高三生物專題復習【2】遺傳專題復習

遺傳的細胞學基礎核心內容：減數(shù)分裂(有絲分裂)和受精作用本講主要內容：一、細胞分裂的復習策略二、細胞分裂涉及的生物專有名詞及相互關系三、配子的形成主體過程四、依托減數(shù)分裂過程圖進行有關細胞名稱的判斷五、依托染色體的行為變化和形態(tài)特征進行有關細胞分裂方式的判斷六、依托染色體行為變化的圖像信息進行數(shù)學模型的建構七、相關配子類型分析一、細胞分裂的復習策略圖像信息（染色體形態(tài)特征及行為變化）——文字信息（內涵）——數(shù)字信息（數(shù)字變化的本質）“三位一體”的掌握先主干（染色體的行為變化）再細枝末節(jié)重在“悟”不在“背”1.有絲分裂過程中為什么要進行染色質和染色體的相互轉化？間期持續(xù)的時間為何比分裂期長的多？“中期”是細胞周期的中間嗎？2.減數(shù)分裂過程中同源染色體的聯(lián)會有何意義？例如：染色體層面：染色質——染色體——染色單體—姐妹染色單體—非姐妹染色單體——同源染色體——四分體聯(lián)會——交叉互換——同源染色體分離——非同源染色體自由組合二、細胞分裂涉及的生物專有名詞及相互關系基因——等位基因——非等位基因等位基因分離——非等位基因自由組合——基因重組（基因突變）基因層面：結構層面：核膜——核仁——赤道板——細胞板——細胞壁——高爾基體（等）紡錘體——紡錘絲——星射線——中心體（中心粒）——著絲點時間層面：細胞周期——間期——分裂期(前期——中期——后期——末期)減數(shù)第一分裂——減數(shù)第二次分裂姐妹染色單體非姐妹染色單體一對同源染色體非同源染色體一個四分體姐妹染色單體非姐妹染色單體一對同源染色體非同源染色體一個四分體減Ⅰ前期（四分體時期）aAbBaAbBAaBb如何區(qū)分等位基因和非等位基因？位置相同的就是等位基因嗎？非等位基因一定在非同源染色體上嗎？發(fā)生時期：發(fā)生位置：變異類型：減數(shù)第一次分裂前期同源非姐妹染色單體之間基因重組三、配子的形成主體過程同源染色體

著絲點分裂1．精子的形成2．卵細胞的形成卵細胞和精子形成過程的區(qū)別(1)細胞質分裂：卵細胞形成過程中細胞質________分裂；精子形成過程中細胞質________分裂(2)所經(jīng)時間和過程：精子形成所經(jīng)時間________，過程連續(xù)，卵細胞形成所經(jīng)時間________(3)生殖細胞數(shù)目：一個精原細胞能形成________個精子，一個卵原細胞只能形成________個卵細胞(4)是否變形：精細胞須經(jīng)變形階段成為精子，卵細胞不經(jīng)變形不均等均等短長四一減數(shù)第一次分裂與減數(shù)第二次分裂的比較

名稱項目減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂著絲點分裂/不分裂分裂/不分裂染色體主要行為同源染色體

、

，非同源染色體

.著絲點

，

分開同源染色體有/無有/無√√√√聯(lián)會分開自由組合斷裂姐妹染色單體1．概念 減數(shù)分裂是進行________生殖的生物，在產(chǎn)生成熟生殖細胞時進行的________數(shù)目減半的細胞分裂2．特點

染色體只復制________，而細胞連續(xù)分裂________3．結果

成熟生殖細胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細胞的減少________4．場所：高等動物的減數(shù)分裂發(fā)生在有性生殖器官內。有性染色體一次兩次一半

減數(shù)分裂概念的理解時間？圖像信息和文字信息的結合嘗試相應信息一一對應四、依托減數(shù)分裂過程圖進行有關細胞名稱的判斷主要是依據(jù)染色體復制、同源染色體分離及姐妹染色單體分離三個關鍵信息關鍵看細胞中有無同源染色體、姐妹染色單體有同源染色體：無姐妹染色單體——染色體復制之前的？原細胞有姐妹染色單體——染色體復制之后，同源染色體分離之前的初級？細胞無同源染色體：有姐妹染色單體——同源染色體分離之后，姐妹染色單體分離之前的次級？細胞無姐妹染色單體——姐妹染色單體分離之后的？細胞下面嘗試一下給細胞起個名稱有絲分裂和減數(shù)分裂本質的區(qū)別是什么？有絲分裂：同源染色體不分姐妹染色單體直接分減數(shù)分裂：同源染色體先分姐妹染色單體再分同源染色體將要分、正在分、已經(jīng)分完的為減數(shù)分裂（同源染色體不分，姐妹染色單體將要分、正在分的為有絲分裂）提煉方法五、依托染色體的行為變化和形態(tài)特征進行有關細胞分裂方式的判斷分裂方式的判定以下是同一種動物體內有關細胞分裂的一組圖像，相關說法錯誤的是()A．具有同源染色體的細胞有①②③B．③所示的細胞中有2個四分體C．動物睪丸中可能同時出現(xiàn)以上細胞D．進行有絲分裂的細胞為①和③×B(1)具有同源染色體的細胞有___________________。(2)A細胞經(jīng)分裂形成的子細胞的名稱____________，此生物體細胞中的染色體最多為________條。(3)如果該生物是雌性，可觀察到這些分裂圖像的部位是________________，D細胞的名稱____________，初級卵母細胞、次級卵母細胞和卵細胞之間的DNA含量比例為____________。如圖是某種生物處于不同分裂時期的細胞示意圖，請回答以下問題。A、B、C、E體細胞8卵巢第一極體4:2:1甲圖為某哺乳動物體細胞中部分染色體及其上的基因示意圖，乙、丙、丁圖為該動物處于不同分裂時期的染色體示意圖判斷該動物是否為純合子應選用另一雌性動物與其測交（）丁產(chǎn)生的子細胞中的基因組成是aB和aB（）××六、依托染色體行為變化的圖像信息進行數(shù)學模型的建構我們經(jīng)常涉及的數(shù)字信息，主要有：染色體數(shù)、DNA數(shù)、染色單體數(shù)等等，但歸根結底影響這些數(shù)字變化的因素是什么呢？染色體的形態(tài)，以及影響數(shù)量變化的相關行為著絲點分裂和細胞分裂決定——染色體染色體復制和細胞分裂決定——DNA染色體DNA

名稱項目減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂2n→n，減半n→2n→n，不減半4n→2n，減半2n→n，再減半（一個細胞中染色體或DNA數(shù)目）（每條染色體上DNA數(shù)目）右圖表示雄果蠅進行某種細胞分裂時，處于四個不同階段的細胞（Ⅰ－Ⅳ）中遺傳物質或其載體（①－③）的數(shù)量。下列表述與圖中信息相符的是()A．Ⅱ所處階段發(fā)生基因自由組合B．Ⅲ代表初級精母細胞C．②代表染色體D．Ⅰ－Ⅳ中③的數(shù)量比是2：4：4：1A七、相關配子類型分析aAbB一個該精原細胞正常情況下經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類為

種一類該精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類為

種一個該精原細胞異常情況下經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類為

種aAbBAAaabbBBaAAaBBbbBAabAbaB

一個精原細胞AB、ab或Ab、aB

一種精原細胞AB、ab和Ab、aBaAbB一個該精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類為

種一類該精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類為

種22n同源染色體對數(shù)減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體自由組合aAbB一個該精原細胞正常情況下經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類為

種一類該精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類為

種一個該精原細胞異常情況下經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子種類為

種aAbB一個精原細胞aAAabBBbAB、ab、Ab、aB減Ⅰ前期異常發(fā)生在一對同源非姐妹染色單體交叉互換aAbBaAbBAaBbAb、aBAB、ab一個精原細胞aAAabBBbAB、ab、Ab、aB減Ⅰ后期減Ⅰ前期或aAbB一個精原細胞aAaabBBb異常發(fā)生在間期某個基因發(fā)生了突變又會是什么結果呢？aAbB一個精原細胞AAaabbBB異常發(fā)生于兩對同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換又會怎樣？配子多樣性的原因同源非姐妹染色單體交叉互換同源染色體分離和非同源染色體自由組合減數(shù)分裂是遺傳基本定律的細胞學基礎因此基因的分離定律——等位基因隨同源染色體的分離而分離基因的自由組合定律——非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體的自由組合而自由組合基因重組基因型為AaXBY的小鼠僅因為減數(shù)分裂過程中染色體未正常分離，而產(chǎn)生一個不含性染色體的AA型配子，等位基因A、a位于2號染色體。下列關于染色體未分離時期的分析，正確的是(

)。①2號染色體一定在減數(shù)第二次分裂時未分離②2號染色體可能在減數(shù)第一次分裂時未分離③性染色體可能在減數(shù)第二次分裂時未分離④性染色體一定在減數(shù)第一次分裂時未分離A．①③

B．①④

C．②③

D．②④A

一個基因型為AaXbY的精原細胞，在減數(shù)分裂過程中，由于染色體分配紊亂，產(chǎn)生了一個AAaXb的精子，則另外三個精子的基因型分別是(

)A．a(chǎn)Xb，Y，YB．Xb，aY，YC．AXb，aY，YD．AAaXb，Y，YB右圖為細胞內染色體狀態(tài)示意圖。這種染色體狀態(tài)表示已發(fā)生(

)。A．染色體易位B．基因重組C．染色體倒位D．姐妹染色單體之間的交換B在有絲分裂和減數(shù)分裂的過程中均可產(chǎn)生的變異是(多選)(

)。A．DNA復制時發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，導致基因突變B．非同源染色體之間發(fā)生自由組合，導致基因重組C．非同源染色體之間交換一部分片段，導致染色體結構變異D．著絲點分裂后形成的兩條染色體不能移向兩極，導致染色體數(shù)目變異ACD1．概念

________和________相互識別、融合成為________的過程2．過程 (1)精子的________進入卵細胞，尾部留在外面 (2)卵細胞的________會發(fā)生復雜的生理反應，以阻止其他精子再進入 (3)精子的

與________的細胞核相融合，使彼此的________會合在一起

結果：受精卵中的染色體數(shù)目又恢復到________中的數(shù)目，其中有一半染色體來自________(父方),另一半來自________(母方)卵細胞精子受精卵頭部細胞膜細胞核卵細胞染色體體細胞精子卵細胞受精作用減數(shù)分裂和受精作用的意義：(1)同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性，有利于生物在自然選擇中進化，體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。原因：①減數(shù)分裂形成配子時，染色體組成具有多樣性，導致不同配子的遺傳物質有差異。②受精過程中卵細胞和精子的結合是隨機的。(2)對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異都具有重要的意義。下圖表示細胞分裂和受精作用過程中，核DNA含量和染色體數(shù)目的變化，據(jù)圖分析正確的是（多選）（)A.a階段為有絲分裂、b階段為減數(shù)分裂B.M點所示過程與細胞膜的流動性有關C.GH段和OP段，細胞中含有的染色體數(shù)是相等的D.MN段發(fā)生了核DNA含量的加倍ABD基因工程

按照人的愿望，進行嚴格的設計，并通過體外DNA重組和轉基因等技術，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。一、基因工程的概念什么是基因工程呢？即：一種生物的有用的性狀在另一種生物體上表現(xiàn)

如何實現(xiàn)一種生物的有用的性狀在另一種生物體上表現(xiàn)呢？

思考：性狀是由蛋白質體現(xiàn)的，實現(xiàn)性狀的轉移，是轉移蛋白質還是轉移控制蛋白質結構的基因？

要轉移基因——蛋白質不是遺傳物質，基因是遺傳物質，有遺傳的連續(xù)性。1.基因是控制生物性狀的獨立的遺傳單位思考：一個生物的某個基因轉移到另一生物體內還能表達嗎？表達的產(chǎn)物還相同嗎？2.遺傳信息的傳遞都遵循中心法則3.生物界共用一套遺傳密碼一個生物的某個基因轉移到另一生物體內還能表達且表達的產(chǎn)物還相同。因為：什么是基因？--基因是有遺傳效應的DNA片段基因如何控制生物的性狀？—通過基因的表達。即：通過轉錄和翻譯來控制蛋白質的合成基因的結構如何？原核生物的基因結構編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)RNA聚合酶結合位點原核細胞基因結構示意圖真核生物的基因結構真核細胞基因結構示意圖編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)RNA聚合酶結合位點外顯子內含子啟動子：1、功能：與RNA聚合酶特異性結合，控制遺傳信息的轉錄。2、啟動子與起始密碼子有何區(qū)別？3、啟動子的位置是否只能在編碼區(qū)的上游？4、啟動子發(fā)生突變，結果會如何？編碼區(qū)：1、能夠轉錄的區(qū)域，通過mRNA來編碼蛋白質的結構。2、編碼區(qū)發(fā)生突變，mRNA的序列是否一定改變？生物的形狀是否一定改變？終止子：1、RNA聚合酶與基因脫離的位點，控制轉錄的結束。2、終止子與終止密碼子有何區(qū)別？思考：讓一種生物表現(xiàn)出相應的形狀，是否需要把相應的基因導入到生物體的每個細胞？該如何操作？

相應的基因（目的基因）單個細胞生物個體思考：1、單個細胞培養(yǎng)成生物個體是否要依靠細胞全能性的表達？2、動植物的細胞全能性有何區(qū)別？3、全能性的表達要依靠哪些生理變化？思考：怎樣才能保證個體的每個細胞中都有目的基因？——目的基因得隨著細胞的增殖而不斷的復制！思考：目的基因不能自主復制，又該如何保證目的基因隨著細胞的增殖而不斷的復制？——得把目的基因與能自主復制的DNA拼接在一起！能自主復制的DNA我們叫它：運載體1.1DNA重組技術的基本工具1.運載體——“分子運輸車”化學本質：雙鏈DNA思考：我們的記憶中能自主復制的DNA有哪些？質粒、動植物病毒、噬菌體、染色體DNA思考：能自主復制的這些DNA都可以做運載體嗎？思考：作為運載體的DNA該有什么特點呢？（1）有一至多個限制酶的切點運載體的特點：（2）進入受體后可以進行自主復制（3）有特殊的標記基因（4）對受體細胞沒有損害常用運載體：質粒其他運載體：噬菌體、動植物病毒質粒的特點：（1）存在于許多細菌及酵母菌等生物中（2）細胞染色體外能自主復制的小型環(huán)狀DNA分子；病毒作運載體需要不需要對病毒進行改造？思考：目的基因和運載體屬于不同生物的DNA它們能拼接在一起嗎？基因拼接的理論基礎：1.DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸.2.雙鏈DNA的空間結構都是規(guī)則的雙螺旋結構。思考：該用什么連接呢？2.限制性核酸內切酶——“分子手術刀”化學本質：蛋白質來源：從原核生物中分離純化而來能夠識別雙鏈DNA分子的特定序列并且使特定部位的兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開特點：作用過程：作用的結果：1、產(chǎn)生粘性末端如:EcoRI限制酶2、產(chǎn)生平末端如:Smal限制酶

1、限制酶作用的化學鍵是核苷酸之間的磷酸二酯鍵，如何區(qū)分兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵和核苷酸內部的磷酸二酯鍵？思考：

2、被同一種限制酶切斷的幾個DNA是否具有相同的黏性末端？

3、具有相同的黏性末端的DNA片段是否一定是被同一種限制酶所切？

4、已知一個粘性末端如何確定相關酶識別的序列？GAATTCCGTAGAATTCGGATT

例一：寫出下列序列受EcoRI限制酶作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTCTTAAGGCATCTTAAGCCTAACTTCATGAATTCCCTAAGAAGTACTTAAGGGATTGGCATCTTAAAATTCCGTAG具有相同粘性末端的不同的DNA片段是如何連接在一起呢？思考：3.DNA連接酶——“分子縫合針”化學本質：蛋白質種類：E.ColiDNA連接酶，從大腸桿菌中分離純化所得功能：T4DNA連接酶，從T4噬菌體中分離純化所得將兩個DNA片段以形成磷酸二脂鍵的形式連接起來，使之成為一個完整的DNA分子DNA連接酶的作用過程注意！E.ColiDNA連接酶只能連接雙鏈DNA互補的黏性末端T4DNA連接酶能連接雙鏈DNA互補的黏性末端，也能連接平末端1.2DNA基因工程的基本操作程序一、目的基因的獲取1、什么是目的基因？主要是指編碼蛋白質結構基因2、獲取目的基因的方法：（一）從基因文庫中獲取目的基因基因文庫的概念：

將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫?；蛭膸斓姆诸悾海?）基因組文庫：文庫中含有本物種的所有基因?；蛭膸斓臉嫿ǎ海?）部分基因文庫：文庫中含有本物種的一部分基因。（1）基因組文庫的構建：取出某生物全部DNA

一定范圍大小的DNA片段DNA片段與載體連接分別導入受體菌儲存基因組文庫（2）部分基因文庫的構建：生物發(fā)育的某個時期的mRNAcDNA文庫反轉錄形成CDNA片段CDNA片段與載體連接

分別導入受體菌儲存兩種基因組文庫有何區(qū)別？1、文庫的大小不同3、文庫中可用于物種間基因交流的基因種類不同2、文庫中基因的結構有所不同（二）用PCR技術擴增目的基因PCR技術：在體外復制特定DNA片段的核酸合成技術PCR原理：PCR所需條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸熱穩(wěn)定DNA聚合酶、引物雙鏈DNA復制原理DNA復制有何特點？需要什么條件？PCR能不能也用解旋酶給DNA來解旋？PCR的過程：1.變性:加熱至90-950C使DNA解旋2.復性:冷卻至55-600C使引物與DNA單鏈結合3.延伸:加熱至70-750C在熱穩(wěn)定DNA聚合酶的作用下合成子鏈解旋所需溫度與什么因素相關？（三）人工合成目的基因1、反轉錄人工合成目的基因2、化學法直