2015-2016學(xué)年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ)章末整合提升學(xué)案 蘇教版必修2

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1、 物 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 突破1　肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)與噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較： 相同點(diǎn) ①均使DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)處理，觀察它們各自的作用，但兩類(lèi)實(shí)驗(yàn)中DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)的方式不同 ②都遵循了對(duì)照原則 ③都能證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì) 不同點(diǎn) 方法不同 艾弗里實(shí)驗(yàn) 直接分離：分離S型細(xì)菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等，分別與R型菌混合培養(yǎng) 噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn) 同位素標(biāo)記法：分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特征元素(32P和35S) 【突破體驗(yàn)】 1．1952年，赫爾希和蔡斯進(jìn)行的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，是人類(lèi)探究“什么是遺傳物質(zhì)”的最具

2、說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)。下圖為用含32P的T2噬菌體侵染大腸桿菌(T2噬菌體專(zhuān)性寄生在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi))的實(shí)驗(yàn)，據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)T2噬菌體的組成成分是蛋白質(zhì)和DNA。如果僅憑猜想，控制其性狀的遺傳物質(zhì)的可能是_________________________。 (2)你認(rèn)為怎樣才能得到被32P標(biāo)記的T2噬菌體？請(qǐng)簡(jiǎn)述你的實(shí)驗(yàn)方案。_________________________。 (3)當(dāng)接種噬菌體后培養(yǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中有放射性，其最可能的原因是______________。 (4)一個(gè)噬菌體含有一個(gè)DNA分子。理論上分析，一個(gè)被32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染細(xì)菌后，復(fù)

3、制出n個(gè)子代噬菌體，其中攜帶32P的噬菌體有________個(gè)。復(fù)制用的原料來(lái)自于______________________。 答案　(1)①蛋白質(zhì)和DNA都是遺傳物質(zhì)；②其遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)，不是DNA；③其遺傳物質(zhì)是DNA，不是蛋白質(zhì)　(2)將宿主細(xì)菌培養(yǎng)在含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得含有32P的細(xì)菌；用T2噬菌體去侵染被32P標(biāo)記的細(xì)菌，待細(xì)菌細(xì)胞裂解后，釋放出的噬菌體便被32P標(biāo)記上了　(3)培養(yǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，復(fù)制增殖后的噬菌體從細(xì)菌體內(nèi)釋放出來(lái)　(4)2　細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)游離的脫氧核苷酸 解析　(1)單憑猜想，遺傳物質(zhì)可能會(huì)有三種情況：蛋白質(zhì)和DNA都是遺傳物質(zhì)；DNA是遺傳物質(zhì)；蛋白質(zhì)是

4、遺傳物質(zhì)。(2)解答這一問(wèn)題要考慮到病毒本身不能增殖，必須借助于宿主細(xì)胞，因此應(yīng)考慮先培養(yǎng)出有標(biāo)記的宿主細(xì)胞，然后再培養(yǎng)出有標(biāo)記的噬菌體。(3)若接種噬菌體后的培養(yǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，復(fù)制增殖后噬菌體會(huì)從細(xì)菌體內(nèi)釋放出來(lái)，導(dǎo)致上清液中有放射性。(4)一個(gè)被標(biāo)記的噬菌體含有兩條被標(biāo)記的鏈，不管復(fù)制多少次，最多有兩個(gè)子代噬菌體含有放射性物質(zhì)，復(fù)制的場(chǎng)所和原料由細(xì)菌提供。 突破2　染色體、DNA、基因和脫氧核苷酸的關(guān)系 關(guān)系 內(nèi)容 基因與脫氧核苷酸 基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，每個(gè)基因含有成百上千個(gè)脫氧核苷酸?；蛑忻撗鹾塑账岬呐帕许樞蚍Q(chēng)為遺傳信息 基因與DNA 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA

5、片段，每個(gè)DNA分子上有很多個(gè)基因 基因與染色體 基因在染色體上呈線性排列，染色體是基因的主要運(yùn)載體 基因與生物性狀 基因是遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，特定基因控制相應(yīng)的性狀 DNA與染色體 染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成。通常情況下一條染色體上含有1個(gè)DNA分子，染色體是DNA的主要運(yùn)載體 四者之間的數(shù)量關(guān)系 1條染色體―→1個(gè)或2個(gè)DNA分子―→許多個(gè)基因―→成百上千個(gè)脫氧核苷酸 四者之間的層次關(guān)系 脫氧核苷酸―→基因―→DNA分子―→染色體 【突破體驗(yàn)】 2．分析圖示，回答下列問(wèn)題： (1)圖中B是________，F(xiàn)是________，G是_______

6、_。 (2)1個(gè)A與C有兩種比例關(guān)系：________和________；每個(gè)C含有________個(gè)D，每個(gè)D中可以有________個(gè)E。 (3)D與A的位置關(guān)系是____________________________。 (4)從分子水平看，D與C的關(guān)系是____________________。 (5)C的基本組成單位是圖中的________。D的主要運(yùn)載體是圖中的________。 (6)在E構(gòu)成的鏈中間，與1分子G相連接的有________分子的F和________分子的H。 (7)遺傳信息是D中________的排列順序。 (8)生物的性狀遺傳主要通過(guò)A上的____

7、____________傳遞給后代，實(shí)際上是通過(guò)________________的排列順序來(lái)傳遞遺傳信息的。 答案　(1)蛋白質(zhì)　含氮堿基　脫氧核糖　(2)1∶1 1∶2　很多　成百上千　(3)D在A上呈線性排列 (4)D是有遺傳效應(yīng)的C的片段　(5)E(或脫氧核苷酸)　A(或染色體)　(6)1　2　(7)E(或脫氧核苷酸或F或堿基或堿基對(duì))　(8)D(或基因)　脫氧核苷酸 解析　 (1)由于染色體主要是由DNA和蛋白質(zhì)組成的，因此由題干分析知B是蛋白質(zhì)，F(xiàn)是含氮堿基，G是脫氧核糖。(2)DNA未復(fù)制時(shí)，1條染色體上有1個(gè)DNA分子，DNA復(fù)制后，著絲點(diǎn)分裂前，1條染色體上有2個(gè)DNA

8、分子，所以1個(gè)A與C有1∶1和1∶2兩種比例關(guān)系；每個(gè)C含有很多個(gè)基因，每個(gè)D中可以有成百上千個(gè)E。(3)D與A的位置關(guān)系是D(基因)在A(染色體)上呈線性排列。(4)從分子水平看，D與C的關(guān)系是D(基因)是有遺傳效應(yīng)的C(DNA)的片段。(5)C的基本組成單位是圖中的E(或脫氧核苷酸)。D的主要運(yùn)載體是圖中的A(或染色體)。(6)在E構(gòu)成的鏈中間，與1分子G相連接的有1分子的F和2分子的H。(7)遺傳信息是D中E(或脫氧核苷酸或F或堿基或堿基對(duì))的排列順序。(8)生物的性狀遺傳主要通過(guò)A上的D(或基因)傳遞給后代，實(shí)際上是通過(guò)脫氧核苷酸的排列順序來(lái)傳遞遺傳信息的。 突破3　中心法則過(guò)程的判

9、斷方法 中心法則體現(xiàn)了DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、RNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯過(guò)程，下面從模板、原料、產(chǎn)物三個(gè)方面來(lái)分析。 (1)從模板分析： ①如果模板是DNA，生理過(guò)程可能是DNA復(fù)制或轉(zhuǎn)錄； ②如果模板是RNA，生理過(guò)程可能是RNA復(fù)制或逆轉(zhuǎn)錄或翻譯。 (2)從原料分析： ①如果原料為脫氧核苷酸，產(chǎn)物一定是DNA，生理過(guò)程可能是DNA復(fù)制或逆轉(zhuǎn)錄； ②如果原料為核糖核苷酸，產(chǎn)物一定是RNA，生理過(guò)程可能是轉(zhuǎn)錄或RNA復(fù)制； ③如果原料為氨基酸，產(chǎn)物一定是蛋白質(zhì)(或多肽)，生理過(guò)程是翻譯。 (3)從產(chǎn)物分析： ①如果產(chǎn)物為DNA，生理過(guò)程可能是DNA復(fù)制或逆轉(zhuǎn)錄； ②如果產(chǎn)物為RN

10、A，生理過(guò)程可能是RNA復(fù)制或轉(zhuǎn)錄； ③如果產(chǎn)物是蛋白質(zhì)(或多肽)，生理過(guò)程是翻譯。 【突破體驗(yàn)】 3．為研究某病毒的致病過(guò)程，在實(shí)驗(yàn)室中做了如圖所示的模擬實(shí)驗(yàn)。 (1)從病毒中分離得到物質(zhì)A。已知A是單鏈的生物大分子，其部分堿基序列為－GAACAUGUU－。將物質(zhì)A加入試管甲中，反應(yīng)后得到產(chǎn)物X。經(jīng)測(cè)定產(chǎn)物X的部分堿基序列是－CTTGTACAA－，則試管甲中模擬的是________過(guò)程。 (2)將提純的產(chǎn)物X加入試管乙，反應(yīng)后得到產(chǎn)物Y。產(chǎn)物Y是能與核糖體結(jié)合的單鏈大分子，則產(chǎn)物Y是________，試管乙中模擬的是________過(guò)程。 (3)將提純的產(chǎn)物Y加入試管丙中，反

11、應(yīng)后得到產(chǎn)物Z。產(chǎn)物Z是組成該病毒外殼的化合物，則產(chǎn)物Z是___________________。 (4)若該病毒感染了小鼠上皮細(xì)胞，則組成子代病毒外殼的化合物的原料來(lái)自________，而決定該化合物合成的遺傳信息來(lái)自_______________。 若該病毒除感染小鼠外，還能感染其他哺乳動(dòng)物，則說(shuō)明所有生物共用一套_________________________________。 該病毒遺傳信息的傳遞過(guò)程為_(kāi)_________________________。 答案　(1)逆轉(zhuǎn)錄　(2)mRNA　轉(zhuǎn)錄　(3)蛋白質(zhì)(或多肽)　(4)小鼠上皮細(xì)胞　病毒的RNA　密碼子　 解析　(

12、1)A是單鏈的生物大分子，且含堿基U，由此判斷A為RNA，X含堿基T一定是DNA，而以RNA為模板指導(dǎo)合成DNA的過(guò)程，我們稱(chēng)之為逆轉(zhuǎn)錄。(2)根據(jù)題干信息“Y是能與核糖體結(jié)合的單鏈大分子”，推知Y是mRNA，試管乙中模擬的是轉(zhuǎn)錄過(guò)程。(3)根據(jù)題干信息“Z是組成該病毒外殼的化合物”，推知Z是蛋白質(zhì)(或多肽)，丙試管中模擬的是翻譯過(guò)程。(4)該病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，經(jīng)過(guò)逆轉(zhuǎn)錄形成DNA，再轉(zhuǎn)錄形成mRNA，然后利用小鼠上皮細(xì)胞的氨基酸翻譯形成蛋白質(zhì)。逆轉(zhuǎn)錄病毒遺傳信息的傳遞過(guò)程為： 突破4　界定基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異 1．判斷基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異的方法 (1)從變異的范圍看：

13、基因內(nèi)部個(gè)別堿基對(duì)的增添、缺失或改變?基因突變，即改變發(fā)生于“基因內(nèi)部”從而改變了基因結(jié)構(gòu)；“基因”數(shù)目或排列順序的改變?染色體結(jié)構(gòu)變異，即改變發(fā)生于“染色體”內(nèi)部，不曾深入基因內(nèi)部。 (2)從變異的結(jié)果看： 染色體上基因的數(shù)量和位置不改變?基因突變； 基因的數(shù)量和排列順序改變?染色體結(jié)構(gòu)變異。 (3)從鏡檢的結(jié)果看： 基因突變?cè)陲@微鏡下觀察不到，而染色體結(jié)構(gòu)變異可通過(guò)顯微鏡觀察到。 2．辨析染色體畸變方式 圖a為三體(個(gè)別染色體增加)；圖c為三倍體(染色體組成倍增加)；圖b和圖f皆為染色體結(jié)構(gòu)變異中的重復(fù)；圖d和圖e皆為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失。 【突破體驗(yàn)】 4．如圖所

14、示，某生物體細(xì)胞中已知染色體發(fā)生了①～④四種變異，下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．①～④發(fā)生的變異均未產(chǎn)生新基因 B．①～④發(fā)生的變異依次是染色體倒位、缺失、重復(fù)與基因突變 C．①～④所發(fā)生的變異均可在光學(xué)顯微鏡下觀察到 D．①、②、③依次為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失、重復(fù)、倒位，④為基因突變 答案　D 解析　基因突變是指因DNA分子中堿基對(duì)的替換、增添和缺失而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，染色體結(jié)構(gòu)變異是指染色體的部分片段發(fā)生增添、缺失、倒位、易位等變化。據(jù)圖可知①、②、③依次為染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失、重復(fù)和倒位，④為基因突變。基因突變可以產(chǎn)生新基因，其不能在光學(xué)顯微鏡下觀察到。 突

15、破5　遺傳系譜分析 人類(lèi)遺傳系譜分析與推斷，多見(jiàn)于單基因遺傳病的遺傳案例，該類(lèi)遺傳病在基因傳遞上遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律，我們可通過(guò)系譜特點(diǎn)來(lái)確認(rèn)相關(guān)遺傳病的遺傳方式，現(xiàn)分析如下： 1可直接確認(rèn)的系譜類(lèi)型——伴Y遺傳病及線粒體遺傳病 ①確定是否為伴Y遺傳(如圖1) 若系譜圖中，所有男患者之子均患病，而女兒正常，則最可能為伴Y遺傳，系譜中只要有女患者或父子之一不患病即可否定伴Y遺傳。 ②確定是否為線粒體基因的遺傳——母系遺傳(如圖2) 若系譜圖中，女患者的子女全部患病，正常女性的子女全正常，即子女的表現(xiàn)型與母親相同，則最可能為母系遺傳。如出現(xiàn)母親患病子女正常，或者孩子患病母親正常，則不是

16、母系遺傳。 2可據(jù)顯隱性確認(rèn)的系譜類(lèi)型 ①先確認(rèn)顯隱性 a．“無(wú)中生有”：即雙親正常，其子代中有患者，此單基因遺傳病一定為隱性遺傳病。若患病孩子為女兒時(shí)，可直接確認(rèn)基因在常染色體上(如圖3)。 b．“有中生無(wú)”：即患病的雙親生有正常后代，此單基因遺傳病一定為顯性遺傳病，若正常孩子為女兒時(shí)，可直接確認(rèn)基因在常染色體上(如圖4)。 ②確定是常染色體遺傳還是伴X遺傳 a．在確定是隱性遺傳病的前提下，參照“女患者”： 若女患者的父親和兒子都是患者，則最可能為伴X隱性遺傳病，如圖5。 若女患者的父親和兒子中有正常的，則一定是常染色體隱性遺傳病，如圖6、圖7。 b．在確定是

17、顯性遺傳病的前提下，參照“男患者”： 若男患者的母親和女兒都是患者，則最可能為伴X顯性遺傳病，如圖8。 若男患者的母親和女兒中有正常的，則一定為常染色體顯性遺傳病，如圖9、圖10。 3不能確定判斷類(lèi)型：若系譜圖中無(wú)上述特征，只能從可能性的大小上推測(cè)。 ①若該病在代與代之間呈連續(xù)遺傳 ②若該病在系譜圖中隔代遺傳 【突破體驗(yàn)】 5．遺傳工作者在進(jìn)行遺傳病調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)甲、乙兩種單基因遺傳病的家系，系譜如下圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題(所有概率用分?jǐn)?shù)表示)。 (1)甲病的遺傳方式是____________。 (2)乙病的遺傳方式不可能是________________

18、_。 (3)如果Ⅱ－4、Ⅱ－6不攜帶致病基因，按照甲、乙兩種遺傳病最可能的遺傳方式，請(qǐng)計(jì)算： ①雙胞胎(Ⅳ－1與Ⅳ－2)同時(shí)患有甲種遺傳病的概率是________。 ②雙胞胎中男孩(Ⅳ－1)同時(shí)患有甲、乙兩種遺傳病的概率是________，女孩(Ⅳ－2)同時(shí)患有甲、乙兩種遺傳病的概率是________。 答案　(1)常染色體隱性遺傳　(2)伴X顯性遺傳 (3)①?、凇? 解析　(1)據(jù)不患甲病的Ⅰ－3和Ⅰ－4生下患甲病的Ⅱ－8女孩，可判斷甲病的遺傳方式是常染色體隱性遺傳。(2)據(jù)圖可知：患乙病的男性親本和不患乙病的女性親本的后代男性均患乙病，女性不患病，則可判斷乙病不可能是伴X顯性

19、遺傳。(3)若用A和a表示甲遺傳病的基因，用B和b表示乙遺傳病的基因。①由于甲病的遺傳方式是常染色體隱性遺傳，且Ⅱ－4、Ⅱ－6不攜帶致病基因，對(duì)甲病而言，Ⅱ－4和Ⅱ－6個(gè)體的基因型均為AA，Ⅱ－3和Ⅱ－5個(gè)體的基因型均為AA或Aa，其中AA占、Aa占，則Ⅲ－1和Ⅲ－2的基因型為AA或Aa，其中AA占、Aa占，其后代患甲病的概率為××＝，后代雙胞胎均患甲病的概率為×＝。②據(jù)上題男孩(Ⅳ－1)患甲病的概率為，由于乙病呈現(xiàn)父親患病兒子一定患病，父親不患病兒子不患病的形式，則乙病最可能的遺傳方式是伴Y遺傳，又Ⅲ－2(男性)患乙病，則男孩(Ⅳ－1)同時(shí)患有甲、乙兩種遺傳病的概率為×1＝。據(jù)上題女孩(Ⅳ－2)患甲病的概率為，乙病屬伴Y遺傳，則女孩(Ⅳ－2)患乙病的概率為0，其同時(shí)患兩種病的概率為×0＝0。 8