高三生物一輪復(fù)習(xí) 5-1-4 細(xì)胞質(zhì)遺傳和基因的結(jié)構(gòu)同步輔導(dǎo) 大綱版

考綱要求名師解讀1.細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念、特點(diǎn)及原因B2.細(xì)胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)B3.原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)B4.真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)B5.人類基因組研究A1.細(xì)胞質(zhì)遺傳是生物遺傳的重要組成部分，核遺傳與質(zhì)遺傳的特點(diǎn)和規(guī)律比較是高考命題熱點(diǎn)之一2.真核和原核生物基因結(jié)構(gòu)的對比是深入研究生物遺傳現(xiàn)象的命題熱點(diǎn)，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(diǎn)1細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)及與細(xì)胞核遺傳的區(qū)別(1)細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)：①母系遺傳：原因是受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞，受細(xì)胞質(zhì)內(nèi)遺傳物質(zhì)控制的性狀實(shí)際上是由卵細(xì)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(shí)，細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)隨機(jī)的、不均等的分配進(jìn)入子細(xì)胞。(2)細(xì)胞核遺傳和細(xì)胞質(zhì)遺傳的比較如下表：比較細(xì)胞核遺傳細(xì)胞質(zhì)遺傳區(qū)別物質(zhì)基礎(chǔ)核內(nèi)的DNA質(zhì)內(nèi)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(xì)胞中遺傳物質(zhì)的分配有規(guī)律地分配到子細(xì)胞中隨機(jī)地、不均等地分配到子細(xì)胞中聯(lián)系各自相對獨(dú)立，又相互依存、相互制約【歸納總結(jié)】①細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)都是DNA分子，但是分布的位置不同。細(xì)胞核遺傳的遺傳物質(zhì)在細(xì)胞核中，細(xì)胞質(zhì)遺傳的遺傳物質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)中。②細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的遺傳橋梁都是配子，但是細(xì)胞核遺傳雌雄配子的核遺傳物質(zhì)相等，而細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)主要存在于卵細(xì)胞中。③細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的性狀表達(dá)都是通過體細(xì)胞進(jìn)行的。核遺傳物質(zhì)的載體(染色體)有均分機(jī)制，細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)的載體(具有DNA的細(xì)胞器)沒有均分機(jī)制，而是隨機(jī)分離的。④細(xì)胞核遺傳時(shí)，正反交相同，F(xiàn)1均表現(xiàn)顯性親本的性狀；細(xì)胞質(zhì)遺傳時(shí)，正反交不同，F(xiàn)1的性狀均與母本相同，即母系遺傳。⑤細(xì)胞質(zhì)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(xì)胞質(zhì)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(xì)胞核中控制性狀的基因成對存在，細(xì)胞質(zhì)中則不同。走進(jìn)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?yàn)椴荒艹苫畹陌谆?。顯微觀察發(fā)現(xiàn)，白化苗和白色條斑處的葉肉細(xì)胞不含葉綠體。有人為了探索該病的遺傳機(jī)理，用人工授粉的方法進(jìn)行了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答問題：(1)實(shí)驗(yàn)一P♀條斑葉×綠色葉♂↓F1綠色葉條斑葉或白色葉重復(fù)該實(shí)驗(yàn)，后代的性狀不出現(xiàn)一定的分離比。①實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，母本患條斑病時(shí)、該病通過________________方式遺傳②實(shí)驗(yàn)中后代不同性狀的個(gè)體的比例是隨機(jī)的，其原因是________________。(2)實(shí)驗(yàn)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(fù)該實(shí)驗(yàn)，后代的性狀分離比始終為3∶1。實(shí)驗(yàn)二結(jié)果顯示，母本正常時(shí)，該病的遺傳受________________________的控制?！敬鸢浮?1)細(xì)胞質(zhì)遺傳在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)不能進(jìn)行有規(guī)律的分離，而是隨機(jī)的、不均等的分配到子細(xì)胞中(2)核基因(或細(xì)胞核)考點(diǎn)2細(xì)胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)：(1)細(xì)胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)①物質(zhì)基礎(chǔ)：細(xì)胞質(zhì)基因②質(zhì)基因的位置：存在于葉綠體和線粒體中③質(zhì)基因的功能：能夠復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯控制蛋白質(zhì)合成。(2)細(xì)胞質(zhì)遺傳的判斷①看控制性狀的遺傳物質(zhì)的來源，如來源于細(xì)胞質(zhì)，即為細(xì)胞質(zhì)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(xì)胞質(zhì)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(xì)胞質(zhì)遺傳。走進(jìn)高考2(2009·南昌)細(xì)胞質(zhì)基因主要位于葉綠體或線粒體內(nèi)，下列有關(guān)說法正確的是()A．葉綠體獨(dú)立決定細(xì)胞質(zhì)遺傳B．線粒體獨(dú)立決定細(xì)胞質(zhì)遺傳C．兩者共同作用決定細(xì)胞質(zhì)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(zhì)，但并不是完全自主性復(fù)制和表達(dá)，而是半自主性復(fù)制和表達(dá)。質(zhì)基因?qū)嘶蛴泻艽蟮囊蕾囆??！敬鸢浮緿考點(diǎn)3基因的結(jié)構(gòu)1．原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)：能轉(zhuǎn)錄為相應(yīng)的信使RNA，進(jìn)而指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，也就是說能夠編碼蛋白質(zhì)的區(qū)段。原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示：2．真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示：(3)外顯子和內(nèi)含子間的數(shù)量關(guān)系在真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的編碼區(qū)中，外顯子與內(nèi)含子相間排列，即外顯子被內(nèi)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(gè)區(qū)段(編碼區(qū)第一個(gè)區(qū)段及最后一個(gè)區(qū)段)總是外顯子，即外顯子總比內(nèi)含子多一個(gè)。

(3)原核基因與真核基因的比較原核基因真核基因結(jié)構(gòu)示意圖非編碼區(qū)作用調(diào)控遺傳信息的表達(dá)(含RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn))調(diào)控遺傳信息的表達(dá)(含RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn))編碼區(qū)特點(diǎn)和作用不間斷的、連續(xù)的，編碼蛋白質(zhì)合成間斷的、不連續(xù)的，有內(nèi)含子和外顯子；外顯子編碼蛋白質(zhì)合成轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物成熟的mRNA初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，需切割掉內(nèi)含子的轉(zhuǎn)錄部分才能成為成熟的mRNA相同點(diǎn)都有編碼區(qū)、非編碼區(qū)，在非編碼區(qū)都有調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核苷酸序列，在編碼區(qū)上游均有RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)走進(jìn)高考3(2009·福建龍巖質(zhì)檢)在一個(gè)真核細(xì)胞基因的編碼區(qū)中，有2個(gè)外顯子和1個(gè)內(nèi)含子，測得一個(gè)外顯子有126個(gè)堿基，另一個(gè)外顯子有180個(gè)堿基；內(nèi)含子有36個(gè)堿基，那么這個(gè)編碼區(qū)的堿基編碼序列最多能編碼的氨基酸個(gè)數(shù)是()A．114個(gè) B．57個(gè)C．171個(gè) D．51個(gè)【解析】編碼區(qū)中只有外顯子才能編碼蛋白質(zhì)，由于外顯子共有126＋180＝306個(gè)堿基，則可編碼的氨基酸個(gè)數(shù)最多為306÷6＝51個(gè)?！敬鸢浮緿考點(diǎn)4關(guān)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(gè)堿基對約3－4萬個(gè)基因。需繪制4張圖即遺傳圖、物理圖、序列圖、轉(zhuǎn)錄圖。人類基因組計(jì)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(rèn)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(dòng)植物品種③有利于研究生物進(jìn)化④有利于研究基因表達(dá)和調(diào)控機(jī)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(gè)堿基對，估計(jì)3～3.5萬個(gè)基因。③染色體組則指細(xì)胞中的一組形態(tài)、大小各不相同的非同源染色體，相當(dāng)于二倍體生物配子中的一組染色體，人類的一個(gè)染色體組應(yīng)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(gè)單倍體基因組＝一個(gè)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(gè)體為XX，雄性個(gè)體為XY，因而其一個(gè)染色體組中所含的染色體應(yīng)為N條常染色體＋1條性染色體(設(shè)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(yīng)為“N條常染色體＋2條異型染色體”，如人類的一個(gè)染色體組應(yīng)為“22條常染色體＋X(或Y)性染色體，共計(jì)23條染色體，而人類的一個(gè)單倍體基因組則應(yīng)為22條常染色體＋X＋Y”共計(jì)24條染色體。走進(jìn)高考4(2009·廣東惠州二調(diào))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(huì)”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(jìn)行新物種測序與組裝新技術(shù)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(gè)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(guān)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(gè)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(guān)系越遠(yuǎn)【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(cuò)；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(cuò)；熊貓的一個(gè)染色體組包括20＋X或20＋Y，即一個(gè)染色體組包含21條染色體；D錯(cuò)：基因組的相似程度越大，親緣關(guān)系應(yīng)該越近?！敬鸢浮緼類型一細(xì)胞質(zhì)遺傳例1(2009·宣武高三期末)請看下表中的信息，相關(guān)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(diǎn)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(yīng)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(xì)胞質(zhì)遺傳和細(xì)胞核遺傳的相關(guān)知識。紫茉莉枝條顏色遺傳屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳，基因位于葉綠體中，具有母系遺傳的特點(diǎn)，后代不出現(xiàn)一定的分離比；而豌豆豆莢顏色遺傳屬于細(xì)胞核遺傳，基因位于細(xì)胞核內(nèi)，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(jié)構(gòu)例2(2011·河南駐馬店質(zhì)檢)下面是某基因的部分堿基序列，序列Ⅰ是內(nèi)含子的一部分，序列Ⅱ?yàn)橥怙@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(zhì)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(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．此堿基序列為真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的一部分，只有序列Ⅱ才能編碼蛋白質(zhì)B．編碼上述氨基酸序列的mRNA序列為…AUGCGGGAGGCGGAUG…C．基因表達(dá)過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)階段，RNA的合成在細(xì)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(huì)發(fā)生一定程度的改變【解析】由于基因結(jié)構(gòu)中存在內(nèi)含子片段，因此可以判斷出此堿基序列為真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的一部分，能夠編碼蛋白質(zhì)的序列為外顯子，內(nèi)含子不能編碼蛋白質(zhì)。用“甲硫氨酸—精氨酸”對應(yīng)的堿基序列“AUGCGG”與序列Ⅱ?qū)Ρ龋梢园l(fā)現(xiàn)下面的一條單鏈為轉(zhuǎn)錄模板，從第三個(gè)堿基開始對應(yīng)所給出的氨基酸序列?；虮磉_(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)階段，轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細(xì)胞核中。內(nèi)含子序列Ⅰ中的C—G堿基對缺失，不會(huì)影響氨基酸序列?！敬鸢浮緿1．(2011·荷澤質(zhì)檢)下列關(guān)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(xì)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(diǎn)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(xì)胞質(zhì)遺傳子代不會(huì)出現(xiàn)一定的分離比，所以A是錯(cuò)誤的；紫茉莉花斑枝條上的葉片中有三類細(xì)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(huì)得到細(xì)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(xì)胞質(zhì)遺傳，但其花色的遺傳不是細(xì)胞質(zhì)遺傳，所以不符合母系遺傳的特點(diǎn)，所以C錯(cuò)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(cuò)。2．(2010·南京模擬)下列關(guān)于細(xì)胞質(zhì)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(huì)出現(xiàn)一定的分離比C．細(xì)胞質(zhì)遺傳和核遺傳各自獨(dú)立遺傳D．與細(xì)胞質(zhì)遺傳有關(guān)的細(xì)胞器有葉綠體和線粒體答案C解析對真核細(xì)胞來說，細(xì)胞質(zhì)基因存在于葉綠體或線粒體中，細(xì)胞質(zhì)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(xì)胞質(zhì)基因的表達(dá)往往要受細(xì)胞核基因的影響，而不是獨(dú)立遺傳。3．(2011·天津和平一調(diào))如圖為DNA分子的一個(gè)片段，對此分析不正確的是()A．若圖中a、c、e、g代表四個(gè)連續(xù)的基因，則b、d、f三個(gè)片段不具有遺傳效應(yīng)B．若圖中a、c、e、g代表四個(gè)連續(xù)的基因，則這四個(gè)基因共用一個(gè)RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)C．若該圖中X代表一個(gè)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