專題四 遺傳、進化與基因工程

1、專題四 遺傳、進化與基因工程一、專題知識平臺二、高考熱點聚焦中學生物學中的理論知識主要包括三部分內容：新陳代謝、遺傳學和生態(tài)學。尤其是遺傳學內容是高中生物學的核心和支柱，是高考生物學命題的重要根據地，高考試題該部分占的比例，歷年都較大，出活題考能力的主角非它莫屬?？梢?，它是高考重(點)中之重，難(點)中之難，熱(點)中之熱。遺傳進化和基因工程既是高中生物學的重點，又是難點。減數(shù)分裂、遺傳的物質基礎、遺傳的基本規(guī)律和生物的變異及其與生物進化的關系，在整個中學生物學學習中占有核心位置。它不僅有重要的理論價值，而且在實踐中與人類的生產生活關系極為密切。從近幾年高考試題看，將減數(shù)分裂過程，突變過程與不

2、同基因的傳遞過程聯(lián)系在一起，是命制大型綜合題的素材，這正是"3+X" 命題模式的趨向。本專題熱點知識有：（1）生殖的種類極其應用、減數(shù)分裂與生殖細胞的形成、減數(shù)分裂與遺傳規(guī)律、減數(shù)分裂與有絲分裂的識圖與繪圖（曲線圖和示意圖）、植物種子（胚、胚乳、種皮）與果實的發(fā)育等；（2）核酸的種類及組成、半保留復制、堿基互補配對原則、DNA(基因)的結構和功能、孟德爾遺傳實驗過程及分子水平的解釋、遺傳圖譜的判定、遺傳病發(fā)病幾率計算等；（3）基因突變、染色體變異及其在育種上的應用等；（4）現(xiàn)代進化理論是新教材增加的內容，但基因頻率、新物種的形成與遺傳學聯(lián)系緊密，將成為重要考點。（5）基因的

3、結構與基因工程中的原核基因的結構、真核生物基因表達的調控、基因的操作工具和基因操作的基本步驟以及基因工程的成果及前景是近年來命題的新熱點。三、重難點知識整合（一）本專題考點章、節(jié)、冊綜合分為四條主線第一條主線是以基因的本質為重點的染色體、DNA、基因、遺傳信息、遺傳密碼、性狀之間關系的綜合；第二條主線，以分離規(guī)律為重點的核基因傳遞規(guī)律及其應用的綜合；第三條主線是以基因突變、染色體變異和自然選擇為重點的進化變異規(guī)律及其應用的綜合； 第四條主線以基因與基因工程為中心的有關基因結構、基因操作及與基因工程的前景等的綜合。復習本專題時，以"基因"為核心，抓住上述三條主線，按知識的內在

4、聯(lián)系將初、高中生物學相關知識點有機結合起來形成知識網絡體系，如下圖所示：（1）從亞顯微結構水平到分子水平綜合分析第一個層次的"點-線"關系：細胞核染色體DNA基因遺傳信息mRNA蛋白質(性狀)。（2）以人類遺傳病為例分析遺傳的三個基本規(guī)律和伴性遺傳之間的區(qū)別和聯(lián)系，并通過編制致病基因檢索表)掌握解遺傳題的方法，提高解遺傳題的能力致病基因檢索表A1圖中有隔代遺傳現(xiàn)象隱性基因B1與性別無關(男女發(fā)病幾率相等)常染色體B2與性別有關C1男性都為患者Y染色體C2男多于女X染色體A2圖中無隔代遺傳現(xiàn)象(代代發(fā)生)顯性基因D1與性別無關常染色體D2與性別有關E1男性均為患者Y染色體E2

5、女多于男(約為男患者2倍)X染色體注：隔代遺傳現(xiàn)象-患者這代的上、下代中有不患病的現(xiàn)象。應該注意的是，此檢索表是來自大量病例的總結，具有普遍性，可適用于一般遺傳系譜的遺傳病的計算和推導。而一般來說試題給的遺傳病系譜圖是對一個家族或家庭的具體描繪，具有特殊性。所以，用致病基因檢索表確定的具體家庭的致病基因，可作為解題的重要參考依據，但絕不是惟一的依據，還需要依此做進一步的驗證(即推導一次)。當證明具有普遍性的判斷也適用于具有特殊的具體事例中時，就可以以此為依據開始解題了。切記!（3）以染色體概念系統(tǒng)為例，分析染色體與遺傳變異進化之間的內在聯(lián)系，將高中生物章、節(jié)之間的相關知識點有機地結合起來。 （

6、4）以基因工程為中心的相關知識是當今社會的一些熱點、焦點問題，應該將其與基因的結構和基因工程的操作聯(lián)系起來進行綜合復習。（二）方法技巧1如何正確理解"核酸(DNA)是遺傳物質的證據"實驗（1）理解的關鍵是排除主要干擾因素蛋白質的影響，所以在實驗過程中必須設法消除這種干擾，通常做法是用同位素進行示蹤(如在DNA侵染細菌實驗中分別用32P和35S標記DNA和蛋白質)或利用酶專一性除去蛋白質或核酸(如在肺炎雙球菌轉化實驗中分別選用蛋白酶和核酸酶降解蛋白質和核酸做對照實驗)。（2）將經典實驗進行補充和完善，這樣可使已學過的知識得到進一步的深化和擴展。2核酸、核苷酸和核苷有何聯(lián)系?

7、腺嘌呤和腺苷有何區(qū)別和聯(lián)系?（1）核酸包括DNA和RNA, 為高分子化合物。其基本結構單元是核苷酸。因DNA和RNA所包含的五碳糖和堿基的不同，脫氧核苷酸、核糖核苷酸各有4種，分別是腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸、鳥嘌呤核糖核苷酸、胸腺嘧啶核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸。核苷是核苷酸脫去磷酸基的剩余部分，所以腺苷是腺嘌呤核糖核苷的簡稱。腺嘌呤和腺苷雖然都用字母"A"表示，但兩者顯然不是同一種物質(腺苷脫去核糖勵為腺嘌呤)。（2）知識歸納：細胞形態(tài)的生命具有2種核酸即DNA和RNA(包括信使mRNA、轉運tRNA和核糖

8、體rRNA)，8種核苷酸；非細胞形態(tài)的生命-病毒一般只含1種核酸(DNA或RNA)，5種核苷酸。3如何運用"堿基互補配對"原則進行計算（1）在遺傳信息的傳遞和表達，即DNA復制、轉錄、逆轉錄、翻譯和RNA復制過程中均遵循"堿基互補配對"原則，其基本點是A與T或U配對,G與C配對, 所以配對的兩個核酸分子中相應堿基數(shù)目關系是A=T(或A=U) 和G=C。（2）在轉錄和翻譯過程中，基因中的堿基數(shù)或脫氧核苷酸數(shù)目(指雙鏈)、RNA分子中的堿基數(shù)或核糖核苷酸、蛋白質分子中的氨基酸數(shù)之比為631。3兩個常用的規(guī)律：兩個非互補堿基之和占DNA堿基總數(shù)的一半；一條鏈中

9、的A+T與另一條鏈中的T+A相等，G+C也如此；一條鏈中的(A+T)/(G+C)=a，另一條鏈中的這種比也是a；一條鏈中的(A+G)/(T+C)=b，另一條鏈中的這種比為1/b。4如何靈活運用"DNA半保留復制"規(guī)律（1）在DNA復制過程中, 親代DNA分子的兩條鏈都可以作為模板合成新的子鏈, 這樣由一個親代DNA分子合成的兩個子代DNA分子。每個子代DNA分子的兩條鏈中, 一條鏈是原模板鏈(從親代繼承), 另一條鏈(非模板鏈) 是新合成的, 即只有一半是新合成的, 稱"DNA半保留復制"，它揭示了親代DNA和子代DNA分子間的數(shù)量關系, 用此規(guī)律解題簡

10、捷高效, 可謂"事半功倍"。（2）掌握DNA復制的條件如酶、ATP、模板DNA及其與核糖體、線粒體、染色體的關系，從而將遺傳學、細胞學和新陳代謝有機地結合起來，形成結構化的知識體系，提高綜合能力。5如何確定個體的基因型?（1）確定個體的基因型, 其實是基因分離定律的逆向運用。（2）在明確顯(隱)性性狀和顯(隱)性基因的前提下, 首先可依照個體的表現(xiàn)型至少能確定一半的基因組成(顯性性狀既可能是顯性純合體, 也可能是雜合體；隱性性狀必為隱性純合體)，然后根據相并雜交結果的表現(xiàn)型或基因型, 推出其它未確定的基因組成，如若親代的子代分離比為11, 則親代個體必為雜合體和隱性純合體；

11、若親代的子代分離比為31, 則親代均是雜合體等等。（3）求由兩對或兩對以上基因,控制的生物性狀的基因型, 則應靈活運用基因分離定律：先分別單獨考慮每一對基因(此時無視其它基因的存在)以確定各自基因型, 然后歸納整理, 按正確順序書寫全部基因組成。6如何計算遺傳機率（1）首先應確定親代的基因型, 然后依據親代的基因型推出子代的可能基因型, 進而推出子代的可能表現(xiàn)型, 并以此求出符合題自要求的表現(xiàn)型機率或基因型機率。（2）應熟練掌握下表所示的幾種雜交組合的機率：親代雜交組合子代基因型及其比例子代表現(xiàn)型及其比例AA×AAAAA(顯性性狀)AA×Aa1/2AA+1/2AaAAA&#

12、215;aaAaAAa×Aa1/4AA+1/2Aa+1/4aa3/4A+1/4aAa×aa1/2Aa+1/2aa1/2A+1/2aaa×aaaaa(隱性性狀)病名代號非近親婚配子代發(fā)病率表兄妹婚配子代發(fā)病率甲1：3100001：8600乙1：145001：1700丙1：380001：3100丁1：400001：3000（3）求由兩對或兩對以上基因,控制的生物性狀的遺傳機率, 則應靈活運用基因分離定律：先分別單獨考慮每一對基因(此時無視其它基因的存在)以確定各自基因控制的遺傳機率, 然后運用"分枝法", 按"乘法原理"計算出相

13、關表現(xiàn)型或基因型的遺傳機率。7如何判定遺傳系譜中遺傳病的遺傳特點？（1）遺傳系譜是通過社會調查而獲取的第一手資料，分析遺傳系譜對于施行優(yōu)生優(yōu)育和開展科學研究具有重要意義。遺傳系譜的社會調查本身也是進行探究性學習的良好載體。系譜類題目信息量大，隱匿條件多，是考查獲取知識的能力、推理能力和分析綜合能力的有效形式。（2）正確判定遺傳系譜中遺傳病的遺傳特點，其基本方法是"反證法", 即首先觀察分析遺傳系譜, 初步得出其可能遺傳特點, 再用"反證法"進行證明。具體判定時必須選擇科學合理的判別順序,一般是：顯/隱？Y?X?常。注意："分類討論"是

14、一種極其重要的數(shù)學思想，而科學的分類標準能顯著提高解決問題的效率。（3）快速判定遺傳病系譜可按右上圖程序進行。8如何求解由兩對等位基因控制性狀的遺傳機率？求解由兩對等位基因控制性狀的遺傳機率的一般方法（以下面一題為例說明）：下表是4種遺傳病的發(fā)病率比較。請分析回答：(1)4種疾病中可判斷屬于隱性遺傳病的有 (2)表兄妹婚配子代的發(fā)病率遠高于非近親婚配子代的發(fā)病率，其原因是 (3)某家屬中有的成員慝丙種遺傳病(設顯性基B，隱性基因為b)，有的成員患丁種遺傳病(設顯因A，隱性基因為a)，見上邊系譜圖?，F(xiàn)已查明不攜帶致病基因。問：-8和-9婚配，子女中只患丙或丁一種病的概率為 ；同時患兩種遺傳病的概

15、率為 講解單獨考慮第一對基因（A-a）：-8的基因型為aa，-9的基因型為1/2AA+1/2Aa，則-8與-9子代的可能基因型為aa×（1/2AA+1/2Aa）1/2aa×AA1/2aa×Aa3/4Aa1/4aa1/4a（丁?。?/4A（正常）。單獨考慮第二對基因（B-b）：-8的基因型為1/2XBXB1/2XBXb，-9的基因型為XbY，則-8與-9子代的可能基因型為（1/2XBXB1/2XBXb）×XbY1/2XBXB×XbY1/2XBXb×XbY1/4XBXB1/8XBXb3/8XBY1/8XbXb1/8XbY1/4b（丙?。?

16、/4B（正常）。將綜合考慮, 進行自由組合（由于兩致病基因，一個位于性染色體上，另一個位于常染色體上，即兩對基因位于兩對基因位于兩時非同源染色體之中，屬非等位基因）：(1/4a3/4A)×（1/4b3/4B）1/16ab（丙、丁兩病兼發(fā)）3/16aB（僅患丙?。?/16（僅患丁病）9/16AB（表型正常）。9如何理解可遺傳變異-基因重組、基因突變和染色體變異的概念和原理？正確區(qū)分三種可遺傳的變異，列表比較如下：變異種類本質結果基因重組基因的重新組合（互換、自由組合和DNA重組技術）產生新的基因型基因突變堿基對的改變(點突變)產生等位基因染色體變異結構變異DNA分子部分區(qū)段改變(重復、

17、缺失、倒位、易位)基因重復或缺失數(shù)目變異整個DNA分子缺失或加倍(顯微鏡可觀察到變化) 10如何理解染色體組、單倍體和多倍體的概念？（1）染色體組是指正常二倍體生物配子細胞中所含的一組染色體，它們在形狀、大小、精細結構、基因組成等方面互不相同，為非同源染色體。（2）單倍體是指由配子不經兩性生殖細胞的融合直接發(fā)育而成的個體（不論含有多少個染色體組，如普通小麥的單倍體含3個染色體組）。（3）多倍體是指由合子發(fā)育而成的個體，且其體細胞中含有3個或3個以上染色體組的個體，體細胞中含有幾個染色體組的個體即稱之為幾倍體。（4）關于單倍體和多倍體的育性，主要看其染色體組的組成(來源和數(shù)目)，凡具奇數(shù)個染色體

18、組的個體如染色體組為A、AAA不可育，具偶數(shù)個染色體組的個體如染色體組為AB、AAAB亦不可育，但經加倍后均可育。11如何依據供試材料和育種要求，選擇科學合理的育種方法？（1）育種的根本目的是培育具有優(yōu)良性狀（抗逆性好、生活力強、產量高、品質優(yōu)良）的新品種，以便更好地為人類服務。從基因組成上看，目標基因可能是：純合體。可防止后代發(fā)生性狀分離，便于制種和推廣；雜合體。利用雜種優(yōu)勢的原理，如雜交水稻的培育。（2）幾種育種方法的比較：方法原理特點雜交育種基因重組。兩對等位基因位于兩對同源染色體上，遵循基因的自由組合定律(或兩對等位基因位于一對同源染色體上，子一代形成配子時，基因互換)，子代出現(xiàn)親本優(yōu)

19、良性狀的組合能將優(yōu)良目的基因組合在一起表達以提高物種的綜合優(yōu)勢；但育種年限較長(自交選擇56代)誘變育種基因突變。用物理、化學因素處理生物，使基因的分子結構發(fā)生改變提高變異頻率，大幅改良某些性狀，但有利個體不多多倍體育種染色體變異。用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗, 抑制細胞有絲分裂紡綞體的形成，使染色體數(shù)目加倍，從而形成多倍體能獲得某些特殊優(yōu)良性狀，如三倍體無籽西瓜、八倍體小黑麥單倍體育種染色體變異。常采用花藥（粉）離體培養(yǎng)法：將花藥（粉）離體培養(yǎng)為單倍體幼苗，再用秋水仙素處理使其染色體加倍成純合體單倍體育種所得新物種為純合體，后代不發(fā)生性狀分離，可明顯縮短育種年限轉基因育種通過對DNA分子進

20、行人工"剪切"和"拼接"，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內，使重組基因在受體細胞內表達，產生出人類所需要的特定性狀。可打破物種界界限, 克服遠緣雜交不親和性, 按照人們的意愿, 定向設計和改造生物的遺傳性狀；應注意生態(tài)安全12人類遺傳病與優(yōu)生（1）人類遺傳病的種類遺傳病種類病 因類 型舉 例單基因遺傳病一對基因控制顯性或隱性基因并指、苯丙酮尿癥多基因遺傳病多對基因控制 唇裂、原發(fā)性高血壓染色體異常病染色體變異常染色體或性染色體21三體綜合癥、特納氏綜合性（2）優(yōu)生概念與措施：禁止近親結婚/進行遺傳咨詢/提倡適齡生育/開展產前診

21、斷。13如何計算基因頻率？（1）直接根據抽樣個體的數(shù)目或比率計算。（2）運用"哈代-溫伯格"定律計算。1908年，英國數(shù)學家哈代和德國醫(yī)生溫伯格分別提出關于群體基因頻率穩(wěn)定性的"哈代-溫伯格"定律。在種群中，某一基因位點上各種不同的基因頻率之和以及各種基因型頻率之和都等于l，用數(shù)學方程式可表示為：p+q=l，p2+2pq+q2=1。其中p代表一個等位基因A的頻率，q代表另一個等位基因a的頻率；P2、2pq、q2分別表示基因型AA、Aa、aa的頻率。運用"哈代-溫伯格"定律，已知基因型頻率可求基因頻率；反之，已知基因頻率可求基因型頻率。

22、14如何運用現(xiàn)代進化理論分析生物的進化、適應性和新物種的形成？從生物進化的原因和結果分析、理解自然選擇學說的實質，特別注意現(xiàn)代遺傳學理論在生物進化中的作用。原因內因遺傳保留有利變異, 變異為選擇提供原始材料。外因生物生存的各種環(huán)境條件，如各種生態(tài)因素對生物的影響。相互作用生物生存的各種環(huán)境條件對生物的變異進行選擇，淘汰不利變異，積累和加強有利變異，推動著生存斗爭，表現(xiàn)為生物的進化。結果適應性環(huán)境對生物的變異進行定向選擇，使有利的變異在生物類群中得到積累和加強，形成了生物的適應性。多樣性、物種形成同一物種的不同種群，由于生活環(huán)境的變化，形成了具有不同適應性的生物類群，當變異積累到一定程度而出現(xiàn)生

23、殖隔離時，便形成了新物種；同一物種的不同類型及新物種的出現(xiàn)均表現(xiàn)為生物的多樣性。進化生物新類型的形成導致生物進化。物種的形成是生物進化的質的飛躍。15如何鑒定不同生物間的親緣關系、并理解生物進化的思想？生物進化歷程和彼此間的親緣關系是進化論的重要內容，能夠提供生物進化和親緣關系的證據有多方面，要學會運用已有知識去尋找證據。（1）古生物學研究提供的證據：化石。化石是指經過自然界的作用，保存于地層中的古生物遺體、遺物和遺跡。通過對地層中化石的研究表明：生物進化與自然條件的改變密切相關。生物的進化有許多中間過渡類型連接。目前還可通過對化石中放射性物質的衰變的測定以及磁性的測定來確定古生物距今時間。（

24、2）比較解剖學研究提供的證據：同源器官-不同生物的起源相同、結構和部位相似，而形態(tài)和功能不同的器官。具有同源器官的生物有共同的祖先，一般來說：不同生物間，同源器官愈多，親緣關系愈近。痕跡器官-生物體上殘存的作用不大的器官。通過痕跡器官可追溯這些生物與其他生物的親緣關系和進化線索。（3）胚胎學研究提供的證據：重演律-生物個體發(fā)育過程中，重現(xiàn)其祖先的重要發(fā)育階段。通過對動物胚胎發(fā)育的研究，可推測生物之間的親緣關系和各種生物的起源及器官發(fā)生的原始狀態(tài)。（4）比較生理學研究的證據：如血清鑒別法，注射了異種動物血清后根據沉淀情況，測定各種生物的親緣關系。若沉淀反應愈強，說明血清蛋白差異越小，親緣關系越近

25、；反之，則越遠。（5）分子生物學研究的證據：測定不同生物的同種蛋白質的分子結構，差異越小，親緣關系越近。通過對不同生物的核酸分子雜交程度分析：雜交程度越高，親緣關系越近。 （6）綜合各種方法，比較各種生物的親緣關系可得出如下生物進化方向規(guī)律：生物進化的大致順序：簡單復雜，低等高等，水生陸生代謝：厭氧異養(yǎng)光能合成自養(yǎng)需氧異養(yǎng)結構：原核細胞真核單細胞真核多細胞生殖：無性生殖有性生殖，自受精異體受精，體外受精和發(fā)育體內受精和發(fā)育消化：細胞內消化細胞外消化等（7）由于科技的不斷發(fā)展，一些新的發(fā)現(xiàn)、新的觀點不斷被提出，所以不要完全迷信課本上的知識，要學會依據事實，慎密地分析問題，敢于提出自己的看法，勇于

26、創(chuàng)新。 15細胞質遺傳（1）細胞質遺傳的物質基礎：葉綠體、線粒體、質粒等細胞質結構中的DNA。（2）細胞質遺傳的主要特點是：母系遺傳；后代不出現(xiàn)一定的分離比。（3）細胞核遺傳和細胞質遺傳是相互依存、相互制約，不可分割的，共同控制生物的性狀。16核質互作雜交育種-三系配套（1）通過研究性學習，用推理的方法深刻理解核質互作雜交育種-三系配套的原理：雜種優(yōu)勢雜交種子雜交育種去雄難雄性不育系解決不育系的繁殖保持系解決雜交種子的育性恢復系（2）掌握基本育種程序：一區(qū)：培育不育系S（rr）和保持系N（rr）S（rr） × N（rr）×S（rr） N（rr）二區(qū)：培育雜交種S（Rr）和恢

27、復系N（RR）S（rr） ×N（RR） × S（Rr）N（RR） 17基因的結構、基因工程（1）基因的結構原核基因的結構真核基因的結構"非編碼區(qū)"、"非編碼系列"的區(qū)別，事實上，在編碼區(qū)中也存在非編碼系列如真核基因的內顯子。（2）真核生物基因表達的調控真核生物基因比原核生物的調控復雜得多，在側翼序列上存在著許多不同的調控序列；真核生物的結構基因經轉錄后形成初始的mRNA，初始的mRNA經加工后才可形成成熟的mRNA；轉錄在細胞核內進行，翻譯在細胞質內進行，轉錄和翻譯具有時間和空間上的分隔；存在復雜的發(fā)育過程的調空，如細胞的分化就是不同

28、的基因在恰當?shù)臅r間、恰當?shù)奈恢眠x擇性表達的結果。（3）基因的操作工具基因的剪刀-限制性內切酶基因的針線-DNA連接酶基因的運輸工具-運載體（如質粒、噬菌體、動植物病毒等）（4）基因操作的基本步驟提取目的基因目的基因與運載體結合將目的基因導人受體細胞目的基因的檢測與表達右圖是用反"轉錄法"提取目的基因構建轉入人胰島素基因的工程菌示意圖：四、專題高考考向預測和策略（一）命題趨向遺傳和變異是高中生物學的重點，又是難點。遺傳的物質基礎、遺傳的基本規(guī)律和生物的變異，在全書中占有重要位置。它不僅有重要的理論價值，而且在實踐中與人類的生產生活關系極為密切。從近幾年高考試題看，DNA(基因

29、)的結構和功能、孟德爾遺傳實驗過程、分子水平的解釋、遺傳圖譜的判定、遺傳病發(fā)病幾率計算等內容，特別是將減數(shù)分裂過程，突變過程與不同基因的傳遞過程聯(lián)系在一起，是命制大型綜合題的素材，這正是高考"3+X"模式命題的趨向，該部分知識在單科高考試題中約占20%30%。當今社會的一些熱點、焦點問題，例如細胞工程、基因工程、酶工程、克隆、人類基因組計劃、用物理或化學方法進行的誘變育種，數(shù)學的概率計算、排列組合等，以及生產、生活實踐中的許多問題都與遺傳和變異的內容密切相關。本單元內容多、難度大，是歷年高考考查學生知能的重點知識，也必將是今后高考命題的熱點和焦點所在。生物工程是一門20世紀

30、70年代以來新興的生物科學與工程技術相結合的科學。其中的基因工程也叫 遺傳工程，是生物工程的主體技術。它是按照人類的意愿，將某種基因有計劃地轉移到另一種生物中去的 新技術?，F(xiàn)已成為生命科學中發(fā)展最快、最前沿的學科，有關生物工程的內容，己成為近幾年生物高考的熱點內容。 現(xiàn)在高考考查學生的能力是測試的關鍵，將有關的學科知識置于基因工程科研成果的材料情景中，如 細胞核遺傳與細咆質遺傳、基因工程操作的三種工具的四項基本步驟等內容將成為考查學生分析綜合問題 能力的材料：另外，針對生物工程在醫(yī)藥、食品、農林等高新技術產業(yè)中的應用，運用有關的生物知識指導生產和實踐，對有關的生產方案、生產過程進行分析、綜合千

31、口評價，這也是高考的另一熱點。（二）應試策略本專題知識點多、概念多，而且需運用概念、原理、定律解釋的生命現(xiàn)象和解決的實踐問題也多。因此，在進行復習時，要始終抓住"能力"這個核心，抓住主干知識，突出重點知識進行復習。對該部分內容，我們可以以中心法則為主線，從DNA(基因)RNA蛋白質(性狀)，聯(lián)系DNA的結構與復制、染色體與基因、減數(shù)分裂、遺傳規(guī)律的產生、生物進化等有關知識，通過思考、分析、歸納，構建完整的知識體系。以"能力"為主線，進行聯(lián)系性復習。復習遺傳的基本規(guī)律必須聯(lián)系減數(shù)分裂，因為減數(shù)分裂知識是遺傳規(guī)律的細胞學基礎。通過減數(shù)分裂產生的生殖細胞是聯(lián)系

32、親子代之間的橋梁和紐帶，遺傳物質就是通過有性生殖由親代向子代傳遞。因此遺傳規(guī)律是遺傳物質在親子代之間傳遞的客觀反映和必然結果。 以"能力"為核心，總結規(guī)律。本專題知識規(guī)律性強，在復習時要總結規(guī)律、運用規(guī)律，以利于提高自己的思維能力和解決問題的能力。例如：總結有關堿基互補配對原則，遵循的計算規(guī)律：基因控制蛋白質的合成中，DNA上堿基數(shù)，mRNA堿基數(shù)和氨基酸分子數(shù)之間的關系規(guī)律：遺傳系譜的判斷規(guī)律等等。知識是能力的載體，因此要在進行聯(lián)系性復習、總結知識規(guī)律、形成知識網絡體系的基礎之上，要在實踐中多加以應用，只有在應用訓練中才能提高、發(fā)展我們的思維能力、創(chuàng)造能力等生物學能力。要

33、認真研究考試說明中所要求的各種能力，加大練習力度。精選典型例題，進行解析、思考，提高自己的思維能力。例如，通過鑒別遺傳病系譜，并加以分析，培養(yǎng)我們綜合歸納的能力，遺傳病系譜圖的鑒別是遺傳規(guī)律知識的綜合，只有熟練掌握遺傳規(guī)律知識，并具有敏銳的分析能力、識圖能力和概率運算能力才能正確作答。有關現(xiàn)代生物進化理論簡介和備考，我們主要從兩個方面進行準備：一是理解掌握有關的基礎概念，如達爾文的自然選擇學說、基因頻率、種群、基因庫、物種、隔離，地理隔離、生殖隔離等。二是理解掌握新物種形成(生物進化)的基本觀點：種群是生物進化的基本單位，也是生物繁殖的基本單位，生物進化的實質是種群基因頻率的變化，物種中每一基

34、因的基因頻率都在變化著，也就是說，生物都在進化著，新物種的形成需經三個基本環(huán)節(jié)：突變和基本重組、自然選擇、隔離。突變對生物有利和有害是相對的，基因突變和基因重組產生了生物進化的原始材料。自然選擇保留了有利突變而使基因頻率定向改變，地理隔離是形成生殖隔離的前提，生殖隔離形成，新物種也就形成了。三是能夠運用有關理論，舉例說明某種生物的進化過程，如教材中的樺尺蠖的工業(yè)區(qū)黑化，分析某種(幾種)生物的蛋白質、核酸序列等題目，這是該部分能力考查所在。如果是綜合考試，該部分可以與地理知識相結合，考查動物的地理分布情況；動物的多樣性及適應性等。有關基因工程的備考，今后高考中可能涉及到本考題的熱點問題，有如下幾

35、個方面：1.基因工程的基本步驟：目的基因的獲取、基因與運載體結合、重組質粒導入受體細胞、目的基因表達的幾個步驟。2.轉基因技術的應用：(1)轉基因動植物，如抗蟲、抗病、抗除草劑，抗倒伏的植物；產肉、產蛋量高、生長快、耐粗飼料的動物；此外，轉基因動物為人類異體器官移植提供了可能。(2)基因藥物：如人造胰島素、人造生長激素、溶血栓的尿激酶原等。(3)基因治療：如現(xiàn)在發(fā)達國家用于乙型血友病單基因缺陷遺傳病的基因治療技術。 3.糖尿病的治療前景-基因工程治療在學習的過程中我們發(fā)現(xiàn)，關于血糖平衡的調節(jié)中，使血糖降低的激素只有胰島素。目前，世界上采取的治療方法，仍然是控制飲食，及利用藥物降低血糖，維持人體

36、內正常的生命活動，但還沒有達到治愈的目的，若想治愈，需患者的胰島B細胞能夠正常的合成胰島素。因此，許多科學家希望利用基因工程手段將正常的合成胰島素基因導入患者體內，并準確表達，以此來修復或替代失去正常功能的胰島B細胞，從而維持機體血糖平衡。4.利用遺傳工程培養(yǎng)轉基因固氮綠色植物的展望。地球上的固氮途徑有三條：生物固氮、工業(yè)固氮、高能固氮。其中，生物固氮是植物可利用氮的主要來源。固氮生物在農業(yè)生產及氮循環(huán)中的作用。在氮循環(huán)中有特殊作用的幾種微生物，要總結其作用。在學習生物固氮在自然界中的意義時，要明確生物固氮是植物可利用氮的重要來源，對氮循環(huán)與碳循環(huán)加以比較，認識這兩種物質循環(huán)的差異；同時，應具

37、體分析氮循環(huán)中幾種微生物的特殊作用及其在生態(tài)系統(tǒng)中的地位。利用遺傳工程培養(yǎng)基因固氮綠色植物有重要應用價值，這也是生物高考命題的一個方面。 本專題所涉及的內容大都是社會熱點、焦點問題，很可能成為遵循大綱，但又不拘泥于大綱的高考題目的素材，要求我們要有足夠的重視。 五、典例精析例1在含有四種游離的脫氧核苷酸、酶和ATP的條件下，分別以不同生物的DNA為模板，合成新的DNA。問：(1)分別以不同生物的DNA為模板合成的各個新DNA之間，(AC)：(TG)的比值是否相同?為什么?(2)分別以不同生物的DNA為模板合成的各個新DNA之間存在差異，這些差異是什么?(3)在一個新合成的DNA中，(AT)：(

38、GC)的比值，是否與它的模板DNA任一單鏈的相同? 解析本題主要考查DNA的復制、堿基互補配對，也考查了DNA分子的特異性，主要測試理解能力。依題意，任何雙鏈DNA分子均有A=T，G=C，即(A+C)=(T+G)=1；不同DNA分予中堿基數(shù)目、種類、比例和排列順序不同，這是導致DNA分子多樣性的根本原因；根據堿基互補配對原則每個雙鏈DAN分子的任一條鏈中(A+T)/(G+C)與整個DNA分子中該比值相同，如：(A1+T1)/(C1+G1)=2 (A1+T1)/(C1+G1) = (2A1+2T1)/(2C1+2G1) = (A1+T2)+(T1+A2)/(C1+G2)(G1+C2) = (A1

39、+A2)+(T1+T2)/(C1+C2)(G1+G2) = (A+T)/(G+C)答案(1)相同，因為所有DNA雙鏈中，A與T的數(shù)目相同，C與G數(shù)目相同 (2)堿基的數(shù)目、比例和排列順序不同 (3)相同 總結DNA的結構和復制是基因學說的核心，更是現(xiàn)代分子遺傳學的基礎，所以堿基互補配原則、半保留復制以及基因控制蛋白質合成的知識成為"永恒"的考點。理解本考點知識一定要靈活運用數(shù)學知識如繪圖建立DNA幾何模型、比和比例性質，要總結DNA堿基數(shù)（或分子量）與氨基酸或肽鍵數(shù)（或多肽分子量間）的關系。例2Leber遺傳性視神經病是一種遺傳病，此病是由線粒體DNA基因突變所致。某女士的

40、母親患有此病，如果該女士結婚生育，下列預測正確的是A如果生男孩，孩子不會攜帶致病基因 B如果生女孩，孩子不會攜帶致病基因C不管生男或生女，孩子都會攜帶致病基因 D必須經過基因檢測，才能確定解析本變式以"情景立意"，突出"能力立意"。生物的性狀由細胞質內遺傳物質控制的遺傳叫細胞質遺傳，它不遵循遺傳的三大定律，表現(xiàn)為母系遺傳，因為其受精卵中的細胞質幾乎全部來自卵細胞即母本；在進行減數(shù)分裂形成卵細胞時，細胞質中的遺傳物質不像細胞核內的遺傳物質那樣進行有規(guī)律的分離，而是隨機地、不均等地分配到卵細胞中去，所以后代也沒有一定的分離比。本題中Leber遺傳性視神經病為

41、線粒體DNA基因突變所致，一屬于細胞質基因，遵循細胞質遺傳規(guī)律，表現(xiàn)為母系遺傳。答案D。總結注意挖掘題目中的隱含條件，如本例中的"線粒體DNA"例3人們在種植某些作物時，主要是為了獲取營養(yǎng)器官，如甜菜(取塊根)、洋蔥(取鱗片葉)等。若利用雄性不育系培育這類作物的雜交種，親本在育性上的基因型應是 _ 。解析本題的變化是培要求培育的不可育的雜交種。由于植物的營養(yǎng)生長與生殖生長爭奪有機物，如果培育出不可育的雜交種既可以利用雜種優(yōu)勢，又因為不能結實，最大限度的提高作物產量。答案A?？偨Y將細胞核遺傳和細胞質遺傳結合起來，并與生殖發(fā)育的知識進行綜合命題是高考命題的趨勢。例4閱讀下面材料

42、，并填寫文中空白： 1928年，英國微生物學家F.Griffith做了著名的肺炎雙球菌感染小白鼠的實驗。實驗是這樣做的：S型：注射小白鼠。小白鼠死亡R型：注射小白鼠。小白鼠存活S型：65加熱滅活，注射小白鼠。小白鼠存活 R型+S型(65加熱滅活)：注射小白鼠。小白鼠死亡那么綜合上述系列實驗，分析造成實驗結果的原因，可以作出幾種假設：假設：R型細菌使S型細菌復活；假設： (填"R/S")型細菌轉變?yōu)榱硪活愋图毦?1944年，美國洛克菲勒研究所的0.Avery等改進了FGriffith的實驗：R型+適量S型細菌無細胞提取物：注射小白鼠。由此可以否定上面的假設 (/)；同時表明

43、被殺死的S型細菌中有某種活性物質存在，它能使，這種活性物質可能是什么? R型+適量核酸酶降解S型細菌無細胞提取物：注射小白鼠，小白鼠存活。 我們認為只有上述()實驗還不能得出合理結論，必須補充一個實驗。請你補充并預測實驗結果： ；上述系列實驗令人信服地證實了 。解析本題有兩個難點：一個是就FGriffith實驗(4)結果作出可能的合理假設，然后根據實驗結果進行檢測和判斷；另一個是對題目提供的OAvery等改進實驗(部分)進行檢測和判斷，并完善設計，其命題意圖是考查對照實驗的設計能力。前者由"無細胞"可找到否定假設的答案；后者通過蛋白酶降解S型細菌中蛋白質（只剩下S型細菌完整

44、的DNA）而達到目的。答案R 核酸(或核酸、蛋白質、多糖) R型+適量蛋白酶降解S型細菌無細胞提取物：注射小白鼠。小白鼠死亡 DNA(核酸)是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質?？偨Y解此類問題的關鍵是，在熟練掌握相關知識的前提下應懂得基本的科學研究方法：提出問題收集資料信息，獲取料學事實作出假說設計實驗分析實驗結果作出結論。中學階段主要能力要求是作合理假設, 并能設計實驗驗證其可行性，而核心問題是對照實驗設計以盡量減少其他無關因素的干擾，使實驗更客觀，增強科學性和說服力。例5若讓某雜合體連續(xù)自交，那么能表示自交代數(shù)和純合體比例關系的是 解析本題宜采用"歸納法"：Aa×A

45、aF1：1/4AA+1/2Aa+1/4aaF2：1/4AA+1/2·(1/4AA+1/2Aa+1/4aa)+1/4aaFn：1/4AA+1/21/4AA+1/2·(1/4AA+1/2Aa+1/4aa)+ +1/4aa+1/4aa, 即Fn：1-（1/2）n-1/2AA+（1/2）n-1Aa+1-（1/2）n-1/2aa （注：通過觀察可知AA和aa比率相同），所以雜合體的比率為（1/2）n-1，為指數(shù)函數(shù)，值域為0，1），故純合體（AA和aa）比率值域亦為（0，1）。答案A?？偨Y注意數(shù)學方法的運用。對基因型為Aa的雜合體（設為第1代）而言：自交, 第n代Fn：1-（1/2）

46、n-1/2AA + （1/2）n-1Aa + 1-（1/2）n-1/2aa 相互隨機雜交, 且群體極大、無基因突變等, 遵循"哈代-溫伯格"基因平衡定律：各代基因型頻率保持1/4AA+1/2Aa+1/4aa不變。例6現(xiàn)有三個番茄品種，A品種的基因犁為AABBdd，B品種的基因型為AAbbDD，C品種的基因型為曲aaBBDD。三對等位基因分別位于三對同源染色體上，并且分別控制葉形、花色和果形三對性狀。請回答：(1)如何運用雜交育種方法利用以上三個品種獲得基因型為aabbdd的植株?(用文字簡要描述獲得過程即可)(2)如果從播種到獲得種子需要一年，獲得基因型為aabbdd的植株

47、最少需要幾年?解析本題以自由組合定律、被子植物生長和發(fā)育的知識為載體，主要測試考生的理解能力、設計和完成實驗的能力?；卮鸨绢}要注意區(qū)分"種子"或"植株"的區(qū)別，種子的基因型指胚的基因型，種子種下?lián)艏撮L成植株，這是對理解能力較深刻的一種考查方式。根據提供的材料，及育種目標，只須將A、B、C三品種的任兩種雜交得F1，F(xiàn)1再與另一個品種交得F2，F(xiàn)2自交得到目標種子aabbdd，將該種子種下去(下一年度)即可得到基因型為aabbdd的植株。舉例如下：AABBdd×AAbbDDF1：AABbDd，F(xiàn)2：AABbDd×aaBBDDAABbDd&

48、#215;aaBBDDF3：AaBBDDAaBBDdAaBbDDAaBbDd，F(xiàn)2自交得F3，其中AaBbDd F4：aabbdd。答案(1)A與B雜交得雜交一代，雜交一代與C雜交得雜交二代，雜交二代自交可得到基因為aabbdd種子，該種子可長成基因型為aabbdd的植株) (2)4年。總結應對雜交育種、誘變育種、單倍體育種和人工誘導多倍體育種等常規(guī)育種，及敲(刪)除基因育種、基因轉移育種、細胞融合育種等現(xiàn)代育種技術實施研究性學習，進行比較和歸納。例71只雌鼠的染色體上的某基因發(fā)生突變，使得野生型性狀變?yōu)橥蛔冃?。請回答下列問題：(1)假定控制突變型的基因是位于常染色體上的隱性基因， 則用純合野

49、生型雄鼠與上述雌鼠雜交，后代表現(xiàn)型是 _(2)另假定上述雌鼠為雜合子，讓其與野生型雄鼠雜交，F(xiàn)l代表現(xiàn)型有4種，分別為突變型、野生型、突變型、野生型，比例為1：1：1：1。從F1代中用野生型、突變型的個體進行雜交，其下一代的表現(xiàn)型中所有的含都為野生型，所有的都為突變型。請問：突變基因位于X染色體上還是常染色體上，用遺傳圖解表示并加以說明(B表示顯性基因，b表示隱性基因。)解析本題難度很大，原因是第（1）、（2）小題具有較大梯度，并且第（1）小題是隱性突變，而第（2）小題卻需通過判斷得出顯性突變-實在出人意料！(1)純合野生型雄鼠(BB)與該突變型雌鼠(bb)雜交，子代全為雜合體(Bb)，表現(xiàn)型

50、應為野生型。(2)本小題首先應根據"另假定上述雌鼠為雜合子，讓其與野生型雄鼠雜交，F(xiàn)l代表現(xiàn)型有4種，分別為突變型、野生型、突變型、野生型，比例為1：1：1：1"推理得到"顯性突變"，然后：假設1：B位于X染色體上 假設2：B位于X染色體上結論：假設1的圖解所表示的推理結果與雜交實驗結果一致；假設2的圖解所表示的推理結果與雜交實驗結果不一致，所以突變基因位于X染色體上。答案見解析。例8基因檢驗可以確定胎兒的基因型。有一對夫婦，其中一人為X染色體上的隱性基因決定的遺傳病患者，另一方面表現(xiàn)型正常，妻子懷孕后，想知道所懷的胎兒是否攜帶致病基因，請回答：(1)丈

51、夫為患者，胎兒是男性時，需要對胎兒進行基因檢測嗎?為什么?(2)當妻子為患者時，表現(xiàn)型正常胎兒的性別應該是男性還是女性?為什么?解析本題考查優(yōu)生方面的知識，屬產前診斷范疇，但依據的仍是伴性遺傳原理。分析如下：(1)表現(xiàn)型正常女性有可能是推帶者，她與男患者婚配時，男性胎兒可能帶有致病基因。所以需要對胎兒進行基因檢測；(2)女患者與正常男性婚配時，所有的女性胎兒都帶有來自父親的X染色體上的正常顯性基因，因此表現(xiàn)型正常女性。答案見解析。例9右圖是將人的生長激素基因導人細菌B細胞內制造"工程菌"示意圖，所用載體為質粒A。已知細菌B細胞內不含質粒A，也不含質粒A上的基因，質粒A導入細

52、菌B后，其上的基因能得到表達。請回答下列問題：(1)如何將目的基因和質粒相結合形成重組質粒(重組DNA分子)?(2)可以通過如下步驟來鑒別得到的細菌是否導人了質粒A或重組質粒：將得到的細菌涂布在一個有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能夠生長的就是導入了質粒A或重組質粒，反之則沒有。若把通過鑒定證明導人了普通質粒A或重組質粒的細菌放在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，會發(fā)生的現(xiàn)象是 _ ，原因是 _(3)導人細菌B細胞中的目的基因成功表達的標志是什么?解析本題設置了新的問題情景，滲透了選擇培養(yǎng)基的內容。(1)將目的基因和質粒相結合形成重組質粒的過程是：用一定的限制酶切割質粒，使其出現(xiàn)一個有粘性末端的切口；用同種限

53、制酶切斷目的基因，產生相同的粘性末端；將切下的目的基因片段插入到質粒的切口處，再加入適量的DNA連接酶，使質粒與目的基因結合成重組質粒。(2)檢測質粒或重組質粒是否導入受體細胞，均需利用質粒上某些標記基因的特性，即對已經導入質粒或重組質粒處理的、本身無相應特性的受體細胞進行檢測，根據受體細胞是否具有相應的特性來確定。抗四環(huán)素基因不僅在質粒上，而且它的位置正是目的基因插入質粒之處，因此有目的基因插入質粒形成重組質粒時時，此處的抗四環(huán)素基因的結構和功能就會被破壞，當然含重組質拉的受體細胞就不能在舍四環(huán)素的培養(yǎng)上生長，而無目的基因插入的質粒，四環(huán)素基因結構是完整的，這種受體細胞就能在含四環(huán)互素的培養(yǎng)

54、基上生長。 (3)基因成功表達的標志是受體細胞通過轉錄、翻譯過程合成出相應的蛋白質，即人的生長激素。答案見以上解析?？偨Y基因工程（基因拼接技術或DNA重組技術）能夠按照人們的意愿，把一種生物的個別基因復制出來，加以修飾改造，然后轉移到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。六、綜合能力升級12003年10月23日，英國科學家宣布破譯了人體第6號染色體的密碼，6號染色體中包含的基因對人體免疫系統(tǒng)至關重要。這"人體第6號染色體的密碼"，具體是指人類該染色體上 ( )A排列的基因 B基因轉錄的信使RNA上的密碼子CDNA上基因的所有堿基對的序列 DDNA上所有堿基對的序列2

55、以下四個雙鏈DNA分子中穩(wěn)定性最差是 （ ）AG-C-T-A-A-A-C-C-T-T-A-C-G 其中A占25%BG-C-T-A-A-C-C-T-T-A-C-G-A 其中T占30%CG-C-A-A-C-C-T-T-A-C-G-T-A 其中G占25%DT-A-A-A-C-C-G-C-T-T-A-C-G 其中C占30%3下圖所示的核苷酸中，在DNA結構中不可能具有的是 ( )4將13H標記的尿嘧啶核苷酸引入某種高等綠色植物細胞內，一段時間后，下列各組結構中，放射性較強的一組結構是 ( )A細胞核、核仁、中心體 B細胞膜、核糖體、高爾基體C細胞核、核糖體、葉綠體 D細胞核、核糖體、內質網、液泡5雞的輸卵管細胞能合成卵清蛋白、紅細胞能合成-珠蛋白、胰島細胞能合成胰島素，用編碼上述蛋白質的基因分別做探針，對三