2009高考生物专题复习教案：遗传的细胞基础和分子基础
文档属性
| 名称 | 2009高考生物专题复习教案：遗传的细胞基础和分子基础 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 154.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2009-07-21 21:57:00 | ||
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文档简介
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专题四 遗传的细胞基础和分子基础
【命题趋向】
本专题的内容主要包括人教版模块二《遗传与进化》中第二章、第三章、第四章的相关内容。该部分内容主要包括细减数分裂和受精作用、遗传物质的探究过程、DNA的分子结构和复现、基因的概念和对性新房的控制、基因的表达、中心法则及其发展等相关内容。
遗传的细胞基础常考查对减数分裂的相关概念的理解，包括减数分裂、同源染色体、四分体、联会、配对、姐妹染色单体、精（卵）原细胞、初级/次级精（卵）母细胞、极体等。命题的发展趋势是由概念考查向分析说明转移，常见的考查形式，如：利用同位素标记法结合DNA复制和细胞分裂，考查细胞周期的不同时期被标记的染色体数或DNA分子数；减数分裂与有丝分裂示意图的识别；减数分裂与遗传的基本规律的综合；减数分裂与不同阶段生殖细胞的基因型的关系等。本考点还可结合减数分裂的研究过程，考查相关的科学史，以体现新课标中关于“重视科学史学习”的理念，这在以往的命题较为少见，但现在已经成为命题新的亮点，因此应予以重视。
遗传的分子基础侧重于生物科学史的考查，考查的内容主要有：概述经典实验的结论或意义（考生应识记有关科学家及其实验的结论）；对教材经典实验过程的分析（肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒实验）；经典实验的模仿或重复的再分析；对经典实验的补充拓展；特点是DNA是遗传物质的证据的经典实验成为高考热点之一，基因对性状的控制也越来越受到人们的关注；对经典实验的应用和延伸，通过DNA和RNA碱基组成的差异考查细胞分裂和分化过程中DNA复制、转录等过程，核酸与遗传物质的关系、核苷酸的特点、半保留复制实现的条件、碱基互补配对原则和适用场所、DNA（基因）的结构和功能。因本考点能较好地体现课标新理念，因此可能会成为命题的重要素材。考生复习时应重点进行理解和掌握。
【考点透视】
1．减数分裂和受精作用
（1）细胞的减数分裂
①范围：有性生殖的生物。
②时期：在原始生殖细胞发展成为成熟的生殖细胞的过程中。
③特点：在整个减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。
④过程：其中，第一次分裂是同源染色体的分离，染色体数目减半；第二次分裂是姐妹染色单体的分开，染色体数目不变。
⑤结果：新产生的生殖细胞中染色体数目，比原始生殖细胞的减少了一半。
（2）动物配子的形成过程
①精子的形成
②卵细胞的形成
（3）有丝分裂与减数分裂的比较
比较内容 减数分裂 有丝分裂
相同点 染色体复制次数 一次 一次
有无纺锤丝的出现 有 有
不同点 细胞分裂次数 二次 一次
是否出现联会、四分体 出现 不出现
非姐妹染色单体之间有无交叉互换 有 无
分裂中期染色体着丝点排列的位置 第一次分裂中期着丝点排列在赤道板两侧。第二次分裂中期着丝点排列在赤道板上 着丝点排列在赤板上
同源染色体分离 有 无
非同源染色体随机组合 有 无
子细胞染色体数目 减半 不变
子细胞的名称和数目 精细胞四个或卵细胞一个（极体三个） 体细胞二个
染色体及DNA变化图像
（4）减数分裂、受精作用、有丝分裂过程中染色体、染色单体和DNA含量的变化规律（以二倍体生物为例）
过程 有丝分裂 减数分裂 受精作用
时期 间期 前中 后 末 间期 Ⅰ前中后 Ⅰ末 Ⅱ前中 Ⅱ后 Ⅱ末 配子 受精卵
DNA含量 2N4N 4N 4N 2N 2N4N 4N 2N 2N 2N N N 2N
染色体含量 2N 2N 4N 2N 2N 2N N N N N N N
染色单体含量 0—4N 4N 0 0 0—4N 4N 2N 2N 0 0 0 0
（5）有丝分裂和减数分裂图像的识别（重点是前、中、后三个时期）
方法三看鉴别法（点数目、找同源、看行为）
第1步：如果细胞内染色体数目为奇数，则该细胞为减数第二次分裂某时期的细胞。
第2步：看细胞内有无同源染色体，若无则为减数第二次分裂某时期的细胞分裂图；若有则为减数第一次分裂或有丝分裂某时期的细胞分裂图。
第3步：在有同源染色体的情况下，若有联会、四分体、同源染色体分离，非同源染色体自由组合等行为则为减数第一次分裂某时期的细胞分裂图；若无以上行为，则为有丝分裂的某一时期的细胞分裂图。
说明：该方法只适用于二倍体生物。若是处于分裂后期的细胞，应该看移向同一极的一套染色体中是否存在同源染色体。
根据染色体位置关系判断前期、中期、后期。前期散乱、中期排中、后期分开。
（6）细胞分裂与生物体生长、发育、繁殖、遗传和变异的关系
①通过细胞分裂能使单细胞生物直接繁殖新个体，使多细胞生物由受精卵发育成新个体，也能使多细胞生物衰老、死亡的细胞及时得到补充。通过细胞分裂，可以将亲代细胞复制的遗传物质，平均分配到两个子细胞中去。因此，细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础。
②有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式，多细胞生物体以有丝分裂方式增加体细胞数目。有丝分裂过程中，在分裂间期，亲代细胞染色体经过复制，经过分裂期一系列变化，精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质（DNA、基因），因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，对于生物的遗传有重要意义。
③细胞分裂间期，DNA复制时，由于生物内部因素或外界环境条件的作用，使染色体上的基因的分子结构发生差错，而导致基因突变，从而导致子代（或子代细胞）发生变异。减数分裂中，同源染色体的交叉和交换、非同源染色体的自由组合、在细胞水平上导致遗传物质的重组，使亲代产生多种类型的配子，从而使后代具有更大的变异性和更强的生活力及适应性。有丝分裂过程中，正常情况下，复制后的染色体平均分配到子细胞中去，但一些外界条件或因素（如秋水仙素），能抑制纺锤体的形成，使细胞有丝分裂过程受阻，结果细胞核中染色体数目加倍，形成多倍体生物，导致生物变异。因此，细胞分裂与生物变异密切相关。
④细胞有丝分裂中期，细胞中染色体的形态固定、数目清晰，是观察和辨认细胞中染色体形态和数目的最佳时期。而染色体的形态、数目对于鉴别生物种类、了解生物之间的进化关系，以及研究生物的遗传、变异都是不可缺少的基础。
（7）动物受精过程：
实质：精子核和卵细胞核的融合。所以在后代个体的细胞核中具有了双亲的遗传物质，其中一半来自父方，一半来自母方，但由于精子几乎不含有细胞质，所以在受精卵细胞质中的遗传物质几乎都来自母方，这就是细胞质遗传的理论基础。
意义：维持了物种前后代之间体细胞内染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异都十分的重要。
2．遗传的分子基础
（1）人类对遗传物质的探索过程
① 1928年，格里菲斯实验
注射R型细菌→对动物无害→动物体内出现R型细菌——说明R型肺炎双球菌无毒性
注射S型细菌→使动物死亡→动物体内出现S型细菌——说明S型肺炎双球菌有毒性
注射杀死的S型细菌→对动物无害→动物体内不出现S型细菌——说明加热后S型肺炎双球菌毒性消失
注射R型细菌加杀死的S型细菌→使动物死亡→动物体内出现S型细菌后代S型细菌使动物死亡——说明无毒性的R型细菌在与加热杀死后的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型细菌。且这种性状的转化是可以遗传的。
格里菲斯的结论：已经被加热杀死的S型细菌中，一定含某种促进这一转化的活性物质——“转化因子”。
② 1944年，艾弗里等实验
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质基础，也就是说，DNA才是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。
③1952年，郝尔希和蔡斯实验
方法——同位素标记法
步骤——第一步，标记：噬菌体分别被35S或32P标记。把宿主细菌分别培养在含有32P的培养基中,宿主细菌在生长过程中,就分别被35S和32P所标记。然后,赫尔希等人用T2噬菌体分别去侵染被35S和32P标记的细菌。噬菌体在细菌细胞内增殖,裂解后释放出很多子代噬菌体,在这些子代噬菌体中,前者被35S所标记,后者被32P所标记。
第二步，侵染：用被标记的噬菌体侵染未标记的细菌。
第三步，搅拌：在搅拌器中搅拌，使在细菌外的噬菌体与细菌分离。
第四步，离心：
第五步，检测：检测上清液与沉淀物中的放射性物质。
结果——
实验过程及现象 结论
用放射性元素35S标记一部分噬菌体的蛋白质外壳，用被标记的T2噬菌体去侵染细菌，使噬菌体在细菌体内大量增殖，对被标记物质进行测试，结果，细菌体内无放射性 噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，而是留在细菌外部 噬菌体在细菌体内的增殖是在DNA作用下完成的，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，子代噬菌体的各种性状是DNA遗传给后代的DNA是遗传物质
用放射性元素32P标记另一部分噬菌体的DNA，用被标记的T2噬菌体去侵染细菌，使噬菌体在细菌体内大量增殖，对被标记物质进行测试，结果，细菌体内有放射性 噬菌体的DNA进入了细菌内部
（2）DNA分子结构的主要特点
①DNA分子双螺旋结构的三个特点：
从总体上看，是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的，成为规则的双螺旋结构。
脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架排列在外侧，碱基在内侧。
内部：连接两条链的碱基通过氢键形成碱基对，配对遵循碱基互补配对规律：A一定与T配对，C一定与G配对。
②碱基互补配对原则
（1）含义：在DNA分子中形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与G配对，这种一一对应的关系，称为碱基互补配对原则。
（2）氢键的数目：A=T，G≡C
（3）基本等式关系：A=T，G=C，A+G=T+C（嘌呤碱等于嘧啶碱）。
（3）基因的概念
①基因的概念：
从作用上看，基因是控制生物性状的基本单位。
从本质上，基因是有遗传效应的DNA分子片段。每个DNA分子上有许多个基因。
从位置上看，基因在染色体上呈直线排列(核基因)。
从组成上看，基因由成千上百个脱氧核苷酸组成。
从遗传信息上看，基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含了遗传信息。其顺序是固定的，而不同的基因的顺序又是不同的。
线粒体、叶绿体等细胞器中也有基因(细胞质基因)
②萨顿假说——基因在染色体上。
方法：类比推理法。
基因行为 染色体行为
在杂交过程中保持完整性和独立性 在配子形成和受精过程中具有桎稳定的形态结构
在体细胞中成对存在，等位基因一个来自父方，一个来自母方。 在体细胞中成对存在，同源染色体一条来自父方，一条来自母方。
在配子中只有成对基因中一个 在配子中只有成对的染色体1条
非等位基因在形成配子时自由组合 非同源染色体在在形成配子时自由组合
③基因位于染色体上的实验证据——摩尔根果蝇实验
( http: / / www. / Subject / shengwu.html )
用红眼、白眼基因位于X染色体上，可以解析实验现象。用测交实验进一步证明了假设。
（4）DNA分子的复制
①概念：是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。
②时间：有丝分裂间期和减数分裂第一次分裂间期。
③场所：细胞核
④过程：边解旋边复制：解旋—→②合成—→③复旋
⑤条件：模板(DNA分子的两条链都能做模板)、原料(游离的脱氧核苷酸)、能量(ATP)、酶(解旋酶、聚合酶等)。
⑥特点：边解旋边复制。遵循碱基互补配对原则。半保留复制。
⑦DNA分子准确复制的原因：DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板。通过碱基互补配对原则保证了复制准确无误。
⑧意义：DNA进行自我复制，这在遗传上具有重要意义。因为生物性状的遗传，亲代的雌雄配子并未将具体的性状传给后代，而是将自身的DNA复制了一份传给后代。因此，DNA复制能保持物种的稳定性。
（5）遗传信息的转录和翻译
①转录和翻译的比较
阶段项目 转录 翻译
定义 在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程 以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
场所 细胞核 细胞质的核糖体
模板 DNA的一条链 信使RNA
信息传递的方向 DNA→mRNA mRNA→蛋白质
原料 含A、U、C、G的4种核苷酸 合成蛋白质的20种氨基酸
产物 信使RNA 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
实质 是遗传信息的转录 是遗传信息的表达
②遗传信息、密码子和反密码子
遗传信息 密码子 反密码子
概念 基因中脱氧核苷酸的排列顺序 mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基 tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基
作用 控制生物的遗传性状 直接决定蛋白质中的氨基酸序列 识别密码子，转运氨基酸
种类 基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性 64种61种：能翻译出氨基酸3种：终止密码子，不能翻译氨基酸 61种或tRNA也为61种
联系 ①基因中脱氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补③密码子与相应反密码子的序列互补配对
③基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算
转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。
翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的 1/6 。
④中心法则：
过程 模板 原料 碱基互补 产物 实例
①DNA的复制DNA→DNA DNA的两条链 A、T、C、G四种脱氧核苷酸 A→T T→AC→G G→C DNA 以DNA作遗传物质的生物
②DNA的转录DNA→RNA DNA的一条链 A、U、G、C四种核糖核苷酸 A→U T→AC→G G→C RNA 几乎所有生物
③翻译RNA→多肽 信使RNA 20余种氨基酸 A→U U→AC→G G→C 多肽 除病毒依赖细胞生物
④RNA的复制RNA→RNA RNA A、U、G、C四种核糖核苷酸 A→U U→AC→G G→C RNA 以RNA作遗传物质的生物
⑤RNA的逆转录RNA→DNA RNA A、T、C、G四种脱氧核苷酸 A→T U→AC→G G→C DNA 某些致癌病毒艾滋病毒
【例题解析】
例1 （2008高考广东理基）对下图的减数分裂某阶段的描述，正确的是 （ ）
A．同源染色体移向两极 B．非姐妹染色单体交换结束
C．减数第二次分裂的中期 D．姐妹染色单体排列在赤道板上
考点定位 本题考查了减数分裂的过程。
指点迷津 从图上看，同源染色体排列在赤道板两侧，属于减数第一次分裂中期。非姐妹染色单体的交叉互换发生在四分体时期，故交换结束。到后期才发生同源染色体移向两极。
参考答案 B
例2 （2008高考上海生物）下图为处于不同分裂时期的某生物的细胞示意图，下列叙述正确的是 （ ）
A．甲、乙、丙中都有同源染色体 B．卵巢中不可能同时出现这三种细胞
C．能够出现基因重组的是乙 D．丙的子细胞是精细胞
考点定位 本题考查有丝分裂和减数分裂的图像识别。
指点迷津 甲图表示细胞的有丝分裂中期图像，乙图表示减Ⅰ分裂前期图像，丙图表示次级卵母细胞减Ⅱ分裂后期图像。丙中正在发生染色单体形成的两条染色体的分开过程，此时没有同源染色体，这三个图像可能同时出现在卵巢中，甲图表示卵原细胞的分裂增殖，乙图表示初级卵母细胞，乙图中同源染色体正在联会，下一阶段进入有丝分裂中期，同源染色体排列在赤道板的两侧，再进入后期，此时非同源染色体的自由组合就属于基因重组的范畴。丙图是次级卵母细胞的判断依据是后期时细胞质的不均等分裂，所以其子细胞不可能是精细胞。
参考答案 C
例3 （2008高考江苏生物）某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是 （ ）
A．存活、存活、存活、死亡 B．存活、死亡、存活、死亡
C．死亡、死亡、存活、存活 D．存活、死亡、存活、存活
考点定位 本题考查肺炎双球菌的转化问题，理解的关键就是只有R型活菌+加热杀死的S菌的DNA才能发生转化。
指点迷津 DNA酶分解S型菌的DNA故小鼠存活；S型菌是致死型的，故小鼠死亡；R型菌高温加热被杀死，再加入S型菌的DNA，不能发生转化，故小鼠存活；S型菌高温加热被杀死，加入R型菌的DNA，小鼠也存活。
参考答案 D
例4 （2008高考广东生物）DNA复制和转录的共同点是 （ ）
A．需要多种酶参与 B．在细胞核内进行
C．遵循碱基互补配对原则 D．不需要ATP提供能量
考点定位 本题考查DNA复制与转录过程的异同。DNA复制和转录的共同点是需要多种酶参与、场所相同、遵循碱基互补配对原则、需要ATP提供能量。不同点有：错误！未找到引用源。原料不同、错误！未找到引用源。酶不同、错误！未找到引用源。生成物不同、错误！未找到引用源。模板不同等。
指点迷津 A正确：DNA复制需解旋酶、DNA聚合酶等多种酶的参与，转录过程需要解旋酶、RNA聚合酶等多种酶的参与。B错误：DNA复制和转录都以DNA为模板，DNA主要存在于细胞核内在叶绿体和线粒体中也含少量DNA，故DNA复制和转录可在细胞核内进行，也可在叶绿体和线粒体中进行。C正确：DNA复制在模板DNA链和子代DNA链之间遵循碱基互补配对原则，转录在模板DNA链和子代RNA链之间遵循碱基互补配对原则，只不过碱基互补配对的方式不完全相同。D错误：DNA复制和转录过程都需要ATP提供能量。
参考答案 AC
例5 （2008高考江苏生物）下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是
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A．图中表示4条多肽链正在合成
B．转录尚未结束，翻译即已开始
C．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译
D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链
考点定位 本题考查原核细胞中转录、翻译的过程多聚核糖体的意义。
指点迷津 图中提供信息“DNA模板链”“核糖体、多肽”“转录方向”可知，如图所示表示了转录和翻译两个重要过程。A错误，图中有4条mRNA链，每条链上有多个核糖体，每个核糖体内合成一条肽链，因此有多条多肽链正在合成；B正确，原核生物没有核膜，转录和翻译是同时同地进行，所以转录尚未结束，翻译即已开始，真核生物的转录在细胞核，翻译则在细胞质中；C错误，多个核糖体完成多个多肽链的合成；D正确，由于转录和翻译同时进行，多个核糖体同时翻译，一个基因在短时间内可表达出多条多肽链。
参考答案 BD
例6 （2008高考江苏生物）亚硝酸盐可使DNA的某些碱基脱去氨基，碱基脱氨基后的变化如下：C转变为U（U与A配对），A转变为I（I为次黄嘌呤，与C配对）。现有一DNA片段为，经亚硝酸盐作用后，若链①中的A、C发生脱氨基作用，经过两轮复制后其子孙代DNA片断之一为
考点定位 本题考查本题考查的知识点为基因突变和DNA的复制。注意：题中为化学诱变，诱变剂是亚硝酸盐，诱变后发生了碱基替换，但复制过程仍是半保留方式，仍遵循碱基互补配对。
指点迷津 经亚硝酸盐作用后，链①中的A、C发生脱氨基作用，则①链转变成-IGTUG-。第一次复制后成为，第二次复制后则成为 和 。
参考答案 C
例7 （2008高考上海生物）中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。
（1）a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是________、_______、________和_______。
（2）需要tRNA和核糖体同时参与的过程是____________（用图中的字母回答）。
（3）a过程发生在真核细胞分裂的______期。
（4）在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是_______________。
（5）能特异性识别信使RNA上密码子的分子是_________，后者所携带的分子是______。
（6）RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有（用类似本题图中的形式表述）：
①___________________________；②______________________________。
考点定位 本题考查对中心法则的理解和应用。
指点迷津 在中心法则中，a、b、c、d分别代表DNA自我复制、转录、翻译和逆转录四个过程。需要tRNA和核糖体同时参与的是翻译过程c，真核细胞中a过程发生在分裂的间期， a和b过程都发生在细胞核中，在翻译过程中，能特异性的与信使RNA分子上的密码子相结合的物质是转移RNA，其识别结构是反密码子，转移RNA上能携带的分子是氨基酸。RNA病毒的遗传信息的传递方式有直接控制蛋白质的合成和自我复制过程以及逆转录出DNA再通过DNA控制蛋白质的合成过程两种。
参考答案 （1）DNA复制 转录 翻译 逆转录 （2）c （3）间（S） （4）细胞核 （5）tRNA（转运RNA） 氨基酸 （6）如下图：
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初级精母细胞
染色体单体分开
联会、四分体（互换）
有丝分裂
增殖
精巢中的精原细胞
次级精母细胞
染色体复制
精细胞
精子
精原细胞
长大
精细胞
精子
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
次级精母细胞
精细胞
精子
（2n）
（2n）
（2n）
精细胞
精子
（n）
（n）
（n）
第二次分裂
第一次分裂
变形过程
初级卵母细胞
第一极体
染色体单体分开
第二极体
极体
联会、四分体（互换）
有丝分裂
增殖
卵巢中的卵原细胞
染色体复制
卵原细胞
极体
长大
极体
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
次级卵母细胞
卵细胞
（2n）
（2n）
（2n）
（n）
（n）
减数分裂和有丝分裂图象的比较：
有同源染色体
无同源染色体
有同源染色体的联会
四分体
同源染色体向两极移动
无上述现象
减数分裂Ⅰ
有丝分裂
减数分裂Ⅱ
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专题四 遗传的细胞基础和分子基础
【命题趋向】
本专题的内容主要包括人教版模块二《遗传与进化》中第二章、第三章、第四章的相关内容。该部分内容主要包括细减数分裂和受精作用、遗传物质的探究过程、DNA的分子结构和复现、基因的概念和对性新房的控制、基因的表达、中心法则及其发展等相关内容。
遗传的细胞基础常考查对减数分裂的相关概念的理解，包括减数分裂、同源染色体、四分体、联会、配对、姐妹染色单体、精（卵）原细胞、初级/次级精（卵）母细胞、极体等。命题的发展趋势是由概念考查向分析说明转移，常见的考查形式，如：利用同位素标记法结合DNA复制和细胞分裂，考查细胞周期的不同时期被标记的染色体数或DNA分子数；减数分裂与有丝分裂示意图的识别；减数分裂与遗传的基本规律的综合；减数分裂与不同阶段生殖细胞的基因型的关系等。本考点还可结合减数分裂的研究过程，考查相关的科学史，以体现新课标中关于“重视科学史学习”的理念，这在以往的命题较为少见，但现在已经成为命题新的亮点，因此应予以重视。
遗传的分子基础侧重于生物科学史的考查，考查的内容主要有：概述经典实验的结论或意义（考生应识记有关科学家及其实验的结论）；对教材经典实验过程的分析（肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒实验）；经典实验的模仿或重复的再分析；对经典实验的补充拓展；特点是DNA是遗传物质的证据的经典实验成为高考热点之一，基因对性状的控制也越来越受到人们的关注；对经典实验的应用和延伸，通过DNA和RNA碱基组成的差异考查细胞分裂和分化过程中DNA复制、转录等过程，核酸与遗传物质的关系、核苷酸的特点、半保留复制实现的条件、碱基互补配对原则和适用场所、DNA（基因）的结构和功能。因本考点能较好地体现课标新理念，因此可能会成为命题的重要素材。考生复习时应重点进行理解和掌握。
【考点透视】
1．减数分裂和受精作用
（1）细胞的减数分裂
①范围：有性生殖的生物。
②时期：在原始生殖细胞发展成为成熟的生殖细胞的过程中。
③特点：在整个减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。
④过程：其中，第一次分裂是同源染色体的分离，染色体数目减半；第二次分裂是姐妹染色单体的分开，染色体数目不变。
⑤结果：新产生的生殖细胞中染色体数目，比原始生殖细胞的减少了一半。
（2）动物配子的形成过程
①精子的形成
②卵细胞的形成
（3）有丝分裂与减数分裂的比较
比较内容 减数分裂 有丝分裂
相同点 染色体复制次数 一次 一次
有无纺锤丝的出现 有 有
不同点 细胞分裂次数 二次 一次
是否出现联会、四分体 出现 不出现
非姐妹染色单体之间有无交叉互换 有 无
分裂中期染色体着丝点排列的位置 第一次分裂中期着丝点排列在赤道板两侧。第二次分裂中期着丝点排列在赤道板上 着丝点排列在赤板上
同源染色体分离 有 无
非同源染色体随机组合 有 无
子细胞染色体数目 减半 不变
子细胞的名称和数目 精细胞四个或卵细胞一个（极体三个） 体细胞二个
染色体及DNA变化图像
（4）减数分裂、受精作用、有丝分裂过程中染色体、染色单体和DNA含量的变化规律（以二倍体生物为例）
过程 有丝分裂 减数分裂 受精作用
时期 间期 前中 后 末 间期 Ⅰ前中后 Ⅰ末 Ⅱ前中 Ⅱ后 Ⅱ末 配子 受精卵
DNA含量 2N4N 4N 4N 2N 2N4N 4N 2N 2N 2N N N 2N
染色体含量 2N 2N 4N 2N 2N 2N N N N N N N
染色单体含量 0—4N 4N 0 0 0—4N 4N 2N 2N 0 0 0 0
（5）有丝分裂和减数分裂图像的识别（重点是前、中、后三个时期）
方法三看鉴别法（点数目、找同源、看行为）
第1步：如果细胞内染色体数目为奇数，则该细胞为减数第二次分裂某时期的细胞。
第2步：看细胞内有无同源染色体，若无则为减数第二次分裂某时期的细胞分裂图；若有则为减数第一次分裂或有丝分裂某时期的细胞分裂图。
第3步：在有同源染色体的情况下，若有联会、四分体、同源染色体分离，非同源染色体自由组合等行为则为减数第一次分裂某时期的细胞分裂图；若无以上行为，则为有丝分裂的某一时期的细胞分裂图。
说明：该方法只适用于二倍体生物。若是处于分裂后期的细胞，应该看移向同一极的一套染色体中是否存在同源染色体。
根据染色体位置关系判断前期、中期、后期。前期散乱、中期排中、后期分开。
（6）细胞分裂与生物体生长、发育、繁殖、遗传和变异的关系
①通过细胞分裂能使单细胞生物直接繁殖新个体，使多细胞生物由受精卵发育成新个体，也能使多细胞生物衰老、死亡的细胞及时得到补充。通过细胞分裂，可以将亲代细胞复制的遗传物质，平均分配到两个子细胞中去。因此，细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础。
②有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式，多细胞生物体以有丝分裂方式增加体细胞数目。有丝分裂过程中，在分裂间期，亲代细胞染色体经过复制，经过分裂期一系列变化，精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质（DNA、基因），因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，对于生物的遗传有重要意义。
③细胞分裂间期，DNA复制时，由于生物内部因素或外界环境条件的作用，使染色体上的基因的分子结构发生差错，而导致基因突变，从而导致子代（或子代细胞）发生变异。减数分裂中，同源染色体的交叉和交换、非同源染色体的自由组合、在细胞水平上导致遗传物质的重组，使亲代产生多种类型的配子，从而使后代具有更大的变异性和更强的生活力及适应性。有丝分裂过程中，正常情况下，复制后的染色体平均分配到子细胞中去，但一些外界条件或因素（如秋水仙素），能抑制纺锤体的形成，使细胞有丝分裂过程受阻，结果细胞核中染色体数目加倍，形成多倍体生物，导致生物变异。因此，细胞分裂与生物变异密切相关。
④细胞有丝分裂中期，细胞中染色体的形态固定、数目清晰，是观察和辨认细胞中染色体形态和数目的最佳时期。而染色体的形态、数目对于鉴别生物种类、了解生物之间的进化关系，以及研究生物的遗传、变异都是不可缺少的基础。
（7）动物受精过程：
实质：精子核和卵细胞核的融合。所以在后代个体的细胞核中具有了双亲的遗传物质，其中一半来自父方，一半来自母方，但由于精子几乎不含有细胞质，所以在受精卵细胞质中的遗传物质几乎都来自母方，这就是细胞质遗传的理论基础。
意义：维持了物种前后代之间体细胞内染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异都十分的重要。
2．遗传的分子基础
（1）人类对遗传物质的探索过程
① 1928年，格里菲斯实验
注射R型细菌→对动物无害→动物体内出现R型细菌——说明R型肺炎双球菌无毒性
注射S型细菌→使动物死亡→动物体内出现S型细菌——说明S型肺炎双球菌有毒性
注射杀死的S型细菌→对动物无害→动物体内不出现S型细菌——说明加热后S型肺炎双球菌毒性消失
注射R型细菌加杀死的S型细菌→使动物死亡→动物体内出现S型细菌后代S型细菌使动物死亡——说明无毒性的R型细菌在与加热杀死后的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型细菌。且这种性状的转化是可以遗传的。
格里菲斯的结论：已经被加热杀死的S型细菌中，一定含某种促进这一转化的活性物质——“转化因子”。
② 1944年，艾弗里等实验
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质基础，也就是说，DNA才是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。
③1952年，郝尔希和蔡斯实验
方法——同位素标记法
步骤——第一步，标记：噬菌体分别被35S或32P标记。把宿主细菌分别培养在含有32P的培养基中,宿主细菌在生长过程中,就分别被35S和32P所标记。然后,赫尔希等人用T2噬菌体分别去侵染被35S和32P标记的细菌。噬菌体在细菌细胞内增殖,裂解后释放出很多子代噬菌体,在这些子代噬菌体中,前者被35S所标记,后者被32P所标记。
第二步，侵染：用被标记的噬菌体侵染未标记的细菌。
第三步，搅拌：在搅拌器中搅拌，使在细菌外的噬菌体与细菌分离。
第四步，离心：
第五步，检测：检测上清液与沉淀物中的放射性物质。
结果——
实验过程及现象 结论
用放射性元素35S标记一部分噬菌体的蛋白质外壳，用被标记的T2噬菌体去侵染细菌，使噬菌体在细菌体内大量增殖，对被标记物质进行测试，结果，细菌体内无放射性 噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，而是留在细菌外部 噬菌体在细菌体内的增殖是在DNA作用下完成的，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，子代噬菌体的各种性状是DNA遗传给后代的DNA是遗传物质
用放射性元素32P标记另一部分噬菌体的DNA，用被标记的T2噬菌体去侵染细菌，使噬菌体在细菌体内大量增殖，对被标记物质进行测试，结果，细菌体内有放射性 噬菌体的DNA进入了细菌内部
（2）DNA分子结构的主要特点
①DNA分子双螺旋结构的三个特点：
从总体上看，是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的，成为规则的双螺旋结构。
脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架排列在外侧，碱基在内侧。
内部：连接两条链的碱基通过氢键形成碱基对，配对遵循碱基互补配对规律：A一定与T配对，C一定与G配对。
②碱基互补配对原则
（1）含义：在DNA分子中形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与G配对，这种一一对应的关系，称为碱基互补配对原则。
（2）氢键的数目：A=T，G≡C
（3）基本等式关系：A=T，G=C，A+G=T+C（嘌呤碱等于嘧啶碱）。
（3）基因的概念
①基因的概念：
从作用上看，基因是控制生物性状的基本单位。
从本质上，基因是有遗传效应的DNA分子片段。每个DNA分子上有许多个基因。
从位置上看，基因在染色体上呈直线排列(核基因)。
从组成上看，基因由成千上百个脱氧核苷酸组成。
从遗传信息上看，基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含了遗传信息。其顺序是固定的，而不同的基因的顺序又是不同的。
线粒体、叶绿体等细胞器中也有基因(细胞质基因)
②萨顿假说——基因在染色体上。
方法：类比推理法。
基因行为 染色体行为
在杂交过程中保持完整性和独立性 在配子形成和受精过程中具有桎稳定的形态结构
在体细胞中成对存在，等位基因一个来自父方，一个来自母方。 在体细胞中成对存在，同源染色体一条来自父方，一条来自母方。
在配子中只有成对基因中一个 在配子中只有成对的染色体1条
非等位基因在形成配子时自由组合 非同源染色体在在形成配子时自由组合
③基因位于染色体上的实验证据——摩尔根果蝇实验
( http: / / www. / Subject / shengwu.html )
用红眼、白眼基因位于X染色体上，可以解析实验现象。用测交实验进一步证明了假设。
（4）DNA分子的复制
①概念：是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。
②时间：有丝分裂间期和减数分裂第一次分裂间期。
③场所：细胞核
④过程：边解旋边复制：解旋—→②合成—→③复旋
⑤条件：模板(DNA分子的两条链都能做模板)、原料(游离的脱氧核苷酸)、能量(ATP)、酶(解旋酶、聚合酶等)。
⑥特点：边解旋边复制。遵循碱基互补配对原则。半保留复制。
⑦DNA分子准确复制的原因：DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板。通过碱基互补配对原则保证了复制准确无误。
⑧意义：DNA进行自我复制，这在遗传上具有重要意义。因为生物性状的遗传，亲代的雌雄配子并未将具体的性状传给后代，而是将自身的DNA复制了一份传给后代。因此，DNA复制能保持物种的稳定性。
（5）遗传信息的转录和翻译
①转录和翻译的比较
阶段项目 转录 翻译
定义 在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程 以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
场所 细胞核 细胞质的核糖体
模板 DNA的一条链 信使RNA
信息传递的方向 DNA→mRNA mRNA→蛋白质
原料 含A、U、C、G的4种核苷酸 合成蛋白质的20种氨基酸
产物 信使RNA 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
实质 是遗传信息的转录 是遗传信息的表达
②遗传信息、密码子和反密码子
遗传信息 密码子 反密码子
概念 基因中脱氧核苷酸的排列顺序 mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基 tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基
作用 控制生物的遗传性状 直接决定蛋白质中的氨基酸序列 识别密码子，转运氨基酸
种类 基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性 64种61种：能翻译出氨基酸3种：终止密码子，不能翻译氨基酸 61种或tRNA也为61种
联系 ①基因中脱氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补③密码子与相应反密码子的序列互补配对
③基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算
转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。
翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的 1/6 。
④中心法则：
过程 模板 原料 碱基互补 产物 实例
①DNA的复制DNA→DNA DNA的两条链 A、T、C、G四种脱氧核苷酸 A→T T→AC→G G→C DNA 以DNA作遗传物质的生物
②DNA的转录DNA→RNA DNA的一条链 A、U、G、C四种核糖核苷酸 A→U T→AC→G G→C RNA 几乎所有生物
③翻译RNA→多肽 信使RNA 20余种氨基酸 A→U U→AC→G G→C 多肽 除病毒依赖细胞生物
④RNA的复制RNA→RNA RNA A、U、G、C四种核糖核苷酸 A→U U→AC→G G→C RNA 以RNA作遗传物质的生物
⑤RNA的逆转录RNA→DNA RNA A、T、C、G四种脱氧核苷酸 A→T U→AC→G G→C DNA 某些致癌病毒艾滋病毒
【例题解析】
例1 （2008高考广东理基）对下图的减数分裂某阶段的描述，正确的是 （ ）
A．同源染色体移向两极 B．非姐妹染色单体交换结束
C．减数第二次分裂的中期 D．姐妹染色单体排列在赤道板上
考点定位 本题考查了减数分裂的过程。
指点迷津 从图上看，同源染色体排列在赤道板两侧，属于减数第一次分裂中期。非姐妹染色单体的交叉互换发生在四分体时期，故交换结束。到后期才发生同源染色体移向两极。
参考答案 B
例2 （2008高考上海生物）下图为处于不同分裂时期的某生物的细胞示意图，下列叙述正确的是 （ ）
A．甲、乙、丙中都有同源染色体 B．卵巢中不可能同时出现这三种细胞
C．能够出现基因重组的是乙 D．丙的子细胞是精细胞
考点定位 本题考查有丝分裂和减数分裂的图像识别。
指点迷津 甲图表示细胞的有丝分裂中期图像，乙图表示减Ⅰ分裂前期图像，丙图表示次级卵母细胞减Ⅱ分裂后期图像。丙中正在发生染色单体形成的两条染色体的分开过程，此时没有同源染色体，这三个图像可能同时出现在卵巢中，甲图表示卵原细胞的分裂增殖，乙图表示初级卵母细胞，乙图中同源染色体正在联会，下一阶段进入有丝分裂中期，同源染色体排列在赤道板的两侧，再进入后期，此时非同源染色体的自由组合就属于基因重组的范畴。丙图是次级卵母细胞的判断依据是后期时细胞质的不均等分裂，所以其子细胞不可能是精细胞。
参考答案 C
例3 （2008高考江苏生物）某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是 （ ）
A．存活、存活、存活、死亡 B．存活、死亡、存活、死亡
C．死亡、死亡、存活、存活 D．存活、死亡、存活、存活
考点定位 本题考查肺炎双球菌的转化问题，理解的关键就是只有R型活菌+加热杀死的S菌的DNA才能发生转化。
指点迷津 DNA酶分解S型菌的DNA故小鼠存活；S型菌是致死型的，故小鼠死亡；R型菌高温加热被杀死，再加入S型菌的DNA，不能发生转化，故小鼠存活；S型菌高温加热被杀死，加入R型菌的DNA，小鼠也存活。
参考答案 D
例4 （2008高考广东生物）DNA复制和转录的共同点是 （ ）
A．需要多种酶参与 B．在细胞核内进行
C．遵循碱基互补配对原则 D．不需要ATP提供能量
考点定位 本题考查DNA复制与转录过程的异同。DNA复制和转录的共同点是需要多种酶参与、场所相同、遵循碱基互补配对原则、需要ATP提供能量。不同点有：错误！未找到引用源。原料不同、错误！未找到引用源。酶不同、错误！未找到引用源。生成物不同、错误！未找到引用源。模板不同等。
指点迷津 A正确：DNA复制需解旋酶、DNA聚合酶等多种酶的参与，转录过程需要解旋酶、RNA聚合酶等多种酶的参与。B错误：DNA复制和转录都以DNA为模板，DNA主要存在于细胞核内在叶绿体和线粒体中也含少量DNA，故DNA复制和转录可在细胞核内进行，也可在叶绿体和线粒体中进行。C正确：DNA复制在模板DNA链和子代DNA链之间遵循碱基互补配对原则，转录在模板DNA链和子代RNA链之间遵循碱基互补配对原则，只不过碱基互补配对的方式不完全相同。D错误：DNA复制和转录过程都需要ATP提供能量。
参考答案 AC
例5 （2008高考江苏生物）下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是
( http: / / www. / Subject / shengwu.html )
A．图中表示4条多肽链正在合成
B．转录尚未结束，翻译即已开始
C．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译
D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链
考点定位 本题考查原核细胞中转录、翻译的过程多聚核糖体的意义。
指点迷津 图中提供信息“DNA模板链”“核糖体、多肽”“转录方向”可知，如图所示表示了转录和翻译两个重要过程。A错误，图中有4条mRNA链，每条链上有多个核糖体，每个核糖体内合成一条肽链，因此有多条多肽链正在合成；B正确，原核生物没有核膜，转录和翻译是同时同地进行，所以转录尚未结束，翻译即已开始，真核生物的转录在细胞核，翻译则在细胞质中；C错误，多个核糖体完成多个多肽链的合成；D正确，由于转录和翻译同时进行，多个核糖体同时翻译，一个基因在短时间内可表达出多条多肽链。
参考答案 BD
例6 （2008高考江苏生物）亚硝酸盐可使DNA的某些碱基脱去氨基，碱基脱氨基后的变化如下：C转变为U（U与A配对），A转变为I（I为次黄嘌呤，与C配对）。现有一DNA片段为，经亚硝酸盐作用后，若链①中的A、C发生脱氨基作用，经过两轮复制后其子孙代DNA片断之一为
考点定位 本题考查本题考查的知识点为基因突变和DNA的复制。注意：题中为化学诱变，诱变剂是亚硝酸盐，诱变后发生了碱基替换，但复制过程仍是半保留方式，仍遵循碱基互补配对。
指点迷津 经亚硝酸盐作用后，链①中的A、C发生脱氨基作用，则①链转变成-IGTUG-。第一次复制后成为，第二次复制后则成为 和 。
参考答案 C
例7 （2008高考上海生物）中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。
（1）a、b、c、d所表示的四个过程依次分别是________、_______、________和_______。
（2）需要tRNA和核糖体同时参与的过程是____________（用图中的字母回答）。
（3）a过程发生在真核细胞分裂的______期。
（4）在真核细胞中，a和b两个过程发生的主要场所是_______________。
（5）能特异性识别信使RNA上密码子的分子是_________，后者所携带的分子是______。
（6）RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有（用类似本题图中的形式表述）：
①___________________________；②______________________________。
考点定位 本题考查对中心法则的理解和应用。
指点迷津 在中心法则中，a、b、c、d分别代表DNA自我复制、转录、翻译和逆转录四个过程。需要tRNA和核糖体同时参与的是翻译过程c，真核细胞中a过程发生在分裂的间期， a和b过程都发生在细胞核中，在翻译过程中，能特异性的与信使RNA分子上的密码子相结合的物质是转移RNA，其识别结构是反密码子，转移RNA上能携带的分子是氨基酸。RNA病毒的遗传信息的传递方式有直接控制蛋白质的合成和自我复制过程以及逆转录出DNA再通过DNA控制蛋白质的合成过程两种。
参考答案 （1）DNA复制 转录 翻译 逆转录 （2）c （3）间（S） （4）细胞核 （5）tRNA（转运RNA） 氨基酸 （6）如下图：
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www.
初级精母细胞
染色体单体分开
联会、四分体（互换）
有丝分裂
增殖
精巢中的精原细胞
次级精母细胞
染色体复制
精细胞
精子
精原细胞
长大
精细胞
精子
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
次级精母细胞
精细胞
精子
（2n）
（2n）
（2n）
精细胞
精子
（n）
（n）
（n）
第二次分裂
第一次分裂
变形过程
初级卵母细胞
第一极体
染色体单体分开
第二极体
极体
联会、四分体（互换）
有丝分裂
增殖
卵巢中的卵原细胞
染色体复制
卵原细胞
极体
长大
极体
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
次级卵母细胞
卵细胞
（2n）
（2n）
（2n）
（n）
（n）
减数分裂和有丝分裂图象的比较：
有同源染色体
无同源染色体
有同源染色体的联会
四分体
同源染色体向两极移动
无上述现象
减数分裂Ⅰ
有丝分裂
减数分裂Ⅱ
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