【大綱版】2012高考生物《全新教程》總復習課件選修部分第3章第1講細胞質(zhì)遺傳.基因的結構

第1講細胞質(zhì)遺傳·基因的結構

高頻考點突破實驗專題探究命題視角剖析第1講細胞質(zhì)遺傳·基因的結構基礎自主梳理即時達標訓練基礎自主梳理一、細胞質(zhì)遺傳的特點

1．表現(xiàn)為母系遺傳(1)原因：受精卵中的細胞質(zhì)幾乎全部來自______。(2)實例：紫茉莉_______的遺傳，藏報春、玉米、棉花等葉綠體的遺傳，高粱、水稻等雄性不育的遺傳，微生物中鏈孢霉線粒體的遺傳等。2．雜交后代的性狀不出現(xiàn)一定的分離比(1)原因：減數(shù)分裂形成配子時，細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)隨機地、_______地分配到子細胞中去。卵細胞質(zhì)體不均等(2)實例：紫茉莉花斑枝條的雌蕊受精后，F(xiàn)1會呈現(xiàn)三種表現(xiàn)型，即出現(xiàn)了性狀分離，但是各個性狀之間沒有固定的比例。二、細胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎1．物質(zhì)基礎：_______基因。2．載體：葉綠體、_______。3．功能：能夠自我復制，并通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成。細胞質(zhì)線粒體三、原核細胞的基因結構1．原核細胞的基因結構：包括a_________和b_________。2．特點：________是連續(xù)的。3．功能：(1)b的功能是編碼蛋白質(zhì)。非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)(2)a的功能①位于編碼區(qū)的上游和下游，有調(diào)控遺傳信息表達的___________。②最重要的是位于編碼區(qū)上游的____________________。③不能轉(zhuǎn)錄為mRNA，即不能編碼_______。4．RNA聚合酶的作用(1)識別__________中的結合位點，并與之結合。(2)催化DNA轉(zhuǎn)錄為RNA。核苷酸序列RNA聚合酶結合位點蛋白質(zhì)調(diào)控序列四、真核細胞的基因結構1．真核細胞的基因結構：包括a__________和b_______。2．特點：(1)編碼區(qū)是_______、__________。(2)編碼區(qū)都含有若干個c外顯子和d內(nèi)含子。(3)不同的基因所含的c外顯子與d內(nèi)含子數(shù)目不同。3．功能：與原核細胞基因的功能相同。非編碼區(qū)編碼區(qū)間隔的不連續(xù)的思考感悟非編碼區(qū)與非編碼序列是相同的嗎？【提示】不相同。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，而非編碼序列除非編碼區(qū)外還包括真核細胞基因編碼區(qū)中的內(nèi)含子。五、人類基因組計劃1．人類基因組研究(1)研究對象：人體DNA分子所攜帶的_____________。(2)人的單倍體基因組的組成：由_____雙鏈DNA分子組成，包括1～22號染色體DNA與X、Y染色體DNA，上邊有30億個堿基對，估計有3～3.5萬個基因。2．人類基因組計劃(1)研究目的：分析測定人類基因組的__________。(2)主要內(nèi)容：繪制人類基因組的四張圖：遺傳圖、物理圖、序列圖和轉(zhuǎn)錄圖。全部遺傳信息24條核苷酸序列(3)意義①診斷、治療遺傳病。②研究生物的_____。③推動生物高新技術的發(fā)展，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。④了解基因表達的調(diào)控機制、細胞的_____、_____和個體發(fā)育的機制。進化生長分化高頻考點突破1．花斑紫茉莉枝條顏色的遺傳花斑紫茉莉植株上有三種枝條，產(chǎn)生卵細胞及受精后的發(fā)育情況如下：考點一紫茉莉質(zhì)體的遺傳【名師點撥】①若受精卵中只含有白色體，則發(fā)育成的植株為白化苗，這種植株將無法生存。②花斑植株上白色枝條所需營養(yǎng)物質(zhì)可由鄰近枝條通過篩管轉(zhuǎn)移過來。③不管有絲分裂還是減數(shù)分裂，質(zhì)基因都是隨機地、不均等分配。2．細胞質(zhì)遺傳和細胞核遺傳對比項目細胞質(zhì)遺傳細胞核遺傳子代性狀總是表現(xiàn)出母本性狀父本、母本性狀都有可能正交、反交結果不同，表現(xiàn)母系遺傳結果相同，表現(xiàn)顯性性狀性狀分離比F1無一定的性狀分離比F1有一定的性狀分離比對比項目細胞質(zhì)遺傳細胞核遺傳基因類型質(zhì)基因核基因基因數(shù)量與線粒體、葉綠體數(shù)量成正比與細胞核中染色體數(shù)成正比傳遞途徑卵細胞卵細胞和精子分配特點隨機分配具有均分機制是否遵循孟德爾定律不遵循孟德爾定律進行有性生殖時遵循孟德爾定律對比項目細胞質(zhì)遺傳細胞核遺傳傳遞特點及機理①受精卵中的細胞質(zhì)幾乎都來自卵細胞，受細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)控制的性狀，實際上是由卵細胞遺傳給子代的②減數(shù)分裂形成生殖細胞時，細胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)隨機地、不均等地分配到子細胞中①受精卵的細胞核內(nèi)的染色體一半來自父方，一半來自母方，正交、反交所得F1的基因型相同②F1減數(shù)分裂形成配子時，等位基因分離(非同源染色體上的非等位基因自由組合)，形成了不同類型但數(shù)目相等的配子聯(lián)系化學本質(zhì)均為DNA，既具有一定的獨立性，又能相互影響，共同控制著生物的遺傳【名師點撥】①細胞核遺傳和細胞質(zhì)遺傳都是真核生物進行有性生殖時的基因傳遞(性狀表達)規(guī)律。其本質(zhì)差異是由于核基因與質(zhì)基因的存在位置不同，因而減數(shù)分裂時兩種基因進入配子的情況不同。②子代表現(xiàn)出母系遺傳，并不意味著子代的性狀一定與母本相同，這是因為在受精卵發(fā)育為新個體的過程中，質(zhì)基因在有絲分裂過程中也是隨機分配的，如一株花斑紫茉莉植株上會同時出現(xiàn)綠色、白色和花斑色三種不同顏色的枝條。③生物體不少性狀的遺傳都是質(zhì)基因與核基因相互作用的結果，二者是細胞的重要組成部分，共存于細胞之中，彼此相互聯(lián)系，相互制約，缺一不可。即時應用(隨學隨練，輕松奪冠)1．紫茉莉的枝條顏色遺傳受細胞質(zhì)基因控制，在一株花斑紫茉莉的枝條上，常有白色枝條、綠色枝條和花斑枝條，這是由于(

)A．減數(shù)分裂過程中，細胞質(zhì)不均勻地、隨機地分配B．有絲分裂過程中，細胞質(zhì)不均勻地、隨機地分配C．受精作用過程中，受精卵中的細胞質(zhì)幾乎全部來自卵細胞D．有性生殖過程中，精子和卵細胞隨機地完成受精作用解析：選B。同一植株的體細胞是通過有絲分裂產(chǎn)生的，在有絲分裂過程中，細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是隨機地、不均等地分配到子細胞中去的。當受精卵含有葉綠體和白色體時，經(jīng)細胞分裂可能會產(chǎn)生只含葉綠體的、只含白色體的、既含葉綠體又含白色體的細胞，這樣同一植株就會出現(xiàn)有白色枝條、綠色枝條和花斑枝條。原核細胞基因結構真核細胞基因結構非編碼區(qū)位置均位于編碼區(qū)的上游和下游功能有調(diào)控遺傳信息表達的核苷酸序列編碼區(qū)結構連續(xù)的，不存在內(nèi)含子與外顯子間隔的、不連續(xù)的，有內(nèi)含子與外顯子功能編碼蛋白質(zhì)外顯子編碼蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物成熟的mRNA初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，需割掉內(nèi)含子的轉(zhuǎn)錄部分才成為成熟的mRNA考點二原核細胞與真核細胞基因結構的比較原核細胞基因結構真核細胞基因結構相同點①都有編碼區(qū)和非編碼區(qū)，在非編碼區(qū)都有調(diào)控遺傳信息表達的核苷酸序列，在非編碼區(qū)上游均有RNA聚合酶結合位點②都能儲存、傳遞和表達遺傳信息，決定生物性狀，且都可發(fā)生基因突變【名師點撥】①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)。②真核生物中氨基酸數(shù)目<“基因中堿基數(shù)/6”的原因：a．基因結構中存在不能編碼蛋白質(zhì)的非編碼區(qū)；b．編碼區(qū)中內(nèi)含子部分不能編碼蛋白質(zhì)；c．外顯子中含有與轉(zhuǎn)錄為終止密碼相對應的脫氧核苷酸序列。③編碼區(qū)在整個基因中所占比例較小，而具有調(diào)控作用的非編碼區(qū)所占比例較大，說明真核細胞基因結構及其功能的復雜性。④RNA聚合酶的結合位點是轉(zhuǎn)錄的開始點，是基因非編碼區(qū)的一部分，不要和mRNA中的起始密碼(翻譯的開始點)混淆。⑤真核細胞的編碼區(qū)的兩端一定是外顯子，所以外顯子數(shù)量比內(nèi)含子多一個。即時應用(隨學隨練，輕松奪冠)2．大腸桿菌和酵母菌細胞內(nèi)各有一種蛋白質(zhì)都是由40個氨基酸組成，那么控制蛋白質(zhì)合成的基因，其組成的脫氧核苷酸數(shù)(

)A．大腸桿菌的多B．酵母菌的多C．兩者一樣多D．無法確定解析：選B。大腸桿菌是原核生物，其基因的編碼區(qū)是連續(xù)的，都能編碼蛋白質(zhì)。而酵母菌是真核生物，其基因的編碼區(qū)含有不能編碼蛋白質(zhì)的序列(內(nèi)含子)。因此在控制含有相同氨基酸數(shù)目蛋白質(zhì)合成的基因中，酵母菌的脫氧核苷酸數(shù)多于大腸桿菌的。實驗專題探究探究某種遺傳方式的類型1．判斷基因在細胞質(zhì)還是在細胞核對真核生物來說，既有細胞質(zhì)基因，又有細胞核基因，而細胞核基因又有兩個位置，分別在性(X和Y)染色體上和常染色體上，確定基因的位置是判斷遺傳方式的一個環(huán)節(jié)，是解答遺傳題的基礎。2．解題方法(1)從遺傳物質(zhì)來源角度分析，若來自細胞質(zhì)(線粒體或葉綠體)，則為細胞質(zhì)遺傳；若來自細胞核，則為細胞核遺傳。

(2)從雜交后代分離比分析，沒有固定分離比的，可能為細胞質(zhì)遺傳。(3)從正反交結果分析

正交：甲♀×乙♂反交：乙♀×甲♂①若正反交結果相同，且性狀在雌雄兩性中表現(xiàn)相當——基因位于常染色體上。特別提醒①不呈現(xiàn)一定的分離比不等于無性狀分離比。由于減數(shù)分裂產(chǎn)生卵細胞時，細胞質(zhì)是隨機地、不均等地分配到子細胞中，因此受精卵內(nèi)細胞質(zhì)基因的種類與數(shù)量并無規(guī)律，從而造成子代由質(zhì)基因控制的性狀無“一定的”分離比。②細胞核遺傳和細胞質(zhì)遺傳既具有一定的獨立性，又相互影響，共同控制著生物的遺傳。實戰(zhàn)演練(專項提能，小試牛刀)實驗室有三個不同的純種果蠅突變品系a、b、c，均由某純種野生型果蠅突變而來。現(xiàn)以這些未交配過的果蠅為材料，某同學想通過設計實驗探究突變基因a、b、c位于細胞質(zhì)還是位于細胞核的染色體上，現(xiàn)請你幫他完成有關的實驗思路，并推測預期結果及相應的結論。(1)實驗思路：分別用突變型a、b、c和野生型果蠅做一個正交、反交實驗，然后觀察和記錄子代果蠅的性狀表現(xiàn)。見下表，請完成表格。組別正交反交1野生型♀×突變型a♂→子代2突變型b♀×野生型

♂→子代3(2)預期結果和結論：①如果正交和反交的子代性狀相同，均為野生型或突變型，則說明____________________________________________________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③如果正交和反交的子代性狀不同，一個雜交組合后代雌雄個體性狀表現(xiàn)相同，均為野生型或突變型，另一個雜交組合后代雌雄個體性狀表現(xiàn)不同，雌性表現(xiàn)一個性狀，雄性表現(xiàn)為另一個性狀，則說明________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)反交：突變型a♀×野生型♂→子代正交：野生型♀×突變型b♂→子代正交：野生型♀×突變型c♂→子代反交：突變型c♀×野生型♂→子代(2)①控制這對相對性狀的基因位于細胞核中的常染色體上②如果正交和反交的子代性狀不同，正交后代為野生型，反交后代為突變型，則說明控制這對相對性狀的基因位于細胞質(zhì)中③控制這對相對性狀的基因位于細胞核中的X染色體上視角1

緊扣教材重點——細胞質(zhì)遺傳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。命題視角剖析例1(1)白花、花斑葉片植株①接受花粉，紅花、綠色葉片植株②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，①向③傳遞____________________，而②向③傳遞______________________。③的葉片類型可能是______________________________________________。(2)假設圖b中④個體自交，后代出現(xiàn)綠色葉片植株⑤∶花斑葉片植株⑥∶白色葉片植株⑦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________?！舅悸伏c撥】本題考查了細胞質(zhì)遺傳和細胞核遺傳的區(qū)別。在確定葉色受核基因、花色受質(zhì)基因控制的前提下，結合受精卵細胞核中的遺傳物質(zhì)一半來自母方，一半來自父方，解答遺傳物質(zhì)的傳遞。在明確③中含有葉綠體和白色體的前提下，依據(jù)有絲分裂過程中，細胞質(zhì)中遺傳物質(zhì)是隨機地、不均等分配，回答③的葉片類型。依據(jù)細胞質(zhì)遺傳雜交后代不出現(xiàn)一定分離比解答(2)，同時，準確獲取“Rr為粉紅色”才能跨越最后小問的誤區(qū)?！緡L試解答】

(1)細胞核和細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)細胞核遺傳物質(zhì)綠色葉片、花斑葉片、白色葉片(2)不定的隨機不均等1∶1【解析】

(1)藏報春的葉片類型的遺傳屬于細胞質(zhì)遺傳，表現(xiàn)為母系遺傳，子代的遺傳物質(zhì)絕大部分來自母本，花色由一對核基因控制，則父本、母本各傳一半給子代，因此，母本①傳遞給子代③的既有細胞核遺傳物質(zhì)，也有細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)，父本②傳遞給子代③的只有細胞核遺傳物質(zhì)；由于作母本的①葉片類型為花斑，因此后代葉片類型可能有綠色葉片、花斑葉片、白色葉片三種。(2)由于個體④為花斑，在母本減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時，細胞質(zhì)中控制葉片類型的基因分配是隨機不均等的，不像核基因那樣有規(guī)律地平均分配，因此，后代的各種表現(xiàn)類型的比例是不定的；由核基因控制的花色Rr自交，后代有三種基因型RR∶Rr∶rr＝1∶2∶1，RR表現(xiàn)為紅色，rr表現(xiàn)為白色，因此后代紅花、花斑葉片植株∶白花、花斑葉片植株＝1∶1。視角2洞察高考熱點——基因的結構及基因的表達人的血紅蛋白中有一種β-珠蛋白，編碼區(qū)的基因中含有1700個堿基對，其中有3個外顯子，2個內(nèi)含子，能編碼146個氨基酸，下列敘述正確的有(

)①翻譯蛋白質(zhì)的信使RNA堿基數(shù)量多于438個②三個外顯子的堿基數(shù)量約占整個基因的26%③非編碼區(qū)是兩個基因之間沒有遺傳效應的區(qū)段④內(nèi)含子將編碼區(qū)和非編碼區(qū)隔開⑤RNA聚合酶的結合位點位于非編碼區(qū)例2A．①②⑤B．②③④C．③④⑤D．①②③⑤【思路點撥】本題主要考查真核細胞基因結構、基因表達過程中堿基與氨基酸的對應關系等。根據(jù)基因上編碼蛋白質(zhì)的堿基數(shù)∶mRNA堿基數(shù)∶氨基酸數(shù)≈6∶3∶1，即可推出①②的正誤?！緡L試解答】A

【解析】信使RNA中有終止密碼，不決定氨基酸，因此翻譯蛋白質(zhì)的信使RNA堿基數(shù)量多于146×3＝438個，視角3突破易錯疑點運用正反交結果判斷核或質(zhì)遺傳時易忽略的幾個問題1．細胞核遺傳正反交結果可能不同，判斷時注意是否有性狀與性別相聯(lián)系的現(xiàn)象。如白眼雌果蠅(XrXr)與紅眼雄果蠅(XRY)相交時，子代凡雌果蠅均為紅眼，凡雄果蠅均為白眼，但進行反交實驗(XRXR或XRXr與XrY)相交時，子代果蠅的眼色表現(xiàn)則與正交不同(應如何)?2．由于胚乳是由兩個極核與一個精子結合成的受精極核發(fā)育而來，故正交與反交時，因母本與父本所提供的核基因數(shù)量的不平衡導致結果不同(但仍屬核遺傳)。3．應特別注意如下情況：(1)無一定性狀分離比不等于無性狀分離。(2)切不可將mRNA直接指導蛋白質(zhì)合成簡單地看成細胞質(zhì)遺傳。(3)若觀察的性狀不是F1的，也容易使判斷結果發(fā)生錯誤，如F1種皮性狀需要在F1植株上觀察，而非在當年雜交母本植株上觀察。根據(jù)所學的遺傳知識完成Ⅰ、Ⅱ小題。Ⅰ.矮牽牛的花瓣中存在紅色和藍色兩種酚類色素，能合成紅色色素的矮牽牛開紅花，能合成藍色色素的開藍花，紅花和藍花是一對相對性狀?；卮鹣铝邢嚓P問題：(1)矮牽牛的色素基因是通過________________________而控制花瓣的顏色。(2)現(xiàn)有純種紅色矮牽牛和純種藍色矮牽牛，設計實驗探究這對性狀是由核基因控制還是由質(zhì)基因控制。例3①雜交方法：________________________________________________________________________。②實驗結果及相應的結論：a．若________________________________________________________________________，則該對性狀由核基因控制；b．若________________________________________________________________________，則該對性狀由質(zhì)基因控制。(3)若經(jīng)上述實驗證明，矮牽牛的花色遺傳由核基因(A/a)控制，則純種紅色矮牽牛和純種藍色矮牽牛