(课程标准卷地区专用)2013高考生物二轮复习 第3单元 生命系统的繁殖基础课件(解析版).ppt

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专题五 有丝分裂和减数分裂 专题六 遗传的分子基础 专题七 遗传的基本规律及应用 专题八 生物的变异与进化 第三单元生命系统的繁殖基础 第三单元生命系统的 繁殖基础 第三单元 单元网络 单元网络 第三单元 单元网络 第三单元 高考纵览 高考纵览 第三单元 高考纵览 第三单元 高考纵览 第三单元 高考纵览 第三单元 高考纵览 第三单元 高考纵览 第三单元 高考纵览 第三单元 高考纵览 专题五有丝分裂和减数分裂专题五有丝分裂和减数分裂 专题五 有丝分裂和减数分裂 专题五 考纲导航 热点考向 1对细胞分化、衰老、凋亡和癌变的考查 2对有丝分裂和减数分裂的考查 考纲导航 复习策略 1把细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的区别列成表格,加以 比较。 2对有丝分裂和减数分裂列表比较。 3能准确判断染色 单 体数、核 DNA含量等坐标曲线图,分清有 丝分裂和减数分裂图像。 专题五 考纲导航 探究点一有关有丝分裂和减数分裂的比较 物种为二倍体 1有丝分裂与减数分裂核 DNA和染色体数量变化曲线的比较 要点热点探究 专题五 要点热点探究 专题五 要点热点探究 专题五 要点热点探究 特点 DNA复制一次, 细 胞分裂一次 DNA复制一次, 细 胞 连续 分裂二次 数目 1个体 细 胞 2个体 细 胞 1个原始生殖 细 胞 1个 卵 细 胞或 4个精子 变 异 基因突 变 频 率极低 、 染色体 变 异 基因突 变 、染色体 变 异 和基因重 组 结 果 体 细 胞 体 细 胞 原始生殖 细 胞 生殖 细 胞 总结 细胞核内 DNA和染色体的数量变化 专题五 要点热点探究 图 3 5 1 解读 1曲线 A为核 DNA的变化曲线, B为染色体的变化曲线。 20 8表示的是减数分裂, 8位点发生受精作用, 8 13表示的是有丝分 裂。具体的时间段 1 2、 2 3、 3 4、 4 5、 5 6、 6 7、 7 8依次为减 的前期、中期、后期、减 的前期、中期 、后期和末期; 9 10、 10 11、 11 12、 12 13依次为有丝分裂的前 期、中期、后期和末期。 3成对的遗传因子分离发生在减 后期,即 3 4。 4四分体形成于减 前期,消失于减 后期,存在区间即 1 3。 专题五 要点热点探究 5着丝点分裂是瞬间完成的,在两个地方发生减 后期和有丝后期 刚开始时,分别在 6、 11位点,千万不要填成区间。 特别提醒 直方图实质上是坐标曲线图的变形,反映的也是染色体、核 DNA或染 色单体数量的变化关系。 专题五 要点热点探究 2有丝分裂和减数分裂细胞图像的比较与辨析 以二倍体动物为例 1有丝分裂和减数分裂主要时期图像比较 专题五 要点热点探究 专题五 要点热点探究 2辨析方法 专题五 要点热点探究 特别提醒 1辨认分裂图像的关键是识别同源染色体。一般情况下,同源染色 体是形状、大小相同的一对染色体,其中一条来自父方、一条来自母 方 常用不同颜色表示,如图 C、 D所示 。 A组两条染色体大小不同; B组两条染色体的形状 着丝点位置 不同,因此 A、 B两组中的染色体 都不是同源染色体。 专题五 要点热点探究 图 3 5 2 X、 Y染色体是一对大小、形态不同的同源染色体; 能联会、配对、形成四分体的两条染色体,一定是同源染色体。只 有正确地识别同源染色体,才能进行细胞分裂方式及其所处时期的准 确判定。 专题五 要点热点探究 2以上介绍的比较方法都是针对二倍体生物的。如果没有限定是二 倍体,就需要考虑四倍体生物的减数分裂了。例如图 3 5 3就有可能是二倍体生物有丝分裂后期细胞和四倍体生物减 后期细胞。 专题五 要点热点探究 图 3 5 3 例 1 根据每个细胞中核 DNA相对含量的不同,将某高等哺乳动物睾丸 中连续增殖的精原细胞归为 A、 B、 C三组,每组细胞数目如图 1所示 ;将睾丸中参与配子形成过程的细胞归为 D、 E、 F三组,每组细胞数 目如图 2所示;根据细胞中每条染色体上 DNA含量在细胞周期中的变 化绘制曲线,如图 3所示。下列叙述中错误的是 专题五 要点热点探究 C 专题五 要点热点探究 图 3 5 4 A图 1中的 B组细胞位于图 3中的甲乙段,细胞中发生的主要变化 是 DNA的复制和有关蛋白质的合成 B图 1中 C组的细胞不都位于图 3的乙丙段 C图 2中 F组细胞变成 E组细胞的过程发生在图 3的丙丁段 D图 2中 D组细胞表示精细胞, E组细胞可以表示精原细胞,也可以 表示次级精母细胞 专题五 要点热点探究 解析 本题的解题关键是读懂图像中内容。图 1表示有丝分裂, A组细胞 处于间期中的 G1期, B组细胞处于间期中的 S期, C组细胞处于间期中的 G2期和分裂期。图 2表示减数分裂, D组细胞为减数分裂产生的子细胞, 如精细胞, E组细胞为精原细胞和处于减数第二次分裂的细胞, F组为处 于减数第一次分裂的细胞。图 3既可以表示有丝分裂,也可以表示减数分 裂,因此甲乙段表示有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期,乙 丙段表示有丝分裂前期、中期和减数第一次分裂前期、中期、后期以及 减数第二次分裂的前期和中期,丙丁段表示有丝分裂后期和减数第二 次分裂的后期,丁戊段表示有丝分裂末期和减数第二次分裂的末期。 根据以上分析可以判断出选项 A、 B、 D 正 专题五 要点热点探究 确,选项 C错误, F组细胞变成 E组细胞的过程,即减数第一次分裂到 减数第二次分裂的过程发生在乙丙段。 点评 直方图解题思路与坐标曲线图基本相同,但对分析染色单体非 常重要。一般是把要比较的细胞分裂各时期的染色体、 DNA、染色单 体放入同一坐标系中加以比较,因此,解题时只要找准三者的位置, 其他的问题就会迎刃而解。 专题五 要点热点探究 变式题 某生物兴趣小组观察了几种生物不同分裂时期的细胞,并根 据观察结果绘制出如下图形。下列与图形有关的说法中正确的是 专题五 要点热点探究 图 3 5 5 B A甲图所示细胞处于有丝分裂后期,在此时期之前细胞中央出现了 赤道板 B乙图所示细胞可能处于减数第一次分裂后期,此阶段发生同源染 色体的分离 C乙图所示细胞可能处于有丝分裂中期,此阶段染色体着丝点发生 分裂 D如果丙图表示精巢内的几种细胞,则 C组细胞可发生联会并产生 四分体 专题五 要点热点探究 解析 赤道板是一个虚拟的结构,在细胞有丝分裂过程中不会出现, A项错误;由乙图可知,该细胞可能处于减数第一次分裂后期,此时 细胞内发生同源染色体的分离,非同源染色体的自由组合, B项正确 ;乙图所示细胞可能处于有丝分裂中期,但染色体着丝点未发生分裂 , C项错误;丙图中 C组细胞染色体为 4N,为有丝分裂的后期,染色 体联会并产生四分体发生在减数第一次分裂的过程中, D项错误。 专题五 要点热点探究 例 2 甲至丁为二倍体生物卵巢中的一些细胞分裂图,有关判断正确的 是 专题五 要点热点探究 图 3 5 6 B A若图中所示细胞分裂具有连续性,则顺序依次为乙 丙 甲 丁 B甲、乙、丙细胞中含有的染色体组数目依次为 4、 2、 1 C若乙的基因组成为 AAaaBBbb,则丁的基因组成为 AaBb D乙是次级卵母细胞,丁可能为卵细胞 专题五 要点热点探究 解析 若图中细胞分裂具有连续性,则甲表示卵原细胞有丝分裂后期 ,乙为减数第一次分裂后期,丙为减数第二次分裂中期,丁为减数第 二次分裂末期,故顺序为甲 乙 丙 丁, A项错误;甲、乙、丙细 胞含有染色体组数目为 4、 2、 1, B项正确;若乙细胞基因型为 AAaaBBbb,则丁的基因组成中不含等位基因, C项错误;乙中同源 染色体分开,是初级卵母细胞,丁可能是卵细胞或极体, D项错误。 专题五 要点热点探究 点评 注意细胞分裂过程中的一些细节问题,是解答此类问题的关键 含姐妹染色单体的染色体 “成对平行排列在赤道板上 ”的细胞,一 定处于减数第一次分裂中期; 细胞质不均等分裂的一定为卵母细胞 ,有姐妹染色单体的为初级卵母细胞,无姐妹染色单体的为次级卵母 细胞。 专题五 要点热点探究 变式题 下列是基因型为 AaBb的某高等生物的一个细胞相关分裂过程 示意图,相关说法错误的是 专题五 要点热点探究 图 3 5 7 B A该生物可以产生基因型为 AB、 Ab、 aB、 ab的配子 B乙细胞表示减数第二次分裂后期,同源染色体分离,等位基因分 离 C含两个染色体组的细胞是甲、乙和丁,含有染色单体的细胞是甲 、丙和丁 D若戊细胞中 1号染色体上携带有基因 a,则 7号染色体相同位点上 应有基因 A 专题五 要点热点探究 解析 由丙图可知两对等位基因位于两对同源染色体上,在遗传时遵循 基因的自由组合定律,在形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分 开而分离,非等位基因会随着非同源染色体的的自由组合而组合,形成 四种基因型为 AB、 Ab、 aB、 ab的配子, A项正确。乙图因在一极上无 同源染色体,且无染色单体,故是减数第二次分裂后期,此时着丝点分 开,姐妹染色单体分离, B项错误。细胞中的一组非同源染色体,它们 在形态和功能上各不相同,但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和 变异的全部信息,这样的一组染色体,叫做一个染色体组, C项正确。 戊细胞为有丝分裂后期图, 1和 5、 7,3和 5、 7各为一对同源染色体,因 此,若戊细胞中 1号染色体上携带有基因 a,则 7号染色体相同位点上应 有基因 A, D项正确。 专题五 要点热点探究 探究点二细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的比较 1细胞的分裂、分化、衰老、凋亡和癌变相互之间的联系 专题五 要点热点探究 图 3 5 8 2细胞分裂和细胞分化的比较 专题五 要点热点探究 细 胞分裂 细 胞分化 原因 细 胞表面 积 和体 积发 展不平衡; 细 胞核与 细 胞 质发 展不平衡; 增殖的需要 基因的 选择 性表达 或基因的 差异性表达 结 果 生成相同的 细 胞 生成不同的 细 胞 意 义 促 进 多 细 胞个体形成、生 长 和 发 育的需要; 单细 胞生物形成新 个体的需要 组织 、器官的形成与完善 ; 组织 、器官的修复 特性 局部性 不是所有 细 胞都 进 行 ; 周期性 连续 分裂的 细 胞具有 细 胞周期 稳 定性差异; 不可逆性 ; 渐变 性; 自控性 特别提醒 分化必须建立在分裂的基础上,即分化必然伴随着分裂,但分裂的细 胞不一定就分化。分化程度越高,分裂能力也就越差。 专题五 要点热点探究 3细胞的癌变、衰老和凋亡的比较 专题五 要点热点探究 项 目 细 胞癌 变 细 胞衰老 细 胞凋亡 与基 因的 关系 受突 变 基因控制, 遗传 物 质发 生改 变 受基因控制, 遗传 物 质 不 发 生改 变 受基因控制, 遗 传 物 质 不 发 生 改 变 原因 使原癌基因和抑癌基因 发 生突 变 , 导 致正 常 细 胞的生 长 和分 裂失控 多种内因 体 细 胞突 变 、 DNA损伤 等 和外因共同作用 受 严 格的由 遗传 机制决定的程 序性 调 控 表 现 正常 细 胞 变 成癌 细 胞 恶 性增殖 细 胞的形 态 、 结 构 和功能上 发 生 变 化 由基因所决定的 细 胞自 动结 束 生命的 过 程 专题五 要点热点探究 特点 无限增殖 形 态结 构 发 生 显 著 变 化 细 胞表面 变 化,易 分散和 转 移 水分减少、体 积变 小, 代 谢 速率减慢 多种 酶 的活性降低 色素 积 累 呼吸速率减慢, 细 胞核 体 积变 大,染色 质 收 缩 、染色加深 膜通透性改 变 ,物 质 运 输 功能降低 涉及一系列基因 的激活、 表达及 调 控作用 ,是个井然有 序的 过 程 专题五 要点热点探究 对 机 体的 影响 对 机体有害 有利于生物体不断 产 生和 补 充有旺盛生命力的新 细 胞 ,但 细 胞衰老 过 多、 过 快 对 生物也不利 对 机体有利 联 系 细 胞癌 变 是正常 细 胞在致癌因子影响下畸形分化的 结 果,内在原 因是原癌基因和抑癌基因 发 生突 变 。 细 胞衰老是 细 胞生命活 动 的客 观规 律。 细 胞凋亡是 细 胞的一种基本生物学 现 象,在 多 细 胞生物去除不需要的或异常的 细 胞中起着必要的作用 说明 细胞癌变解读 1机理 专题五 要点热点探究 2原癌基因与抑癌基因的关系 原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。 抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。 原癌基因和抑癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。 专题五 要点热点探究 4细胞分裂与遗传变异的联系 专题五 要点热点探究 细 胞分裂与 遗传 定律的 细 胞学基 础 在减数第一次分裂后期同源染色体彼此分离, 导 致等位基因分离是基因分离定律的 细 胞学基 础 ; 在同源 染色体分离的同 时 ,非同源染色体自由 组 合, 导 致非同源 染色体上的非等位基因自由 组 合是基因自由 组 合定律的基 础 细 胞分裂 与染色体 上的基因 在 细 胞分裂中,位于姐妹染色 单 体上的基因通常是相同的, 而位于同源染色体上相同位置的基因可以是相同基因,也 可以是等位基因 细 胞分裂与 DNA的复制 在 细 胞分裂中, DNA分子 经 复制后子代的每个 DNA分子中仍 保留了原来 DNA分子中的一条 链 专题五 要点热点探究 细 胞分裂 与 遗传 信 息的 传递 有 丝 分裂 过 程中染色体复制一次, 细 胞分裂一次,同 源染色体不分离,因此子 细 胞与母 细 胞 遗传 物 质 保 持不 变 。 减数分裂中染色体复制一次, 细 胞 连续 分裂两次,减 数第一次分裂,同源染色体分离,染色体、 DNA数目 减半,两个子 细 胞中的 遗传 物 质 不相同; 减数第二次分裂,姐妹染色 单 体分开,来自同一个次 级 性母 细 胞的两个子 细 胞 细 胞核 遗传 物 质 相同 专题五 要点热点探究 细 胞分裂 与生物 的 变 异 与基因 突 变 基因突 变 主要 发 生在有 丝 分裂 间 期 体 细 胞突 变 和减数第一次分裂 间 期 有性生 殖 细 胞突 变 的 DNA分子复制 过 程中 与基因 重 组 在减数分裂第一次 过 程中,同源染色体彼 此分离的同 时 ,非同源染色体之 间 的 自由 组 合以及同源染色体的非姐妹染色 单 体之 间 的交叉互 换 专题五 要点热点探究 细 胞分 裂与 生物 的 变 异 与染色 体 变 异 发 生于有 丝 分裂,染色体复制完成, 纺锤 体形成受 阻, 细 胞中染色体数目加倍; 减数分裂 过 程中,如果 纺锤 体的形成受阻,会出 现 染色体数目加倍的生殖 细 胞,生殖 细 胞 结 合后形成 多倍体; 可能个 别 同源染色体未分离或姐妹染色 单 体未分离造 成分裂后的 细 胞中个 别 染色体的数目 发 生增减,如 a.常染色体 类 型 如 21三体 综 合征 ; b.性染色体 类 型 如性腺 发 育不良 ; 若染色体 结 构 发 生 变 化,会 发 生染色体 结 构 变 异 例 3 关于细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是 A衰老细胞的产生与细胞的畸形分化有直接关系 B癌细胞的产生是原癌基因和抑癌基因突变的结果 C在个体发育过程中,细胞分化仅发生于胚胎发育阶段 D在个体发育过程中,细胞凋亡仅发生于成熟个体体内 专题五 要点热点探究 B 解析 细胞的衰老是自然生理过程,与细胞的畸形分化没有直接关系 ;细胞分裂和细胞的分化发生在生物体的整个生命进程中,在胚胎时 期达到最大限度;在生物体的个体发育过程中,细胞的分裂是生物体 生长、发育和繁殖的基础,细胞的分化保证了组织、器官的形成,细 胞分化是基因选择性表达的结果。而细胞的衰老和凋亡对生物体具有 重要生理作用。 专题五 要点热点探究 点评 在个体发育过程中,大多数细胞能够正常地完成细胞分化。但有的细 胞由于受到致癌因子的作用,不能正常地完成细胞分化,而变成了不受有 机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞,这种细胞就是癌细胞。癌症 起始于一个细胞突变,虽然癌症起始于一个细胞突变,但是这个突变细胞 的后代必须经过几次突变,才能形成癌细胞。癌变后细胞代谢速率会加快 ,分裂所需的物质供应速率会加快,因此细胞周期会变短。细胞凋亡是指 为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主地有序地死亡。细胞凋亡与细 胞坏死不同,细胞凋亡是一个主动过程,它涉及一系列基因的激活、表达 以及调控等的作用,它并不是病理条件下,自体损伤的一种现象,而是为 更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。 专题五 要点热点探究 变式题 关于细胞生命历程的叙述,正确的是 A细胞分化导致细胞中的遗传物质发生改变 B受核质比、表面积与体积比的限制,细胞不能无限长大 C细胞衰老不受基因控制,细胞凋亡受基因控制 D细胞癌变与环境中的致癌因子有关,相关基因不能遗传 专题五 要点热点探究 B 解析 细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞中的遗传物质并没有发 生改变, A项错误;细胞不能无限长大的原因一是受细胞表面积与体积 比,即相对表面积的限制,因为细胞越大,相对表面积越小,细胞物质交 换的效率越低;二是受细胞核质比的限制,因为细胞核内的遗传物质是恒 定的,细胞增大,细胞质增多,细胞核对细胞质的控制能力变差, B项正 确;细胞衰老是正常现象,也要受到基因的控制,细胞凋亡是受基因控制 的编程性死亡,细胞坏死不受基因控制, C项错误;细胞癌变是在环境因 子的诱导下原癌基因和抑癌基因突变产生的,如果突变发生在生殖细胞中 是能够遗传给下一代的, D项错误。 专题五 要点热点探究 对细胞分化与细胞全能性相关知识辨析不清 例题 下列事实不能体现分化或细胞全能性的是 A棉花根尖细胞经诱导形成幼苗 B胚胎发育中出现造血干细胞 C蝌蚪尾巴消失的过程 D小鼠体细胞经诱导培育成小鼠 尝试解答 ________ 易错提示 解答本题的关键是能抓住细胞分化和细胞全能性 的区别。 常见易错示例 专题五 常见易错示例 解析 C证明细胞全能性的实例必须满足的三个条件。起点高度 分化的细胞;终点形成完整的个体;外部条件离体、营养物质等 。细胞全能性指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。 棉花的根尖细胞经诱导后长成幼苗能体现细胞的全能性,故 A项正确 ;造血干细胞属于专能干细胞,是由胚胎发育过程中细胞分化得来的 ,故 B项正确;蝌蚪尾巴的消失,是细胞编程性死亡的过程 细胞 凋亡,不发生细胞分化,故 C项错误;小鼠体细胞经诱导能长成小鼠 ,体现了细胞的全能性,故 D项正确。 专题五 常见易错示例 【 纠错笔记 】 细胞分化与细胞全能性比较 专题五 常见易错示例 细 胞分化 细 胞全能性 原理 细 胞内基因 选择 性表达的 结果 含本物种全套 遗传 物 质 特点 持久性 稳 定性和不可逆性 普遍性 高度分化的植物体 细 胞具有全 能性 高度分化 动 物 细 胞的 细 胞核仍 保持全能性 表达分化的 细 胞在一定条件 下离体培养 专题五 常见易错示例 结 果 产 生不同的 组织 和器官 形成新个体 大小 比 较 细 胞分化程度有高低之 分,如体 细 胞生殖 细 胞受精卵 细 胞全能性表达有 难 易 之分,如受精卵生 殖 细 胞体 细 胞 关系 两者的 遗传 物 质 都不 发 生 变 化 细 胞的分化程度越高,全能性越 难 表达。 备选理由由于篇幅有限,第 1题考查单倍体幼苗经过秋水仙素 处理后, DNA含量的变化,在此作为补充;第 2题考查有关减数 分裂等相关知识,在此作为补充;第 3题考查的是有丝分裂的实 验,在此作为补充。 1 水稻花药离体培养的单倍体幼苗,经秋水仙素处理后形成二 倍体植株,下图是该过程中某时段细胞核 DNA含量变化示意图。 下列叙述错误的是 备用习题 专题五 备用习题 专题五 备用习题 A d e过程中细胞内发生了染色体数加倍 B a b过程中细胞有时含有 2个染色体组 C e点后细胞内各染色体组的基因组成相同 D f g过程中不会发生同源染色体分离 解析 A d e过程代表有丝分裂间期 DNA的复制,因此 DNA数 目加倍,染色体数目不变,所以 A项错误;花药细胞中含有一个 染色体组,在有丝分裂后期,着丝点分裂,染色体组数目加倍 ,所以 B项正确; c h为有丝分裂,每个时期染色体组的基因组 成都是相同的,所以 C项正确; f g属于有丝分裂后期,而同源 染色体分离发生在减数第一次分裂后期,所以 D项正确。 专题五 备用习题 2 某生物的基因型是 AaBb,如图是其体内一个正在进行减数分 裂的细胞示意图。下列说法正确的是 A该细胞含有一个染色体组 B该细胞肯定发生过交叉互换和染色 体变异 C A与 a的分离发生在减数第一次分裂 D减数第二次分裂出现差错可能产生 基因型为 Aabb的细胞 专题五 备用习题 解析 D该细胞含有两个染色体组, A项错误;由于该细胞进 行了减数第一次分裂中的同源染色体的非姐妹染色单体交叉互 换,属于基因重组, B项错误;该细胞 A与 a的分离发生在减数第 一次分裂和减数第二次分裂, C项错误;减数第二次分裂出现差 错可能产生基因型为 Aabb的细胞, D项正确。 专题五 备用习题 3 2012 江苏卷 下列关于 “ 观察洋葱根尖分生组织细胞有 丝分裂 ” 的叙述,错误的是 A解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散 B先用低倍镜找到分生区细胞,再换用高倍镜观察 C显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体 D探究有丝分裂的周期性可为实验取材时机提供依据 专题五 备用习题 解析 C本题考查植物细胞有丝分裂的实验知识。解离目的 是使组织中的细胞相互分离开来,压片是为了使细胞分散开来 ,有利于观察,故 A项正确。因低倍镜观察范围较大,所以应先 在低倍镜下找到分生区。高倍镜放大倍数较大但观察范围较小 ,应先将需观察的物像移到视野中央再仔细观察细胞内的染色 体分布,故 B项正确。细胞有丝分裂周期中分裂间期占的比例很 大,绝大多数的细胞处于分裂间期,分裂间期细胞中没有染色 体出现,故 C项错误。不同植物分裂周期不同,分裂的活跃时间 也不相同,所以在实验取材前应先探究了解植物的有丝分裂的 周期性是必要的,故 D项正确。 专题五 备用习题 专题六遗传的分子基础专题六遗传的分子基础 专题六 遗传的分子基础 专题六 考纲导航 热点考向 1对人类探索遗传物质过程的考查 2对 DNA分子结构、复制的考查 3对基因的考查 4对基因表达的考查 考纲导航 复习策略 1把各位科学家探索遗传物质的成分列成表格,加以比较。 2注意区别基因、 DNA、染色体和性状之间的关系。 3把 DNA复制、转录、翻译、逆转录、 RNA复制等列表进行比较。 专题六 考纲导航 探究点一探究遗传物质成分的实验 1肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验 要点热点探究 专题六 要点热点探究 肺炎双球菌体外 转 化 实验 噬菌体侵染 细 菌 的 实验 相 同 点 实验 思路 设 法将 DNA与其他物 质 分开、直接 单 独研究它 们各自的作用 实验 原 则 都遵循 对 照的原 则 实验结论 两 实验 都能 证 明 DNA是 遗传 物 质 专题六 要点热点探究 不 同 点 处 理 方 式 直接分离分离 S型菌 的 DNA、多糖、蛋 白 质 等,分 别 与 R型 菌混合培养 同位素 标记 根据 DNA和蛋白 质 的特 殊元素,用 32P、 35S 分 别进 行 标记 实验 结 论 DNA是 遗传 物 质 蛋白 质 等不是 遗传 物 质 DNA是 遗传 物 质 ,在 亲 子代之 间 保持 连 续 性 特别提醒 1肺炎双球菌转化实验,证明了 DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗 传物质;噬菌体侵染细菌的实验证明 DNA是遗传物质,不能证明蛋白 质不是遗传物质。 2用 35S、 32P是通过标记细菌而去标记噬菌体的。由于噬菌体是专性 寄生在细菌内的,所以我们可以利用噬菌体在标记的细菌体内繁殖产 生子代噬菌体,而被相应的同位素标记,然后再侵染未标记的细菌, 通过观察放射性进行分析判断。 专题六 要点热点探究 3仅用 32P标记噬菌体的侵染实验,上层的上清液中有较弱的放射性 ,可能的原因是 侵染时间过短会有许多噬菌体没来得及侵入细菌; 侵染时间过长会有释放出来的子代噬菌体; T2噬菌体的化学成分中, 99的磷元素存在于 DNA分子中,可能是 另外 1的磷使上清液显示出很弱的放射性。 4仅用 35S标记噬菌体的侵染实验,下层沉淀物中也有较弱放射性, 最可能的原因是搅拌不彻底。 专题六 要点热点探究 例 1 关于人类探索遗传物质的过程,说法正确的是 A格里菲思的实验证实加热杀死的 S型菌体内存在的转化因子是 DNA B艾弗里的实验与赫尔希和蔡斯的实验设计思路基本相同 C艾弗里的实验没有设置对照 D用含 32P的培养基直接培养噬菌体,可得到放射性标记的噬菌体 专题六 要点热点探究 B 解析 格里菲思的实验只知道有转化因子存在,不知道转化因子是什 么物质;艾弗里的实验与赫尔希和蔡斯的实验设计思路基本相同,都 是设法将 DNA和蛋白质分开,各自独立地研究它们的作用;艾弗里的 实验设置了对照组;噬菌体是寄生在细菌内的。 专题六 要点热点探究 点评 人类对遗传物质的探索过程。 1肺炎双球菌的转化过程研究 DNA和蛋白质中谁是遗传物质。 2肺炎双球菌的体外转化实验实验中,艾弗里等发现 DNA的纯度 越高,转化就越有效。 3噬菌体侵染细菌的实验证明了 T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆 菌体内的病毒, DNA才是遗传物质。 4烟草花叶病毒的感染和重建实验证明了在只有 RNA没有 DNA的 病毒中, RNA是遗传物质。 5朊病毒的发现,证实在某些情况下蛋白质可以作为生物体的遗传物 质。 专题六 要点热点探究 变式题 下列关于 “肺炎双球菌的转化实验 ”和 “噬菌体侵染细菌的实验 ” 的表述正确的是 A肺炎双球菌的转化实验属于基因工程,其变异原理是基因重组 B两个实验都证明 DNA是主要的遗传物质 C噬菌体侵染细菌的实验搅拌离心操作前的保温时间不宜过长 D两个实验的关键都是通过物质分离提纯技术把 DNA和蛋白质分开 单独去作用 专题六 要点热点探究 C 解析 肺炎双球菌转化实验的实验原理是基因重组,但不属于基因工 程;两个实验都可以证明 DNA是遗传物质;在噬菌体侵染细菌的实验 中,若搅拌离心操作前的保温时间过长,可能会因为部分细菌已经被 噬菌体破坏,从而导致放射性物质的分布与预期不符;噬菌体侵染细 菌的实验中没有用到物质分离提纯技术。 专题六 要点热点探究 探究点二有关 DNA复制 1 DNA的复制证据 1推测沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说,即遗传物质 的复制为半保留复制。 专题六 要点热点探究 专题六 要点热点探究 2 DNA分子的相关计算 1相关计算 专题六 要点热点探究 比 较 其中一条链为 H链 H链 的互 补链 DNA分子 mRNA以 H链为模板 规 律 DNA A T/ G C m m m A U/G C m 互 补 碱基 之和 的比 例在 整个 DNA 及任 一条 链 中 都相 等 G C/ A T n n n G C/ A U n A G/ T C a 1/a 1 A G/ U C 1/a A C/ G T b 1/b 1 A C/ G U 1/b 2有关 DNA复制的计算 DNA的复制为半保留复制,一个 DNA分子复制 n次,则有 专题六 要点热点探究 例 2 2012福建卷 双脱氧核苷酸常用于 DNA测序,其结构与脱氧核 苷酸相似,能参与 DNA的合成,且遵循碱基互补配对原则。 DNA合成 时,在 DNA聚合酶作用下,若连接上的是双脱氧核苷酸,子链延伸终 止;若连接上的是脱氧核苷酸,子链延伸继续。在人工合成体系中, 有适量的序列为 GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷 酸和 4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最 多有 A 2种 B 3种 C 4种 D 5种 专题六 要点热点探究 D 解析 根据题意,胸腺嘧啶双脱氧核苷酸也可和单链模板上的腺嘌呤 脱氧核苷酸进行配对,但子链延伸终止。在该模板上共有 4个腺嘌呤 脱氧核苷酸,这样,可能分别在第 1、 2、 3、 4个腺嘌呤脱氧核苷酸的 位点上发生胸腺嘧啶双脱氧核苷酸与单链模板上的腺嘌呤脱氧核苷酸 进行配对,也可形成不含胸腺嘧啶双脱氧核苷酸的子链,所以总共有 5种不同长度的子链。 点评 本题提供了一个新材料,主要是考查有关 DNA分子复制和碱基 互补配对原则的运用。试题角度新颖,难度不大,需要学生认真考虑 ,能够在新情境下运用相关知识进行分析。 专题六 要点热点探究 变式题 某核基因片段含有 300个碱基对,其中 A占 30。下列有关该 基因的叙述中,正确的是 A该基因片段中含有 2个游离的磷酸基团 B该基因连续复制 2次,需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 540个 C由该基因转录形成的 mRNA,其中 U占的比例一定为 30 D该基因中增加三个碱基对,一定会引起生物性状的改变 专题六 要点热点探究 A 解析 基因复制 2次得到 4个基因,每个基因中 C的个数为 600 1 3022 120个,共需要胞嘧啶脱氧核苷酸的个数为 1203 360;该基因片段的每条链上的 A不一定占 30,故 mRNA中 U碱基 比例不一定为 30;基因中非编码区减少三个碱基对后,生物的性状 不变。 专题六 要点热点探究 探究点三基因的功能和遗传信息的传递 1基因的功能 1通过复制传递遗传信息; 2通过转录、翻译表达遗传信息; 3其碱基对的排列顺序代表遗传信息,从而使基因有贮存遗传信息的 作用; 4可发生基因突变、基因重组,从而产生可遗传的变异。 专题六 要点热点探究 2基因对性状的控制 专题六 要点热点探究 直接途径 间 接途径 方式 基因控制 “ 蛋白 质 的 结构 ” 直接控制生物体性状 基因控制 “ 酶 或激素 ” 的合成 进 而影响代 谢过 程而控制生物体 性状 图 解 3.遗传信息的传递 1中心法则 针对所有生物而言 专题六 要点热点探究 图 3 6 1 2各类生物遗传信息的传递过程 专题六 要点热点探究 分析 RNA病毒产生 RNA的方式有两种,第一种是 RNA的复制,第 二种是经过逆转录和转录两个过程产生。 3转录、翻译过程中的计算 蛋白质中的氨基酸数目为 n,则 mRNA中至少有碱基 3n个, mRNA中 至少有 n个密码子,基因中至少有碱基 6n个。 特别提醒 病毒的 DNA复制、转录、翻译及 RNA复制、逆转录等过程 都在宿主细胞内进行。 专题六 要点热点探究 例 3 图甲所示为基因表达过程,图乙为中心法则, 表示生理过 程。下列叙述错误的是 专题六 要点热点探究 图 3 6 2 A A图甲所示为染色体 DNA上的基因表达过程,需要多种酶参与 B红霉素影响核糖体在 mRNA上的移动,故影响翻译过程 C图乙中的 可表示图甲所示过程 D图乙中涉及碱基 A与 U配对的过程为 解析 图甲显示的是转录和翻译同时进行,一般在细菌细胞中进行此 过程。核糖体是翻译的场所,红霉素影响核糖体在 mRNA上的移动, 故影响翻译过程。图乙中的 表示转录, 表示翻译。转录、翻译、 RNA自我复制、逆转录中都涉及碱基 A与 U配对。 专题六 要点热点探究 点评 中心法则体现了 DNA的两大基本功能。 对遗传信息的传递功能,它是通过 DNA复制完成的,发生于亲代产 生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。 对遗传信息的表达功能,它是通过转录和翻译完成的,发生在个体 发育过程中。 专题六 要点热点探究 变式题 如图 3 6 3表示细胞中蛋白质合成的部分过程,以下叙述不 正确的是 专题六 要点热点探究 图 3 6 3 B A甲、乙分子上含有 A、 G、 C、 U四种碱基 B甲分子上有 m个密码子,乙分子上有 n个密码子,若不考虑 终止密码子,该蛋白质中有 m n 1个肽键 C若控制甲合成的基因受到紫外线照射发生了一个碱基对的替换, 那么丙的结构可能会受到一定程度的影响 D丙的合成是由两个基因共同控制的 解析 从图中可以看出,甲、乙表示信使 RNA,分别指导合成一条肽 链,因此,蛋白质丙是由两条链构成的。如果甲分子上有 m个密码子 ,乙分子上有 n个密码子,若不考虑终止密码子,该蛋白质中有 m n 2个肽键。 专题六 要点热点探究 例 4 如图 3 6 4为人体内基因对性状的控制过程,分析可知 专题六 要点热点探究 图 3 6 4 B A基因 1和基因 2一般不会出现在人体内的同一个细胞中 B图中 过程需 RNA聚合酶的催化, 过程需 tRNA的协助 C 过程的结果存在差异的根本原因是血红蛋白结构的不同 D过程 表明基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状 解析 同一个体的体细胞内所含基因都相同,因为都是由受精卵有丝分裂 产生的; 过程的结果存在差异的根本原因是发生了基因突变,直接原 因是血红蛋白合成异常;过程 表明基因通过控制酶的合成控制生物 的代谢,进而来控制生物体的性状。 专题六 要点热点探究 点评 本题从遗传现象的实例入手,有关 “基因、蛋白质与性状的关系 ”内容,比较复杂,也较抽象,但分析其本质原因,让学生自己来总 结三者间的关系,难点就解决了。基因控制性状是通过控制蛋白质合 成来实现的,这里要注意充分运用两类遗传现象的实例来说明。一类 是类似白化病等实例,说明基因通过控制酶或激素的合成来控制细胞 代谢过程,从而控制生物体性状;另一类是类似镰刀型细胞贫血症等 实例,说明基因通过控制结构蛋白的合成,从而直接控制生物体性状 。由此可见,基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。 专题六 要点热点探究 变式题 如图 3 6 5为脉胞霉体内精氨酸合成途径示意图,从图中不 可得出 专题六 要点热点探究 图 3 6 5 A精氨酸的合成是由多对基因控制的 B基因可通过控制酶的合成来控制代谢 C若基因 不表达,则基因 和 也不表达 D若产生鸟氨酸依赖突变型脉胞霉,则可能是基因 发生突变 C 解析 从图示可知精氨酸的合成受到 等多对基因控制, A 项正确;基因对性状的控制有通过控制蛋白质合成直接控制生物体性 状和控制酶的合成影响代谢,进而控制生物体性状两条途径,图示为 基因可通过控制酶的合成来控制代谢, B项正确;若基因 不表达, 但是,如果细胞中本身有瓜氨酸,则基因 和 可以表达, C项错误 ;
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