2015-2016學年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎章末整合提升學案 蘇教版必修2

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1、 物 第四章 遺傳的分子基礎 突破1　肺炎雙球菌轉化實驗與噬菌體侵染細菌實驗的比較： 相同點 ①均使DNA和蛋白質分開，單獨處理，觀察它們各自的作用，但兩類實驗中DNA與蛋白質分開的方式不同 ②都遵循了對照原則 ③都能證明DNA是遺傳物質，但不能證明DNA是主要的遺傳物質 不同點 方法不同 艾弗里實驗 直接分離：分離S型細菌的DNA、多糖、蛋白質等，分別與R型菌混合培養(yǎng) 噬菌體侵染細菌實驗 同位素標記法：分別標記DNA和蛋白質的特征元素(32P和35S) 【突破體驗】 1．1952年，赫爾希和蔡斯進行的噬菌體侵染細菌的實驗，是人類探究“什么是遺傳物質”的最具

2、說服力的實驗。下圖為用含32P的T2噬菌體侵染大腸桿菌(T2噬菌體專性寄生在大腸桿菌細胞內)的實驗，據圖回答下列問題： (1)T2噬菌體的組成成分是蛋白質和DNA。如果僅憑猜想，控制其性狀的遺傳物質的可能是_________________________。 (2)你認為怎樣才能得到被32P標記的T2噬菌體？請簡述你的實驗方案。_________________________。 (3)當接種噬菌體后培養(yǎng)時間過長，發(fā)現在攪拌后的上清液中有放射性，其最可能的原因是______________。 (4)一個噬菌體含有一個DNA分子。理論上分析，一個被32P標記的T2噬菌體侵染細菌后，復

3、制出n個子代噬菌體，其中攜帶32P的噬菌體有________個。復制用的原料來自于______________________。 答案　(1)①蛋白質和DNA都是遺傳物質；②其遺傳物質是蛋白質，不是DNA；③其遺傳物質是DNA，不是蛋白質　(2)將宿主細菌培養(yǎng)在含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得含有32P的細菌；用T2噬菌體去侵染被32P標記的細菌，待細菌細胞裂解后，釋放出的噬菌體便被32P標記上了　(3)培養(yǎng)時間過長，復制增殖后的噬菌體從細菌體內釋放出來　(4)2　細菌細胞內游離的脫氧核苷酸 解析　(1)單憑猜想，遺傳物質可能會有三種情況：蛋白質和DNA都是遺傳物質；DNA是遺傳物質；蛋白質是

4、遺傳物質。(2)解答這一問題要考慮到病毒本身不能增殖，必須借助于宿主細胞，因此應考慮先培養(yǎng)出有標記的宿主細胞，然后再培養(yǎng)出有標記的噬菌體。(3)若接種噬菌體后的培養(yǎng)時間過長，復制增殖后噬菌體會從細菌體內釋放出來，導致上清液中有放射性。(4)一個被標記的噬菌體含有兩條被標記的鏈，不管復制多少次，最多有兩個子代噬菌體含有放射性物質，復制的場所和原料由細菌提供。 突破2　染色體、DNA、基因和脫氧核苷酸的關系 關系 內容 基因與脫氧核苷酸 基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，每個基因含有成百上千個脫氧核苷酸?；蛑忻撗鹾塑账岬呐帕许樞蚍Q為遺傳信息 基因與DNA 基因是有遺傳效應的DNA

5、片段，每個DNA分子上有很多個基因 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載體 基因與生物性狀 基因是遺傳物質結構和功能的基本單位，特定基因控制相應的性狀 DNA與染色體 染色體主要由DNA和蛋白質構成。通常情況下一條染色體上含有1個DNA分子，染色體是DNA的主要運載體 四者之間的數量關系 1條染色體―→1個或2個DNA分子―→許多個基因―→成百上千個脫氧核苷酸 四者之間的層次關系 脫氧核苷酸―→基因―→DNA分子―→染色體 【突破體驗】 2．分析圖示，回答下列問題： (1)圖中B是________，F是________，G是_______

6、_。 (2)1個A與C有兩種比例關系：________和________；每個C含有________個D，每個D中可以有________個E。 (3)D與A的位置關系是____________________________。 (4)從分子水平看，D與C的關系是____________________。 (5)C的基本組成單位是圖中的________。D的主要運載體是圖中的________。 (6)在E構成的鏈中間，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A上的____

7、____________傳遞給后代，實際上是通過________________的排列順序來傳遞遺傳信息的。 答案　(1)蛋白質　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)　(8)D(或基因)　脫氧核苷酸 解析　 (1)由于染色體主要是由DNA和蛋白質組成的，因此由題干分析知B是蛋白質，F是含氮堿基，G是脫氧核糖。(2)DNA未復制時，1條染色體上有1個DNA分子，DNA復制后，著絲點分裂前，1條染色體上有2個DNA

8、分子，所以1個A與C有1∶1和1∶2兩種比例關系；每個C含有很多個基因，每個D中可以有成百上千個E。(3)D與A的位置關系是D(基因)在A(染色體)上呈線性排列。(4)從分子水平看，D與C的關系是D(基因)是有遺傳效應的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的主要運載體是圖中的A(或染色體)。(6)在E構成的鏈中間，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)的排列順序。(8)生物的性狀遺傳主要通過A上的D(或基因)傳遞給后代，實際上是通過脫氧核苷酸的排列順序來傳遞遺傳信息的。 突破3　中心法則過程的判

9、斷方法 中心法則體現了DNA復制、轉錄、RNA復制、逆轉錄、翻譯過程，下面從模板、原料、產物三個方面來分析。 (1)從模板分析： ①如果模板是DNA，生理過程可能是DNA復制或轉錄； ②如果模板是RNA，生理過程可能是RNA復制或逆轉錄或翻譯。 (2)從原料分析： ①如果原料為脫氧核苷酸，產物一定是DNA，生理過程可能是DNA復制或逆轉錄； ②如果原料為核糖核苷酸，產物一定是RNA，生理過程可能是轉錄或RNA復制； ③如果原料為氨基酸，產物一定是蛋白質(或多肽)，生理過程是翻譯。 (3)從產物分析： ①如果產物為DNA，生理過程可能是DNA復制或逆轉錄； ②如果產物為RN

10、A，生理過程可能是RNA復制或轉錄； ③如果產物是蛋白質(或多肽)，生理過程是翻譯。 【突破體驗】 3．為研究某病毒的致病過程，在實驗室中做了如圖所示的模擬實驗。 (1)從病毒中分離得到物質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A加入試管甲中，反應后得到產物X。經測定產物X的部分堿基序列是－CTTGTACAA－，則試管甲中模擬的是________過程。 (2)將提純的產物X加入試管乙，反應后得到產物Y。產物Y是能與核糖體結合的單鏈大分子，則產物Y是________，試管乙中模擬的是________過程。 (3)將提純的產物Y加入試管丙中，反

11、應后得到產物Z。產物Z是組成該病毒外殼的化合物，則產物Z是___________________。 (4)若該病毒感染了小鼠上皮細胞，則組成子代病毒外殼的化合物的原料來自________，而決定該化合物合成的遺傳信息來自_______________。 若該病毒除感染小鼠外，還能感染其他哺乳動物，則說明所有生物共用一套_________________________________。 該病毒遺傳信息的傳遞過程為__________________________。 答案　(1)逆轉錄　(2)mRNA　轉錄　(3)蛋白質(或多肽)　(4)小鼠上皮細胞　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為模板指導合成DNA的過程，我們稱之為逆轉錄。(2)根據題干信息“Y是能與核糖體結合的單鏈大分子”，推知Y是mRNA，試管乙中模擬的是轉錄過程。(3)根據題干信息“Z是組成該病毒外殼的化合物”，推知Z是蛋白質(或多肽)，丙試管中模擬的是翻譯過程。(4)該病毒的遺傳物質是RNA，經過逆轉錄形成DNA，再轉錄形成mRNA，然后利用小鼠上皮細胞的氨基酸翻譯形成蛋白質。逆轉錄病毒遺傳信息的傳遞過程為： 突破4　界定基因突變與染色體結構變異 1．判斷基因突變和染色體結構變異的方法 (1)從變異的范圍看：

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

14、示，某生物體細胞中已知染色體發(fā)生了①～④四種變異，下列相關敘述正確的是(　　) A．①～④發(fā)生的變異均未產生新基因 B．①～④發(fā)生的變異依次是染色體倒位、缺失、重復與基因突變 C．①～④所發(fā)生的變異均可在光學顯微鏡下觀察到 D．①、②、③依次為染色體結構變異中的缺失、重復、倒位，④為基因突變 答案　D 解析　基因突變是指因DNA分子中堿基對的替換、增添和缺失而引起的基因結構的改變，染色體結構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。據圖可知①、②、③依次為染色體結構變異中的缺失、重復和倒位，④為基因突變。基因突變可以產生新基因，其不能在光學顯微鏡下觀察到。 突

15、破5　遺傳系譜分析 人類遺傳系譜分析與推斷，多見于單基因遺傳病的遺傳案例，該類遺傳病在基因傳遞上遵循孟德爾遺傳規(guī)律，我們可通過系譜特點來確認相關遺傳病的遺傳方式，現分析如下： 1可直接確認的系譜類型——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，即子女的表現型與母親相同，則最可能為母系遺傳。如出現母親患病子女正常，或者孩子患病母親正常，則不是

16、母系遺傳。 2可據顯隱性確認的系譜類型 ①先確認顯隱性 a．“無中生有”：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，可直接確認基因在常染色體上(如圖3)。 b．“有中生無”：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，可直接確認基因在常染色體上(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不能確定判斷類型：若系譜圖中無上述特征，只能從可能性的大小上推測。 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】 5．遺傳工作者在進行遺傳病調查時發(fā)現了一個甲、乙兩種單基因遺傳病的家系，系譜如下圖所示，請回答下列問題(所有概率用分數表示)。 (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，請計算： ①雙胞胎(Ⅳ－1與Ⅳ－2)同時患有甲種遺傳病的概率是________。 ②雙胞胎中男孩(Ⅳ－1)同時患有甲、乙兩種遺傳病的概率是________，女孩(Ⅳ－2)同時患有甲、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　②　0 解析　(1)據不患甲病的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，對甲病而言，Ⅱ－4和Ⅱ－6個體的基因型均為AA，Ⅱ－3和Ⅱ－5個體的基因型均為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據上題男孩(Ⅳ－1)患甲病的概率為，由于乙病呈現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)同時患有甲、乙兩種遺傳病的概率為×1＝。據上題女孩(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，其同時患兩種病的概率為×0＝0。 8