专题5生物的遗传变异与进化

专题5生物的遗传、变异与进化一、网络导学[本专题包括必修2]包含考点手册上考点30-51（X染色体遗传6种交配组合）（常染色体遗传6种交配组合）①AA×AA②aa×aa③Aa×Aa④AA×aa⑤Aa×aa⑥AA×Aa①XBXB×XBY②XbXb×XbY③XBXB×XbY④XbXb×XBY⑤XBXb×XBY⑥XBXb×XbY生物的进化半保留复制准确复制出现差错遗传变异自然选择学说现代生物进化学说基础发展同种原始物种（个体）新物种过度繁殖、生存斗争、遗传变异、自然选择遗传变异种群小种群地理隔离新物种基因频率改变生殖隔离自然选择DNA特点稳定性多样性特异性独特的双螺旋结构空间结构翻译基因mRNA转录酶结构蛋白控制代谢决定细胞结构控制性状操作工具操作步骤成果与前景基因工程变异基因重组——新基因型基因突变——新基因染色体变异—新基因型可遗传变异遗传基因分离基因自由组合伴性遗传细胞质遗传细胞核遗传质基因核基因原核细胞的基因真核细胞的基因结构分布二、考纲提示（一）小高考考向预测和策略命题趋向：遗传进化和基因工程是高中生物学的重点、又是难点，小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。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。从近几年小高考试题看，DNA(基因)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，是命制综合题的素材。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，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。（二）结论性知识要点1．肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验都可证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。2．证明DNA是否遗传物质的实验思路：把DNA和蛋白质等物质区分开，直接地、单独地去观察DNA和蛋白质等的作用。3．绝大多数生物（如所有的原核生物、真核生物及部分病毒）的遗传物质是DNA，只有少数生物（部分病毒等）的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。4．DNA复制的特点：（1）边解旋边复制；（2）半保留复制。5．DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。6．基因是有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的载体。7．密码子共有64种，其中能决定氨基酸的密码子有61种，终止密码子有3种。转运RNA有61种。所有生物共用一套密码子。8．由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序（碱基顺序）不同，因此，不同的基因含有不同的遗传信息。（即：基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息）。9．生物的一切遗传性状都是受基因控制的,一些基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制性状的,一些基因是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状的。10．人的单倍体基因组由24个DNA分子组成（包括1～22号染色体的DNA与X、Y染色体DNA）。11．现代生物进化理论的基本观点有：（1）种群是生物进化的基本单位；（2）突变和基因重组产生进化的原材料；（3）自然选择决定生物进化的方向；（4）隔离导致物种的形成。12．基因分离定律的实质是：生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。13．基因自由组合定律的实质是：在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。14．基因分离定律和基因自由组合定律发生作用的时间在配子的形成过程中，而不是在形成合子时。15．孟德尔成功的原因：（1）正确选用试验材料；（2）由单因素到多因素的研究方法；（3）应用统计学的方法对实验结果进行分析；（4）科学地设计了实验的程序。16．诱变育种的优点：能提高变异频率，加速育种进程。单倍体育种的优点：明显缩短育种的年限。17．秋水仙素的作用：能够抑制纺锤体形成，使细胞内染色体加倍。18．几种需记住的遗传病：白化病、苯丙酮尿症：常染色体隐性遗传多指、软骨发育不全：常染色体显性遗传色盲、血友病：X染色体隐性遗传唇裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病：多基因遗传病21三体综合征（先天愚型）：染色体异常遗传病（多了一条21号染色体）19．生物进化的实质在于种群基因频率的改变。20．突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节。21．突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组是产生进化的原材料；自然选择使种群基因频率定向改变并决定生物进化的方向。隔离是新物种形成的必要条件。22．生物的变异一般是不定向的，而自然选择则是定向的。23．隔离就是指同一物种不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括地理隔离和生殖隔离。其作用就是阻断种群间的基因交流，使种群的基因频率在自然选择中向不同方向发展，是物种形成的必要条件和重要环节。24．种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因。25．物种形成与生物进化的区别：生物进化是指同种生物的发展变化，时间可长可短，性状变化程度不一，任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属进化的范围。物种的形成必须是当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时，方可成立。（三）规律总结1.基因控制蛋白质的合成时：基因的碱基数：mRNA上的碱基数：氨基酸数＝6：3：1。2.性状分离的定义：在杂种后代中，同时显现出显性和隐性性状的现象叫性状分离。（活用：当两个亲本性状一样时，如果子代出现了与亲本不一样的个体，就是性状分离。）分析遗传问题时，性状分离或者隐性后代常常是解题的突破口。判断显隐性常用方法：如果出现性状分离，则亲本是显性杂合子。3.遗传题时，要用好典型比例：如3：1；1：2：1；9：3：3：1；1：1：1：19：3：3：1的活用：前题条件：亲本AaBbXAaBb子代表现型比例：显显9：显隐3：隐显3：隐隐1子代基因型：双杂合（AaBa）占4/16；单杂合（如AaBB、aaBb）占2/16；纯合：1/164．一对相对性状的交配情况比较：组别亲本组合后代基因型后代表现型组合名称举例1杂交黄×绿（YY×yy）1种：Yy1种：黄2自交黄×黄（Yy×Yy）3种：1YY、2Yy、1yy2种：3黄、1绿3测交黄×绿（Yy×yy）2种：1Yy、yy2种：1黄、1绿说明：牢记以上类型，运用自如，这是学习分离规律、自由组合规律的基础。5．两对相对性状的交配情况主要有以下6种：组别亲本组合后代基因型种类后代表现型种类后代表现型比例举例1YYRR×yyrr1×1=11×1=1全为显性（1×1）2YyRr×YyRr3×3=92×2=4(3:1)2=9:3:3:13YyRr×yyrr2×2=42×2=4(1:1)2=1:1:1:14YYRr×yyrr1×2=21×2=2(1:1)×1=1:15YyRR×Yyrr3×1=32×1=2(3:1)×1=3:16YyRr×Yyrr3×2=62×2=4(3:1)(1:1)=3:1:3:1说明：一对相对性状的交配情况是解题的基础，应做到熟练地计算，牢固地掌握。自由组合定律是研究两对或两对以上相对性状的遗传规律。要用好自由组合定律，必须在分离定律的基础上，把各对相对性状的遗传分解成许多一对一对的相对性状去研究。（分拆法）6.肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验[特别提醒]①加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。②R型菌转化成S型菌的原因是S型菌DNA与R型菌DNA实现重组，表现出S型菌的性状，变异属于基因重组。③培养噬菌体只能利用活体培养，因为病毒是专营寄生生活的。7.碱基数量计算归类与应用（1）碱基互补配对类型过程DNA复制转录翻译逆转录碱基配对类型A=TA=UA=UA=TG≡CG≡CG≡CU=AT=AC≡GC≡GG≡CC≡GU=AU=AC≡G（2）DNA分子、DNA某条链及转录生成的mRNA中碱基比例关系H链h链DNA分子mRNA(以H链为模板)规律(DNA)CGTAmmmmCGUA互补碱基之和的比例在整个DNA及任一条链中都相等TACGnnnnUACGCTGAaa11aCUGA1非互补碱基之和的比例在整个DNA分子中为1，在两条互补链中互为倒数TGCAbb11bUGCA1（3）DNA复制过程中的碱基数量计算某DNA分子中含某碱基a个。⑴复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·(2n-1)；⑵第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·2n-1。（4）碱基比例的运用由核酸所含碱基种类及比例可以分析判断核酸的种类。⑴若有U无T，则该核酸为RNA。⑵若有T无U，且A=T，G=C，则该核酸一般为双链DNA。⑶若有T无U，且A≠T，G≠C，则该核酸为单链DNA。应用指南：运用核酸分子中所含碱基种类及比例可判断核酸种类。运用核酸分子中碱基对的比例来判断核酸分子的稳定性，进一步确定生物生活的温度环境。运用碱基互补配对原则计算DNA复制、转录等过程中的碱基数或碱基对比例。8.基因的功能基因的功能①传递遗传信息②表达遗传信息③功能简图9.孟德尔遗传规律的适用条件及限制因素⑴真核生物的性状遗传。⑵有性生殖过程中的性状遗传。⑶细胞核遗传。⑷基因的分离定律适用于一对相对性状的遗传，只涉及一对等位基因。基因的自由组合定律适用于分别位于两对或两对以上的同源染色体上的性状遗传。[特别提醒]①位于同一对同源染色体上的非等基因的传递不遵循基因的自由组合定律。②性染色体上的基因控制的性状遗传，若只研究一对相对性状则遵循基因的分离定律，由于性染色体的特殊性，描述子代性状表现时要连同性别一起描述。限制因素⑴所研究的每一对相对胜状只受一对等位基因控制．而且等位基因要完全显性。⑵不同类型的雌、雄配子都能发育良好，且受精的机会均等。⑶所有后代都应处于比较一致的环境中，而且存活率相同。⑷供试验的群体要大，个体数量要足够多。10.遗传规律与减数分裂及个体发育的关系细胞核遗传规律与减数分裂的关系：从细胞水平看，它们之间的关系可用下表表示：比较项目遗传规律发生时期染色体与基因行为配子基因分离定律减I后期同源染色体分开→等位基因分离配子中含等位基因中的一个基因自由组合定律减I后期非同源染色体自由组合→非同源染色体上的非等位基因自由组合配子中含不同的基因组合11.人类遗传病比较判断口诀：无中生有为隐性，女病为常隐；有中生无为显性，女正为常显遗传特点病因分析诊断方法单基因遗传病常染色体显性遗传病①男女患病几率相等②连续遗传都遵循孟德尔遗传规律基因突变遗传咨询产前诊断(基因诊断)性别检测(伴性遗传病)常染色体隐性遗传病①男女患病几率相等②隔代遗传伴X显性遗传病①女患者多于男患者②父亲患病则女儿一定患病，母亲正常，则儿子一定正常③连续遗传单基因遗传病伴X隐性遗传病①男患者多于女患者②母亲患病，则儿子一定患病，父亲正常则女儿一定正常③隔代交叉遗传多基因遗传病①家庭聚集现象②易受环境影响一般不遗遵传循规律孟德尔可由