13年高三生物遗传变异和进化名师预测.pdf
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1、08年高三生物遗传变异和进化名师预测【命题趋向】一、直击考点 知识点 能力点DNA是主要的遗传物质D N A 是主要的遗传物质D N A 的分子结构和复制基因的概念原核细胞和真核细胞的基因结构基因控制蛋白质的合成基因对性状的控制人类基因组研究。基因工程简介基因操作的工具基因操作的基本步骤基因工程的成果与发展前景。遗传的基本规律基因的分离定律基因的自由组合定律。性别决定与伴性遗传性别决定(XY型)、伴性遗传细胞质遗传细胞质遗传的特点细胞质遗传的物质基础(细胞质遗传在实践应用不作要求)。生物的变异基因突变基因重组染色体结构和数目的变异。人类遗传病与优生人类遗传病遗传病对人类的危害优生的概念和措施进
2、化自然选择学说的主要内容现代生物进化理论简介I.理解能力要求:能阐述本专题所学知识的要点,掌握遗传规律的本质并适用范围。能运用相关知识对遗传问题进行解释、推理、做出合理的判断或得出正确的结论。例如,能正确阐述孟德尔遗传定律的内容和符合孟德尔遗传规律的基因位置。能理解基因与环境对生物性状的影响。II.实验与探究能力要求:能独立完成本专题中的“D N A 的粗提取与鉴定”“制 作 DNA双螺旋结构模型”“性状分离比的模拟实验”。并能对设计实验,探究控制某性状的基因的显隐关系、遗传规律,能对遗传的试验现象和结果进行解释、分析和处理。能对实验方案做出恰当的评价和修订。n r 获取信息的能力:会 鉴 别
3、、选择试题给出的相关生物学信息,能运用信息,结合所学知识解决与遗传和进化有关的知识,能运用提供的新信息补充完善本专题中的问题。能用文字、图表、曲线等形式准确描述相关能力,例如,用遗传图解分析解释说明相应的遗传现象。高考热点在本专题的考点中,验证DNA是遗传物质的思路与方法、DNA的提取和鉴定原理、遗传基本规律的实质及实践运用。常见遗传图解的书写、计算及实验设计与分析、基因突变、基因重组和染色体变异的概念,以及各种育种方式的方法、原理及流程设计等知识是高考中的热点而且所占分值很高,有逐年增加的趋势。二、本专题命题方向和应试策略I .关于性状遗传的探究实验仍被看好高考试题的创新设计正朝着开发性、能
4、力型目标迈进,就本专题的知识特点看,直接考查来源于课本的纯验证性实验考查的越来越少,而源于教材高于教材具有材料背景的新情境探究性实验题己逐渐演变为主流题型,如关于牛有角无角的显隐关系的判断、果蝇体色遗传德判断等。但是,情境新,理不新,考查点,还是课本上介绍的原理和规律。所以,考生在学习本部分知识时,绝对不能陷入仅仅对遗传机率的计算中,而应掌握遗传实验的理念:怎样判断某基因是核遗传还是质遗传、怎样判断某基因是在常染色体上还是在性染色体匕怎样确定一对相对性状的显隐关系等。II.从分子水平考查遗传现象的命题将受重视值得对于分子水平解释遗传和变异的现象将会在0 7年高考中有所体现,例如:DNA分子的结
5、构、复制、基因对生物性状的控制过程以及真、原核生物基因的表达;从减数分裂的角度解释生物的变异和遗传等。m.相关材料分析题会在高考中出现本专题所涉及的生物学领域近些年发展很快,例如关于生物进化的证据、关于实验室生物进化的速度,关于人类基因组计划、基因工程等等。高考中,这些新发现、新成果无疑是考查学生获取信息的能力的好材料。但是,考查的知识仍会是课本设计的基本概念、原理、过程和方法,同时.,也不能忽视材料中所给出新结论,这些新内容也许是对课本知识的补充或者完善。考生在复习时,应该明确,科学知识是可以变化的:并尽量广泛联系课本内的其他章节,尝试用遗传的角度去解决其他的生命现象。【考点透视】一、网络构
6、建 相对性状概念图被控制包括 显 性 性 状 显 性 基 因 组成一、相对性状2 0隐 性 性 状 止1隐性基因位基因、属于细胞核遗传参与二、复习重点 细胞核遗传与细胞质遗传的比较遗传物质的载体遗传规律正、反交结果性状分离及分离比细胞核遗传染色体三大遗传定律相同有,有一定分离比细胞质遗传叶绿体、线粒体母系遗传不同有,无一定分离比 DNA复制、转录和翻译项目传递遗传信息表达遗传信息复制转录翻译时间细胞分裂间期蛋白质的合成过程,持续整个生命活动场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板D N A 的两条链D N A 某一条链信使RN A原料4 种脱氧核甘酸4 种核糖核甘酸2 0 种氨基酸原则A
7、-T;T-A;G-C;C-GA-U;T-A;G-C;C-GA-U;U-A;C-G;G-C条件酶、A T P酶、A T P酶、A T P、转运RN A特点半保留复制、边解旋边复D N A 边解旋,边转录:遵循碱基互一个连续结合多个核糖体;遵循碱制补配对原则基互补配对原则产物两个子代D N A 分子信使RN A具有特定氨基酸顺序的多肽(蛋白质)信息传递D N A-*D N AD N A-m RN Am RN A f蛋白质意义传递遗传信息将遗传信息由细胞核带到细胞质:信使RN A 上密码子的数量、种类、顺序决定蛋白质中氨基酸的数量、种类和顺序将遗传信息反映到蛋白质分子结构上,使后代重现亲代性状 基因
8、重组、基因突变和染色体变异基因重组基因突变染色体数量变异(整倍性)多倍体单倍体发生时期减数第一次分裂细胞分裂间期可能性最大细胞分裂期某些生物进行单性生殖时产生机理非同源染色体上非等位基因的自由组合;交叉互换D N A 上发生碱基对的增添、缺失、改变,从而引起D N A 碱基序列即遗传信息的改变由于细胞分裂受阻,体细胞中染色体组成倍的增加直接由生物的配子,如未受精卵细胞、花粉粒发育而来,使染色体组数成倍减少是否有新基因产生没有产生新基因,但产生了新的基因组合类型产生了新基因没有产生新基因,但增加了某一基因的数里没有产生新基因在生物进化中地位对生物进化有一 定意义生物变异的主要来源,提供生物进化的
9、原始材料对生物进化有一定意义对生物进化的意义不大实践应用杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种 人类遗传病的种类遗传病种类病 因类 型举 例单基因遗传病一对基因控制显性或隐性基因并指、苯丙酮尿症多基因遗传病多对基因控制唇裂、原发性高血压染色体异常病染色体变异常染色体或性染色体2 1三体综合症、特纳氏综合性 真核细胞和原核细胞的基因结构的比较原核基因真核基因结构示意图1111非编码区组成、作用调控序列,调控遗传信息的表达调控序列,调控遗传信息的表达编码区组成、作用编码区是连续的,无外显子和内含子之分,编码蛋白质编码区是不连续的,分为能编码蛋白质的外显子和不能编码蛋白质的内含子转录产物成 熟 的RN
10、 A初级转录产物,加工后成为成熟的RN A结构相同点均有编码区和起调控作用的非编码区基因作用储存、传递和表达遗传信息,可发生突变,决定生物性状 育种问题名称原理方法优点缺点应用杂交育种基因重组杂 交 f 自交f 筛选出符合要求的表型,通 过 自 交 至 不 再 发生性状分离为止。使分散在同一物种不同品种间的多个优良性状集中 于 同 一 个 体匕即“集优”。(1)育种时间长;(2)局限于 同 种 或 亲缘 关 系较近的个体用 纯 种高秆抗病与 矮 秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦诱变育种基因突变(1)物理:紫外线、射线、激光等;(2)化学:秋水仙素、硫酸二乙酯等。提 高 变 异 频 率;加 快 育
11、种 进 程;大 幅 度 改 良 性状。有利变异少,工作量大,需大 量 的 供 试材料。高产青霉素菌株单倍体育种染色体变异二 倍 体花药离体培养)单倍体 秋 水 仙 泰 处 理)纯合体大 大缩短育种年限;子 代 均为纯合体。技术复杂用纯种高秆抗病与矮秆不抗病小麦 快 速培育矮秆抗病小麦多倍体染色用 一 定浓度秋水仙植 株 茎 秆 粗 壮,技术复杂:发三倍体无籽西瓜、育种体变异素处理萌发的种子或幼苗果实、种子都比较大,营养物质含量提高。育延迟,结实率低,一般只适合于植物八倍体小黑麦转基因育种异源DNA重组提取目的基因f与运载体结合f导入受体细胞一目的基因的检测与表达一筛选出符合要求的新品种目的性强
12、;育种周期短;克服远缘杂交不亲和的障碍技术复杂;生态安全问题多转基因抗虫棉细胞工程育种植物体细胞杂交细胞膜的流动性;植细胞的全能性去细胞壁f诱导融合一植物组织培养获得植株克服远缘杂交不亲和的障碍;大大扩展了用于亲本杂交组合的范围技术复杂可育性,如“白菜-甘蓝”的培育动物体细胞克隆细胞核的全能性;细胞增殖核移植、胚胎移植克服远缘杂交不亲和的障碍:可用于繁育优良动物、濒危动物。技术复杂克隆羊“多莉”动物细胞隔合细胞增殖细胞隔合、细胞培养克服远缘杂交不亲和的障碍。技术复杂单克隆抗体的制备 现代生物进化理论种群是一个种群所含有的全部基因,称为种群的基因库。基因库代代相传,得到保持和发展生物进种群中每个
13、个体所含有的基因,只有基因库中的一个组成部分化的不同的基因在基因库中的基因频率是不同的单位(4)生物进化的实质是种群基因频率发生变化的过程可遗传的变异是生物进化的原材料可遗传的变异包括基因突变、染色体变异和基因重组突变的有害或有利取决于生物生存的环境有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的基因型变异的不定向性,确定了突变和基因重组是产生进化的原材料自然选择种群中产生的变异是不定向的决定生物自然选择淘汰不利变异,保留有利变异进化方向自然选择使种群基因频率发生定向改变,即导致生物朝个方向缓慢进化。隔离导致物种形成物种:分布在定自然区域,具有,定形态结构和生理功能,而且在自然状态下能相互交配、繁
14、殖产生可育后代的一群生物个体隔离:将一个种群分成若干个小种群,使彼此间不能交配,从而形成新的物种。(3物种形式:同一个物种间产生变异和基因重组,经过长期的自然选择,使种群基因频率发生定向改变,再经过隔离作用产生新的物种。三、可能出现的考点本专题在高中生物中所占的内容比例很大,涉及的生物学知识既是重点也是难点。在高考生物刚刚恢复的两三年内,本专题的考查量较少,但近几年,命题率明显增加,而且试题难度也较大,在 2 007 年的高考中,以下内容很可能会出现:1.验证D N A 是遗传物质的思路、方法及在实验设计题目中的开拓作用。2 .D N A 分子的结构、复制、基因对生物性状的控制过程以及结合真、
15、原核生物基因结构,弄清DNA、mRNA、氨基酸之间的关系与计算。3 .基因的选择性表达与细胞分化及个体发育的关系。4.基因多样性、蛋白质多样性与生物多样性的关系。5.科学探究方法在遗传规律发现中的应用。6.从减数分裂角度分析遗传规律和变异的类型。7 .单基因遗传病图谱分析及遗传方式的判断、常见人类遗传病的遗传图解的书写、分析及概率计算。8 .各种育种方式的原理、方法及流程设计。9 .细胞核遗传与细胞质遗传的区别与联系及其在生产实践中的应用。10.遗传实验的设计与探究:纯合子、杂合子的鉴定,育种实验,D N A 半保留复制特点的探究。11.基因工程操作工具、流程及在社会生产、生活、科技中的应用。
16、12 .基因诊断、基因治疗与优生优育。13 .自然选择学说与现代生物进化理论的区别和联系。【例题解析】例 1将基因型为A A 的红果甲植株的枝条嫁接到基因型为a a 的黄果乙植株上,在自交情况下,该枝条所结果实的颜色、果皮的基因型、受精极核的基因型分别为()A.红果、A A A A A B.黄果、A a A a a C.红果、A A、A a a D.黄果、a a、a a a 解析本题主要考查果皮遗传和受精极核形成的知识的理解能力。题干中嫁接过程为无效信息,却增加了试题的难度,自交的父本和母本都是基因型为A A 的红果植株。果皮是由母本的子房壁发育而来,果实的颜色山母本基因型(A A)决定,为红
17、果。受精极核由1个 精 子(A)和 2个 极 核(A+A)构成。答案A 例 2 萝卜的根形是由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定的。现用两个纯合的圆形块根萝卜作亲本进行杂交。R全为扁形块根。K 自交后代七中扁形块根、圆形块根、长形块根的比例为9:6:1,则 F?扁形块根中杂合子所占的比例为()A.9/1 6 B.1/2 C.8/9 D.1/4 解析考查孟德尔比率9:3:3:1的灵活运用能力。若 A a B b X A a B b ,则子代表现型比例为9 显显:3显隐:3隐显:1 隐隐。B (A a B b)自交后代F2 中扁形块根、圆形块根、长形块根的比例为9:6:1,则心中很可能是9 显
18、显:(3显隐+3 隐显):1 隐隐。所以,F2扁形块根(A _ B _)中纯合子(A A B B)占 1/9,杂合子占8/9。答案C 例 3 阅读四段材料,回答下列问题:材料一:真核生物(如人)的基因是一个嵌合体,其编码区包含着能编码蛋白质的序列(外显子)和不能编码蛋白质的序列(内含子)。外显子被内含子一一隔开。材料二:由基因指导合成的信使R N A 开始也带有内含于转录部分,称为前体信使R N A,其内含子转录部分被切下来后,再重新将外显子转录部分拼接起来,才能成为成熟的信使R N A,释放到细胞质中指导蛋白质合成。材料三:内含子转录部分被切除和外显子转录部分被拼接都需要能量和酶。材料四:科
19、学家用嗜热四膜虫作为实验对象进行拼接实验,他们惊奇的发现,在不含任何蛋白质成分的四膜虫前体信使R N A 提取物中加入A TP,结果前体信使R N A 成功地完成了拼接。(1)外 显 子 的 基 本 组 成 单 位 是,前体信使R N A 的 基 本 组 成 单 位 是。(2)若某人的基因编码区中有n个碱基,其内含子中有m个磷酸基,则由它转录合成的成熟信使R N A 中有 个核糖,该基因指导合成的蛋白质最多有 个氨基酸分子。(3)已知某人的细胞D N A 分子上的一个碱基对(GC)发生置换,但细胞表现一切正常,请对此作出三种合理解释。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
20、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _:O(4)根据材料三和材料四,可以得出什么结论?解析考查真核基因的结构,“6 :3 :1”的运用,基因突变的概念和酶的概念的综合运用能力。(1)真核基因包括编码区和非编码区,编码区包括内含子和外显子,它们均是由脱氧核甘酸构成的。而信使R N A 的基本组成单位是核糖核甘酸。(2)信 使 R N A 是以D N A分 子(编码区)的一条链转录后形成的,则它的碱基的总数应该是n/2 个,
21、但是这个R N A只是初使的R N A,成熟的R N A 还要把内含子部分剪切掉,因此,成熟的R N A 中核糖数(或碱基数)是:(n-m)/2。氨基酸分子的总数是成熟R N A 中碱基数的1/3。(3)发生基因突变但细胞表现一切正常,即基因表达的产物蛋白质没有改变,则基因突变可能发生在基因之间没有遗传效应的D N A片段,也可能发生在转录产物被剪掉的内含子中,还可能是置换发生后所形成的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸。(4)材料三:R N A拼接需要酶和能量;材料四:在不含任何蛋白质成分的四膜虫前体信使R N A提取物中加入A T P,结果前体信使R N A成功地完成了拼接。通过对比分析
22、得到,有些酶的成分是R N A。答案(1)脱氧核昔酸核糖核甘酸;(2)(n-m)/2 ,(n-m)/6 ;(3)置换发生在内含子中,不影响蛋白质合成:置换发生后所形成的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸;置换发生在连接D N A上基因片段的脱氧核甘酸序列中;(4)有些酶的成分是R N A (有的醐可能并不是蛋白质)。例4 病毒是一类没有细胞结构的分子生物,与人类关系特别密切。今年世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒(简称禽流感),我国参与了抗击禽流感的国际性合作,并已经研制出禽流感的疫苗。要与禽流感作斗争,必须了解它、研究它,需要大量的供实验用的病毒结晶。根据所学知识回答下列问题:I.
23、在病禽中分离出禽流感样本后,实验室中如何获得大量禽流感病毒?为什么?(1);(2)。I I .要研制禽流感疫苗,必须知道其大分子组成,请设计实验探究禽流感的物质组成:(1)实验原理:R N A液在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色还需补充的两个实验原理是:(D_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)去掉病毒中大分子成分的简便方法是(3)设计一个表格记录实验结果,用于实验结论的分
24、析:解析考查病毒的培养及病毒的物质组成的实验分析和实验设计能力。病毒不能独立繁殖,必须采用活体培养基培养。病毒的物质组成为蛋白质和核酸,只含D N A或R N A。实验原理就是根据颜色反应来鉴定禽流感病毒中到底含有哪些成分,R N A的鉴定属于课外内容,题干中已经给出:蛋白质和D N A鉴定来源于课本实验。实验结果就是病毒化学成分与双缩麻试剂反应、二苯胺反应和苔黑酚反应产生的颜色变化,根据颜色反应可以得到相应的结论。答案L (1)活鸡胚中培养(或活的鸟胚胎中培养);(2)病毒是专性活细胞内寄生(或病毒无代谢特征)(或病毒不能独立繁殖);H.(1)蛋白质液与双缩腺试剂显紫色;D N A液与二苯胺
25、试剂共热显蓝色:(2)酶 处 理(或水解);(3)双缩版试剂反应(或实验一)二苯胺反应(或实验二)苔黑酚反应(或实验三)现象结论 例5 某一局部山区有一种雌性黑牛A,与一种雄性黄牛B交配,由于某种原因,其后代中无雄性小牛出现,但为了在自然情况下延续种族,雌性黑牛A只能与另 山区的雄性黄牛C交配,后代中才有雄性小牛出现。(1)请分析,导 致 局 部 山 区 无 雄 性 小 牛 出 现 的 原 因 很 可 能 是。(2)请你利用现代科学技术手段,设计一种方案,使此局部山区的雌牛A不与另一山区的雄牛交配,就能得到一种黄色小雄牛。方案设计的理论依据:方案设计的思路(不写详细步骤):o(3)上述方案设计
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