高中生物蘇教版遺傳與進(jìn)化第二章減數(shù)分裂和有性生殖 全國(guó)獲獎(jiǎng)

微專題突破一、DNA是主要遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)比較肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)操作人格里菲思艾弗里及其合作者赫爾希、蔡斯格勒、施拉姆巧妙構(gòu)思用加熱殺死的S型細(xì)菌做對(duì)照將物質(zhì)提純分離各自觀察放射性同位素標(biāo)記T2噬菌體DNA和蛋白質(zhì)，侵染時(shí)自然分離煙草花葉病毒的RNA和蛋白質(zhì)分別感染煙草結(jié)果觀察小鼠是否死亡培養(yǎng)基中菌落放射性存在位置煙草是否患病實(shí)驗(yàn)結(jié)論S型細(xì)菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)RNA是遺傳物質(zhì)1．蛋白質(zhì)中含S不含P，而核酸中含P不含S，現(xiàn)用放射性同位素35S和32P標(biāo)記的噬菌體侵染無任何標(biāo)記的大腸桿菌，然后進(jìn)行測(cè)定，在子代噬菌體中()A．可以檢測(cè)到35S B．可以檢測(cè)到35S和32PC．可以檢測(cè)到32P D．不可能檢測(cè)到35S和32P【解析】噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)中，噬菌體把DNA分子(含P)注入大腸桿菌體內(nèi)，把蛋白質(zhì)分子(含S)留在大腸桿菌外部，以自己的DNA分子為模板，利用大腸桿菌體內(nèi)的原料合成子代噬菌體的DNA分子和蛋白質(zhì)外殼，所以可以檢測(cè)到32P，而不能檢測(cè)到35S，所以C選項(xiàng)正確。【答案】C2．肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)是人類探索遺傳物質(zhì)過程中的兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，下列相關(guān)的敘述中，正確的是()A．R型菌與S型菌的DNA混合培養(yǎng)，R型菌都能轉(zhuǎn)化為S型菌B．噬菌體吸收和利用培養(yǎng)基中含有35S的氨基酸從而被標(biāo)記C．肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)D．肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的思路相同而實(shí)驗(yàn)技術(shù)不同【解析】R型菌與S型菌的DNA混合培養(yǎng)，一部分R型菌能轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，A錯(cuò)誤；噬菌體是病毒，必須寄生在活細(xì)胞中，不能從培養(yǎng)基中獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，B錯(cuò)誤；肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)，不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，C錯(cuò)誤；肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的思路相同，都是設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地去研究它們的作用，而用的技術(shù)不同，肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)使用了分離提純技術(shù)，噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)利用了同位素標(biāo)記技術(shù)，D正確?！敬鸢浮緿3．用32P標(biāo)記S型肺炎球菌的DNA，35S標(biāo)記其蛋白質(zhì)，將其加熱殺死后與未標(biāo)記的R型活細(xì)菌混合并注入小鼠體內(nèi)。一段時(shí)間后，從死亡的小鼠體內(nèi)提取得到活的S型和R型細(xì)菌。下列有關(guān)元素分布的分析，最可能的情況是()A．部分S型細(xì)菌含有32P，不含有35SB．部分R型細(xì)菌含有32P和35SC．所有S型細(xì)菌都含有32P，不含有35SD．所有R型細(xì)菌都含有35S，不含有32P【解析】由題意可知，標(biāo)記后再加熱殺死，S型肺炎球菌的蛋白質(zhì)會(huì)變性失活，而其DNA則仍保持活性，具有轉(zhuǎn)化能力，因此當(dāng)與未標(biāo)記的R型活細(xì)菌混合并注入小鼠體內(nèi)后，S型細(xì)菌的DNA會(huì)使部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，其他絕大多數(shù)的R型細(xì)菌仍然正常。從死亡小鼠體內(nèi)提取到的活的S型細(xì)菌和R型細(xì)菌的蛋白質(zhì)的合成與S型細(xì)菌的標(biāo)記蛋白無關(guān)，也就是說從死亡小鼠體內(nèi)提取得到的活的S型的R型細(xì)菌都不會(huì)含有35S。【答案】A二、DNA和RNA中堿基的相關(guān)計(jì)算1．DNA分子多樣性的計(jì)算DNA分子多樣性與堿基的數(shù)目和排列順序有關(guān)，如果一個(gè)DNA分子含有的堿基對(duì)數(shù)為n，則最多可形成DNA的種類為4n種。2．DNA復(fù)制中有關(guān)的計(jì)算若取一個(gè)全部N原子被15N標(biāo)記的DNA分子(0代)，轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復(fù)制)n代。(1)子代DNA分子中，含14N的有2n個(gè)，只含14N的有(2n－2)個(gè)，做題時(shí)應(yīng)看準(zhǔn)是“含”，還是“只含”。(2)無論復(fù)制多少次，含15N的DNA分子數(shù)始終是2個(gè)，含15N的鏈?zhǔn)冀K是2條。做題時(shí)，應(yīng)看準(zhǔn)是“DNA分子數(shù)”，還是“鏈數(shù)”。(3)若一親代DNA分子有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過n次復(fù)制需消耗游離的該種脫氧核苷酸數(shù)目為m×(2n－1)個(gè)。第n次復(fù)制，需該種脫氧核苷酸數(shù)為m·2n－1個(gè)。3．DNA轉(zhuǎn)錄過程中有關(guān)計(jì)算轉(zhuǎn)錄成mRNA的DNA分子中的堿基數(shù)是該mRNA堿基數(shù)的兩倍。4．翻譯過程中有關(guān)計(jì)算在涉及該部分內(nèi)容的計(jì)算時(shí)，要注意題干中是否需要考慮終止密碼子及基因中不能翻譯的片段，如果題目中未作說明，一般按照以下規(guī)律計(jì)算：DNA中堿基數(shù)量→mRNA中堿基數(shù)量→氨基酸數(shù)量6∶3∶1(1)計(jì)算中“最多”和“最少”的分析。①翻譯時(shí)，mRNA上的終止密碼子不決定氨基酸，因此準(zhǔn)確地說mRNA上的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。基因或DNA上的堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。②在回答有關(guān)問題時(shí)，應(yīng)加上“最多”或“最少”等字。如mRNA上有n個(gè)堿基，轉(zhuǎn)錄該mRNA的基因中至少有2n個(gè)堿基，該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個(gè)氨基酸。提醒：①做題時(shí)應(yīng)看清是DNA上(或基因上)的堿基對(duì)數(shù)還是個(gè)數(shù)，是mRNA上密碼子的個(gè)數(shù)還是堿基個(gè)數(shù)。②DNA(或基因)中的堿基對(duì)數(shù)∶密碼子個(gè)數(shù)∶氨基酸個(gè)數(shù)＝3∶1∶1。4．關(guān)于圖中DNA分子片段及其轉(zhuǎn)錄的說法中，錯(cuò)誤的是()A．將此DNA放在含14N的培養(yǎng)液中復(fù)制2代，則子代中含15N的DNA占全部DNA的1/2B．若①處的堿基對(duì)改變導(dǎo)致基因突變，不一定會(huì)導(dǎo)致性狀改變C．此過程需要RNA聚合酶D．DNA兩條鏈上的(G＋C)/(A＋T)的值互為倒數(shù)關(guān)系【解析】DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制，將此DNA分子片段放在含14N的培養(yǎng)液中復(fù)制2代，則子代中含15N的DNA占全部DNA的1/2，A項(xiàng)正確；密碼子具有簡(jiǎn)并性，①處的堿基對(duì)改變會(huì)導(dǎo)致基因突變，但不一定會(huì)導(dǎo)致性狀改變，B項(xiàng)正確；轉(zhuǎn)錄過程需要RNA聚合酶，C項(xiàng)正確；DNA兩條鏈上的(G＋C)/(A＋T)的值相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】D5．某條多肽的相對(duì)分子質(zhì)量為5354，若氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為110，如考慮終止密碼子，則編碼該多肽的基因長(zhǎng)度至少是()A．58對(duì)堿基 B．59對(duì)堿基C．177對(duì)堿基 D．174對(duì)堿基【解析】設(shè)氨基酸數(shù)為n，則脫去的水分子數(shù)為(n－1)個(gè)，據(jù)脫水縮合反應(yīng)式，得110n＝5354＋18(n－1)，解得n＝58，如考慮不編碼氨基酸的終止密碼子，則編碼該多肽的基因長(zhǎng)度至少是58×3＋3＝177對(duì)堿基。【答案】C6．一個(gè)mRNA分子有m個(gè)堿基，其中G＋C有n個(gè)；由該mRNA合成的蛋白質(zhì)有兩條肽鏈。則其模板DNA分子的A＋T的數(shù)、合成蛋白質(zhì)時(shí)最多脫去的水分子數(shù)分別是()A．m、m/3－1 B．m、m/3－2C．2(m－n)、m/3－1 D．2(m－n)、m/3－2【解析】由mRNA分子有m個(gè)堿基且G＋C＝n可知，此mRNA分子中A＋U＝m－n，控制其合成的DNA分子模板鏈中T＋A＝m－n個(gè)，DNA分子中A＋T＝2(m－n)；由mRNA分子m個(gè)堿基可知，合成的蛋白質(zhì)最多含有m/3個(gè)氨基酸，此蛋白質(zhì)分子有兩條肽鏈，最多脫水分子數(shù)應(yīng)為m/3－2。【答案】D三、生物育種方法比較1．育種方法比較方法原理適用條件優(yōu)點(diǎn)不足方式雜交育種基因重組本物種具有所需性狀操作簡(jiǎn)單，可得到多種性狀組合獲得純種，耗時(shí)較長(zhǎng)雜交、連續(xù)自交和篩選單倍體育種染色體數(shù)目的整倍變異選育性狀為顯性性狀時(shí)，可顯著縮短育種時(shí)間操作相對(duì)復(fù)雜用秋水仙素處理或低溫誘導(dǎo)單倍體幼苗多倍體育種獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高的品種生長(zhǎng)期延長(zhǎng)，結(jié)實(shí)率低染色體數(shù)目加倍人工誘變育種人工誘導(dǎo)基因突變各物種暫無所需性狀提高基因突變的頻率，創(chuàng)造所需基因和性狀不一定能獲得所需性狀；可能失去優(yōu)良性狀；篩選范圍大、時(shí)間長(zhǎng)物理、化學(xué)因素誘變基因工程育種DNA重組其他物種具有所需性狀定向改變物種的基因組成操作復(fù)雜，技術(shù)含量高將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞2．與雜交育種有關(guān)的幾個(gè)注意點(diǎn)(1)雜交育種不一定需要連續(xù)自交。若選育顯性優(yōu)良純種，需要連續(xù)自交、篩選，直到性狀不再發(fā)生分離；若選育隱性優(yōu)良純種，則只要在子代中出現(xiàn)該性狀的個(gè)體即可。(2)誘變育種與雜交育種相比，前者能產(chǎn)生前所未有的新基因，創(chuàng)造變異新類型；后者不能產(chǎn)生新基因，只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合。(3)雜交育種與雜種優(yōu)勢(shì)不同：①雜交育種是在雜交后代的眾多類型中選擇符合育種目標(biāo)的個(gè)體進(jìn)一步培育，直到獲得能穩(wěn)定遺傳的具有優(yōu)良性狀的新品種；②雜種優(yōu)勢(shì)主要是利用雜種F1的優(yōu)良性狀，并不要求遺傳上的穩(wěn)定。3．根據(jù)育種目的選擇育種方式(1)若要培育隱性性狀個(gè)體，可用自交或雜交，只要出現(xiàn)該性狀即可。(2)有些植物如小麥、水稻等，雜交實(shí)驗(yàn)較難操作，最簡(jiǎn)便的方法是自交。(3)若要快速獲得純種，可用單倍體育種。(4)若要提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，可用多倍體育種。(5)若要培育原先沒有的性狀，可用誘變育種。(6)若要培育進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)繁殖的植物，如馬鈴薯、甘薯等，則只要出現(xiàn)所需性狀即可，不需要培育出純種。7．某生物的基因型為AaBB，通過下列技術(shù)可以分別將它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵禄蛐偷纳铮孩貯ABB；②aB；③AaBBC；④AAaaBBBB。則下列排列正確的是()A．誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、花藥離體培養(yǎng)、細(xì)胞融合B．雜交育種、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種C．花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)D．多倍體育種、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)【解析】某生物的基因型為AaBB，可通過雜交育種獲得基因型為AABB的生物；通過單倍體育種可獲得基因型為aB的生物；通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可獲得基因型為AaBBC的生物；通過多倍體育種可獲得基因型為AAaaBBBB的生物?！敬鸢浮緽8．如圖所示某種農(nóng)作物品種①和②培育出⑥的幾種方法，有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．培育品種⑥的最簡(jiǎn)捷途徑是Ⅰ～VB．通過Ⅱ→Ⅳ過程最不容易達(dá)到目的C．通過Ⅲ→Ⅵ過程的原理是染色體變異D．過程Ⅵ常用一定濃度的秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗【解析】因單倍體ab不能產(chǎn)生種子，故過程Ⅵ只能用秋水仙素處理由ab經(jīng)花藥離體培養(yǎng)成的幼苗?！敬鸢浮緿9．下圖是高產(chǎn)糖化酶菌株的育種過程，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()出發(fā)菌株eq\o(→,\s\up14(X射線處理))eq\a\vs4\al(挑取200個(gè),單細(xì)胞菌株)eq\o(→,\s\up14(初篩))選出50株eq\o(→,\s\up14(復(fù)篩))選出5株eq\o(→,\s\up14(X射線處理))多輪重復(fù)篩選A．通過上圖篩選過程獲得的高產(chǎn)菌株未必能作為生產(chǎn)菌株B．X射線處理既可以引起基因突變也可能導(dǎo)致染色體變異C．上圖篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇過程D．每輪誘變相關(guān)基因的突變率都會(huì)明顯提高【解析】A項(xiàng)，圖示育種過程為誘變育種，因未進(jìn)行酶活性檢測(cè)等，故該過程獲得的高產(chǎn)菌株不一定符合生產(chǎn)要求。B項(xiàng)，X射線等物理因素既可能引起基因突變，也可能引起染色體變異。C項(xiàng)，篩選高產(chǎn)菌株的過程是定向選擇符合人類特定需求的菌株的過程，屬于人工選擇。D項(xiàng)，人工誘變的突變率高于自發(fā)突變，但不一定每輪誘變都是與高產(chǎn)相關(guān)的基因發(fā)生突變?！敬鸢浮緿四、遺傳病概率的計(jì)算1．患病男孩與男孩患病的概率計(jì)算(1)位于常染色體上的遺傳病如果控制遺傳病的基因位于常染色體上，由于常染色體與性染色體是自由組合的，在計(jì)算“患病男孩”與“男孩患病”的概率時(shí)遵循以下規(guī)則：患病男孩的概率＝患病孩子的概率×1/2男孩患病的概率＝患病孩子的概率(2)位于性染色體上的遺傳病如果控制遺傳病的基因位于性染色體上，由于該性狀與性別聯(lián)系在一起，所以在計(jì)算“患病男孩”與“男孩患病”的概率時(shí)遵循伴性遺傳規(guī)律，即從雙親基因型推出后代的患病情況，然后再按以下規(guī)則：患病男孩的概率＝患病男孩在后代全部孩子中的概率男孩患病的概率＝后代男孩中患病者的概率2．兩種疾病患病概率的有關(guān)計(jì)算(1)只患甲病的概率是m·(1－n)；(2)只患乙病的概率是n·(1－m)；(3)甲、乙兩病同患的概率是m·n；(4)甲、乙兩病均不患的概率是(1－m)·(1－n)。對(duì)于患病情況較復(fù)雜時(shí)，注意采用求完全正常的概率(a)，然后用(1－a)表示患病概率會(huì)使問題得以簡(jiǎn)化。10．下圖是單基因遺傳的家系圖，其中Ⅰ-2不含甲病基因，下列判斷錯(cuò)誤的是()A．甲病是伴X染色體隱性遺傳病B．乙病是常染色體隱性遺傳病C．Ⅱ-5可能攜帶兩種致病基因D．Ⅰ-1與Ⅰ-2再生一個(gè)患這兩種病的孩子的概率是1/16【解析】甲病符合“無中生有為隱性”，又由于Ⅰ-2不攜帶甲病基因，故甲病為伴X染色體隱性遺傳??；乙病符合“無中生有為隱性”，又由于Ⅱ-4患病，Ⅰ-1、Ⅰ-2不患病，故該遺傳病為常染色體隱性遺傳?。辉O(shè)甲病由Xb控制，乙病由a控制，則Ⅱ-5的基因型可能為AAXBY或AaXBY，只可能攜帶乙病致病基因，不可能攜帶甲病致病基因；Ⅰ-1基因型為AaXBXb，Ⅰ2基因型為AaXBY，二者再生一個(gè)患兩種病孩子的概率為1/4×1/4＝1/16?！敬鸢浮緾11．下圖是具有兩種遺傳病的某家族系譜圖，若