2009届高考生物第二轮复习专题五(遗传变异和基因工程)

书利华教育网 www.shulihua.net 您的教育资源库 书利华教育网 www.shulihua.net 您的教育资源库 1 专题五 遗传、变异、进化和基因工程

一、 知识网络 书利华教育网 www.shulihua.net 您的教育资源库

书利华教育网 www.shulihua.net 您的教育资源库 2 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．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。 细胞质遗传特点形成的原因：受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞；减数分裂时，细胞质中的遗传物质随机地、不均等地分配到卵细胞中。 11．原核细胞的和真核细胞的基因结构的联系：它们的结构都包括编码区和非编码区，非编码区在编码区的上游和下游，并且在编码区上游的非编码区上都有“与RNA聚合酶结合位点”。 原核细胞和真核细胞的基因结构的区别：真核细胞的基因的编码区可分为外显子和内含子，外显子能够编码蛋白质，内含子不能够编码蛋白质，因此，真核细胞的基因结构中的编码区是间隔的、不连续的；而原核细胞的基因结构的编码区是连续的。 12．基因中不能编码蛋白质的区域（包括非编码区和内含子）有调控遗传信息表达的核苷酸序列。 13．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）。 14．基因工程（又叫基因拼接技术或DNA重组技术）操作的工具：限制性内切酶、DNA连接酶、运载体。 15．作为运载体必须具备的特点是：能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有某些标记基因，便于进行筛选。 16．基因工程常使用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。质粒是基因工程最常用的运载体，它存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型环状DNA分子。 17．基因工程一般步骤：①提取目的基因；②目的基因与运载体结合；③目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测和表达。 18.基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本的遗传信息，达到检测疾病的目的。 19.基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。 20．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。 21．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书利华教育网 www.shulihua.net 您的教育资源库 书利华教育网 www.shulihua.net 您的教育资源库 3 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。 22．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。 23．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。 24．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。 25．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。 基因工程与细胞工程育种的优点：可克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。（基因工程育种也可克服远缘杂交不亲和的障碍。） 26．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。 27．几种需记住的遗传病： 常染色体隐性遗传病：白化病、苯丙酮尿症 常染色体显性遗传：多指、软骨发育不全 X染色体隐性遗传：色盲、血友病 多基因遗传病：唇裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病 染色体异常遗传病：21三体综合症（先天愚型）（多了一条21号染色体） 28．生物进化的实质在于种群基因频率的改变。 29．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。 30． 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。 31．生物的变异一般是不定向的，而自然选择则是定向的。 32．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。 33．种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因。 34．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、 专题突破 （一） 遗传的物质基础 肺炎双球菌转化实验 1． DNA是遗传物质的证据 噬菌体浸染细菌实验（同位素标记法） 烟草花叶病毒的重建实验 （1） 格里菲思的肺炎双球菌转化实验（体内转化） 实验过程： 书利华教育网 www.shulihua.net 您的教育资源库

书利华教育网 www.shulihua.net 您的教育资源库 4 实验结论：加热杀死的S型死细菌内必然存在某种物质（转化因子），此转化因子促使R型活细菌转变为S型活细菌（但没有证明转化因子就是DNA）。 （2） 艾弗里的肺炎双球菌转化实验（体外转化） ①设计思路：设法把DNA与蛋白质分离，单独直接地去观察其作用。 ②实验过程

实验结论：DNA是遗传物质，蛋白质、多糖等不是遗传物质。 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具有稳定性，在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复了活性。 ② R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，此变异属于基因重组。 （3） 噬菌体侵染细菌的实验

实验结论：在噬菌体中亲子代之间具有连续性的物质是DNA，DNA是遗传物质。 实验拓展应用——放射性同位素示踪法的应用： ①研究DNA半保留复制方式的特点；②在基因诊断和环境监测中的应用；③用放射性同位素研究光合作用、细胞呼吸中元素的去向；④用放射性元素15N标记氨基酸，研究氨基酸在细胞内合成分泌蛋白的场所、运输通道、分泌过程；⑤用放射性同位素40K证明根吸收的矿质元素的运输部位；⑥用放射性同位素15N标记氨基酸；⑦用放射性同位素标记研究原肠胚三胚层的发育。 2． DNA复制、转录和翻译 书利华教育网 www.shulihua.net 您的教育资源库 书利华教育网 www.shulihua.net 您的教育资源库 5 复制 转录 翻译 主要场所 细胞核 细胞核 细胞质(核糖体) 模板 DNA两条链 DNA一条链 mRNA

原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 氨基酸

原则 A—T；C—C1 T—A；C—G A—U；C—C T—A；C—G A—U；G—C U—A；C—G 产物 两个DNA分子 RNA 蛋白质(多肽) 信息传递 DNA--DNA DNA—RNA RNA--蛋白质(多肽) 意义 传递遗传信息 传递遗传信息 表达遗传信息 3． 碱基数量的计算归类与应用 （1） 双链DNA分子及其某条单链和转录生成的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 m m m mCGUA





互补碱基之和的比例在整个DNA及任一条链中都相等

TACG n n n nUACG





CTGA a a1 1

aCUGA1



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 b b1

1

bUGCA1



（2） DNA复制过程中的碱基数量计算 某DNA分子中含某碱基a个，则：①复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·(2n-1)；②第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·2n-1。 （3） 碱基种类及比例的运用 ① 由核酸所含碱基种类及比例可以分析判断核酸的种类：若有U无T，则该核酸为RNA；若有T无U，且A=T，G=C，则该核酸一般为双链DNA；若有T无U，且A≠T，G≠C，则该核酸为单链DNA。 ② 设某DNA分子的两条链均用放射性元素标记，置于无放射性的环境中复制n次

后，则：含有放射性的DNA占总数的n22；含有放射性的链占全部子链的n21。 （二） 基因与基因工程 1． 基因的结构 (1)原核细胞基因与真核细胞基因的结构比较： ①相同点：都分为编码区和非编码区。 ②不同点；原核细胞基因的编码区是连续的，真核细胞基因的编码区是间隔的、不连续