于某些外界环境条件(如温度剧变、射线、污染等)或者生物内部因素(如异常代谢产物等)的作用。
⑵内因:
复制过程中,基因内部脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序发生局部改变,从而改变了遗传信息。
发生时期:
有丝分裂间期或减数第一次分裂间期。
特点:
①在生物界中普遍存在;②随机发生;③突变频率低;④多数有害;⑤不定向。
意义:
基因突变是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化的原材料。
2.基因重组
定义:
在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。
发生时期:
减数分裂形成配子过程中。
原因:
⑴由于生物个体在减数分裂形成配子时,非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合。
⑵由于同源染色体的非姐妹染色单体上的基因在形成配子时,在四分体时期发生了交换。
意义:
基因重组是生物变异的来源之一;是形成生物多样性的重要原因之一,对于生物的进化具有重要的意义。
3.染色体变异
染色体结构的变异:
⑴缺失:
染色体中某一片段的缺失。
⑵重复:
染色体中增加了某一片段。
⑶倒位:
染色体的某一片段的位置颠倒了
。
⑷易位:
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。
染色体数目的变异:
⑴染色体组:
细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育的全部遗传信息,这样的一组染色体,叫做一个染色体组。
⑵二倍体:
由受精卵发育成的个体,其体细胞中含有两个染色体组。
⑶多倍体:
由受精卵发育成的个体,其体细胞中含有三个或三个以上的染色体组。
⑷单倍体:
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
归纳总结
一、显、隐性的判断
1性状分离,分离出的性状为隐性性状;
2杂交:
两相对性状的个体杂交;
3随机交配的群体中,显性性状>>隐性性状;
④假设推导:
假设某表型为显性,按题干的给出的杂交组合逐代推导,看是否符合;再设该表型为隐性,推导,看是否符合;最后做出判断;
二、纯合子和杂合子的判断
①测交:
若只有一种表型出现,则为纯合子(体);若出现两种比例相同的表现型,则为杂合体;
②自交:
若出现性状分离,则为杂合子;不出现(或者稳定遗传),则为纯合子;
注意:
若是动物实验材料,材料适合的时候选择测交;若是植物实验材料,适合的方法是测交和自交,但是最简单的方法为自交;
三、基因分离定律和自由组合定律的验证:
①测交:
选择杂合(或者双杂合)的个体与隐性个体杂交,若子代出现1:
1(或者1:
1:
1:
1),则符合;反之,不符合;
②自交:
杂合(或者双杂合)的个体自交,若子代出现3:
1(1:
2:
1)或者9:
3:
3:
1(其他的变式也可),则符合;否则,不符合;
③通过鉴定配子的种类也可以;如:
花粉鉴定;再如:
通过观察雄峰的表型及比例推测蜂王产生的卵细胞的种类进而验证是否符合分离定律。
四、自交和自由(随机)交配的相关计算:
①自交:
只要确定一方的基因型,另一方的也是已经确定的;
②自由交配:
推荐使用分别求出双亲产生的配子的种类及比例,再进行雌雄配子的自由结合得出子代(若双亲都有多种可能的基因型,要讲各自的系数相乘)。
注意:
若对自交或者自由交配的后代进行了相应表型的选择之后,注意子代相应比例的改变。
五、遗传现象中的“特殊遗传”:
①不完全显性:
如Aa表型介于AA和aa之间的现象。
判断的依据可以根据分离比1:
2:
1变化推导得知;
②复等位基因:
一对相对性状受受两个以上的等位基因控制(但每个个体依然只含其中的两个)的现象,先根据题干给出的信息确定出不同表型的基因型,再答题。
③一对相对性状受两对或者多对等位基因控制的现象;
④致死现象,如某基因纯合时胚胎致死,可以根据子代的分离比的偏离情况分析得出,注意该种情况下得到的子代比例的变化。
抑或是发育到某阶段才会出现的致死现象,计算时注意相应比例的变化;
六、遗传图解的规范书写:
书写要求:
①亲代的表现型、基因型;
②配子的基因型种类;
3子代的基因型、表现型(包括特殊情况的指明)、比例;
④基因型的规范书写:
常染色体上的、X染色体上的(包括同源或者非同源区段)(前常后X),要用题干中提到的字母,不可随意代替;
⑤相关符号的正确书写。
七、常染色体和X染色体上的基因控制的性状遗传的区分和判断:
①据子代相应表型在雌雄中的比例是否完全相同判断;
2正反交的结果是否相同,相同则为常染色体上,不同则为X染色体上;
③根据规律判断,即伴性遗传存在女患其父、子必患;男患其母、女必患等等特点;
④设计杂交组合根据子代情况判断:
八、“乘法原理”解决自由组合类的问题:
解题思路:
对于多对等位基因或者多对相对性状类的遗传问题,先用分离定律单独分析每一对的情况,之后运用“乘法原理”对两种或者多种同时出现的情况进行整合。
九、染色体数、型异常的配子(或者个体)的产生情况分析:
结合遗传的细胞学基础部分内容,通过减数分裂过程分析着手,运用简图展现过程。
几种常见的来源:
①减数第一次分裂四分体时期的同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换;
②减数第一次分裂后期之后,某同源染色体未分离,移向某一极;
③减数第二次分裂后期之后,由姐妹染色单体发展形成的两条染色体未分离,移向同一极;
(注意:
在分析某异常配子形成时,②与③一般不同时考虑)
十、遗传系谱图类题目的分析思路与考查类型归纳:
遗传系谱图是遗传学中的一个重点内容、也是公认的难点,平时练习时要多注意归纳总结,概括出此类题试题的规律和解题思路,从而可以达到从容应对。
课堂演示
1.艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,结果如下表。
从表可知()
实验组号接种菌型加入S型菌物质培养皿长菌情况
R
蛋白质
R型
R
荚膜多糖
R型
R
DNA
R型、S型
R
DNA(经DNA酶处理)
R型
A.
不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B.
说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C.
和
说明S型菌的DNA是转化因子D.
~
说明DNA是主要的遗传物质
2.一只突变型的雌果蝇与一只野生型的雄果蝇交配后,产生的F1中野生型与突变型之比为2:
1,且雌雄个体之比也为2:
1。
这个结果从遗传学角度做出的合理解释是()
A.该突变基因为常染色体显性遗传
B.该突变基因为X染色体隐性基因
C.该突变基因使得雌配子致死
D.该突变基因使得雄性个体致死
3.番茄中红果(H)对黄果(h)为显性。
将红色番茄的花粉授到黄果番茄的雌蕊柱头上,结出了一个半边红色半边黄色的果实,产生这一现象的最可能原因是()
A.最终发育成该果实的那个花芽中某些细胞发生基因突变
B.提供花粉的花药组织中某个花粉母细胞发生基因突变
C.提供花粉的红果番茄是杂合子(Hh)
D.接受花粉的黄果番茄是杂合子(Hh)
4.下图中甲为果蝇某条染色体上部分基因的分布图,下列有关说法正确的是()
A.一条染色体上可能有多个基因,可控制多对相对性状
B.图甲中的白眼基因和朱红眼基因可称为一对等位基因
C.染色体由甲图变成乙图,因为该果蝇发生了基因重组
D.同一果蝇细胞中不可能同时存在甲图和乙图所示染色体
5.在西葫芦的皮色遗传中,已知黄皮基因(Y)对绿皮基因(y)为显性,但在另一白色显性基因(W)存在时,基因Y和y都不能表达。
基因型为WwYy的个体自交,其后代表现型种类及比例是()
A.四种、9﹕3﹕3﹕1B.两种、13﹕3
C.三种、12﹕3﹕1D.三种、10﹕3﹕3
6.已知小麦抗病对感病为显性,无芒对有芒为显性,两对性状独立遗传。
用纯合的抗病无芒与感病有芒杂交,F1自交,播种所有的F2,假定所有的F2植株都能存活。
在F2植株开花前,拔掉所有的有芒植株,并对剩余植株套袋,假定剩余的每株F2收获的种子数量相等,且F3的表现型符合遗传定律。
从理论上讲F3中感病植株的比例为()
A.1/8B.3/8C.1/16D.3/16
7.番茄是二倍体植物(染色体2N=24)。
有一种三体番茄,其第6号染色体有三条,三条在减数分裂过程中联会时2条随机配对,另一条不能配对。
如图所示,回答下列问题:
(1)设三体番茄的基因型为AABBb,则花粉的基因型为,根尖分生区细胞连续分裂2次所得子细胞的基因型为。
(2)从变异的角度分析,三体形成属于。
(3)与正常的番茄杂交,形成正常个体的几率为。
8.控制人的血红蛋白基因合成的基因分别位于人的11号、16号染色体上,在不同的发育时期至少有α、β、γ、ε、δ和ξ基因为之编码。
人的血红蛋白由四条肽链组成,在人的不同发育时期,血红蛋白分子的组成是不相同的。
例如人的胚胎血红蛋白由两个ξ肽链(用ξ2表示)和两个ε肽链(用ε2表示)组成。
下图为基因控制蛋白质合成的示意图。
(1)合成ε2的直接模板是____________,场所是_____________。
(2)镰刀型细胞贫血症是一种分子遗传病,其病因是β基因发生了突变。
假设某人的一个α基因发生突变不一定导致α肽链改变,β基因发生突变,往往导致β肽链改变。
根据上图分析说明理由。
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)根据上图基因控制血红蛋白的合成过程,你对人类染色体上基因种类的分布、数量及基因表达的顺序,有何启示?
(至少说两条)
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)分子病理学研究证实,人类镰刀型细胞贫血症很多是由于β基因发生突变引起的。
若已知正常血红蛋白β链的氨基酸序列,能否推知正常β基因的碱基序列?
________。
为什么?
____________________________________________________。
(5)镰刀型细胞贫血症的根本治疗途径是基因治疗,是将编码β链的β基因,通过质粒或病毒等导入患者的造血干细胞,导入β基因的造血干细胞能否________________________________,这是治疗成功与否的关键。
9.自然界的女娄菜(2N=46)为雌雄异株植物,其性别决定方式为XY型,右图为其性染色体简图。
X和Y染色体有一部分是同源的(图中I区段),该部分存在等位基因;另一部分是非同源的(图中Ⅱ-1和Ⅱ-2区段),该部分不存在等位基因。
以下是针对女娄菜进行的一系列研究,请回答相关问题:
(1)若要测定女娄菜的基因组应该对条染色体进行研究。
(2)女娄菜抗病性状受显性基因B控制。
若这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段,则不抗病个体的基因型有XbYb和XbXb,而抗病雄性个体的基因型有。
(3)现有各种表现型的纯种雌雄个体若干,期望利用一次杂交实验来推断抗病基因是位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上,则所选用的母本和父本的表现型应分别为。
(4)预测该实验结果并推测相应结论:
①。
②。
10.以下为某家族甲病(设基因为B、b)和乙病(设基因为D、d)的遗传家系图,其中Ⅱ1不携带乙病的致病基因。
请回答:
(1)甲病的遗传方式为____________,乙病的遗传方式为_____________。
Ⅰ1的基因型是_______________。
(2)在仅考虑乙病的情况下,Ⅲ2与一男性结婚,生育了一个患乙病的女孩。
若这对夫妇再生育,请推测子女的可能情况,用遗传图解表示。
(3)B基因可编码瘦素蛋白。
转录时,首先与B基因启动部位结合的酶是。
B基因刚转录出来的RNA全长有4500个碱基,而翻译成的瘦素蛋白是由167个氨基酸组成,说明。
翻译时,一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需4秒钟,实际上合成100个瘦素蛋白分子所需的时间约为1分钟,其原因是。
若B基因中编码第105位精氨酸的CCT突变成ACT,翻译就此终止,由此推断,mRNA上的为终止密码子。
实战演练
1.长白山野猪的肤色由两对等位基因(AaBb)(二者独立遗传)共同决定。
在一个个体中,两对基因处于不同状态时,野猪的额肤色如下表。
现有两头野猪,其基因型均为AaBb。
下列叙述正确的是( )
基因组成
性状表现
四显基因(AABB)
深黑色
三显一隐(AABb、AaBB)
浅黑色
二显二隐(AaBB、AAbb、aaBB)
褐色
一显三隐(Aabb、aaBb)
深灰色
四隐基因(aabb)
浅灰色
A.它们所生的野猪中,基因型有9种,表现型共有4种
B.它们所生的野猪中,与亲代表现型不同的个体所占的比例为3/8
C.它们所生的雌猪中,能稳定遗传的个体的表现型及比例为深黑色:
褐色:
浅灰色=1:
2:
1
D.若子女中的褐色雌猪与另一家庭的浅灰色雄猪交配,生下浅灰色雌猪的几率为1/6
2.已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。
据调查,该病的发病率大约为1/10000,请问在人群中该苯丙酮尿症隐性致病基因(a)基因的频率以及携带此隐性基因的携带者(Aa)基因型频率分别是()
A.1%和0.99%B.1%和1.98%C.1%和3.96%D.1%和0.198%
3.下图是患甲病(等位基因用A、a表示)和乙病(等位基因用B、b表示)的遗传家谱图,3号和8号的家庭中无乙病史。
下列叙述与该家系遗传特性不相符合的项是()
A.甲病是常染色体显性遗传病,乙病是伴X隐性遗传病
B.如果只考虑甲病的遗传,12号是杂合体的几率为1/2
C.正常情况下5号个体的儿子可能患乙病,但不能肯定是否患甲病
D.如果都与无病史的男子结婚生育,11号无需进行产前诊断
4.下图A-D段表示质粒的某基因(非标记基因),B表示RNA聚合酶结合位点。
为使目的基因最易表达,目的基因插入的最佳位点是图中的()
A①B②C③D④
5.两个品种的玉米间行种植与单一种植相比,可以明显提高产量.易染病抗倒伏甲(aaBB)与抗病易倒伏乙(AAbb)间行种植,甲株所结玉米的胚、胚乳基因型分别是()
①AaBb②aaBB③AAbb ④AaaBBb⑤aaaBBB⑥AAAbbb
A.①④B.③⑥C.①②、④⑤D.②③、⑤⑥
参考答案
课堂演示
DDAACB
(1)ABBAbABbABAABBb
(2)染色体变异(3)1/2
(1)mRNA 核糖体
(2)因为α基因有两个,如果一个α基因发生突变,则另一个α基因可以表达出原有的α肽链。
β基因只有一个,如果β基因发生突变,则不能表达出原有的β肽链 (3)①控制蛋白质合成的基因的表达有时间的顺序;②控制同一条多肽链的基因可能有多个;③控制同一功能的不同基因可能集中分布 (4)不能 因为有些氨基酸的密码子不止一个 (5)使β基因得以表达
9.
(1)24
(2)XBYB、XBYb、XbYB;(3)不抗病(雌性)、抗病(雄性)
(4)①子代雌株与雄株均表现为抗病,则这种基因位于X、Y染色体上的同源区段
②子代雌株均表现为抗病,雄株表现不抗病,则这种基因只位于X染色体上
(1)常染色体隐性遗传伴X染色体隐性遗传BbXDXd或BbXDXD
(2)
(3)RNA聚合酶;转录出来的RNA需要加工才能翻译;一条mRNA上有多个核糖体同时翻译;UGA
cbbcc
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