高考生物中的“遗传”问题

遗传的分子基础

1．格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质。(×)

提示：格里菲思的肺炎双球菌转化实验只证明了S型菌中含有“转化因子”，而不能证明DNA是遗传物质。

2．分别用含³²P、³⁵S的培养基培养噬菌体，可得到被标记的噬菌体。(×)

提示：噬菌体必须寄生在细菌内才能繁殖，在培养基上无法生存，得不到被标记的噬菌体。

3．在噬菌体侵染细菌实验过程中，通过搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开。(×)

提示：在该实验中，搅拌、离心的目的是将吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离开。

4．在用³⁵S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。(√)

5．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力。(√)

6．同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过氢键相连。(×)

提示：同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。

7．DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷酸，每个碱基都连接一个脱氧核糖。(×)

提示：DNA双链两端的脱氧核糖只连接一个磷酸。

8．DNA分子的多样性决定于碱基对排列顺序和空间结构的不同。(×)

提示：DNA分子的多样性不决定于空间结构。

9．细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与。(√)

10．一种tRNA只能转运一种氨基酸，一种氨基酸可能由多种tRNA转运。(√)

11．每种氨基酸都对应多个密码子，每个密码子都决定一种氨基酸。(×)

提示：有的氨基酸只对应一个密码子，如甲硫氨酸，有的密码子不决定氨基酸，如终止密码子。

12．存在于叶绿体和线粒体中的DNA都能进行复制、转录，进而翻译出蛋白质。(√)

13．一个mRNA中含有多个密码子，一个tRNA中只含有一个反密码子。(√)

14．核糖体与mRNA结合部位形成3个tRNA结合位点。(×)

提示：核糖体与mRNA结合部位形成2个tRNA结合位点。

15．某些性状由多个基因共同决定，有的基因可能影响多个性状。(√)

经典实验的5个易错点

(1)肺炎双球菌的体内转化实验仅证明S型细菌含有能让R型细菌转化的因子，但不能证明这种“转化因子”是何种物质。

(2)标记噬菌体时，首先要标记细菌，即用含放射性的培养基培养细菌，然后用噬菌体侵染被标记的细菌，即可完成对噬菌体的标记。

(3)噬菌体侵染细菌的实验采取了放射性同位素标记法，³²P和³⁵S分别标记的是噬菌体的DNA和蛋白质。实验结果中对于放射性的描述是“很高”或“很低”，而不是“有”或“无”。

(4)用³²P标记噬菌体的DNA，噬菌体与大肠杆菌混合培养，再经搅拌、离心，放射性主要在沉淀物中，子代噬菌体部分含³²P；而用³⁵S标记噬菌体的蛋白质，噬菌体与大肠杆菌混合培养，再经搅拌、离心，放射性主要在上清液中，子代噬菌体不含³⁵S。

(5)RNA起遗传作用仅适用于RNA病毒。只有针对“所有生物”时方可描述为“DNA是主要的遗传物质”。

不同生物的遗传物质

(1)细胞生物的遗传物质：DNA。

(2)病毒的遗传物质：DNA或RNA。

(3)绝大多数生物的遗传物质：DNA。

(4)生物界主要的遗传物质：DNA。

DNA复制

DNA分子的转录和翻译

(1)转录

(2)翻译

基因表达的两种模式图

图1　　  　　　图2

(1)图1中a为mRNA，b为核糖体，c为肽链。图2中d为DNA，f为RNA聚合酶，e为mRNA。

①原核生物：转录和翻译同时进行，发生在细胞质中。

②真核生物：先转录，发生在细胞核(主要)中；后翻译，发生在细胞质中。

③多聚核糖体可以提高翻译的效率。

(2)遗传信息位于DNA上，密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上。

遗传定律、伴性遗传和人类遗传病

1．孟德尔首先提出假说，并据此开展豌豆杂交实验，设计测交实验进行演绎。(×)

提示：孟德尔首先进行豌豆杂交实验，并在此基础上提出假说，设计测交实验进行演绎推理和验证。

2．F₁测交子代表现型及比例能直接反映出F₁配子种类及比例，但无法推测被测个体产生配子的数量。(√)

3．基因自由组合定律的实质是同源染色体上等位基因分离，非等位基因自由组合。(×)

提示：发生自由组合的基因为非同源染色体上的非等位基因，而不是同源染色体上的非等位基因。

4．在孟德尔两对相对性状杂交实验中，F₁黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F₂。其中，F₁产生基因型为YR的卵细胞和基因型为YR的精子数量之比为1∶1。(×)

提示：F₁产生基因型为YR的卵细胞比基因型为YR的精子数量少得多。

5．一对表现型正常的夫妇，妻子的父母都表现正常，但妻子的妹妹是白化病(aa)患者，丈夫的母亲是白化病患者。则这对夫妇生育一个患白化病男孩的概率是1/12；若他们的第一胎生了一个患白化病的男孩，则他们再生一个患白化病的男孩的概率是1/8。(√)

6．基因型为AaBb的个体测交，后代表现型比例为3∶1或1∶2∶1，则该遗传可能遵循基因自由组合定律。(√)

7．摩尔根等人通过类比推理证明基因在染色体上。(×)

提示：摩尔根等人利用假说—演绎法证明了基因在染色体上。

8．自然界中性别决定的方式只有XY型和ZW型。(×)

提示：自然界中除了XY型和ZW型两种性别决定方式外，还有其他的性别决定方式。

9．性染色体上的基因都与性别决定有关。(×)

提示：性染色体上的基因并非都与性别决定有关。

10．基因和染色体行为存在明显的平行关系，所以基因全部位于染色体上。 (×)

提示：部分基因在叶绿体和线粒体DNA上。

11．含X染色体的配子是雌配子，含Y染色体的配子是雄配子。(×)

提示：含X染色体的配子可能是雌配子，也可能是雄配子。

12．男性的性染色体不可能来自祖母。(√)

13．女性的色盲基因不可能来自祖父。(√)

14．在普通学校调查21三体综合征的患者概率。(×)

基因分离定律和自由组合定律的关系及相关比例

基因自由组合定律的应用

(1)AaBb(两对基因独立遗传)自交、测交后代的基因型

(2)用“逆向组合法”推断亲本基因型(用A、a与B、b表示)

①子代表现型比例为9∶3∶3∶1→(3∶1)(3∶1)→亲代基因型为AaBb×AaBb。

②子代表现型比例为3∶3∶1∶1→(3∶1)(1∶1)→亲代基因型为AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。

③子代表现型比例为1∶1∶1∶1→(1∶1)(1∶1)→亲代基因型为AaBb×aabb或aaBb×Aabb。

(3)辨析杂合子自交后代中五种数量关系(n为等位基因对数，独立遗传、完全显性)

①配子组合数：4ⁿ

②基因型种类：3ⁿ

③表现型种类：2ⁿ

④纯合子种类：2ⁿ

⑤杂合子种类：3ⁿ－2ⁿ

X、Y染色体的来源及传递规律

(1)XY型：X染色体只能从母亲传来，将来传给女儿，Y染色体则只能从父亲传来，将来传给儿子。

(2)XX型：任何一条X染色体都可以来自母亲，也可来自父亲。向下一代传递时，任何一条X染色体既可传给女儿，又可传给儿子。

(3)一对夫妇(X₁Y、X₂X₃)生有两个女儿，则女儿中来自父亲的都为X₁，应是相同的，但来自母亲的既可能为X₂，也可能为X₃，不一定相同。

性染色体上基因的遗传特点

(1)性染色体不同区段分析

注：X和Y染色体有一部分是同源的(图中Ⅰ区段)，存在等位基因；另一部分是非同源的(图中的Ⅱ₁、Ⅱ₂区段)，不存在等位基因。

(2)仅位于X染色体上基因的遗传特点

①伴X染色体显性遗传病的特点：

a．发病率女性高于男性；b.世代遗传；c.男患者的母亲和女儿一定患病。

②伴X染色体隐性遗传病的特点：

a．发病率男性高于女性；b.隔代交叉遗传；c.女患者的父亲和儿子一定患病。

(3)XY同源区段上基因的遗传特点

①现假设控制某对相对性状的基因A、a位于XY同源区段，则女性基因型可表示为X^AX^A、X^AX^a、X^aX^a，男性基因型可表示为X^AY^A、X^AY^a、X^aY^A、X^aY^a。

②遗传仍与性别有关

a．如X^aX^a(♀)×X^aY^A(♂)→子代♀全为隐性，♂全为显性。

b．如X^aX^a(♀)×X^AY^a(♂)→子代♀全为显性，♂全为隐性。

根据子代性别、性状的数量分析，可确定基因是位于常染色体上，还是位于性染色体上。

(1)若后代中两种表现型在雌雄个体中比例一致，说明遗传与性别无关，则可确定基因在常染色体上。

(2)若后代中两种表现型在雌雄个体中比例不一致，说明遗传与性别有关，则可确定基因在性染色体上。

判断人类遗传病遗传方式的一般程序

变异、育种和进化

1．基因突变一定导致生物性状改变，但不一定遗传给后代。(×)

提示：由于密码子的简并性、隐性突变等原因，基因突变不一定导致生物性状改变；基因突变发生在体细胞中时一般不遗传给后代，发生在配子中时，随配子遗传给后代。

2．自然突变是不定向的，人工诱变是定向的。(×)

提示：基因突变都是不定向的。

3．染色体上某个基因的丢失属于基因突变。(×)

提示：基因突变不改变基因的数目，染色体上某个基因的丢失属于染色体变异。

4．DNA分子中发生一个碱基对的缺失会导致染色体结构变异。(×)

提示：染色体结构变异是染色体片段的改变，DNA分子中发生一个碱基对的缺失若导致基因结构的改变，则属于基因突变。

5．淀粉分支酶基因中插入一段外来DNA序列属于基因突变。(√)

6．二倍体生物的单倍体都是高度不育的。(×)

提示：蜂王是二倍体，其卵细胞发育成的雄蜂是单倍体，可育。

7．基因重组发生在受精作用过程中。(×)

提示：基因重组发生在减数第一次分裂过程中。

8．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化。(√)

9．抗病植株连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低。(×)

提示：抗病植株自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代增大。

10．某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养。(√)

11．用射线照射大豆使其基因结构发生定向改变，获得种子性状发生变异的大豆属于诱变育种。(×)

提示：基因突变是不定向的。

12．三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂同源染色体联会行为有关。(√)

13．通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型。(√)

14．为了适应冬季寒冷环境，植物会产生抗寒性变异。(×)

提示：变异是不定向的，环境只是对不同变异类型进行选择。

15．一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境。(√)

16．生物进化过程的实质在于有利变异的保存。(×)

提示：生物进化过程的实质是种群基因频率的改变。

17．自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率。(√)

18．生物进化时基因频率总是变化的。(√)

19．害虫抗药性增强，是因为杀虫剂刺激害虫产生抗药性，并在后代中不断积累。(×)

提示：害虫的变异是不定向的，个体中本来就存在抗药性个体。

20．捕食关系会降低物种的多样性。(×)

提示：捕食关系会增加物种的多样性。

21．共同进化是指生物和生物之间相互选择、共同进化。(×)

提示：共同进化包括物种和物种之间，还包括生物与无机环境之间的相互影响、共同进化。

基因突变相关知识间的关系

(1)明确基因突变的原因及基因突变与进化的关系

(2)有关基因突变的“一定”和“不一定”

①基因突变一定会引起基因结构的改变，即基因中碱基排列顺序的改变。

②基因突变不一定会引起生物性状的改变。

③基因突变不一定都产生等位基因：真核生物染色体上的基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。

④基因突变不一定都能遗传给后代：

a．基因突变如果发生在体细胞的有丝分裂过程中，一般不遗传给后代，但有些植物可通过无性生殖传递给后代。

b．如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。

变异种类的区分

(1)关于“互换”问题

①同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换：属于基因重组。

②非同源染色体之间的互换：属于染色体结构变异中的易位。

(2)关于“缺失”问题

①DNA分子上若干“基因”的缺失：属于染色体结构变异。

②基因内部若干“碱基对”的缺失：属于基因突变。

(3)关于变异水平的问题

①分子水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变异，在光学显微镜下不能直接观察到。

②细胞水平：染色体变异是细胞水平的变异，一般在光学显微镜下可以观察到。

(4)可遗传变异对基因种类和基因数量的影响

①基因突变——改变基因的种类(基因结构改变，成为新基因)，不改变基因的数量。

②基因重组——不改变基因的种类和数量，但改变基因间的组合方式。

③染色体变异——改变基因的数量或排列顺序。

育种方法归纳

识别各字母表示的处理方法

A：杂交，D：自交，B：花药离体培养，C：用秋水仙素处理幼苗，E：诱变处理，F：秋水仙素处理，G：转基因技术。

育种方案的选取

(1)根据育种目标选择合适的育种方案

育种目标	育种方案
集中双亲优良性状	单倍体育种(明显缩短育种年限)
	杂交育种(耗时较长，但简便易行)
对原品系实施“定向”改造	基因工程及植物细胞工程(植物体细胞杂交)育种
让原品系产生新性状(无中生有)	诱变育种(可提高变异频率，期望获得理想性状)
使原品系营养器官“增大”或“加强”	多倍体育种

(2)育种方案的设计思路

设计育种方案时，应特别关注“最简便”“最准确”“最快”“产生新基因”“产生新性状”或产生“新的性状组合”等育种要求：

①最简便——侧重于技术操作，杂交育种操作最简便。

②最快——侧重于育种时间，单倍体育种所需时间明显缩短。

③最准确——侧重于目标精准度，基因工程技术可“定向”改变生物性状。

④产生新基因(或新性状)——侧重于“新”，即原本无该性状，诱变育种可产生新基因，进而出现新性状。

现代生物进化理论的基本观点