高中生物高考考点精讲9 遗传的分子基础（课件）

这是一份高中生物高考考点精讲9 遗传的分子基础（课件），共60页。PPT课件主要包含了一根尖的培养，直系血亲与旁系血亲，色体中的一条，同源染色体也是如此，XWY红眼雄，XwY白眼雄，Z或W，性别决定，X或Y，伴性遗传等内容，欢迎下载使用。

低温和秋水仙素一样，处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致分裂后期染色体不能移向两极，细胞加大而不分裂，着丝粒分裂后的染色体仍在一个细胞中，故细胞中的染色体数目加倍。如果用低温处理根尖，则在根尖分生区内可以检测到大量染色体加倍的细胞，如：处理植物幼苗的芽，则可以得到染色体加倍的植株。
探究低温诱导染色体加倍
卡诺氏固定液的配制：取无水酒精和冰醋酸，按体积比3：1的比例混合：盐酸酒精解离液的配制：取 95％酒精和15％盐酸，按体积比1：1的比例混合。质量浓度为10mg／mL的甲紫溶液的配制：将100mL的体积分数为45％的醋酸溶液煮沸，加入1g甲紫后，搅匀再煮5min，待冷却后过滤，备用
方法1：实验课前的3—5d，把洋葱放在盛满水的广口瓶上，让它的底部接触瓶内的水面。方法2：实验课前的3—5d，取蒜瓣，放在盛有少量水的培养皿中培养。
当根长到lcm时，放入冰箱内4℃低温下培养，处理36h。卡诺氏固定液固定根尖的形态的重要特性是能迅速穿透细胞，将其固定并维持染色体结构的完整性，还要能够增强染色体的嗜碱性，达到优良染色效果。
剪取以上处理的根尖，每个根尖为0．5—1cm，分别放人卡诺氏固定液中固定30——60min，然后用体积分数95％酒精洗两次
取固定好的根尖，进行解离、漂洗、染色和制片4个步骤，具体操作方法与实验“观察植物细胞的有丝分裂”相同 先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相，再换上高倍镜并调节细准焦螺旋和反光镜，使物像清晰，仔细观察，辨认哪些细胞发生染色体数目变化
实验：调查人类遗传病的两种调查方式
人类遗传病的调查可以分为两种情况：一是调查某种遗传病的发病率；二是调查某种病的遗传方式。 调查统计某种遗传病在人群中的发病率应在人群中随机抽样调查，然后用统计学方法进行计算。某种遗传病的发病率=（某种遗传病的患病人数/某种遗传病的被调查人数）×100%。调查某种遗传病的遗传方式应在某个典型的患者家系中进行。 调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病（仅这类遗传病符合孟德尔遗传规律），如红绿色盲、白化病、高度近视（600度以上）等
常染色体显性遗传：多指、并指、软骨发育不全常染色体隐性遗传：白化病、苯丙酮尿症、镰刀型细胞贫血症先天性聋哑、囊性纤维病伴X染色体显性遗传：抗维生素D佝偻病 伴X染色体隐性遗传：色盲症、血友病伴Y染色体遗传：男性外耳道多毛症
多基因遗传病涉及多个基因和多种环境因素的遗传病；发病率超过1/1000，群体中的发病率高。唇裂无脑儿原发性高血压青少年型糖尿病
染色体异常遗传病由染色体数目、形态或结构异常而引起的遗传病称为染色体异常遗传病； 猫叫综合征，第5号染色体短臂缺失21三体综合征
一、萨顿的假说基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在染色体上，因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系(1)基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构。
(2)在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。在配子中只有成对的基因中的一个，同样，也只有成对的染
(3)体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方。
(4)非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。
二、摩尔根基因位于染色体上的实验证据1．实验分析图解
控制白眼的基因 w 位于 X 染色体上
男性患者的X致病基因必然来自母亲，以后又必定传给女儿，这种遗传方式称交叉遗传。
3.XY 型性别决定与伴性遗传的规律
(1)XY 型性别决定染色体组成：男 44＋XY、女 44＋XX。(2) 伴性遗传是由于异型性染色体之间存在“非同源区
DNA是主要的遗传物质
1．对遗传物质的早期推测(1)20世纪20年代：大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。(2)20世纪30年代：人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸 聚合而成的生物大分子，但对DNA结构了解不清晰，是遗传物质的观点仍占主导地位。2．实验证据
c．结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。②艾弗里转化实验(体外转化)a．原理：对S型细菌的成分提取、分离、鉴定，并与R型活细菌混合培养，以观察各成分的作用。b．过程：
c．结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是转化因子，是遗传物质。(2)噬菌体侵染细菌的实验①原理：T2噬菌体以自己的________为模板，利用________体内的物质合成自身组成物质而实现增殖。②方法：___________________，用________标记一部分噬菌体的蛋白质，用________标记另一部分噬菌体的DNA。③材料：a．T2噬菌体的核酸为________，存在于头部，尾部及头部外侧为蛋白质。
b．T2噬菌体的生活方式是________，宿主细胞为__________，________(能/不能)在培养基上繁殖。④过程：
⑤结论：在噬菌体中，亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA，即DNA是遗传物质。⑥实验思想：将DNA和蛋白质等分开，直接地、单独地去观察各自的作用。
肺炎链球菌的转化实验转化作用的实质是什么？噬菌体侵染细菌的实验中32P和35S分别存在什么部位？
　RNA也是遗传物质的实验
1．上清液和沉淀物放射性分析(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：①保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。②噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。(3)因噬菌体蛋白质含有DNA没有的特殊元素S，所以用35S标记蛋白质；DNA含有蛋白质含量很少的元素P，所以用32P标记DNA；因DNA和蛋白质都含有C、H、O、N元素，所以此实验不能用C、H、O、N作为标记元素。
凡是有细胞结构的生物，无论是原核细胞还是真核细胞，尽管细胞中同时含有两种核酸(DNA和RNA)，但是它们的遗传物质都是DNA而不是RNA；无细胞结构的生物(病毒)，仅含有一种核酸(DNA或者RNA)，它们的遗传物质就是DNA或者RNA，任何生物的遗传物质都只有一种。
　　同位素示踪法的应用
概念：同位素示踪法是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，即把放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的。从而研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。
2．应用：同位素的发现为探明许多生命的奥秘起了很重要的作用：(1)使用某放射性元素，追踪其转移过程。如在光合作用中，分别用18O标记H182O和用14C标记14CO2，以追踪18O和14C的转移途径：①14CO2→14C3→(14CH2O)②H182O→18O2(2)标记特征化合物，探究其作用和详细生理过程。例如：
①T2噬菌体侵染细菌实验：32P—DNA，证明DNA是遗传物质；35S—蛋白质，证明蛋白质外壳未进入细菌体内，推测蛋白质不是遗传物质。②3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白的合成、加工、运输过程。③15N标记DNA，证明了DNA的半保留复制特点。
　基因通常是有遗传效应的DNA片段
1．基因与DNA的关系(1)基因通常是有遗传效应的DNA片段。(2)每个DNA分子含有多个基因。(3)DNA分子中存在不是基因的片段。2．DNA片段中的遗传信息(1)DNA分子能够储存足够量的遗传信息。(2)遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。
DNA分子的结构、复制和与基因的关系
(3)DNA分子的多样性源于碱基对排列顺序的多样性。(4)DNA分子的特异性源于每个DNA分子的碱基的特定的排列顺序。3．基因与性状的关系基因是控制生物性状的结构单位和功能单位。
　DNA的结构及复制
①每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个。④碱基对之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂。⑤除DNA末端的两个脱氧核糖外，其余每个脱氧核糖连接着2个磷酸，3′，5′相连接。
⑥若碱基对为n，则氢键数为2n～3n之间，若已知A有m个，则氢键数为3n－m。 (2)DNA分子特性①稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架。②多样性：碱基对多种多样的排列次序。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种，其中n代表碱基对数。③特异性：每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息。
2．DNA的复制(1)研究DNA复制的常用方法同位素标记法和离心法，常标记3H、15N、32P，通过离心在试管中形成不同位置。(2)DNA复制的过程
①解旋：利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，两条螺旋的双链解开。②合成子链：以DNA分子的两条母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成互补的子链。③形成子代DNA：每条新链(子链)与其对应的模板链(母链)盘绕成双螺旋结构。(3)DNA复制的条件
　DNA半保留复制的特点及其应用
1．对DNA复制的推测 沃森和克里克发表了DNA双螺旋模型之后不久，于同年又紧接着发表了DNA半保留复制的假说：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做半保留复制。
②减数分裂与DNA半保留复制关系：若将DNA分子被15N标记的细胞放入含14N原料的培养液中进行减数分裂，
　　DNA、碱基计算的一般规律及求解
①腺嘌呤与胸腺嘧啶相等，鸟嘌呤与胞嘧啶相等，即A＝T，G＝C。②嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A＋G＝T＋C。③在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。设在双链DNA分子中的一条链上A1＋T1＝n%，因为A1＝T2，A2＝T1，则：A1＋T1＝A2＋T2＝n%。④双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。
(4)关于DNA及其转录的RNA计算在双链DNA及其转录的RNA之间，有下列关系：设双链DNA中a链的碱基为A1、T1、C1、G1，b链的碱基为A2、T2、C2、G2，则A1＋T1＝A2＋T2＝RNA分子中(A＋U)＝1/2DNA双链中的(A＋T)；G1＋C1＝G2＋C2＝RNA分子中(G＋C)＝1/2DNA双链中的(G＋C)。2．DNA复制中有关的计算若取一个全部N原子被15N标记的DNA分子(0代)，转移到含14N的培养基中培养(复制)n代。(1)子代DNA分子中，含14N的有2n个，只含14N的有(2n－2)个，做题时应看准是“含”还是“只含”。
(2)无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个，含15N的链始终是2条。做题时，应看准是“DNA分子数”还是“链数”。(3)若一亲代DNA分子有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需消耗游离的该种脱氧核苷酸数目为m×(2n－1)个。第n次复制，需该种脱氧核苷酸数目为m·2n－1。3．计算中“最多”和“最少”的分析(1)翻译时，mRNA上的终止密码子不决定氨基酸，因此准确地说，mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。基因或DNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
(2)在回答有关问题时，应加上“最多”或“最少”等字。如：mRNA上有n个碱基，转录该mRNA的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。【特别提醒】①做题时应看清是DNA上(或基因上)的碱基对数还是个数，是mRNA上密码子的个数还是碱基个数。②DNA(或基因)中的碱基对数∶密码子个数∶氨基酸个数＝3∶1∶1。
1．中心法则的提出及发展(1)提出人：________。(2)完善的中心法则内容(用简式表示)__________________________________________。(3)最初提出的内容包括________、转录和________，补充完善的内容为RNA复制和________。
2．基因、蛋白质与性状的关系(1)两种方式①间接控制：基因通过控制________的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。②直接控制：基因通过控制________的结构，直接控制生物体的性状。(2)调控生物体性状的因素①内因：________。
②外因：环境条件。(3)基因与性状的关系①基因与性状的关系并不都是简单的________关系。例如：生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关；有些基因则会影响多种性状，如决定豌豆开红花的基因也决定结灰色的种子。②环境影响生物性状：性状(表型)是由________和________共同作用的结果。3．真核生物的基因分类
(1)细胞核基因(2)细胞质基因：线粒体基因和叶绿体基因(绿色植物)。
遗传信息、密码子和反密码子(见下表)
　中心法则及基因对性状的控制
①图中RNA→DNA的逆转录和RNA→RNA的自我复制过程，在病毒单独存在时不能进行，只有当病毒寄生到宿主细胞中以后才发生。②逆转录需要逆转录酶催化。③中心法则的5条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则。2．中心法则与基因表达的关系
　　DNA(基因)、mRNA上碱基数目与氨基酸数目之间关系的有关计算
综上可知：蛋白质中氨基酸数目＝1/3 mRNA碱基数目＝1/6 DNA(或基因)碱基数目。因为DNA(基因)、mRNA上有一些碱基不编码氨基酸(如mRNA上的终止密码子等)，所以实际上编码n个氨基酸，mRNA上所需的碱基数目大于3n，基因上碱基数目大于6n，故一般题干中求氨基酸数有“最多”、求碱基数有“至少”等字样。在回答有关问题时，也应加上“最多”或“至少”等字。如：mRNA上有n个碱基，转录产生它的基因中至少有2n个碱基，该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。