高三生物一輪復習 5-1-4 細胞質遺傳和基因的結構同步輔導 大綱版

考綱要求名師解讀1.細胞質遺傳的概念、特點及原因B2.細胞質遺傳的物質基礎B3.原核細胞的基因結構B4.真核細胞的基因結構B5.人類基因組研究A1.細胞質遺傳是生物遺傳的重要組成部分，核遺傳與質遺傳的特點和規(guī)律比較是高考命題熱點之一2.真核和原核生物基因結構的對比是深入研究生物遺傳現(xiàn)象的命題熱點，人類基因組研究及取得的新成果仍是高考命題的良好素材考點1細胞質遺傳的特點及與細胞核遺傳的區(qū)別(1)細胞質遺傳的特點：①母系遺傳：原因是受精卵中的細胞質幾乎全部來自卵細胞，受細胞質內遺傳物質控制的性狀實際上是由卵細胞傳給子代。②無一定分離比：原因是在減數(shù)分裂形成配子時，細胞質遺傳物質隨機的、不均等的分配進入子細胞。(2)細胞核遺傳和細胞質遺傳的比較如下表：比較細胞核遺傳細胞質遺傳區(qū)別物質基礎核內的DNA質內的DNAF1表現(xiàn)性狀不一定與母本相同與母本相同雜交后代性狀比例出現(xiàn)一定的分離比不出現(xiàn)一定的分離比減數(shù)分裂形成的子細胞中遺傳物質的分配有規(guī)律地分配到子細胞中隨機地、不均等地分配到子細胞中聯(lián)系各自相對獨立，又相互依存、相互制約【歸納總結】①細胞核和細胞質的遺傳物質都是DNA分子，但是分布的位置不同。細胞核遺傳的遺傳物質在細胞核中，細胞質遺傳的遺傳物質在細胞質中。②細胞核和細胞質的遺傳橋梁都是配子，但是細胞核遺傳雌雄配子的核遺傳物質相等，而細胞質遺傳物質主要存在于卵細胞中。③細胞核和細胞質的性狀表達都是通過體細胞進行的。核遺傳物質的載體(染色體)有均分機制，細胞質遺傳物質的載體(具有DNA的細胞器)沒有均分機制，而是隨機分離的。④細胞核遺傳時，正反交相同，F(xiàn)1均表現(xiàn)顯性親本的性狀；細胞質遺傳時，正反交不同，F(xiàn)1的性狀均與母本相同，即母系遺傳。⑤細胞質遺傳不遵守三大遺傳基本定律。三大遺傳基本定律發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，而且只有核基因的分配才遵守。細胞質基因的分配及有絲分裂過程中核基因的分配均不遵守三大遺傳基本定律。⑥細胞核中控制性狀的基因成對存在，細胞質中則不同。走進高考1(2009·甘肅名校聯(lián)考)玉米正常植株葉片為綠色，患一種遺傳病后植株的葉片為條斑或為不能成活的白化苗。顯微觀察發(fā)現(xiàn)，白化苗和白色條斑處的葉肉細胞不含葉綠體。有人為了探索該病的遺傳機理，用人工授粉的方法進行了如下兩個實驗。根據(jù)下列實驗結果回答問題：(1)實驗一P♀條斑葉×綠色葉♂↓F1綠色葉條斑葉或白色葉重復該實驗，后代的性狀不出現(xiàn)一定的分離比。①實驗結果顯示，母本患條斑病時、該病通過________________方式遺傳②實驗中后代不同性狀的個體的比例是隨機的，其原因是________________。(2)實驗二P♀綠色葉×條斑葉♂↓F1綠色葉↓F2綠色葉條斑葉表現(xiàn)型比例

3∶1重復該實驗，后代的性狀分離比始終為3∶1。實驗二結果顯示，母本正常時，該病的遺傳受________________________的控制?！敬鸢浮?1)細胞質遺傳在進行減數(shù)分裂時，細胞質中的遺傳物質不能進行有規(guī)律的分離，而是隨機的、不均等的分配到子細胞中(2)核基因(或細胞核)考點2細胞質遺傳的物質基礎：(1)細胞質遺傳的物質基礎①物質基礎：細胞質基因②質基因的位置：存在于葉綠體和線粒體中③質基因的功能：能夠復制、轉錄和翻譯控制蛋白質合成。(2)細胞質遺傳的判斷①看控制性狀的遺傳物質的來源，如來源于細胞質，即為細胞質遺傳。②看雜交后代的比例，如子一代無一定的分離比，不遵循遺傳的三大定律，即為細胞質遺傳。③看正、反交子代的表現(xiàn)型，如果無論正交、反交子代均為母本性狀，則為細胞質遺傳。走進高考2(2009·南昌)細胞質基因主要位于葉綠體或線粒體內，下列有關說法正確的是()A．葉綠體獨立決定細胞質遺傳B．線粒體獨立決定細胞質遺傳C．兩者共同作用決定細胞質遺傳D．需要核基因參與才能發(fā)揮作用【解析】葉綠體和線粒體雖然都有遺傳物質，但并不是完全自主性復制和表達，而是半自主性復制和表達。質基因對核基因有很大的依賴性?！敬鸢浮緿考點3基因的結構1．原核細胞的基因結構編碼區(qū)：能轉錄為相應的信使RNA，進而指導蛋白質的合成，也就是說能夠編碼蛋白質的區(qū)段。原核細胞的基因結構示意圖如下圖所示：2．真核細胞的基因結構真核細胞的基因結構示意圖如下圖所示：(3)外顯子和內含子間的數(shù)量關系在真核細胞基因結構的編碼區(qū)中，外顯子與內含子相間排列，即外顯子被內含子隔開，但必須注意最接近編碼區(qū)上游及最接近編碼區(qū)下游的那個區(qū)段(編碼區(qū)第一個區(qū)段及最后一個區(qū)段)總是外顯子，即外顯子總比內含子多一個。

(3)原核基因與真核基因的比較原核基因真核基因結構示意圖非編碼區(qū)作用調控遺傳信息的表達(含RNA聚合酶結合位點)調控遺傳信息的表達(含RNA聚合酶結合位點)編碼區(qū)特點和作用不間斷的、連續(xù)的，編碼蛋白質合成間斷的、不連續(xù)的，有內含子和外顯子；外顯子編碼蛋白質合成轉錄產(chǎn)物成熟的mRNA初級轉錄產(chǎn)物，需切割掉內含子的轉錄部分才能成為成熟的mRNA相同點都有編碼區(qū)、非編碼區(qū)，在非編碼區(qū)都有調控遺傳信息表達的核苷酸序列，在編碼區(qū)上游均有RNA聚合酶結合位點走進高考3(2009·福建龍巖質檢)在一個真核細胞基因的編碼區(qū)中，有2個外顯子和1個內含子，測得一個外顯子有126個堿基，另一個外顯子有180個堿基；內含子有36個堿基，那么這個編碼區(qū)的堿基編碼序列最多能編碼的氨基酸個數(shù)是()A．114個 B．57個C．171個 D．51個【解析】編碼區(qū)中只有外顯子才能編碼蛋白質，由于外顯子共有126＋180＝306個堿基，則可編碼的氨基酸個數(shù)最多為306÷6＝51個?！敬鸢浮緿考點4關于人類基因組的研究(1)人類基因組的概念及四張圖人類基因組——指人體DNA分子所攜帶的全部遺傳信息。24條染色體上有31億個堿基對約3－4萬個基因。需繪制4張圖即遺傳圖、物理圖、序列圖、轉錄圖。人類基因組計劃所提供的四張圖，組成了不同層次的、最終為分子水平的人類“解剖圖”，它揭開了決定人類生、老、病、死的所有遺傳信息——基因組之謎，將成為人類認識自我的用之不竭的知識源泉。(2)人類基因組研究的意義：①有利于疾病的診斷和治療②有利于培育優(yōu)良的動植物品種③有利于研究生物進化④有利于研究基因表達和調控機制(3)區(qū)分“人類基因組”“單倍體基因組”及“染色體組”(原創(chuàng))①人類基因組是指人體DNA分子所攜帶的全部遺傳信息②人的單倍體基因組則由24條雙鏈DNA分子組成，包括1—22號常染色體DNA與X、Y性染色體DNA，上邊有30億個堿基對，估計3～3.5萬個基因。③染色體組則指細胞中的一組形態(tài)、大小各不相同的非同源染色體，相當于二倍體生物配子中的一組染色體，人類的一個染色體組應包含23條染色體，即22條常染色體＋X性染色體或22條常染色體＋Y性染色體。④在無性別分化的生物中，如水稻、玉米等一個單倍體基因組＝一個染色體組，但在有性別分化的生物中因其性染色體不同如XY型中，雌性個體為XX，雄性個體為XY，因而其一個染色體組中所含的染色體應為N條常染色體＋1條性染色體(設其染色體總數(shù)為2N條常染色體＋2條性染色體)，而其單倍體基因組則應為“N條常染色體＋2條異型染色體”，如人類的一個染色體組應為“22條常染色體＋X(或Y)性染色體，共計23條染色體，而人類的一個單倍體基因組則應為22條常染色體＋X＋Y”共計24條染色體。走進高考4(2009·廣東惠州二調)中新社深圳2008年10月11日電，深圳華大基因研究院在深圳第十屆“高交會”上宣布，大熊貓“晶晶”的基因組框架繪制完成，這是世界首例用短序列進行新物種測序與組裝新技術完成的大型基因組序列圖。大熊貓有21對染色體，基因組大小與人相似，約為三十億個堿基對，包含二萬到三萬熊貓基因的基因組與狗的基因組最接近。關于大熊貓“晶晶”的基因組的敘述合理的是()A．大熊貓的基因組是指熊貓所有DNA分子所攜帶的全部遺傳信息B．大熊貓的單倍體基因組由21條雙鏈DNA分子組成C．大熊貓的一個染色體組和單倍體基因組所含的染色體數(shù)目相同D．大熊貓與其他生物的基因組的相似程度越大，親緣關系越遠【解析】某生物的基因組是指該生物所有DNA分子所攜帶的全部遺傳信息；B錯；熊貓的單倍體基因組包括20條常染色體和X、Y兩條性染色體，共22條雙鏈DNA分子；C錯；熊貓的一個染色體組包括20＋X或20＋Y，即一個染色體組包含21條染色體；D錯：基因組的相似程度越大，親緣關系應該越近?！敬鸢浮緼類型一細胞質遺傳例1(2009·宣武高三期末)請看下表中的信息，相關的解釋中正確的是()A.決定紫茉莉枝條顏色和豌豆豆莢顏色的基因都位于葉綠體中B．紫茉莉枝條顏色遺傳和豌豆豆莢顏色遺傳都呈現(xiàn)母系遺傳的特點C．紫茉莉綠色枝條基因與白色枝條基因、豌豆黃色豆莢基因與綠色豆莢基因各為一對等位基因，分別位于各自同源染色體的相應位置上D．紫茉莉枝條顏色遺傳中后代的性狀不出現(xiàn)一定的分離比，而豌豆豆莢顏色遺傳遵循基因分離定律【解析】本題考查細胞質遺傳和細胞核遺傳的相關知識。紫茉莉枝條顏色遺傳屬于細胞質遺傳，基因位于葉綠體中，具有母系遺傳的特點，后代不出現(xiàn)一定的分離比；而豌豆豆莢顏色遺傳屬于細胞核遺傳，基因位于細胞核內，遵循孟德爾遺傳規(guī)律。因此本題答案是D?！敬鸢浮緿類型二基因的結構例2(2011·河南駐馬店質檢)下面是某基因的部分堿基序列，序列Ⅰ是內含子的一部分，序列Ⅱ為外顯子的一部分：序列Ⅰ序列Ⅱ…TACGTCGACCGTCTACTG……ATATGCGGGAGGCGGATG……ATGCAGCTGGCAGATGAC……TATACGCCCTCCGCCTAC…上列片段所編碼蛋白質的氨基酸序列為“…甲硫氨酸—精氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—纈氨酸…”(甲硫氨酸的密碼子是AUG，精氨酸的密碼子為CGG)。下列相關敘述錯誤的是()A．此堿基序列為真核細胞基因結構的一部分，只有序列Ⅱ才能編碼蛋白質B．編碼上述氨基酸序列的mRNA序列為…AUGCGGGAGGCGGAUG…C．基因表達過程包括轉錄和翻譯兩個階段，RNA的合成在細胞核中完成D．如果序列I中的C—G堿基對缺失，則上述氨基酸序列將會發(fā)生一定程度的改變【解析】由于基因結構中存在內含子片段，因此可以判斷出此堿基序列為真核細胞基因結構的一部分，能夠編碼蛋白質的序列為外顯子，內含子不能編碼蛋白質。用“甲硫氨酸—精氨酸”對應的堿基序列“AUGCGG”與序列Ⅱ對比，可以發(fā)現(xiàn)下面的一條單鏈為轉錄模板，從第三個堿基開始對應所給出的氨基酸序列?；虮磉_包括轉錄和翻譯兩個階段，轉錄發(fā)生在細胞核中。內含子序列Ⅰ中的C—G堿基對缺失，不會影響氨基酸序列?！敬鸢浮緿1．(2011·荷澤質檢)下列關于紫茉莉遺傳的敘述正確的是()A．紫茉莉中花斑枝條接受綠色枝條上的花粉，后代出現(xiàn)比例一定的白色植株B．紫茉莉花斑枝條上的葉片細胞經(jīng)組織培養(yǎng)后可以得到綠色植株C．紫茉莉花色的遺傳具有母系遺傳的特點D．紫茉莉綠色枝條接受白色枝條上的花粉，子代可以發(fā)育成花斑色植株答案B解析細胞質遺傳子代不會出現(xiàn)一定的分離比，所以A是錯誤的；紫茉莉花斑枝條上的葉片中有三類細胞：只含有葉綠體的，只含有白色體的，含有葉綠體和白色體的，所以培養(yǎng)后可能會得到細胞中只含有葉綠體的植物，即綠色植株，所以B正確；紫茉莉枝條的遺傳是細胞質遺傳，但其花色的遺傳不是細胞質遺傳，所以不符合母系遺傳的特點，所以C錯誤；紫茉莉綠色枝條接受白色枝條上的花粉，發(fā)育成的子代為綠色植株，所以D錯。2．(2010·南京模擬)下列關于細胞質遺傳的敘述中，不正確的說法是()A．子代常表現(xiàn)為母本的性狀B．后代的性狀不會出現(xiàn)一定的分離比C．細胞質遺傳和核遺傳各自獨立遺傳D．與細胞質遺傳有關的細胞器有葉綠體和線粒體答案C解析對真核細胞來說，細胞質基因存在于葉綠體或線粒體中，細胞質遺傳表現(xiàn)為母系遺傳，即子代表現(xiàn)為母本性狀，雜交的后代性狀不出現(xiàn)一定的分離比。細胞質基因的表達往往要受細胞核基因的影響，而不是獨立遺傳。3．(2011·天津和平一調)如圖為DNA分子的一個片段，對此分析不正確的是()A．若圖中a、c、e、g代表四個連續(xù)的基因，則b、d、f三個片段不具有遺傳效應B．若圖中a、c、e、g代表四個連續(xù)的基因，則這四個基因共用一個RNA聚合酶結合位點C．若該圖中X代表一個基因，Y代表該基因的編碼區(qū)，則b位于編碼區(qū)上游D．若該圖中X代表β-珠蛋白基因，Y代表該