2022年高考生物一轮复习：核心考点复习提纲一、生命的物质基础 一、组成细胞的化合物1.化合物无机物水:主要组分;一切生命活动离不开水无机盐:对维持生物体的生命活动有重要作用有机物蛋白质:生命活动(或性状)的主要承担者、体现者核酸:携带遗传信息糖类:主要的能源物质脂质:主要的储能物质2.一般而言,在活细胞中,含量最多的化合物是水,含量最多的有机化合物是蛋白质。同一细胞中各种化合物的含量一般是不变的,不同的细胞其化合物的含量是不同的。二、核酸的种类与功能种类DNA(脱氧核糖核酸)RNA(核糖核酸)组成成分五碳糖脱氧核糖核糖磷酸磷酸碱基A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)基本单位脱氧核苷酸(4种)核糖核苷酸(4种)空间结构规则的双螺旋结构常呈单链结构第44页共44页
分布主要分布在细胞核内的染色体上,在线粒体和叶绿体上也有主要分布在细胞质中功能能进行复制、转录过程,从而实现遗传信息的传递mRNA能进行翻译过程,把遗传信息从mRNA传递到蛋白质中;rRNA主要参与核糖体的构建;tRNA主要是搬运氨基酸进入核糖体 三、水和无机盐1.自由水的生理功能:(1)细胞内的良好溶剂;(2)参与生化反应;(3)为细胞提供液体环境;(4)运送营养物质和代谢废物。2.细胞中无机盐的存在形式和生理功能(1)无机盐的存在形式:①大多数以离子形式存在;②少数与其他化合物结合。(2)无机盐的功能:①是细胞中许多重要化合物的组成成分;②对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用;③维持细胞的渗透压,从而维持细胞的正常形态;④调节pH、维持细胞及动物和人体液的酸碱平衡。 二、生命的结构基础一、细胞膜的成分第44页共44页
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,此外还含有少量的糖类和胆固醇(胆固醇只存在于动物细胞中)。二、细胞膜的功能1.将细胞与外界环境分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定。2.控制物质进出细胞,控制作用是相对的。3.进行细胞间的信息交流。三、细胞器的种类和功能1.细胞亚显微结构的相关知识点的归纳总结(1)与能量转换有关的细胞器:叶绿体、线粒体。(2)能产生水的细胞器:线粒体(有氧呼吸)、叶绿体(光合作用)、核糖体(脱水缩合)等。(3)与主动运输有关的细胞器:线粒体(提供能量)、核糖体(合成载体蛋白)。(4)生理活动中遵循碱基互补配对原则的细胞器:线粒体、叶绿体(二者自身DNA的复制、转录和翻译)、核糖体(翻译)。(5)与细胞分裂有关的细胞器:核糖体(间期进行蛋白质的合成)、线粒体(提供能量)、中心体(低等植物细胞或动物细胞有丝分裂前期,发出星射线形成纺锤体)、高尔基体(植物细胞分裂时,高尔基体与细胞壁的形成有关)。(6)含色素的细胞器:叶绿体(含叶绿素和类胡萝卜素)、液泡(含花青素等)。四、细胞的生物膜系统1.概念:细胞器膜、细胞膜和核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。2.生物膜系统的作用:(1)细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境,且在细胞与环境之间进行的物质运输、能量交换和信息传递的过程中起着决定性作用。(2)细胞内广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点,为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件。(3)细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室,保证了细胞生命活动高效有序地进行。 三、细胞的代谢第44页共44页
一、酶的特性1.高效性:酶的催化效率一般是无机催化剂的107~1013倍。2.专一性:酶对反应底物具有专一性,任何一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。3.酶需要适宜的环境条件:酶促反应一般在常温、常压及生理pH条件下进行。二、有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸不同点反应条件需要O2、酶和适宜的温度不需要O2,需要酶和适宜的温度呼吸场所第一阶段在细胞质基质中,第二、三阶段在线粒体内全过程都在细胞质基质内分解产物CO2和H2OCO2、酒精或乳酸释放能量多少特点有机物彻底分解,能量完全释放有机物没有彻底分解,能量没完全释放相同点其实质都是分解有机物,释放能量,生成ATP供生命活动需要相互联系第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同,之后在不同条件下、不同的场所沿不同的途径,在不同的酶的作用下形成不同的产物: 三、有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析图第44页共44页
四、光合作用的过程1.光反应和暗反应的比较比较项目光反应暗反应实质光能转变为化学能,并放出O2同化CO2形成有机物(酶促反应)时间短促,以微秒计较缓慢条件需叶绿素、光、酶、水不需叶绿素和光,需要多种酶、ATP、[H]、CO2场所在叶绿体内的基粒囊状结构的薄膜上进行在叶绿体内的基质中进行物质转化水的光解:2H2O4[H]+O2ATP的合成:ADP+PiATPCO2的固定:CO2+C52C3C3的还原:2C3(CH2O)+C5+H2O能量转化光能→活跃化学能,并贮存在ATPATP中的活跃化学能→有机物中稳定的化学能联系(1)光反应为暗反应提供[H]和ATP;暗反应为光反应提供ADP和Pi;(2)没有光反应,暗反应无法进行;没有暗反应,有机物无法合成。五、条件骤变时物质量的变化条件C3C5[H]和ATP(CH2O)合成量CO2供应不变,突然光照(增强光照)减少增加增加增加CO2供应不变,停止光照(减弱光照)增加减少减少减少CO2供应不变,光照不变,(CH2O)运输受阻增加减少增加减少CO2供应增加(未达饱和点),光照不变增加减少减少增加停止CO2供应,光照不变减少增加增加减少第44页共44页
四、生命活动的调节 1.内环境三种组成成分的关系 成分项目 血浆组织液淋巴存在部位血管组织细胞间隙淋巴管来源①透出毛细血管的血浆;②组织细胞代谢产生毛细淋巴管吸收部分组织液生活在其中的细胞各种血细胞 绝大多数体细胞大量淋巴细胞和吞噬细胞所含化学成分都含有水、无机盐、蛋白质等,但是血浆中蛋白质含量较高,而组织液和淋巴中蛋白质含量很少 第44页共44页
2.神经系统的组成中枢神经系统脑大脑——大脑皮层是调节机体活动 的最高级中枢小脑——有维持身体平衡的中枢脑干——有维持生命必要的中枢, 如心血管运动中枢、呼吸中枢等脊髓——有调节躯体运动的低级中枢周围神经系统——脑和脊髓发出的神经 3.下丘脑在生命活动调节中的作用(1)下丘脑是内分泌的枢纽:下丘脑通过分泌多种促激素释放激素作用于垂体,控制垂体的功能来控制其他内分泌腺的活动。(2)下丘脑可以分泌抗利尿激素,调节水分平衡。(3)下丘脑内有血糖调节中枢,该中枢通过神经直接作用于胰岛细胞,调节胰岛素和胰高血糖素的分泌。(4)下丘脑中有渗透压感受器,可以感受内环境中渗透压的改变,从而调节水分平衡。(5)体温调节中枢主要位于下丘脑,通过体温调节中枢调节体温的恒定。4.列表比较其他植物激素的种类及生理功能激素名称合成部位分布部位主要生理功能赤霉素幼芽、幼根和未成熟的种子大多在生长旺盛的部位①促进细胞伸长生长;②解除块茎的休眠并促进萌发细胞分裂素茎尖、根尖、萌发的种子主要分布在正在进行细胞分裂的部位①促进细胞的分裂;②诱导花芽的分化,延缓叶片的衰老脱落酸根冠、萎蔫的叶片中含量较多将要脱落或进入休眠的组织中分布较多①抑制细胞的分裂和种子的萌发;②促进叶和果实的衰老和脱落乙烯植物体的各个部分广泛存在于植物体内,成熟的果实中分布较多①促进果实的成熟;②促进器官的脱落第44页共44页
五、细胞的生命历程一、细胞增殖的方式和细胞周期的概念1.真核细胞的增殖方式:有丝分裂、减数分裂和无丝分裂。2.细胞周期(1)概念:指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止。(2)细胞周期的时间:间期在前,分裂期在后,间期经历的时间长,分裂期经历的时间短,所以在观察有丝分裂装片时大多数细胞处于间期。细胞的种类不同,一个细胞周期的时间也不相同。二、细胞的分化1.概念:在个体发育中,由一个或多个细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生一系列稳定性差异的过程。2.特征:细胞分化具有持久性、稳定性和不可逆性。第44页共44页
3.原因:在个体发育中,不同的细胞遗传信息执行的情况不同,即在特定的时间和空间条件下基因的选择性表达。4.意义:细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础;细胞分化使生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。三、细胞的全能性1.概念:已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。2.实例:已分化的植物细胞具有发育成完整个体的全能;高度分化的动物细胞无全能性,但细胞核具有全能性。3.原因:细胞核中含有本物种生长发育的全套遗传物质。4.干细胞:动物和人体内保留着少量具有分裂和分化能力的细胞。5.全能性比较:植物细胞>动物细胞;受精卵>生殖细胞>体细胞。6.细胞分化程度与全能性的关系:分化程度越低的细胞,全能性越高。四、细胞的凋亡1.概念:由基因决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以也常常被称为细胞编程性死亡。2.意义:对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都有非常关键的作用。3.细胞死亡:包括细胞凋亡和细胞坏死,细胞凋亡是细胞程序性死亡,是正常死亡;而细胞坏死是细胞因外界因素的作用导致的死亡,是非正常的细胞死亡。 六、遗传、变异、进化和基因工程第44页共44页
一、分离定律和自由组合定律的关系1.适用条件孟德尔遗传规律适用于进行有性生殖的真核生物的细胞核遗传;分离定律适用于一对相对性状的遗传;自由组合定律适用于两对或两对以上相对性状的遗传,且控制这些性状的基因必须位于非同源染色体上。2.两大定律的比较 规律项目 分离定律自由组合定律性状及其控制基因一对两对或两对以上等位基因与染色体关系位于一对同源染色体上分别位于两对或两对以上同源染色体上细胞学基础(染色体的活动)减Ⅰ后期同源染色分离减Ⅰ后期非同源染色体自由组合 3.用分离定律解决自由组合定律问题自由组合定律以分离定律为基础,可用分离定律解决自由组合定律的问题,基本思路是:首先将自由组合问题转化为若干个分离定律问题,再用乘法原理将各情况进行组合。(1)配子类型的问题例:某生物雄性个体的基因型为AaBbcc,这三对基因为独立遗传,则它产生的精子的种类有: Aa Bb cc ↓ ↓ ↓ 2 × 2 × 1=4种(2)基因型类型的问题例:AaBbCc与AaBBCc杂交,其后代有几种基因型?先将问题分解为分离定律问题:Aa×Aa→后代有3种基因型(1AA∶2Aa∶1aa);Bb×BB→后代有2种基因型(1BB∶1Bb);Cc×Cc→后代有3种基因型(1CC∶2Cc∶1cc)。因而AaBbCc与AaBBCc杂交,其后代有3×2×3=18种基因型。(3)表现型类型的问题例:AaBbCc与AabbCc杂交,其后代有几种表现型?先将问题分解为分离定律问题:Aa×Aa→后代有2种表现型;Bb×bb→后代有2种表现型;Cc×Cc→后代有2种表现型。因而AaBbCc与AabbCc杂交,其后代有2×2×2=8种表现型。第44页共44页
七、生物与环境1.种群密度的变化预测影响种群密度变化的因素有多种,它们的相互关系如下图: 2.两种种群增长曲线分析项目“J”型曲线“S”型曲线增长模型前提条件理想状态:资源无限、空间无限、不受其他生物制约现实状态:资源有限、空间有限、受其他生物制约第44页共44页
相关“率”的变化K值有无无K值有K值曲线形成原因无种内斗争,缺少天敌种内斗争加剧,天敌数量增多3.能量流动的过程(1)能量流动的源头是阳光(太阳能)。(2)能量的输入①相关的生理过程:绿色植物的光合作用将光能转化成化学能,储存在有机物中。②输入能量的总值:绿色植物通过光合作用固定的太阳能总量。4.能量的传递(1)途径:食物链和食物网。(2)特点:单向流动、逐级递减。(3)传递效率:10%~20%。(4)逐级递减的原因:a.每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一个营养级利用;b.每个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部分能量;c.各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。规律总结模块高考生物重要规律性关系及公式归纳1.蛋白质结构中的等量关系:蛋白质中氨基酸数目=肽键数目(即水分子数目)+肽链条数=mRNA(翻译模板)中的碱基数÷3=DNA(相应基因)中的碱基数÷6;蛋白质中至少还有氨基和羧基的数目=肽链条数;组成生物体的蛋白质中氨基酸种类约为20种。2.区别有丝分裂和减数分裂的一般方法步骤如下:①一数——数染色体数目:若为奇数,则肯定是减数第二次分裂;若为偶数,则进入下一步骤;②二看——看有无同源染色体:若无,则肯定是减数第二次分裂;若有,则再看同源染色体的行为变化:如果有同源染色体的联会、形成四分体、同源染色体彼此分离中的任意一项,即为减数第一次分裂;如果同源染色体始终单独活动,则肯定是有丝分裂;第44页共44页
③三判断——对照分裂过程中染色体的行为变化规律(有丝分裂各时期)来判断分裂时期。附有丝分裂各期特点(口诀):①“染色体”复制现“单体”(间);②膜、仁消失现两体(前);③赤道板上排整齐(中);④均分牵引到两极(后);⑤膜、仁板(重)现两体失(末)。3.细胞分裂中有关染色体的一组概念(染色体和DNA等的数量判断要点):①染色体组:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上互不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异;②同源染色体:形态、大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方;③染色体:以着丝点数目为准。常染色体:在雌雄个体中没有差异的染色体。性染色体:在雌雄个体中有显著差异且对性别起决定作用的染色体;④染色单体:一条染色体复制后内含两个DNA时,才有染色单体(染色体复制后才有,并连在一个着丝点上,着丝点分裂后就没有);⑤DNA量:有单体时等于单体数(是染色体数的两倍),无单体时等于染色体数;⑥四分体:(减Ⅰ前、中期)联会后,每对同源染色体含两条染色体,四条染色单体(1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA)。4.如某种生物体细胞中染色体数目为2n,则有:1个精原细胞1个初级精母细胞2个次级精母细胞(2种)4个精细胞(2种,各2个)4个精子(2种,各2个)1种精原细胞1种初级精母细胞2n种次级精母细胞2n种精细胞2n种精子5.坐标曲线的判断方法:①标志——看横、纵坐标含义;②明点——看起点、转折点、终点的意义;③述线——据纵坐标(因变量)随横坐标(自变量)而改变的原则对曲线各段进行描述。6.课本中的有关反应式:①氨基酸脱水缩合:++H2O++……+——……+(n-1)H2O第44页共44页
②ATP和ADP的相互转化:ATP(+H2O)ADP+Pi+能量③光合作用:CO2+2H2*O(CH2O)+*O2+H2O6CO2+12H2*OC6H12O6+6*O2+6H2O能量变化:光能→电能→活跃的化学能(ATP、NADPH)→稳定的化学能(有机物)光反应:2H2OO2+4[H](NADPH);ADP+Pi+能量ATP;暗反应:CO2+C52C3;C3+[H](NADPH)CH2O+H2O;ATPADP+Pi+能量④有氧呼吸:C6H12O6+6*O2+6H2O6CO2+12H2*O+能量(38ATP+热能)第一阶段:C6H12O62CH3COCOOH(丙酮酸)+4[H]+能量(2ATP+热能)第二阶段:2CH3COCOOH6CO2+20[H]+能量(2ATP+热能)第三阶段:24[H]+6*O212H2*O+能量(34ATP+热能)⑤无氧呼吸7.光合作用和呼吸作用的有关计算:光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳消耗量+呼吸作用二氧化碳释放量光合作用葡萄糖净生产量=光合作用实际葡萄糖生产量-呼吸作用葡萄糖消耗量8.2n的含义:①具有n对同源染色体的生物减数分裂产生配子的种类数;②具有n对等位基因(自由组合)的生物减数分裂产生配子的种类数;③具有n对相对性状的生物产生的子代中表现型的种类数;④一个DNA分子复制n次后的DNA分子的数目;⑤一个细胞有丝分裂n次后产生的子细胞数目。9.有关中心法则的内容:第44页共44页
公式:①DNA中有关等式:A=T,G=C→A+G=T+C=A+C=T+G=1/2(A+G+T+C)→(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1。②某DNA片段中有腺嘌呤a个,占全部碱基比例为b,则胞嘧啶为a(12b-1)个。③在DNA分子中的一条单链A+GT+C=m,则在另一互补链中这种比例是1/m;这个比例关系在整个DNA分子中是1。④当在一条单链中,A+TG+C=n时,则在另一互补链中这种比例是n;这个比例关系在整个DNA分子中是n。⑤某DNA分子共有a个碱基,其中含胞嘧啶m个,则该DNA分子复制n次,需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:(2n-1)(a2-m)。⑥基因对性状的控制情况: 10.关于两个遗传定律的关系:相对性状F1的配子种类数F1的配子组合数F2的基因型数F2的表现型数F2的表现型比1对22×2=432(3∶1)2对44×4=1694(3∶1)23对88×8=64278(3∶1)3n对2n4n3n2n(3∶1)n11.有关能量流动的内容:能量的输入能量的传递能量的输出能量流动的内容研究的目的①生产者(绿色植物)②光合作用①食物链和食物网②能量流动伴随物质循环进行①生产者、消费者的呼吸作用(有氧呼吸和无氧呼吸)②分解者的分解作用③化石燃料的燃烧①传递方向:单向流动②传递数量:逐级递减③传递效率:10%~20%①调整能量流动关系②生态系统的稳定性③保护环境④实施可持续发展战略第44页共44页
④能量金字塔(数量金字塔、生物量金字塔)12.有关物质循环的内容:(1)碳循环:①特点:循环性、全球性;②循环形式:群落和无机环境之间是CO2形式,群落内各生物间是以含碳有机物形式沿食物链传递;③途径:一来源——生产者通过光合作用将CO2固定;三返回——通过动植物呼吸、微生物分解、化石燃料的燃烧返回。(2)氮循环:①特点:循环性、全球性;②循环形式:进入群落形式——N2→NH3→NO2-→NO3-,群落内各生物间是以含氮有机物形式沿食物链传递,回到无机环境形式——NH3、NO3-、N2、尿素等;③途径:三来源——生物固氮、大气高能固氮、工业固氮,硝化细菌将NH3氧化为NO3-,经植物同化作用转化为含氮有机物;三返回——微生物分解、反硝化细菌的作用、化石燃料的燃烧返回。第44页共44页
教材中常见的“颜色反应”的总结“颜色反应”是鉴定一些化合物或结构的重要方法,也是近几年高考的高频考点,现将它们总结如下:1.斐林试剂与还原性糖的反应斐林试剂由质量浓度为0.1g·mL-1的NaOH溶液和质量浓度为0.05g·mL-1的CuSO4溶液配制而成,两者混合后,很快生成浅蓝色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2与还原性糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)在加热的条件下发生反应,生成砖红色Cu2O沉淀。2.脂肪与苏丹染液的反应脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色;也可被苏丹Ⅳ染液染成红色。注:苏丹Ⅳ染液与脂肪的亲和力比较强,所以染色时间较短,一般为1min左右。3.蛋白质与双缩脲试剂的反应双缩脲试剂的成分是质量浓度为0.1g·mL-1的NaOH溶液和质量浓度为0.01g·mL-1的CuSO4溶液。在碱性溶液(NaOH)中,双缩脲(H2NOC-NH-CONH2)能与Cu2+作用,形成紫色或紫红色的络合物。由于蛋白质分子中含有与双缩脲结构相似的肽键,因此蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应。4.淀粉与碘的反应淀粉是无定形白色粉末,能溶于热水中,遇碘后形成碘—淀粉复合物,呈蓝色或蓝黑色。实验中常用该反应来检验淀粉的存在。5.DNA与甲基绿反应甲基绿使DNA呈现绿色。6.RNA与吡罗红反应吡罗红使RNA呈现红色。7.线粒体与健那绿染液的反应活细胞的线粒体可被健那绿染成蓝绿色。8.CO2与溴麝香草酚蓝的反应CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。9.酒精与重铬酸钾的反应在酸性条件下,橙色的重铬酸钾溶液与酒精发生反应,变成灰绿色。10.DNA与二苯胺的反应在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。11.亚硝酸盐与对氨基苯磺酸及N-1-萘基乙二胺盐酸盐反应在盐酸酸化的条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。该反应常常应用于亚硝酸盐含量的测定。第44页共44页
12.刚果红(简称CR)染料刚果红可以与纤维素形成红色复合物,实验中常用刚果红染色法来筛选纤维素分解菌。13.可以用于染色体(或者核物质)染色的试剂可以用于染色体(或者核物质)染色的试剂有醋酸洋红染液、龙胆紫染液、改良苯酚品红染液。双链DNA分子碱基比率的总结一、碱基互补配对原则双链DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的,其两条链通过碱基对之间的氢键连接起来,碱基配对有一定的规律。根据碱基配对的规律,可推出双链DNA分子中有关碱基计算的一些规律。1.双链DNA分子中碱基的配对关系:A—T,G—C由碱基的配对关系推出双链DNA分子的碱基数目关系:①A=T;G=C(配对的碱基数目相同)。②A+G=T+C(嘌呤之和等于嘧啶之和,即嘌呤总数与嘧啶总数各占碱基总数的50%)。③(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=A/T=T/A=G/C=C/G=1(不因物种不同而不同)。2.双链DNA分子碱基比率计算的规律假设DNA分子的两条链一条为H链,另一条为h链,由一条链中的碱基比可推知同样的碱基比在其互补链、双链DNA分子中的比值,见下表。H链h链双链DNA分子(A+G)/(T+C)=a1/a1(A+T)/(G+C)=bbb 结论:①对于双链DNA分子等于1的碱基比[如(A+G)/(T+C)=1,(A+C)/(T+G)=1,A/T=1等],其两条链上同样的碱基比互为倒数。②对于双链DNA分子不等于1的碱基比[如(A+T)/(G+C)≠1或(G+C)/(A+T)≠1],其两条链上同样的碱基比相等,并且与双链DNA分子的同样的碱基比相等。③DNA分子一条链中的(A+T)或(C+G)在一条链中占的比例,等于在另一条链中所占的比例,也等于一个DNA分子中的(A+T)或(C+G)在整个DNA分子中所占的比例。3.碱基种类及比例的运用第44页共44页
由核酸所含碱基种类及比例可分析判断核酸的种类。①如有U而无T,则此核酸为RNA。②如有T且A=T,C=G,则一般可判断为双链DNA。③如有T且A≠T或G≠C,则为单链DNA。DNA半保留复制过程中的等量关系总结(1)一条DNA分子双链,复制n次,形成的子代DNA分子中,含亲代DNA母链的有两个DNA分子,占子代DNA总数的2/2n;亲代DNA分子母链占子代DNA中脱氧核苷酸链总数的2/2n+1=1/2n。(2)设一条DNA分子中有胸腺嘧啶m个,则该DNA连续复制n次形成子代DNA分子,需游离的腺嘌呤(或胸腺嘧啶)为(2n-1)m个。因为子代DNA分子与亲代完全相同,而子代中有两条链的碱基完全来自母链,故相当于增加了(2n-1)个DNA分子。(3)如果加上放射性同位素标记,有关的计算就更为直观,更有意义。如对亲代DNA分子用15N标记,然后在含14N的环境中让其复制,就有下列特点:①不管复制多少次,总有两个DNA分子含有15N,总有两条链含有15N;②DNA分子复制不同次数后,经离心处理,在离心管中所处的位置见下表。DNA分子的特点DNA中脱氧核苷酸链的特点细胞中的DNA分子在离心管中的位置不同DNA分子占全部DNA分子之比不同脱氧核苷酸链占全部链之比只含15N 分子含14N和15N分子只含14N分子含15N的链含14N的链01全部在下面12112全部在中间141/21/2241/2中,1/2上1/21/281/43/4381/4中,3/4上1/43/4161/87/8…………………n2n2/2n中,1-2/2n上2/2n(或1/2n-1)1-2/2n2n+11/2n1-1/2n第44页共44页
解题策略模块有丝分裂过程中DNA含量的变化一、有丝分裂过程中DNA含量的变化特点1.染色体数目的变化及分裂时期的相互关系(假定正常体细胞的细胞核中DNA含量为2a,染色体数目为2N),见下表。比较项目分裂时期间期前期中期后期末期DNA含量2a→4a4a4a4a4a→2a染色体数目2N2N2N4N4N→2N染色单体数目0→4N4N4N00 2.染色体、DNA在有丝分裂过程中的变化曲线,如下图。二、解题精要细胞增殖是通过细胞分裂实现的,大部分的细胞增殖主要是通过有丝分裂进行的。对有丝分裂的考查集中表现在对细胞分裂图和曲线图各期的判断上。1.细胞分裂图:抓住染色体的变化,这是区分细胞分裂处于何期的主要标志。2.曲线图(1)DNA线:特别要注意在细胞进入分裂期前的间期准备时期,曲线有一个倾斜线,这与DNA分子的半保留复制特点有关。最终结果是曲线的起点和终点在同一水平。(2)染色体图:曲线是典型的“几”字形折线,但结果同样是起点和终点位于同一水平。原因是通过有丝分裂子细胞获得了和母细胞一样数量的DNA和染色体。3.细胞周期的计算与应用:明确细胞周期的起始点,从上次分裂结束开始到本次分裂完成为止。有连续分裂现象的细胞才有细胞周期。遗传推导计算题的归类解析一、利用碱基互补配对原则进行碱基数目推导与计算第44页共44页
◆例1 某DNA分子含有a个碱基,其中胞嘧啶m个,则该DNA分子复制3次,需要游离胸腺嘧啶核苷酸数为( )A.7(a—m) B.8(a-m)C.7(a/2—m)D.8(2a-m)【解析】DNA分子含a个碱基,C=m(个),则G=m(个),故DNA分子中的T=A=(a/2—m)(个)。连续复制3次,共产生8个DNA分子,其中有14条链(合7个DNA分子)为新合成的。因而复制3次需游离胸腺嘧啶核苷酸数为T=7(a/2-m)。本题也可用公式R某游离脱氧核苷酸数=q(2n-1),(注:q为碱基模板数,n为复制次数),则直接代公式T=(a/2-m)(23-1)=7(a/2-m)。【答案】C二、依据基因表达的相关知识推导与计算蛋白质的相对分子质量◆例2 某蛋白质由n条肽链组成,氨基酸的平均相对分子质量为a,控制蛋白质合成的基因含b个碱基对,则该蛋白质的相对分子质量为( )A.2ab/3-6b+18nB.ab/3-6bC.(b/3-a)×18nD.ab/3-(b/3-n)×18【解析】首先要理解基因表达中DNA碱基数、mRNA上的密码子数和氨基酸数之间的关系,氨基酸脱水缩合形成蛋白质的氨基酸数、肽链数与失水数之间的关系。基因含b个碱基对,则mRNA含b个碱基,含b/3个密码子,决定b/3个氨基酸,氨基酸的总相对分子质量为ab/3,合成蛋白质应失去b/3-n个水分子,失去水的相对分子质量为(b/3-n)×18=6b-18n。因此,合成的蛋白质的相对分子质量为ab/3-(6b-18n)=ab/3-(b/3-n)×18。【答案】D三、亲代与子代的配子种类、表现型、基因型的推导与计算◆例3 一雌蜂和一雄蜂交配产生F1代,在F1代雌雄个体交配产生的F2代中,雄蜂基因型共有AB、Ab、aB、ab4种,雌蜂基因型共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb4种,则亲本的基因型为( )A.aabb×ABB.AaBb×AbC.AAbb×aBD.AABB×ab【解析】由于雄蜂是由没有受精的卵细胞发育成的,F2代雄蜂基因型共有AB、Ab、aB、ab4种,说明F1代雌蜂能产生AB、Ab、aB、ab4种卵细胞,由此可知F1雌蜂的基因型为AaBb;又由于F2代雌蜂基因型共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb4种,它是由受精卵发育成的,而F1雌蜂的基因型为AaBb,其产生的卵细胞为AB、Ab、aB、ab4种,因而可知F1雄蜂的基因型为ab,进而可推知亲本雌蜂产生的配子为ab,所以亲本雌蜂的基因型为aabb,而亲本雌蜂产生的配子为ab,所以亲本雄蜂的基因型为AB。【答案】A第44页共44页
◆例4 基因型为AAbbCC与aaBBcc的小麦进行杂交,这三对等位基因分别位于三对同源染色体上,F1杂种形成的配子种类数和F2的基因型种类数分别为( )A.4与9 B.4与27 C.8与27 D.32与81【解析】AAbbCC与aaBBcc的杂交,可知F1的基因型为AaBbCc,而Aa、Bb、Cc可分别形成2种配子,依据乘法原理AaBbCc可形成配子2×2×2=8(种);而Aa×Aa、Bb×Bb、Cc×Cc子代分别有3种基因型,所以AaBbCc×AaBbCc自交,F2的基因型共有3×3×3=27(种)。【答案】C四、遗传病的有关推导与计算◆例5 Leber遗传性视神经病是一种遗传病,此病是由线粒体DNA基因突变所致。某女士的母亲患此病,如果该女士结婚生育,下列预测正确的是( )A.如果是男孩,孩子不会携带致病基因B.如果是女孩,孩子不会携带致病基因C.不管是男孩或女孩,孩子都携带致病基因D.必须经过基因检测,才能确定【解析】Leber遗传性视神经病是由线粒体DNA基因突变所致,属于细胞质遗传,而细胞质遗传的特点之一是母系遗传,即母病子女必病,因而该女士生育的孩子都携带致病基因。【答案】C◆例6 某男子的父亲患血友病,而他本人血凝时间正常,他与一个没有血友病家族史的正常女子结婚,一般情况下,他们的孩子患血友病的概率是( )A.1/2B.1/4C.0D.1/6【解析】血友病属于伴X隐性遗传病,这个男子的父亲患血友病,但他本人血凝时间正常,可知其基因型为XHY,一个没有血友病家族史的正常女子的基因型为XHXH,这样的双亲组合后,子代的基因型为XHXH或XHY,表现型均正常。【答案】C◆例7 人的血友病属于伴性遗传,苯丙酮尿症属于常染色体遗传。一对表现型正常的夫妇生下一个既患血友病又患苯丙酮尿症的男孩,如果他们再生一个女孩,表现型正常的概率是( )A.9/16B.3/4C.3/16D.1/4【解析】本题为概率计算题,解析时应先推导夫妇的基因型。由于这对夫妇表现型正常,生下的男孩既患血友病又患苯丙酮尿症,因而可知血友病(设由Xh基因控制)与苯丙酮尿症(设由a基因控制)均为隐性遗传病,其夫妇的基因型为:夫(AaXHY),妇(AaXHXh);其次可将AaXHY与AaXHXh拆分为XHY×XHXh和Aa×Aa,再次对其分析:第44页共44页
XHY×XHXh→14XHXH、14XHXh、14XHY、14XhYAa×Aa→34A_、14aa最后,依据乘法原理和加法原理进行计算:再生一个女孩表现正常的基因型为A_XHXH或A_XHXh,而A_XHXH出现的概率为(1/4)×(3/4)=3/16;而A_XHXh出现的概率为(1/4)×(3/4)=3/16,所以A_XHXH或A_XHXh出现的概率为3/16+3/16=3/8,又因为题中告知所生孩子为女孩,不必考虑性别比例,因而女孩正常的概率是(3/8)÷(1/2)=3/4。【答案】B怎样利用一种简易方法求解遗传系谱图遗传系谱图是高中生物学中较难的部分,关键是解题思路要明确。下面介绍的方法,可以在短时间内解出所有难题。一、特异片段确定法(1)看图中有没有特异的片段。所谓特异的片段,是指两名非患者后代出现患者的现象和两名患者后代出现正常的现象。(2)图1所示的图谱,如果有特异的片段①和②,则说明是隐性遗传病。因为假设该致病基因为显性,正常父母应为aa、aa或XaY、XaXa,后代绝不会有患者A或XA。其中如果下一代中有女儿是患者①,则还说明是常染色体隐性遗传病,因为若是伴X隐性遗传病,则女患者的父亲一定是患者。(3)图1所示的图谱,如果有特异的片段③和④,则说明是显性遗传病。因为假如致病基因为隐性,患者父母应为aa、aa或XaY、XaXa,后代绝不会有A或XA,即不会有非患者。其中如果下一代中有女儿不是患者③,则还说明是常染色体显性遗传病,父母基因为Aa和Aa,女儿是aa。因为若是伴X显性遗传病,男患者的女儿必定继承XA而且是患者。二、不对称排除法(1)通过特异片段确定法可以迅速推断致病基因的显隐性,但若没有特异片段,则只好用排除法排除4种可能性中的某些情况,最易排除的是伴X显性和伴X隐性。(2)图2所示的图谱,如果图谱中出现下述情况中的①和②,则不会是伴X隐性遗传病,因为若是伴X隐性遗传病,女患者XaXa的父亲和儿子一定是患者。(3)图2所示的图谱,如果图谱中出现下述情况中的③和④,则不会是伴X显性遗传病,因为若是伴X显性遗传病,男患者XAY的母亲和女儿必是患者。第44页共44页
三、一些较为特殊的情况(1)有时候系谱图中只有男性患者,则可能是Y染色体遗传,但必要条件是男患者的父亲和儿子必是患者。(2)有时候系谱图中女性患者的后代全是患者,则要考虑是不是细胞质遗传,因为在受精作用过程中,提供细胞质的是女性的卵细胞。下面介绍解题思路:(1)判定是不是Y染色体遗传或细胞质遗传(演绎法)。(2)有无两名患者后代出现非患者现象(确定法)。若有,即为常染色体显性或伴X显性两种显性遗传病,常染色体显性可用确定法确定,伴X显性可用排除法排除,不能确定又不能排除,则有常染色体显性或伴X显性两种可能性。(3)有无隔代遗传(两名非患者后代出现患者)现象。若有隔代遗传现象,则肯定是常染色体隐性或伴X隐性两种隐性遗传病,常染色体隐性可用确定法确定,伴X隐性可用排除法排除,不能确定又不能排除,则有常染色体隐性或伴X隐性两种可能性。(4)若无两名非患者后代出现患者现象(不隔代遗传),则有常染色体隐性、伴X隐性、常染色体显性、伴X显性4种可能,再用不对称排除法进行排除,不能排除即为都有可能。(注:这里的隔代遗传是指有两名非患者后代出现患者现象。)用以上思路可以迅速而准确地解出任何一道难题。◆例题 观察以下遗传系谱图,分析其遗传类型并回答问题:第44页共44页
(1)甲遗传系谱所示的遗传病可能是 。 (2)乙遗传系谱所示的遗传病可能是 。 (3)丙遗传系谱所示的遗传病可能是 。 (4)丁遗传系谱所示的遗传病可能是 。 【解析】(1)甲图中8和9不是患者,而他们的女儿13是患者,所以是常染色体隐性遗传病;(2)乙图中无特异片段,但男患者2的女儿5不是患者,所以不可能是伴X显性遗传病,又女患者7的父亲4不是患者,所以不可能是伴X隐性遗传病,则只可能是常染色体显性或隐性遗传病;(3)丙图中10和11是患者,而他们的儿子13不是患者,所以只能是显性遗传病,而男患者4的女儿7不是患者,所以不可能是伴X显性遗传病,则只能是常染色体显性遗传病;(4)丁图中9和10不是患者,而他们的儿子16是患者,所以肯定是隐性遗传病,而女患者8的儿子14不是患者,所以不会是伴X隐性遗传病,只能是常染色体隐性遗传病。【答案】(1)常染色体隐性遗传病 (2)常染色体显性或隐性遗传病 (3)常染色体显性遗传病 (4)常染色体隐性遗传病多孩、多病类遗传概率题的解法人类遗传病概率的计算是高中生物学学习的难点之一,若遇到求解多孩的患病概率或多病的发生概率题时,学生往往会出现错算、漏算。本文结合例题浅析常见多孩、多病类遗传概率题的计算方法。一、基本规律1.患一种病的概率第44页共44页
(1)患常染色体遗传病为:男(女)孩患病概率=患病后代概率患病男(女)孩概率=1/2患病后代概率(2)患伴X遗传病为:男(女)孩患病概率=所求性别后代中患者的概率(忽略另一种性别)患病男(女)孩概率=所有后代中患病男(女)孩的概率2.患多种病的概率先依基因分离规律分别求出每种病的患病概率(若有伴X遗传病,需写出伴X遗传病的所有后代的基因型),再依题意与其他病组合后求所需概率。二、常见类型1.一孩、两病型存在3种互斥的患病可能:①只患甲病不患乙病;②只患乙病不患甲病;③甲乙两病均患。◆例1 对苯硫脲没有味觉是一种常染色体隐性遗传病,一对表现型正常的夫妇生了一个白化且对苯硫脲没有味觉的儿子,则再生一个孩子患病的概率是多少?【解析】由患两病儿子(aabb)可知父母(P)的基因型为AaBb、AaBb,则P AaBb × AaBbAa×AaBb×Bb白化占1/4,肤色正常占3/4;没有味觉占1/4,味觉正常占3/4。F1有3种互斥患病可能:①白化、味觉正常[概率=(1/4)×(3/4)=3/16];②肤色正常、没有味觉[概率=(3/4)×(1/4)=3/16];③两种病均患[概率=(1/4)×(1/4)=1/16]。故这对夫妇再生一个孩子患病的概率为3/16+3/16+1/16=7/16【答案】再生一个孩子患病的概率是7/16。2.两孩、一病型存在3种互斥的患病可能:①第1孩健康、第2孩患病;②第1孩患病,第2孩健康;③两孩均患病。◆例2 一对表现型正常的夫妇,生下患血友病的男孩,如果他们再生两个孩子,则两个孩子患病的概率是多少?【解析】由患病男孩(XbY)知父母的基因型为XBXb、XBY,则P XBXb×XBYF1 XBXb、XBXB、XBY、XbY血友病孩子占1/4,健康孩子占3/4。第44页共44页
两个孩子有3种患病可能:①第1个孩子患病、第2个孩子健康[概率=(1/4)×(3/4)=3/16];②第1个孩子健康、第2个孩子患病[概率=(3/4)×(1/4)=3/16];③两个孩子均患病[概率=(1/4)×(1/4)=1/16]。故这对夫妇再生出两个孩子患血友病的概率是3/16+3/16+1/16=7/16【答案】两个孩子患病的概率是7/16。由以上可知,不论考查形式如何变化,求解多孩、多病类遗传概率题时若能熟记基本规律,细算所有可能,定能高效准确地解析此类难题。杂合子连续自交并逐代淘汰隐性个体问题的多种解法利用遗传规律分析遗传中的实际问题,推导分析亲子代的基因型、表现型及有关比例、概率方面的问题,往往能反映出学生分析、综合、判断、推理等能力的严密性、灵活性等思维品质,是考查学生能力较好的一种题型。结合下面例题,谈谈含有一对等位基因的杂合子连续自交并逐代淘汰隐性个体,求自交后代有关基因型比例的解题技巧。◆例题 某育种科学家在农田中发现一株大穗不抗病的小麦(控制麦穗大与小的基因分别用D、d表示,控制不抗病与抗病的基因分别用T、t表示),自花授粉后获得160粒种子,这些种子发育成的小麦中有30株为大穗抗病,有X(X≠0)株为小穗抗病,其余都不抗病。若将这30粒大穗抗病的小麦作为亲本自交,在其F1中选择大穗抗病的小麦再进行自交,理论上F2中能稳定遗传的大穗抗病的小麦占F2中所有大穗抗病小麦的比例为 。 【解析】本题考查的是运用所学的生物学知识进行解释、推理,作出合理的判断或得出正确结论的能力,是遗传规律在农业生产中的实际应用题。本题分两个解题步骤:第一步是求出30株大穗抗病小麦个体的基因型种类及其比例。从这株大穗不抗病的小麦自交后代出现大穗与小穗、抗病与不抗病的性状分离,可知这株大穗不抗病小麦亲本的基因型是DdTt,且大穗(D)对小穗(d)为显性、不抗病(T)对抗病(t)为显性。按照自由组合定律,其自交后代会出现1/16DDtt和2/16Ddtt两种基因型的大穗抗病个体。所以,这株大穗不抗病的小麦自花授粉后获得的160粒种子中,理论上应有30粒种子发育成的小麦是大穗抗病的,其中基因型为Ddtt的个体有20株(占大穗抗病个体中的比例是2/3),基因型为DDtt的个体有10株(占大穗抗病个体中的比例是1/3)。第二步是让30株大穗抗病小麦作为亲本自交→淘汰→自交,求F2中能稳定遗传的大穗抗病的小麦占F2中所有大穗抗病小麦的比例。解法一:概率法。根据上面的分析,在30株大穗抗病小麦个体中,基因型为DDtt的个体占1/3,基因型为Ddtt的个体占2/3,它们自交产生F1的情况如下:第44页共44页
P 13DDtt 23Ddtt↓
