第四單元 遺傳――生命延續(xù)和發(fā)展的泉源
考情分析:
遺傳和變異是生物在新陳代謝基礎(chǔ)上表現(xiàn)出來的一個重要生命特征。生物的生生不息就在于負(fù)載著遺傳信息的DNA，在生物傳種接代過程中，通過生殖和發(fā)育的過程，表現(xiàn)出有規(guī)律的傳遞。
“遺傳、變異與進(jìn)化”部分的知識內(nèi)容包括教科書必修本的第五章、第六章、第七章和選修本第三章，是與“生物的新陳代謝”并駕齊驅(qū)的兩大高考主干板塊。
在近年高考全國卷和川、渝等省市自主命題的試題中，有關(guān)遺傳學(xué)的內(nèi)容都作為考查的第一重要主干，年年重點考，年年變式考；�？汲Ｐ拢粩鄤�(chuàng)新。
在高考復(fù)習(xí)的過程中，要以考試大綱對知識和能力的要求為根本，以教科書的學(xué)習(xí)內(nèi)容為依據(jù)，重新構(gòu)建以“核心概念”為中心的知識網(wǎng)絡(luò)。
1 以“減數(shù)分裂”概念牽頭，整理出有關(guān)知識內(nèi)容的圖解
在有性生殖過程中，通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子，既是親代的產(chǎn)物，又是子代的根源，是傳遞遺傳物質(zhì)的唯一媒介。在減數(shù)分裂過程中，染色體的特殊“行為”(即同源染色體的聯(lián)會和分離、非同源染色體的自由組合)是孟德爾遺傳定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。減數(shù)分裂的原理及應(yīng)用，通常十分巧妙地隱含在遺傳規(guī)律的試題中進(jìn)行考查（2010年高考四川卷31題就是一個已經(jīng)得到充分肯定的代表型題例）。
2 以孟德爾遺傳定律為基本，建立有關(guān)遺傳概念的圖解
孟德爾遺傳定律是高考生物學(xué)極為重要的考查內(nèi)容，大約占理綜生物學(xué)30%的比分。在該部分內(nèi)容的復(fù)習(xí)過程中，我們特別要注重書本知識的遷移、創(chuàng)新和應(yīng)用，逐步訓(xùn)練形成具有分析、判斷和嚴(yán)密的邏輯推理能力。通過對基因分離定律中 “一對相對性狀的遺傳試驗”的再次認(rèn)識，緊緊抓住F1產(chǎn)生配子的特點，可建立如下的概念圖，用以分清重要的遺傳學(xué)概念，認(rèn)識基因的傳遞規(guī)律。
3 以“基因”概念為核心，通過簡要回憶再明基因的功能
在復(fù)習(xí)中，我們可以沿著基因―DNA―染色體這條主線，抓住堿基互補配對原則，依次熟悉DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)、DNA的自我復(fù)制功能、基因的表達(dá)、基因工程的操作步驟，等等。同時，也需要對“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗”“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”，以及證明DNA具有半保留復(fù)制特點的“梯度離心實驗”等，在實驗方法的認(rèn)知上有一個提煉過程。
基因的表達(dá)（即蛋白質(zhì)的生物合成），遺傳信息流動的全過程（中心法則）可通過填表比較，整理出相關(guān)知識要點。
4 以基因突變?yōu)榛A(chǔ)，比較不同育種方式的遺傳學(xué)原理及特點
遺傳和變異的原理具有很強的實踐意義，近年多套高考試題都十分注重這方面內(nèi)容的考查。因此，熟悉雜交育種、誘變育種、單倍體育種、多倍體育種、基因工程育種等育種方式，通過比較的方法，可明顯增強求解新情境下的各型遺傳應(yīng)用題。
要點梳理:
1 生物的生殖和發(fā)育
1.1 生殖的類型
1.1.1 無性生殖的特點是： 。
常見類型有：細(xì)菌、草履蟲等單細(xì)胞生物通常進(jìn)行 生殖；酵母菌在環(huán)境條件
好的時候，可進(jìn)行 生殖；青霉、根霉等真菌進(jìn)行 生殖；草莓、葡萄、甘薯等植物常�？蛇M(jìn)行 生殖。
無性生殖的新技術(shù)及其應(yīng)用：快速繁殖，培育無病毒植物，人工種子；克隆哺乳動物等。
1.1.2 有性生殖的特點及進(jìn)化意義
有性生殖產(chǎn)生的后代，既具 遺傳性，又因有 而具更大的變異性，這對
于生物的 和 具有重要意義。
1.1.3 被子植物的傳粉與雙受精
花粉粒是在雄蕊的 中形成的。在胚珠成熟的胚囊中，靠近珠孔的一個較大的細(xì)胞是 ，位于中央的兩個核是 。
通過自花傳粉和異花傳粉等不同的傳粉方式，花粉落到雌蕊的柱頭上，萌發(fā)并長出 ，其內(nèi)的兩個精子到達(dá)胚囊后，一個精子與 結(jié)合，形成 ；另一個精子與兩個 結(jié)合，形成 。
1.2 減數(shù)分裂
1.2.1 減數(shù)分裂的概念要點
減數(shù)分裂是進(jìn)行 生殖的生物在產(chǎn)生 時，進(jìn)行的染色體數(shù)目
的細(xì)胞分裂。在減數(shù)分裂過程中，染色體復(fù)制 次，而細(xì)胞要連續(xù)分裂 次。減數(shù)分裂的最終結(jié)果，形成的子細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原來母細(xì)胞減少了 。
1.2.2 減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂的比較
減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂
染色體的主要行為同源染色體聯(lián)會和分離；在同源染色體分離的同時，非同源染色體自由組合著絲點分裂，染色單體分開
染色體數(shù)目的變化2N → N → →
核DNA數(shù)的變化2a→ → 2a→
1.2.3 有絲分裂和減數(shù)分裂的比較
有絲分裂減數(shù)分裂
細(xì)胞分裂次數(shù)1次連續(xù)2次
染色體復(fù)制次數(shù)1次1次
同源染色體的變化無聯(lián)會和分離有聯(lián)會和分離
子細(xì)胞的名稱及數(shù)目體細(xì)胞；
1→2個配子；♂為1→4個精子，
♀為1→1個卵細(xì)胞
最終子細(xì)胞中的染色體數(shù)與親代體細(xì)胞相同只有親代體細(xì)胞中的一半
1.2.4 減數(shù)分裂和受精作用的重要生物學(xué)意義：①維持每種生物前后代 細(xì)胞中 數(shù)目的恒定；②導(dǎo)致可遺傳變異―― 的產(chǎn)生。
1.4 高等動物的個體發(fā)育
2 孟德爾的遺傳定律
2.1 基因的分離定律
2.1.1 一對相對性狀的遺傳試驗
2.1.2 對分離現(xiàn)象的解釋
① 在生物的體細(xì)胞中，控制每一種性狀的基因（遺傳因子）都是 存在的；
② 在F1通過減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時，成對的 基因隨著 染色體的分開而分離，產(chǎn)生出比例為 的兩種配子；
③ 雌、雄配子的結(jié)合機會是均等的，因此出現(xiàn)F2中比例為 的性狀分離。
2.1.3 對分離現(xiàn)象解釋的驗證――測交試驗
讓雜種子一代與 雜交，用來測定F1基因型的試驗方法。
2.1.4 基因的分離定律的實質(zhì)
在雜種子一代的體細(xì)胞中，位于一對 染色體上的 基因，具有一定的獨立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中， 基因會隨著 分開而分離，分別進(jìn)入兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。
2.2 基因的自由組合定律
2.2.1 兩對相對性狀的遺傳試驗
2.2.2 對自由組合定律的解釋
2.2.3 對自由組合定律的解釋的驗證實驗
2.2..4 基因的自由組合定律的實質(zhì)
位于非同源染色體上的非等位基因的 是互不干擾的。在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子的過程中，同源染色體的等位基因 的同時，非同源染色體上的非等位基因 。
3 性別決定、伴性遺傳與人類遺傳病
3.1 XY型的性別決定
男女產(chǎn)生配子的特點：如果僅考慮一對性染色體的傳遞情況，男性產(chǎn)生配子的特點是 ；女產(chǎn)生配子的特點是 。
3.2 伴X染色體隱性遺傳的特點（以紅綠色盲為例）：
基因位置：X染色體上的隱性基因，Y染色體上無____ __基因。
基因傳遞：隨_______ __向后代傳遞。
患者基因型：________（患病女性），__________（患病男性）
遺傳特點：a. 男性患者_(dá)___ __女性患者；b.有 遺傳的現(xiàn)象； c. 女性患者的__ _一定患病。
3.3 伴X染色體顯性遺傳的特點（以抗維D佝僂病為例）：
基因位置及傳遞：同伴X隱性一樣。
患者基因型：）_________（患病女性），_______（患病男性）
遺傳特點：a. 男性患者 女性患者；b. 有 遺傳的現(xiàn)象。c.男患者的母親及______ _一定患病。
3.4 人類遺傳病的主要類型
3.4.1單基因遺傳�。菏� 控制的遺傳病。根據(jù)性狀的顯隱關(guān)系和基因與染色體的關(guān)系，可分為 、 、 和 。
基本類 型主要特點常見病例
常
染
色
體顯性遺傳病可連續(xù)傳代；患者的雙親至少有一方多指癥、是患者；雙親中一方是患者，子女中約有1/2患病，且男女患病機會均等多指癥、并指癥、
家族性多發(fā)性結(jié)
腸息肉病等
隱性遺傳病可隔代遺傳；患者的雙親若表型正常則一定為雜合體，其同胞有1/4機會患病，且男女患病機會均等；近親婚配后代患病機會大大增加。 白化癥、半乳糖血
癥、先天性聾啞等
Ｘ
染
色
體顯性遺傳病可連續(xù)傳代；父病女皆病；母病則子女約有1/2機會患��；群體中患者女性多于男性。抗維生素Ｄ佝僂病
隱性遺傳病可隔代遺傳；母病子皆病;子病則母至少為攜帶者;父病母攜帶者子女1/2患病;群體中患者男性多于女性。血友病、紅綠色盲
3.4.2 多基因遺傳�。河� 控制的遺傳病。常表現(xiàn)出 現(xiàn)象， 還比較容易受 的影響。與單基因遺傳病相比較，在 中發(fā)病率較高。
3.4.3 染色體異常遺傳病：是由染色體在 或 上發(fā)生改變，而帶來 較
大的改變所引起的遺傳病，往往造成較嚴(yán)重的后果。
預(yù)防遺傳病的有效手段主要是進(jìn)行 和 等。
4 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)
4.1 DNA是主要的遺傳物質(zhì)
4.1.1 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗：從F.Griffith到O.very
Ⅰ. 1928年，英國科學(xué)家F. Griffith以肺炎雙球菌為材料，做了如下圖所示實驗。
（1）從上圖的分析表明，R型活菌與加熱殺死的S型菌混合后，可轉(zhuǎn)化為 活菌，而且這種性狀的轉(zhuǎn)化是可以 的。
（2）可見對S型菌的加熱殺死過程，僅僅使菌體的___________等物質(zhì)發(fā)生變性，而體內(nèi)的具遺傳作用的__________并沒有真正被滅活。從D圖的分析可以知道，S型菌體內(nèi)的轉(zhuǎn)化因子能利用R型菌提供的 、 等物質(zhì)來合成新的S型活細(xì)菌。
Ⅱ. 為了弄清上述實驗中的轉(zhuǎn)化因子究竟是什么？1944年，美國科學(xué)家O.T.Avery等進(jìn)行了深入的研究。
艾弗里認(rèn)為，要弄清楚轉(zhuǎn)化因子，就要對S型細(xì)菌中的物質(zhì)進(jìn)行 、
和 ，以單獨地、直接地去觀察 的作用。要實現(xiàn)這一設(shè)計思路，需要具備的技術(shù)手段是 、 等技術(shù)。
4.1.2 噬菌體侵染細(xì)菌的實驗（熟讀課本中有關(guān)該實驗設(shè)計的巧妙之處）
為了證明噬菌體侵染細(xì)菌時，進(jìn)入細(xì)菌的是噬菌體DNA，而不是它的蛋白質(zhì)外殼，可用兩種不同的放射性同位素對噬菌體進(jìn)行標(biāo)記。再讓帶有這兩種不同標(biāo)記的噬菌體分別去侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌，從而對此做出實驗論證。據(jù)分析，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多種氨基酸�，F(xiàn)請你完成以下關(guān)鍵性的實驗設(shè)計。
實驗室已制備好分別含3H、14C、15N、18O、32P、35S等6種同位素的微生物培養(yǎng)基。
（1）你選擇哪兩種培養(yǎng)基分別用于和噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外殼的標(biāo)記？
（2）你用這兩種培養(yǎng)基怎樣去實現(xiàn)對噬菌體的標(biāo)記？請簡要說明實驗的設(shè)計方法。
4.1.3 實驗九：DNA的粗提取與鑒定
實驗原理：當(dāng)氯化鈉的物質(zhì)的量的濃度為 mol/L是，DNA的溶解度最低。利用這一原理，可以是溶解在氯化鈉溶液中的DNA析出。
實驗取材：為什么不選用豬血細(xì)胞液？
方法步驟（見右圖）：
1次加酒精；
2次加蒸餾水；
3次過濾；
4次調(diào)整氯化鈉溶液的濃度；
5次用玻璃棒沿一個方向攪拌。
4.2 DNA的分子結(jié)構(gòu)――獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)
組成DNA分子的基本單位是 ，它是由1分子 、1分子無機 和1分子含氮堿基 4種中的1種組成。
組成DNA分子的兩條長鏈，反向平行，向右盤繞；通過腺嘌呤與 配對， 與C 配對，構(gòu)成獨特的雙螺旋。
堿基互補配對原則的變式問題討論:
例1：已知某DNA分子一條鏈上 ，其互補鏈上和整個DNA分子中， 的值分別為多少？
例2：已知某DNA分子一條鏈上 ，其互補鏈上和整個DNA分子中， 的值分別為多少？
4.3 DNA分子的復(fù)制――自我復(fù)制、半保留復(fù)制
DNA分子的復(fù)制是指以 為模板合成 的過程。這一過程在體細(xì)胞的增殖中發(fā)生在 的間期；而在形成配子過程中則發(fā)生在 的間期。
DNA半保留復(fù)制的實驗――梯度離心實驗
含有32P或31P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的組成，但是 32P比 31P質(zhì)量大�，F(xiàn)將某哺乳動物細(xì)胞放在含有 31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G0 代細(xì)胞。然后將G0 代細(xì)胞移至含有 32P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細(xì)胞分裂后,分別得到G1、G2代細(xì)胞。再從G0、G1、G2 代細(xì)胞中提取出DNA，經(jīng)密度梯度離心后得到結(jié)果如右圖所示。 由于DNA分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同。若①、②、③ 分別表示輕、中、重三種DNA分子的位置。請回答：
（1）G0、G1、G2代DNA離心后的試管分別是圖中的：G0 ；G1 ；G2 。
（2）G2 代在 ①、②、③ 三條帶中DNA數(shù)的比例是 。
（3）圖中①、②兩條帶中DNAA分子所含的同位素磷分別是：條帶① ，條帶② 。
（4）上述實驗結(jié)果證明DNA的復(fù)制方式是 ； DNA的自我復(fù)制能使生物的 保持相對穩(wěn)定。
4.4 基因的概念
DNA分子中4種 的排列順序蘊藏著大量的 信息。而基因則是是有 的DNA分子 。
4.5 基因的表達(dá)――蛋白質(zhì)的生物合成
基因的功能傳遞遺傳信息表達(dá)遺傳信息
復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯
時期整個生命活動中
場所
原料
模板
信息流動方向DNA→DNADNA→RNARNA→蛋白質(zhì)
過程特點邊解旋邊復(fù)制；
每個DNA分子含1條母鏈1條子鏈邊解旋邊轉(zhuǎn)錄；
轉(zhuǎn)錄完成后，DNA分子恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu)隨著核糖體在mRNA上的移動，多肽鏈便逐漸形成
產(chǎn)物
4.6 基因?qū)π誀畹目刂?br>基因通過控制 的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的 。基因還能通過控制蛋白質(zhì)的 直接控制生物體的 。
5 遺傳與基因工程
5.1 基因的結(jié)構(gòu)
原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)可分為 區(qū)（調(diào)控序列）和 區(qū)（其特點是 ）。
真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的特點：非編碼區(qū)含有起調(diào)控作用的核苷酸序列（如 酶的結(jié)合位點）；編碼區(qū)是間隔的、不連續(xù)的。也就是說能夠編碼蛋白質(zhì)的序列（即 ）是由不能編碼蛋白質(zhì)的序列（即 ）分隔開來，成為一種斷裂的形式。
5.2 基因工程及其應(yīng)用
5.2.1 基因工程又叫做基因 技術(shù)或 技術(shù)。
5.2.2 基因工程操作中需要的最基本的工具，具體是指：
工具酶包括：①基因的“剪刀”―― 酶。酶的專一性決定了一種“剪刀”只能識別一種特定的 序列，并在特定的切點上切割 分子。②基因的“針線”―― 酶。它可以將兩種來源不同的、由 和
交替連接而構(gòu)成DNA骨架進(jìn)行“縫合”。
基因的運載體是指能夠?qū)⑼庠椿蛩腿?細(xì)胞的運輸工具。目前常用的有質(zhì)粒、
等。
5.2.3 基因操作的基本步驟（一般要經(jīng)歷“4步曲”）：
（1） ； （2） ； （3） ； （4） 。
5.2.4 基因工程的應(yīng)用包括：
① 基因工程育種； ②基因工程制藥；
③ DNA探針（基因探針）技術(shù)在基因診斷與治療，以及環(huán)境監(jiān)測等方面的應(yīng)用。
5.3 細(xì)胞質(zhì)遺傳
細(xì)胞質(zhì)基因是指位于細(xì)胞質(zhì)中____ __和_________（兩種細(xì)胞器）內(nèi)的DNA，不僅能夠像核基因那樣進(jìn)行 ，并通過 和 控制某些蛋白質(zhì)的合成。
細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點：①母系遺傳：即具有__ __性狀的親本雜交，F(xiàn)1總是表現(xiàn)出
性狀的遺傳方式。②雜交后代的性狀不出現(xiàn)一定的 。
6 可遺傳的變異三種來源
6.1 基因突變
6.1.1 基因突變的概念：DNA分子中發(fā)生 替換、增添和缺失，而引起的基因 的
改變。基因突變?nèi)舭l(fā)生在 中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代；若發(fā)生在 中，則一般不能遺傳。但有些植物可通過 生殖的方式傳遞。
6.1.2 基因突變的原因：DNA分子復(fù)制過程中，堿基互補配對的差錯可導(dǎo)致 組成發(fā)生改變。易誘發(fā)基因突變并提高突變頻率的因素有三：紫外線、X射線及其他輻射等 因素，亞硝酸等 因素，以及 等生物因素。
6.1.3 基因突變的特點：①突變在生物界是 的；②突變是隨機發(fā)生并 的；③在自然狀態(tài)下，突變的頻率是 的。
6.1.4 基因突變的意義：基因突變是產(chǎn)生 的途徑；是生物變異的 來源；是生
物進(jìn)化的 材料。
6.2 基因重組
在生物體進(jìn)行 生殖的過程中，控制 性狀的基因的 組合。
基因的自由組合定律告訴我們，在生物體通過減數(shù)分裂形成 時，在等位基因隨
著同源染色體彼此 的同時，位于非同源染色體上的非等位基因也可 。
6.3 染色體變異（重在幾個重要概念的熟悉）
①染色體結(jié)構(gòu)的變異：排列在染色體上的基因在 或 發(fā)生改變，而
導(dǎo)致性狀的變異。主要有： 、 、 和 等 4種類型。
②染色體數(shù)目的變異：一類是細(xì)胞內(nèi)個別染色體的 ，另一類是
細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以 的形式成倍地 。
③染色體組的概念：細(xì)胞中的一組 染色體，在形態(tài)和功能上各不相同 ，攜帶著控制生物 的全部遺傳信息的一組染色體。
④二倍體：由 發(fā)育而成的個體，其體細(xì)胞中含有 個染色體組。
⑤多倍體：由 發(fā)育而成的個體，其體細(xì)胞中含有 染色體組。
人工誘導(dǎo)多倍體最常用而且最有效的方法是用 來處理萌發(fā)的種子或幼苗。這種化學(xué)藥劑的作用在于能夠抑制正在分裂的細(xì)胞中的 的形成，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。
⑥單倍體：體細(xì)胞中含有本物種 染色體數(shù)目的個體。
利用單倍體植株培育新品種的最大優(yōu)點是 。育種工作者常常采用 的方法來獲得單倍體植株，然后經(jīng)過人工誘導(dǎo)使染色體數(shù)目加倍，以獲得用于雜交實驗所需要的真正的 。
6.4. 常見的幾種遺傳育種方式之比較
育種方式遺傳處理遺傳原理育種特點
雜交育種較為簡便，但需要較長時間的選擇
誘變育種可提高突變頻率，但有利突變少
多倍體育種器官較大、營養(yǎng)成分增加，但結(jié)實率低、發(fā)育延遲
單倍體育種可明顯縮短育種年限，但操作復(fù)雜、成活率較低
7 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論
7.1 達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說
自然選擇學(xué)說的解釋包括：在“生物都有 繁殖的傾向”、“物種的個體數(shù)能保持穩(wěn)定”、“資源是有限的”等事實基礎(chǔ)上，作出推論1：生物個體間存在差異；在“生物個體間普遍變異”和“許多變異又是可以 的”等事實基礎(chǔ)上，作出推論2：具有 的個體，生存并留下后代的機會多；推論3： 逐代積累，生物不斷進(jìn)化出新類型。
達(dá)爾文創(chuàng)立的進(jìn)化論揭示了生命現(xiàn)象的統(tǒng)一性是由于所有的生物都有 ，生物的多樣性是 的結(jié)果。
7.1 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論（重點放在幾個重要概念的理解和記憶））
種群：生活在同一點的 生物的一群個體，是生物進(jìn)化的基本單位。
基因庫：種群中 個體所含有的 基因。
物種：分布在一定的自然區(qū)域內(nèi)，具有一定 和生理功能，而且在自然狀態(tài)下能夠 相互交配并且能產(chǎn)生出 的一群生物個體。
現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為：產(chǎn)生進(jìn)化的原材料是 和 ；而自然選擇決定著生物的 ；在自然選擇的作用下，種群的 會發(fā)生定向的改變。
達(dá)爾文在環(huán)球航行中觀察到的加拉帕戈斯群島生活著13種地雀的現(xiàn)象說明，同一物種的不同種群分布到不同地域后，就可能會出現(xiàn)不同的突變和 ，由于長期的地理隔離，種群的 之間就會形成明顯的差異，并逐步形成 隔離，進(jìn)而形成不同的物種
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.douzifanli.com/gaosan/68617.html
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