遗传的分子基础章末复习学案(苏教版必修2)
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资料简介
物 第四章 遗传的分子基础 突破1 肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较:‎ 相同点 ‎①均使DNA和蛋白质分开,单独处理,观察它们各自的作用,但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同 ‎②都遵循了对照原则 ‎③都能证明DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质 不同点 方法不同 艾弗里实验 直接分离:分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型菌混合培养 噬菌体侵染细菌实验 同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)‎ ‎【突破体验】‎ ‎1.1952年,赫尔希和蔡斯进行的噬菌体侵染细菌的实验,是人类探究“什么是遗传物质”的最具说服力的实验。下图为用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验,据图回答下列问题:‎ 8‎ ‎(1)T2噬菌体的组成成分是蛋白质和DNA。如果仅凭猜想,控制其性状的遗传物质的可能是_________________________。‎ ‎(2)你认为怎样才能得到被32P标记的T2噬菌体?请简述你的实验方案。_________________________。‎ ‎(3)当接种噬菌体后培养时间过长,发现在搅拌后的上清液中有放射性,其最可能的原因是______________。‎ ‎(4)一个噬菌体含有一个DNA分子。理论上分析,一个被32P标记的T2噬菌体侵染细菌后,复制出n个子代噬菌体,其中携带32P的噬菌体有________个。复制用的原料来自于______________________。‎ 答案 (1)①蛋白质和DNA都是遗传物质;②其遗传物质是蛋白质,不是DNA;③其遗传物质是DNA,不是蛋白质 (2)将宿主细菌培养在含32P的培养基中培养,获得含有32P的细菌;用T2噬菌体去侵染被32P标记的细菌,待细菌细胞裂解后,释放出的噬菌体便被32P标记上了 (3)培养时间过长,复制增殖后的噬菌体从细菌体内释放出来 (4)2 细菌细胞内游离的脱氧核苷酸 解析 (1)单凭猜想,遗传物质可能会有三种情况:蛋白质和DNA都是遗传物质;DNA是遗传物质;蛋白质是遗传物质。(2)解答这一问题要考虑到病毒本身不能增殖,必须借助于宿主细胞,因此应考虑先培养出有标记的宿主细胞,然后再培养出有标记的噬菌体。(3)若接种噬菌体后的培养时间过长,复制增殖后噬菌体会从细菌体内释放出来,导致上清液中有放射性。(4)一个被标记的噬菌体含有两条被标记的链,不管复制多少次,最多有两个子代噬菌体含有放射性物质,复制的场所和原料由细菌提供。‎ 突破2 染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 关系 内容 基因与脱氧核苷酸 基因的基本组成单位是脱氧核苷酸,每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息 基因与DNA 基因是有遗传效应的DNA片段,每个DNA分子上有很多个基因 基因与染色体 基因在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要运载体 基因与生物性状 基因是遗传物质结构和功能的基本单位,特定基因控制相应的性状 8‎ DNA与染色体 染色体主要由DNA和蛋白质构成。通常情况下一条染色体上含有1个DNA分子,染色体是DNA的主要运载体 四者之间的数量关系 ‎1条染色体―→1个或2个DNA分子―→许多个基因―→成百上千个脱氧核苷酸 四者之间的层次关系 脱氧核苷酸―→基因―→DNA分子―→染色体 ‎【突破体验】‎ ‎2.分析图示,回答下列问题:‎ ‎(1)图中B是________,F是________,G是________。‎ ‎(2)1个A与C有两种比例关系:________和________;每个C含有________个D,每个D中可以有________个E。‎ ‎(3)D与A的位置关系是____________________________。‎ ‎(4)从分子水平看,D与C的关系是____________________。‎ ‎(5)C的基本组成单位是图中的________。D的主要运载体是图中的________。‎ ‎(6)在E构成的链中间,与1分子G相连接的有________分子的F和________分子的H。‎ ‎(7)遗传信息是D中________的排列顺序。‎ ‎(8)生物的性状遗传主要通过A上的________________传递给后代,实际上是通过________________的排列顺序来传递遗传信息的。‎ 答案 (1)蛋白质 含氮碱基 脱氧核糖 (2)1∶1‎ ‎1∶2 很多 成百上千 (3)D在A上呈线性排列 ‎(4)D是有遗传效应的C的片段 (5)E(或脱氧核苷酸) A(或染色体) (6)1 2 (7)E(或脱氧核苷酸或F或碱基或碱基对) (8)D(或基因) 脱氧核苷酸 解析  (1)由于染色体主要是由DNA和蛋白质组成的,因此由题干分析知B是蛋白质,F是含氮碱基,G是脱氧核糖。(2)DNA未复制时,1条染色体上有1个DNA分子,DNA复制后,着丝点分裂前,1条染色体上有2个DNA分子,所以1个A与C有1∶1和1∶2两种比例关系;每个C含有很多个基因,每个D中可以有成百上千个E。(3)D与A的位置关系是D(基因)在A(染色体)上呈线性排列。(4)从分子水平看,D与C的关系是D(基因)是有遗传效应的C(DNA)的片段。(5)C的基本组成单位是图中的E(或脱氧核苷酸)。D的主要运载体是图中的A(或染色体)。(6)在E构成的链中间,与1分子G相连接的有1分子的F和2分子的H。(7)遗传信息是D中E(或脱氧核苷酸或F或碱基或碱基对)的排列顺序。(8)生物的性状遗传主要通过A上的D(或基因)传递给后代,实际上是通过脱氧核苷酸的排列顺序来传递遗传信息的。‎ 8‎ 突破3 中心法则过程的判断方法 中心法则体现了DNA复制、转录、RNA复制、逆转录、翻译过程,下面从模板、原料、产物三个方面来分析。‎ ‎(1)从模板分析:‎ ‎①如果模板是DNA,生理过程可能是DNA复制或转录;‎ ‎②如果模板是RNA,生理过程可能是RNA复制或逆转录或翻译。‎ ‎(2)从原料分析:‎ ‎①如果原料为脱氧核苷酸,产物一定是DNA,生理过程可能是DNA复制或逆转录;‎ ‎②如果原料为核糖核苷酸,产物一定是RNA,生理过程可能是转录或RNA复制;‎ ‎③如果原料为氨基酸,产物一定是蛋白质(或多肽),生理过程是翻译。‎ ‎(3)从产物分析:‎ ‎①如果产物为DNA,生理过程可能是DNA复制或逆转录;‎ ‎②如果产物为RNA,生理过程可能是RNA复制或转录;‎ ‎③如果产物是蛋白质(或多肽),生理过程是翻译。‎ ‎【突破体验】‎ ‎3.为研究某病毒的致病过程,在实验室中做了如图所示的模拟实验。‎ ‎(1)从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子,其部分碱基序列为-GAACAUGUU-。将物质A加入试管甲中,反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是-CTTGTACAA-,则试管甲中模拟的是________过程。‎ ‎(2)将提纯的产物X加入试管乙,反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子,则产物Y是________,试管乙中模拟的是________过程。‎ ‎(3)将提纯的产物Y加入试管丙中,反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物,则产物Z是___________________。‎ ‎(4)若该病毒感染了小鼠上皮细胞,则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自________,而决定该化合物合成的遗传信息来自_______________。‎ 若该病毒除感染小鼠外,还能感染其他哺乳动物,则说明所有生物共用一套_________________________________。‎ 该病毒遗传信息的传递过程为__________________________。‎ 8‎ 答案 (1)逆转录 (2)mRNA 转录 (3)蛋白质(或多肽) (4)小鼠上皮细胞 病毒的RNA 密码子 ‎ 解析 (1)A是单链的生物大分子,且含碱基U,由此判断A为RNA,X含碱基T一定是DNA,而以RNA为模板指导合成DNA的过程,我们称之为逆转录。(2)根据题干信息“Y是能与核糖体结合的单链大分子”,推知Y是mRNA,试管乙中模拟的是转录过程。(3)根据题干信息“Z是组成该病毒外壳的化合物”,推知Z是蛋白质(或多肽),丙试管中模拟的是翻译过程。(4)该病毒的遗传物质是RNA,经过逆转录形成DNA,再转录形成mRNA,然后利用小鼠上皮细胞的氨基酸翻译形成蛋白质。逆转录病毒遗传信息的传递过程为:‎ 突破4 界定基因突变与染色体结构变异 ‎1.判断基因突变和染色体结构变异的方法 ‎(1)从变异的范围看:‎ 基因内部个别碱基对的增添、缺失或改变⇒基因突变,即改变发生于“基因内部”从而改变了基因结构;“基因”数目或排列顺序的改变⇒染色体结构变异,即改变发生于“染色体”内部,不曾深入基因内部。‎ ‎(2)从变异的结果看:‎ 染色体上基因的数量和位置不改变⇒基因突变;‎ 基因的数量和排列顺序改变⇒染色体结构变异。‎ ‎(3)从镜检的结果看:‎ 基因突变在显微镜下观察不到,而染色体结构变异可通过显微镜观察到。‎ ‎2.辨析染色体畸变方式 图a为三体(个别染色体增加);图c为三倍体(染色体组成倍增加);图b和图f皆为染色体结构变异中的重复;图d和图e皆为染色体结构变异中的缺失。‎ ‎【突破体验】‎ ‎4.如图所示,某生物体细胞中已知染色体发生了①~④四种变异,下列相关叙述正确的是(  )‎ A.①~④发生的变异均未产生新基因 B.①~④发生的变异依次是染色体倒位、缺失、重复与基因突变 C.①~④所发生的变异均可在光学显微镜下观察到 D.①、②、③依次为染色体结构变异中的缺失、重复、倒位,④为基因突变 8‎ 答案 D 解析 基因突变是指因DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变,染色体结构变异是指染色体的部分片段发生增添、缺失、倒位、易位等变化。据图可知①、②、③依次为染色体结构变异中的缺失、重复和倒位,④为基因突变。基因突变可以产生新基因,其不能在光学显微镜下观察到。‎ 突破5 遗传系谱分析 人类遗传系谱分析与推断,多见于单基因遗传病的遗传案例,该类遗传病在基因传递上遵循孟德尔遗传规律,我们可通过系谱特点来确认相关遗传病的遗传方式,现分析如下:‎ ‎1可直接确认的系谱类型——伴Y遗传病及线粒体遗传病 ‎①确定是否为伴Y遗传(如图1)‎ 若系谱图中,所有男患者之子均患病,而女儿正常,则最可能为伴Y遗传,系谱中只要有女患者或父子之一不患病即可否定伴Y遗传。‎ ‎②确定是否为线粒体基因的遗传——母系遗传(如图2)‎ 若系谱图中,女患者的子女全部患病,正常女性的子女全正常,即子女的表现型与母亲相同,则最可能为母系遗传。如出现母亲患病子女正常,或者孩子患病母亲正常,则不是母系遗传。‎ ‎2可据显隐性确认的系谱类型 ‎①先确认显隐性 a.“无中生有”:即双亲正常,其子代中有患者,此单基因遗传病一定为隐性遗传病。若患病孩子为女儿时,可直接确认基因在常染色体上(如图3)。‎ b.“有中生无”:即患病的双亲生有正常后代,此单基因遗传病一定为显性遗传病,若正常孩子为女儿时,可直接确认基因在常染色体上(如图4)。‎ ‎②确定是常染色体遗传还是伴X遗传 a.在确定是隐性遗传病的前提下,参照“女患者”:‎ 若女患者的父亲和儿子都是患者,则最可能为伴X隐性遗传病,如图5。‎ 若女患者的父亲和儿子中有正常的,则一定是常染色体隐性遗传病,如图6、图7。‎ 8‎ b.在确定是显性遗传病的前提下,参照“男患者”:‎ 若男患者的母亲和女儿都是患者,则最可能为伴X显性遗传病,如图8。‎ 若男患者的母亲和女儿中有正常的,则一定为常染色体显性遗传病,如图9、图10。‎ ‎3不能确定判断类型:若系谱图中无上述特征,只能从可能性的大小上推测。‎ ‎①若该病在代与代之间呈连续遗传 ‎②若该病在系谱图中隔代遗传 ‎【突破体验】‎ ‎5.遗传工作者在进行遗传病调查时发现了一个甲、乙两种单基因遗传病的家系,系谱如下图所示,请回答下列问题(所有概率用分数表示)。‎ ‎(1)甲病的遗传方式是____________。‎ ‎(2)乙病的遗传方式不可能是_________________。‎ ‎(3)如果Ⅱ-4、Ⅱ-6不携带致病基因,按照甲、乙两种遗传病最可能的遗传方式,请计算:‎ ‎①双胞胎(Ⅳ-1与Ⅳ-2)同时患有甲种遗传病的概率是________。‎ ‎②双胞胎中男孩(Ⅳ-1)同时患有甲、乙两种遗传病的概率是________,女孩(Ⅳ-2)同时患有甲、乙两种遗传病的概率是________。‎ 答案 (1)常染色体隐性遗传 (2)伴X显性遗传 ‎(3)① ② 0‎ 8‎ 解析 (1)据不患甲病的Ⅰ-3和Ⅰ-4生下患甲病的Ⅱ-8女孩,可判断甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传。(2)据图可知:患乙病的男性亲本和不患乙病的女性亲本的后代男性均患乙病,女性不患病,则可判断乙病不可能是伴X显性遗传。(3)若用A和a表示甲遗传病的基因,用B和b表示乙遗传病的基因。①由于甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传,且Ⅱ-4、Ⅱ-6不携带致病基因,对甲病而言,Ⅱ-4和Ⅱ-6个体的基因型均为AA,Ⅱ-3和Ⅱ-5个体的基因型均为AA或Aa,其中AA占、Aa占,则Ⅲ-1和Ⅲ-2的基因型为AA或Aa,其中AA占、Aa占,其后代患甲病的概率为××=,后代双胞胎均患甲病的概率为×=。②据上题男孩(Ⅳ-1)患甲病的概率为,由于乙病呈现父亲患病儿子一定患病,父亲不患病儿子不患病的形式,则乙病最可能的遗传方式是伴Y遗传,又Ⅲ-2(男性)患乙病,则男孩(Ⅳ-1)同时患有甲、乙两种遗传病的概率为×1=。据上题女孩(Ⅳ-2)患甲病的概率为,乙病属伴Y遗传,则女孩(Ⅳ-2)患乙病的概率为0,其同时患两种病的概率为×0=0。‎ 8‎

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