高中生物 第四章 生物的变异章末整合提升 苏教版必修2

生物的变异突破1肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较：相同点均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用，但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同都遵循了对照原则都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质不同点方法不同艾弗里实验直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养噬菌体侵染细菌实验同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)【突破体验】11952年，赫尔希和蔡斯进行的噬菌体侵染细菌的实验，是人类探究“什么是遗传物质”的最具说服力的实验。下图为用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验，据图回答下列问题：(1)T2噬菌体的组成成分是蛋白质和DNA。如果仅凭猜想，控制其性状的遗传物质的可能是_。(2)你认为怎样才能得到被32P标记的T2噬菌体？请简述你的实验方案。_。(3)当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中有放射性，其最可能的原因是_。(4)一个噬菌体含有一个DNA分子。理论上分析，一个被32P标记的T2噬菌体侵染细菌后，复制出n个子代噬菌体，其中携带32P的噬菌体有_个。复制用的原料来自于_。答案(1)蛋白质和DNA都是遗传物质；其遗传物质是蛋白质，不是DNA；其遗传物质是DNA，不是蛋白质(2)将宿主细菌培养在含32P的培养基中培养，获得含有32P的细菌；用T2噬菌体去侵染被32P标记的细菌，待细菌细胞裂解后，释放出的噬菌体便被32P标记上了(3)培养时间过长，复制增殖后的噬菌体从细菌体内释放出来(4)2细菌细胞内游离的脱氧核苷酸解析(1)单凭猜想，遗传物质可能会有三种情况：蛋白质和DNA都是遗传物质；DNA是遗传物质；蛋白质是遗传物质。(2)解答这一问题要考虑到病毒本身不能增殖，必须借助于宿主细胞，因此应考虑先培养出有标记的宿主细胞，然后再培养出有标记的噬菌体。(3)若接种噬菌体后的培养时间过长，复制增殖后噬菌体会从细菌体内释放出来，导致上清液中有放射性。(4)一个被标记的噬菌体含有两条被标记的链，不管复制多少次，最多有两个子代噬菌体含有放射性物质，复制的场所和原料由细菌提供。突破2染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系关系内容基因与脱氧核苷酸基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息基因与DNA基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有很多个基因基因与染色体基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要运载体基因与生物性状基因是遗传物质结构和功能的基本单位，特定基因控制相应的性状DNA与染色体染色体主要由DNA和蛋白质构成。通常情况下一条染色体上含有1个DNA分子，染色体是DNA的主要运载体四者之间的数量关系1条染色体1个或2个DNA分子许多个基因成百上千个脱氧核苷酸四者之间的层次关系脱氧核苷酸基因DNA分子染色体【突破体验】2分析图示，回答下列问题：(1)图中B是_，F是_，G是_。(2)1个A与C有两种比例关系：_和_；每个C含有_个D，每个D中可以有_个E。(3)D与A的位置关系是_。(4)从分子水平看，D与C的关系是_。(5)C的基本组成单位是图中的_。D的主要运载体是图中的_。(6)在E构成的链中间，与1分子G相连接的有_分子的F和_分子的H。(7)遗传信息是D中_的排列顺序。(8)生物的性状遗传主要通过A上的_传递给后代，实际上是通过_的排列顺序来传递遗传信息的。答案(1)蛋白质含氮碱基脱氧核糖(2)1112很多成百上千(3)D在A上呈线性排列(4)D是有遗传效应的C的片段(5)E(或脱氧核苷酸)A(或染色体)(6)12(7)E(或脱氧核苷酸或F或碱基或碱基对)(8)D(或基因)脱氧核苷酸解析 (1)由于染色体主要是由DNA和蛋白质组成的，因此由题干分析知B是蛋白质，F是含氮碱基，G是脱氧核糖。(2)DNA未复制时，1条染色体上有1个DNA分子，DNA复制后，着丝点分裂前，1条染色体上有2个DNA分子，所以1个A与C有11和12两种比例关系；每个C含有很多个基因，每个D中可以有成百上千个E。(3)D与A的位置关系是D(基因)在A(染色体)上呈线性排列。(4)从分子水平看，D与C的关系是D(基因)是有遗传效应的C(DNA)的片段。(5)C的基本组成单位是图中的E(或脱氧核苷酸)。D的主要运载体是图中的A(或染色体)。(6)在E构成的链中间，与1分子G相连接的有1分子的F和2分子的H。(7)遗传信息是D中E(或脱氧核苷酸或F或碱基或碱基对)的排列顺序。(8)生物的性状遗传主要通过A上的D(或基因)传递给后代，实际上是通过脱氧核苷酸的排列顺序来传递遗传信息的。突破3中心法则过程的判断方法中心法则体现了DNA复制、转录、RNA复制、逆转录、翻译过程，下面从模板、原料、产物三个方面来分析。(1)从模板分析：如果模板是DNA，生理过程可能是DNA复制或转录；如果模板是RNA，生理过程可能是RNA复制或逆转录或翻译。(2)从原料分析：如果原料为脱氧核苷酸，产物一定是DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录；如果原料为核糖核苷酸，产物一定是RNA，生理过程可能是转录或RNA复制；如果原料为氨基酸，产物一定是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。(3)从产物分析：如果产物为DNA，生理过程可能是DNA复制或逆转录；如果产物为RNA，生理过程可能是RNA复制或转录；如果产物是蛋白质(或多肽)，生理过程是翻译。【突破体验】3为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了如图所示的模拟实验。(1)从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为GAACAUGUU。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是CTTGTACAA，则试管甲中模拟的是_过程。(2)将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是_，试管乙中模拟的是_过程。(3)将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是_。(4)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自_，而决定该化合物合成的遗传信息来自_。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套_。该病毒遗传信息的传递过程为_。答案(1)逆转录(2)mRNA转录(3)蛋白质(或多肽)(4)小鼠上皮细胞病毒的RNA密码子解析(1)A是单链的生物大分子，且含碱基U，由此判断A为RNA，X含碱基T一定是DNA，而以RNA为模板指导合成DNA的过程，我们称之为逆转录。(2)根据题干信息“Y是能与核糖体结合的单链大分子”，推知Y是mRNA，试管乙中模拟的是转录过程。(3)根据题干信息“Z是组成该病毒外壳的化合物”，推知Z是蛋白质(或多肽)，丙试管中模拟的是翻译过程。(4)该病毒的遗传物质是RNA，经过逆转录形成DNA，再转录形成mRNA，然后利用小鼠上皮细胞的氨基酸翻译形成蛋白质。逆转录病毒遗传信息的传递过程为：突破4界定基因突变与染色体结构变异1判断基因突变和染色体结构变异的方法(1)从变异的范围看：基因内部个别碱基对的增添、缺失或改变基因突变，即改变发生于“基因内部”从而改变了基因结构；“基因”数目或排列顺序的改变染色体结构变异，即改变发生于“染色体”内部，不曾深入基因内部。(2)从变异的结果看：染色体上基因的数量和位置不改变基因突变；基因的数量和排列顺序改变染色体结构变异。(3)从镜检的结果看：基因突变在显微镜下观察不到，而染色体结构变异可通过显微镜观察到。2辨析染色体畸变方式图a为三体(个别染色体增加)；图c为三倍体(染色体组成倍增加)；图b和图f皆为染色体结构变异中的重复；图d和图e皆为染色体结构变异中的缺失。【突破体验】4如图所示，某生物体细胞中已知染色体发生了四种变异，下列相关叙述正确的是()A发生的变异均未产生新基因B发生的变异依次是染色体倒位、缺失、重复与基因突变C所发生的变异均可在光学显微镜下观察到D、依次为染色体结构变异中的缺失、重复、倒位，为基因突变答案D解析基因突变是指因DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变，染色体结构变异是指染色体的部分片段发生增添、缺失、倒位、易位等变化。据图可知、依次为染色体结构变异中的缺失、重复和倒位，为基因突变。基因突变可以产生新基因，其不能在光学显微镜下观察到。突破5遗传系谱分析人类遗传系谱分析与推断，多见于单基因遗传病的遗传案例，该类遗传病在基因传递上遵循孟德尔遗传规律，我们可通过系谱特点来确认相关遗传病的遗传方式，现分析如下：1可直接确认的系谱类型伴Y遗传病及线粒体遗传病确定是否为伴Y遗传(如图1)若系谱图中，所有男患者之子均患病，而女儿正常，则最可能为伴Y遗传，系谱中只要有女患者或父子之一不患病即可否定伴Y遗传。确定是否为线粒体基因的遗传母系遗传(如图2)若系谱图中，女患者的子女全部患病，正常女性的子女全正常，即子女的表现型与母亲相同，则最可能为母系遗传。如出现母亲患病子女正常，或者孩子患病母亲正常，则不是母系遗传。2可据显隐性确认的系谱类型先确认显隐性a“无中生有”：即双亲正常，其子代中有患者，此单基因遗传病一定为隐性遗传病。若患病孩子为女儿时，可直接确认基因在常染色体上(如图3)。b“有中生无”：即患病的双亲生有正常后代，此单基因遗传病一定为显性遗传病，若正常孩子为女儿时，可直接确认基因在常染色体上(如图4)。确定是常染色体遗传还是伴X遗传a在确定是隐性遗传病的前提下，参照“女患者”：若女患者的父亲和儿子都是患者，则最可能为伴X隐性遗传病，如图5。若女患者的父亲和儿子中有正常的，则一定是常染色体隐性遗传病，如图6、图7。b在确定是显性遗传病的前提下，参照“男患者”：若男患者的母亲和女儿都是患者，则最可能为伴X显性遗传病，如图8。若男患者的母亲和女儿中有正常的，则一定为常染色体显性遗传病，如图9、图10。3不能确定判断类型：若系谱图中无上述特征，只能从可能性的大小上推测。若该病在代与代之间呈连续遗传若该病在系谱图中隔代遗传【突破体验】5遗传工作者在进行遗传病调查时发现了一个甲、乙两种单基因遗传病的家系，系谱如下图所示，请回答下列问题(所有概率用分数表示)。(1)甲病的遗传方式是_。(2)乙病的遗传方式不可能是_。(3)如果4、6不携带致病基因，按照甲、乙两种遗传病最可能的遗传方式，请计算：双胞胎(1与2)同时患有甲种遗传病的概率是_。双胞胎中男孩(1)同时患有甲、乙两种遗传病的概率是_，女孩(2)同时患有甲、乙两种遗传病的概率是_。答案(1)常染色体隐性遗传(2)伴X显性遗传(3)0解析(1)据不患甲病的3和4生下患甲病的8女孩，可判断甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传。(2)据图可知：患乙病的男性亲本和不患乙病的女性亲本的后代男性均患乙病，女性不患病，则可判断乙病不可能是伴X显性遗传。(3)若用A和a表示甲遗传病的基因，用B和b表示乙遗传病的基因。由于甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传，且4、6不携带致病基因，对甲病而言，4和6个体的基因型均为AA，3和5个体的基因型均为AA或Aa，其中AA占、Aa占，则1和2的基因型为AA或Aa，其中AA占、Aa占，其后代患甲病的概率为，后代双胞胎均患甲病的概率为。据上题男孩(1)患甲病的概率为，由于乙病呈现父亲患病儿子一定患病，父亲不患病儿子不患病的形式，则乙病最可能的遗传方式是伴Y遗传，又2(男性)患乙病，则男孩(1)同时患有甲、乙两种遗传病的概率为1。据上题女孩(2)患甲病的概率为，乙病属伴Y遗传，则女孩(2)患乙病的概率为0，其同时患两种病的概率为00。