高考生物第一輪總復(fù)習(xí) 第19講細胞質(zhì)遺傳與基因的結(jié)構(gòu)課件（廣西專版）.ppt

第四單元 生物的生殖和發(fā)育 遺傳與變異 生物的進化 第19講 細胞質(zhì)遺傳與基因的結(jié)構(gòu) 考綱搜索 1 細胞質(zhì)遺傳的特點 2 細胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) 雄性不育在育種中的應(yīng)用不作要求 3 原核細胞和真核細胞的基因結(jié)構(gòu) 4 人類基因組研究 分析預(yù)測 原核細胞和真核細胞的基因結(jié)構(gòu)特點是易考點 要注意區(qū)別 掌握基因的非編碼區(qū)和編碼區(qū)的功能 比較編碼區(qū)的結(jié)構(gòu)差異 細胞質(zhì)遺傳是高考命題的難點 要弄清細胞質(zhì)遺傳的細胞學(xué)基礎(chǔ)和特點 并結(jié)合細胞核遺傳和細胞質(zhì)遺傳的特點 掌握判斷某性狀的遺傳是核遺傳還是質(zhì)遺傳的基本方法 關(guān)注細胞質(zhì)遺傳在育種中的運用 該部分內(nèi)容往往與細胞結(jié)構(gòu) 遺傳變異等知識綜合命題 增大了考試的難度 一 知識概述 1 細胞質(zhì)遺傳 細胞質(zhì)遺傳的特點 細胞質(zhì)遺傳 細胞質(zhì)遺傳的概念及其基礎(chǔ) 概念 真核生物有一些性狀是通過內(nèi)的遺傳物質(zhì)控制的物質(zhì)基礎(chǔ) 細胞質(zhì)內(nèi)含有控制遺傳性狀的細胞質(zhì)基因 它位于 葉綠體內(nèi)的上 細菌上也有細胞質(zhì)基因 細胞質(zhì) 線粒體 dna 質(zhì)粒 特點 母系遺傳 不論正交還是反交 f1性狀總是與相同原因 受精卵中的幾乎全部來自卵細胞 細胞質(zhì)內(nèi)遺傳物質(zhì)控制的性狀實際上是由傳給子代 雜交后代不出現(xiàn)一定的分離比例原因 原始生殖細胞在減數(shù)分裂時 細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)地分配到子細胞中去 母本性狀 細胞質(zhì)基因 卵細胞 隨機地 不均等 2 基因的結(jié)構(gòu) 基因的結(jié)構(gòu) 真核細胞的基因結(jié)構(gòu) 原核細胞的基因結(jié)構(gòu) 編碼區(qū) 能轉(zhuǎn)錄為mrna 指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成 即能編碼的區(qū)段非編碼區(qū) 不能轉(zhuǎn)錄為mrna 不能編碼的區(qū)段 包括編碼區(qū)上游和編碼區(qū)下游兩部分 存在調(diào)控遺傳信息表達的核苷酸序列 最重要的是位于編碼區(qū)上游的結(jié)合位點 可控制rna聚合酶的結(jié)合 而編碼區(qū)下游則有終止子存在 可控制rna聚合酶的停止 脫落 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì) rna聚合酶 編碼區(qū)間斷的 不連續(xù)的外顯子 能編碼的序列內(nèi)含子 不能編碼的序列非編碼區(qū)有調(diào)控遺傳信息表達的核苷酸序列編碼區(qū)上游 存在rna聚合酶結(jié)合位點編碼區(qū)下游 存在終止子 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì) 3 人類基因組研究人類基因組 人體dna分子所攜帶的全部遺傳信息 人類單倍體基因組 由條雙鏈的dna分子組成 包括1 22號常染色體dna與x y染色體dna 估計有30億個堿基對 3 3 5萬個基因 人類基因組計劃的任務(wù) 分析測定人類基因組的核苷酸序列主要內(nèi)容 繪制人類基因組四張圖 即遺傳圖 圖 圖和圖 24 物理 序列 轉(zhuǎn)錄 遺傳圖 基因或dna標(biāo)記 多態(tài)性遺傳標(biāo)記 在染色體上以遺傳距離表示相對位置的圖 連鎖圖 物理圖 dna序列上的dna標(biāo)記之間實際距離的圖 以dna上核苷酸數(shù)目多少表示 kb 千對 mb 百萬對 序列圖 人類基因組的核苷酸序列圖轉(zhuǎn)錄圖 人類基因組只有1 5 dna序列為編碼序列 而一個人體細胞 一般只有0 1 基因是表達的 人類基因組研究的意義 對各種疾病 尤其是各種遺傳病的診斷 治療具有劃時代的意義 對進一步了解基因表達的調(diào)控機制 細胞的生長 分化和個體發(fā)育的機制以及生物進化具有重要意義 推動生物高新技術(shù)的發(fā)展并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益 二 要點歸納紫茉莉質(zhì)體的遺傳1 紫茉莉植株及枝條綠色植株 只含綠色枝條 只含葉綠體 綠色枝條 只含葉綠體 花斑植株 白色枝條 只含白色體 花斑枝條 既有葉綠體又有白色體 白色植株 不能存活 2 紫茉莉枝條顏色的遺傳 1 綠色紫茉莉枝條顏色的遺傳綠色紫茉莉細胞只含有葉綠體 產(chǎn)生的卵細胞內(nèi)也只含有葉綠體 受精后仍發(fā)育為綠色紫茉莉 圖示如下 2 白色紫茉莉枝條顏色的遺傳 3 花斑紫茉莉枝條顏色的遺傳花斑紫茉莉植株上有三種細胞 產(chǎn)生卵細胞及受精卵后的發(fā)育情況如下 注意 1 若受精卵中只含有白色體 則發(fā)育成的植株為白化苗 將無法存活 2 花斑植株上白色枝條的營養(yǎng)物質(zhì)可由鄰近枝條轉(zhuǎn)移過來 3 無論是有絲分裂還是減數(shù)分裂 質(zhì)基因都是隨機的 不均等分配 4 紫茉莉枝葉顏色的遺傳遵循細胞質(zhì)遺傳 而紫茉莉花色的遺傳是核遺傳中的不完全顯性 細胞質(zhì)遺傳與細胞核遺傳的比較 續(xù)表 注意 1 細胞質(zhì)遺傳時正 反交結(jié)果不同 子代性狀始終與母本性狀一致 而核遺傳中伴x染色體的遺傳 正 反交結(jié)果也可以不同 表現(xiàn)為子代性狀與性別有關(guān) 2 植物果皮 種皮表現(xiàn)為母本性狀是因為果皮 種皮是母體的一部分 是母體體細胞發(fā)育而來 屬細胞核遺傳 3 生物的遺傳是細胞核遺傳和細胞質(zhì)遺傳共同作用的結(jié)果 原核細胞與真核細胞的基因結(jié)構(gòu)1 原核細胞與真核細胞的基因結(jié)構(gòu)及比較 1 原核細胞基因的結(jié)構(gòu) 2 真核細胞基因的結(jié)構(gòu) 3 真 原核細胞基因結(jié)構(gòu)的比較相同點 都有編碼區(qū) 非編碼區(qū) 在非編碼區(qū)都有調(diào)控遺傳信息表達的核苷酸序列 在編碼區(qū)上游均有rna聚合酶結(jié)合位點 不同點 原核細胞的基因中編碼區(qū)是連續(xù)的 無外顯子和內(nèi)含子之分 真核細胞的基因中編碼區(qū)是不連續(xù)的 分為能編碼蛋白質(zhì)的外顯子和不能編碼蛋白質(zhì)的內(nèi)含子 2 dna 基因及基因的表達之間的數(shù)目關(guān)系 1 dna 基因 基因的表達 以原核細胞的基因為例 2 數(shù)目關(guān)系 氨基酸數(shù)目 mrna的堿基數(shù)目 基因 dna 的堿基數(shù)目 1 3 6 至少 3 真核生物中氨基酸數(shù)目 基因中堿基數(shù) 6的原因分析 基因結(jié)構(gòu)中存在不能編碼蛋白質(zhì)的非編碼區(qū) 編碼區(qū)中內(nèi)含子部分不能編碼蛋白質(zhì) 外顯子中含有與轉(zhuǎn)錄為終止密碼子相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列 4 在數(shù)量上外顯子比內(nèi)含子多1個 5 編碼區(qū)在整個基因中所占比例較小 而具調(diào)控作用的非編碼區(qū)所占比例較大 說明了真核細胞基因結(jié)構(gòu)及其功能的復(fù)雜性 注意 1 非編碼區(qū)與非編碼序列不能混淆非編碼區(qū)位于原核細胞基因和真核細胞基因的編碼區(qū)的上游和下游 而非編碼序列除包括非編碼區(qū)外還包括真核細胞基因的編碼區(qū)中的內(nèi)含子 2 終止子和終止密碼不能混淆終止子存在于dna上 起終止轉(zhuǎn)錄的作用 終止密碼子存在于mrna上 起終止翻譯的作用 2007 江蘇 下圖為一個真核基因的結(jié)構(gòu)示意圖 根據(jù)圖中所示 對該基因特點敘述正確的是 a 非編碼區(qū)是外顯子 編碼區(qū)是內(nèi)含子b 非編碼區(qū)對該基因轉(zhuǎn)錄不發(fā)揮作用c 編碼區(qū)是不連續(xù)的d 有三個外顯子和四個內(nèi)含子 真核細胞的基因結(jié)構(gòu)包括非編碼區(qū)和編碼區(qū) 其中編碼區(qū)是不連續(xù)的 有內(nèi)含子和外顯子之分 基因的非編碼區(qū)上游含有rna聚合酶結(jié)合位點 對基因的轉(zhuǎn)錄有調(diào)控作用 外顯子是基因編碼區(qū)中能夠編碼蛋白質(zhì)的序列 內(nèi)含子是基因編碼區(qū)中不能編碼蛋白質(zhì)的序列 在基因的編碼區(qū)中外顯子之間間隔內(nèi)含子 即圖示基因中有4個外顯子 3個內(nèi)含子 答案 c 2009 寧夏 多數(shù)真核生物基因中編碼蛋白質(zhì)的序列被一些不編碼蛋白質(zhì)的序列隔開 每一個不編碼蛋白質(zhì)的序列稱為一個內(nèi)含子 這類基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄 加工形成的mrna中只含有編碼蛋白質(zhì)的序列 某同學(xué)為檢測某基因中是否存在內(nèi)含子 進行了下面的實驗 步驟 獲取該基因的雙鏈dna片段及其mrna 步驟 加熱dna雙鏈?zhǔn)怪蔀閱捂?并與步驟 所獲得的mrna按照堿基配對原則形成雙鏈分子 步驟 制片 染色 電鏡觀察 可觀察到圖中結(jié)果 請回答 1 圖中凸環(huán)形成的原因是 說明該基因有個內(nèi)含子 dna中有內(nèi)含子序列 mrna中沒有其對應(yīng)序列 變性后形成的dna單鏈之一與mrna形成雙鏈分子時 該單鏈dna中無法與mrna配對的序列能形成凸環(huán)7 7 2 如果先將步驟 所獲得的mrna逆轉(zhuǎn)錄得到dna單鏈 然后該dna單鏈與步驟 中的單鏈dna之一按照堿基配對原則形成雙鏈分子 理論上也能觀察到凸環(huán) 其原因是逆轉(zhuǎn)錄得到的dna單鏈中不含有序列 3 dna與mrna形成的雙鏈分子中堿基配對類型有種 分別是 a u t a c g 內(nèi)含子 3 1 由題意知 基因中編碼蛋白質(zhì)的序列被一些不編碼蛋白質(zhì)的序列隔開 每一個不編碼蛋白質(zhì)的序列稱為一個內(nèi)含子 而mrna中只含有編碼蛋白質(zhì)的序列 因此 變性后形成的dna單鏈之一與mrna形成雙鏈分子時 該單鏈dna中無法與mrna配對的序列能形成凸環(huán) 凸環(huán)部分即為內(nèi)含子序列 2 mrna逆轉(zhuǎn)錄得到dna單鏈 該dna單鏈也不含有不編碼蛋白質(zhì)的序列 因此 逆轉(zhuǎn)錄得到的dna單鏈中不含有內(nèi)含子序列 3 dna中有4種堿基a g c t mrna有4種a g c u dna中的a與mrna中的u dna中t與mrna中a dna中c與mrna中g(shù) dna中g(shù)與mrna中c 所以配對類型有3種 2007 江蘇 藏報春的葉片有綠色 白色 花斑三種類型 屬于細胞質(zhì)遺傳 花色由一對核基因r r控制 基因型rr為紅色 rr為粉紅色 rr為白色 1 白花 花斑葉片植株 接受花粉 紅花 綠色葉片植株 提供花粉 雜交情況如圖a所示 根據(jù)細胞質(zhì)遺傳和細胞核遺傳的特點 向 傳遞 而 向 傳遞 的葉片類型可能是 細胞核遺傳物質(zhì) 細胞核和細胞質(zhì)遺傳物質(zhì) 綠色葉片 花斑葉片 白色葉片 2 假設(shè)圖b中 個體自交 后代出現(xiàn)綠色葉片植株 花斑葉片植株 白色葉片植株 的比例是 這是因為細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)的分離具有的特點 后代出現(xiàn)紅花 花斑葉片植株 白花 花斑葉片植株的比例是 不定的 1 1 隨機不均等 本題主要考查生物的細胞質(zhì)遺傳和基因的分離定律 1 依據(jù)生物生殖過程中遺傳物質(zhì)的分配特點 子代細胞核中染色體一半來自父本 一半來自母本 而由于受精卵中細胞質(zhì)主要來自卵細胞 因此子代細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)主要來自母本 因此 在生殖過程中