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2012年高中生物基礎知識考前梳理（5）
第五單元 生物的遺傳
一、遺傳的細胞基礎——減數分裂和受精作用
1.細胞的減數分裂
（1）減數分裂是指有性生殖的生物產生有性生殖細胞的過程，細胞連續分裂2次，而染色體只復制1次，結果子細胞中的染色體數量減半的細胞分裂過程。減數分裂與有絲分裂過程的區別是減數分裂產生的子細胞是有性生殖細胞，而有絲分裂產生體細胞；減數分裂細胞連續分裂2次，而染色體復制1次，有聯會、四分體和同源染色體的分離現象；有絲分裂染色體復制和細胞分裂均為1次，無聯會和同源染色體分離等現象。
拓展：
①由于減數分裂過程存在聯會、同源染色體分離，所以導致分裂后子細胞染色體數量減半，所以減數分裂后，染色體數目比原來減少了一半。
②同源染色體一般能夠在減數分裂中發生聯會（即配對）現象，形狀大小一般相同。
③四分體是指聯會后的一對同源染色體共有四條染色單體，成為一個四分體。四分體、同源染色體、染色單體、核 DNA之間的數量關系是1個四分體含有1對同源染色體，共含有4條染色單體，4條DNA。
④在有絲分裂過程中不能形成四分體，因為不發生同源染色體的聯會現象。
⑤遺傳規律的發生是在細胞減數分裂減I 后期，即同源染色體分離和非同源染色體自由組合的時期。
2.配子的形成過程
（2）卵細胞與精子形成過程的主要區別：卵細胞形成過程中細胞質不均等分配、減數分裂后不經過細胞變形過程，而 精子的形成細胞質均等分配、減數分裂后形成精子時有細胞變形過程。
3.受精過程
（3）受精作用是指精子和卵細胞融合形成受精卵的過程，受精作用的實質是精核與卵細胞核的融合。
（4）受精卵中的核遺傳物質一半來自方，一半來自母方，但是如果不強調是核中的遺傳物質，就不能說各占一半，因為細胞質遺傳物質幾乎全部來自卵細胞。
（5）減數分裂和受精作用的重要意義是保證了有性生殖過程中染色體一半來自父方，一半來自母方，并且保證了親子代染色體數目的恒定。
二、遺傳的分子基礎
1.人類對遺傳物質的探索過程
（1）格里菲思的肺炎雙球菌實驗過程：該實驗共分四組，分別由R型、S型、加熱殺死的S型細菌感染小鼠，最后由加熱殺死的S型細菌和R型細菌混合感染小鼠，觀察小鼠的死活，并試圖從死亡的小鼠體內提取S型細菌。
實驗結果：將R型、加熱殺死的S型細菌感染小鼠，小鼠均不死亡；S型、加熱殺死的S型細菌和R型細菌混合感染小鼠，小鼠死亡，并且從死亡小鼠體內提取出S型細菌。
（2）格里菲思的肺炎雙球菌實驗結論：加熱殺死的S型細菌的轉化因子使R型細菌發生了轉化，從而使小鼠死亡。
（3）艾弗里證明遺傳物質是DNA的實驗過程：讓R型細菌分別與S型細菌的DNA、蛋白質、多糖等物質分別混合，并分別在固體培養基上培養，觀察哪組能產生S型細菌表面光滑的菌落特征。實驗結果：只有與S型細菌的DNA混合的R型細菌接種后能產生S型細菌的菌落特征。
（4）艾弗里和他的同事通過上述實驗得出的結論：使R型細菌轉化為S型細菌的轉化因子即遺傳物質是DNA。
（5）赫爾希和蔡斯（T2噬菌體侵染細菌）的實驗操作步驟：首先讓T2 噬菌體分別標記32P、35S，然后分別與大腸桿菌混合培養，一段時間后振蕩、離心，之后觀察放射性在試管的上清液還是沉淀中。
實驗結果：標記32P的組放射性主要在沉淀中，而標記5S的組放射性集中在上清液中。
拓展：
①T2 噬菌體侵染細菌后，合成自身組分所需的物質和原料均從細菌中來。
②獲得含5S 和32P標記的 T2 噬菌體的方法是首先在含有放射性物質的培養基中培養大腸桿菌，之后再接種T2噬菌體，連續多代培養從而獲得含有放射性的噬菌體。
③在噬菌體侵染細菌的實驗中，證明DNA是遺傳物質的最關鍵的實驗設計思路是將噬菌體的DNA 和蛋白質分離，分別考察對子代噬菌體的影響作用。
④這個實驗過程不能證明 DNA 是主要的遺傳物質，由于其他生物有的遺傳物質是RNA，而此實驗不能進一步證明。
⑤這個實驗不能證明蛋白質是遺傳物質，因為蛋白質在形成子代噬菌體的過程中不能發揮遺傳物質的作用。
2.DNA分子結構的主要特點
（6）DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸；RNA分子的基本單位是核糖核苷酸。
（7）DNA 分子的空間結構特點是：首先，DNA 由兩條脫氧核苷酸鏈反向平行構成；其次，DNA分子的外側由磷酸和脫氧核糖交替連接構成基本骨架，堿基在內側；堿基之間通過氫鍵以堿基互補配對方式連接。
拓展：
①判斷核酸的種類有三種方法，具有符合雙螺旋結構的是DNA，否則可能是RNA；組成如果含有核糖為RNA,如果含有脫氧核糖，則是DNA；組成該分子的堿基中，含有胸腺嘧啶的是DNA，含有尿嘧啶而不含胸腺嘧啶的是RNA。②根據結構功能的統一性原理，地處炎熱地區的生物，其DNA分子的結構應更需要維持穩定性，防止熱變性，所以具有 G、C 堿基含量高、氫鍵多，
3.DNA 分子的復制
（8）簡述DNA分子復制的過程：DNA分子在解旋酶作用下解旋，之后以細胞核中游離的脫氧核苷酸為原料、以堿基互補配對為原則、合成子代DNA，之后重新螺旋化。
拓展：
①DNA的復制主要在在細胞分裂的間期進行。
②DNA復制是以親代 DNA 分子的兩條脫氧核苷酸鏈分別作為模板。
③DNA復制的原料是細胞核里游離的脫氧核苷酸。
④DNA復制的方式是半保留復制和邊解旋邊復制。
⑤DNA復制的場所主要是細胞核，線粒體和葉綠體中也有。
⑥DNA復制需要的基本條件是模板、原料、能量、酶。
4.基因的概念與表達
（9）基因是有遺傳效應的 DNA 片段，是 DNA 分子中決定生物性狀的結構和功能單位。基因與脫氧核苷酸、遺傳信息、DNA、染色體、蛋白質、生物性狀之間的關系是：基因是DNA 分子中決定生物性狀的基本單位，染色體由 DNA 和蛋白質組成，遺傳信息是由基因中特定的脫氧核苷酸的排列順序決定的。
（10）遺傳信息的轉錄和翻譯
①基因控制蛋白質的合成包括兩個階段是轉錄和翻譯。
②轉錄是在細胞核中以 DNA 為模板，按堿基互補配對方式合成 RNA 的過程。
拓展：
①轉錄發生的時間是細胞分裂間期。
②轉錄的模板是 “DNA 分子的一條脫氧核苷酸鏈”
③轉錄的原料是細胞核里游離的核糖核苷酸。
④轉錄的產物是 RNA 分子。
⑤轉錄需要的基本條件是模板、原料、能量、酶等。
（11）翻譯是在核糖體中以 mRNA 為模板，按照堿基互補配對原則，以 tRNA 為轉運工具、以細胞質里游離的氨基酸為原料合成蛋白質的過程。
①翻譯發生的場所是核糖體。
②準確地說，翻譯的產物是多肽鏈。
③翻譯需要的原料是細胞質里游離的氨基酸。
拓展：
①原核生物與真核生物的基因表達不同：原核細胞的轉錄和翻譯可同時進行；真核細胞的轉錄在細胞核中進行，mRNA經加工成熟后通過核孔進入細胞質，在細胞質核糖體進行翻譯。
②病毒基因的表達所需原料來自宿主細胞的游離核糖核苷酸和氨基酸，模板來自病毒基因轉錄來的 mRNA。
③遺傳信息是指 DNA 分子上基因的堿基排列順序；密碼子指 mRNA 中決定一個氨基酸的三個連續堿基；反密碼子是指 tRNA 分子中與 mRNA 分子密碼子配對的三個連續堿基，反密碼子與密碼子互補。起始密碼子、終止密碼子均存在于 mRNA 分子上。
（12）一種tRNA只能運轉一種特定的氨基酸。一種氨基酸可由多種tRNA 轉運。
（13）在基因表達過程中 DNA 分子中堿基數、mRNA 分子中堿基數、氨基酸數的數量關系是 6：3：1。
五、遺傳的分離定律
1.孟德爾遺傳實驗的科學方法
（1）遺傳學實驗的科學雜交實驗包括：人工去雄、套袋、授粉、套袋。
（2）孟德爾獲得成功的原因：首先選擇了相對性狀明顯和嚴格自花傳粉的植物進行雜交，其次運用了科學的統計學分析方法和以嚴謹的科學態度進行研究。
2.基因分離定律和自由組合定律
（3）分離定律的內容是在雜合體進行自交形成配子時，等位基因隨著一對同源染色體的分離而彼此分開，分別進入不同的配子中。
（4）分離定律的實質是等位基因彼此分離。
（5）分離定律在雜交育種方面的應用是：選育出顯性性狀的個體后需要進行不斷的自交，以獲得純合子；選育隱性性狀的個體時無需連續自交即可獲得所需的純合子。
拓展：
①判斷性狀的顯隱性關系：兩表現不同的親本雜交子代表現的性狀為顯性性狀；或親本雜交出現 3：1 時，比例高者為顯性性狀。
②一個生物是純合子還是雜合子？可以從親本自交是否出現性狀分離來判斷，出現分離則為雜合子。
六、遺傳的自由組合定律
1.基因的自由組合定律內容
（1）基因自由組合定律的實質是等位基因彼此分離的同時非同源染色體上的非等位基因自由組合；發生的時間為減數分裂形成配子時。
拓展：驗證基因的分離定律和自由組合定律是通過測交實驗，若測交實驗出現 1：1，則證明符合分離定律；如出現 1：1：1：1 則符合基因的自由組合定律。（驗證決定兩對相對性狀的基因是否位于一對同源染色體上可通過雜合子自交，如符合 9：3：3：1 及其變式比，則兩對基因位于兩對同源染色體上，如不符合 9：3：3：1，則兩對基因位于一對同源染色體上。）
（2）熟練記住雜交組合后代的基因型、表現型的種類和比例，并能熟練應用。
2.基因與性狀的關系
（3）基因控制生物性狀的兩種方式：一是通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀；而是通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。
七、伴性遺傳
1.伴性遺傳是指性染色體上的基因遺傳方式與性別相聯系稱為伴性遺傳。
2.伴 X 染色體顯、隱性遺傳病的特點是所生后代男女發病率不同，前者女性發病率高于男性，后者男性發病率高于女性。常染色體上的顯、隱性遺傳的特點是后代男女發病率相同，前者常常代代有患者，后者往往出現隔代遺傳。
3.判斷控制生物性狀的基因：在常染色體還是在X 染色體上主要是看子代男女發病率是否相同，前者所生子代男女發病率相同，后者不同。
八、人類遺傳病
1.人類遺傳病的類型主要有：單基因遺傳病、多基因遺傳病、染色體病等。
2.人類遺傳病的監測和預防：略。
3.人類基因組計劃測定的是24條染色體上的基因，即22條常染色體和X、Y兩條性染色體，因為X、Y染色體具有不相同的基因和堿基順序。
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