1、第 1 页 共 44 页 2022 年高考生物一轮复习：核心考点复习提纲 一、生命的物质基础一、生命的物质基础 一、组成细胞的化合物 1.化合物 无机物 水:主要组分;一切生命活动离不开水 无机盐:对维持生物体的生命活动有 重要作用 有机物 蛋白质:生命活动(或性状)的主要承 担者、体现者 核酸:携带遗传信息 糖类:主要的能源物质 脂质:主要的储能物质 2.一般而言,在活细胞中,含量最多的化合物是水,含量最多的有机化合物是蛋白质。同 一细胞中各种化合物的含量一般是不变的,不同的细胞其化合物的含量是不同的。 二、核酸的种类与功能 种类DNA(脱氧核糖核酸)RNA(核糖核酸) 组成 成分 五碳糖脱
2、氧核糖核糖 磷酸磷酸 碱基 A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶) T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶) 基本单位脱氧核苷酸(4 种)核糖核苷酸(4 种) 第 2 页 共 44 页 空间结构规则的双螺旋结构常呈单链结构 分布 主要分布在细胞核内的染色体 上,在线粒体和叶绿体上也有 主要分布在细胞质中 功能 能进行复制、转录过程,从而实 现遗传信息的传递 mRNA 能进行翻译过程,把遗传信息从 mRNA 传递到蛋白质中;rRNA 主要参与 核糖体的构建;tRNA 主要是搬运氨基 酸进入核糖体 三、水和无机盐 1.自由水的生理功能:(1)细胞内的良好溶剂;(2)参与生化反应;(3)为细胞提供液体环 境;(
3、4)运送营养物质和代谢废物。 2.细胞中无机盐的存在形式和生理功能 (1)无机盐的存在形式:大多数以离子形式存在;少数与其他化合物结合。 (2)无机盐的功能:是细胞中许多重要化合物的组成成分;对于维持细胞和生物体的 生命活动有重要作用;维持细胞的渗透压,从而维持细胞的正常形态;调节 pH、维持细 胞及动物和人体液的酸碱平衡。 二、生命的结构基础二、生命的结构基础 一、细胞膜的成分 第 3 页 共 44 页 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,此外还含有少量的糖类和胆固醇(胆固醇只存在于动 物细胞中)。 二、细胞膜的功能 1.将细胞与外界环境分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定。 2.控制物质进出细胞,
4、控制作用是相对的。 3.进行细胞间的信息交流。 三、细胞器的种类和功能 1.细胞亚显微结构的相关知识点的归纳总结 (1)与能量转换有关的细胞器:叶绿体、线粒体。 (2)能产生水的细胞器:线粒体(有氧呼吸)、叶绿体(光合作用)、核糖体(脱水缩合)等。 (3)与主动运输有关的细胞器:线粒体(提供能量)、核糖体(合成载体蛋白)。 (4)生理活动中遵循碱基互补配对原则的细胞器:线粒体、叶绿体(二者自身 DNA 的复制、 转录和翻译)、核糖体(翻译)。 (5)与细胞分裂有关的细胞器:核糖体(间期进行蛋白质的合成)、线粒体(提供能量)、 中心体(低等植物细胞或动物细胞有丝分裂前期,发出星射线形成纺锤体)、
5、高尔基体(植物 细胞分裂时,高尔基体与细胞壁的形成有关)。 (6)含色素的细胞器:叶绿体(含叶绿素和类胡萝卜素)、液泡(含花青素等)。 四、细胞的生物膜系统 1.概念: 细胞器膜、细胞膜和核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。 2.生物膜系统的作用:(1)细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境,且在细胞与环境 之间进行的物质运输、能量交换和信息传递的过程中起着决定性作用。(2)细胞内广阔的膜 面积为酶提供了大量的附着位点,为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件。(3)细胞内 的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室,保证了细胞生命活动高效有序地进行。 三、细胞的代谢三、细胞的代谢 第 4 页 共 4
6、4 页 一、酶的特性 1.高效性:酶的催化效率一般是无机催化剂的 10 71013倍。 2.专一性:酶对反应底物具有专一性,任何一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反 应。 3.酶需要适宜的环境条件:酶促反应一般在常温、常压及生理 pH 条件下进行。 二、有氧呼吸与无氧呼吸的比较 有氧呼吸无氧呼吸 不 同 点 反应条件 需要 O2、酶和适宜的温度不需要 O2,需要酶和适宜的温度 呼吸场所 第一阶段在细胞质基质中,第二、 三阶段在线粒体内 全过程都在细胞质基质内 分解产物CO2和 H2OCO2、酒精或乳酸 释放能量多少 特点有机物彻底分解,能量完全释放有机物没有彻底分解,能量没完全释放 相同点其
7、实质都是分解有机物,释放能量,生成 ATP 供生命活动需要 相互联系 第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同,之后在不同条件下、不同的场所沿不 同的途径,在不同的酶的作用下形成不同的产物: 三、有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析图 第 5 页 共 44 页 四、光合作用的过程 1.光反应和暗反应的比较 比较项目光反应暗反应 实质光能转变为化学能,并放出 O2同化 CO2形成有机物(酶促反应) 时间短促,以微秒计较缓慢 条件需叶绿素、光、酶、水 不需叶绿素和光,需要多种酶、ATP、 H、CO2 场所 在叶绿体内的基粒囊状结构的薄膜 上进行 在叶绿体内的基质中进行 物质转化 水的光解:2H2O4H+O2
8、ATP 的合成:ADP+PiATP CO2的固定:CO2+C52C3 C3的还原:2C3(CH2O)+C5+H2O 能量转化 光能活跃化学能,并贮存在 ATP ATP 中的活跃化学能 有机物中稳定的化学能 联系 (1)光反应为暗反应提供H和 ATP;暗反应为光反应提供 ADP 和 Pi;(2)没有光反 应,暗反应无法进行;没有暗反应,有机物无法合成。 五、条件骤变时物质量的变化 条件C3C5H和 ATP(CH2O)合成量 CO2供应不变,突然光照(增强光照)减少增加增加增加 CO2供应不变,停止光照(减弱光照)增加减少减少减少 CO2供应不变,光照不变,(CH2O)运输受阻增加减少增加减少 C
9、O2供应增加(未达饱和点),光照不变增加减少减少增加 停止 CO2供应,光照不变减少增加增加减少 第 6 页 共 44 页 四、生命活动的调节四、生命活动的调节 1.内环境三种组成成分的关系 成分 项目 血浆组织液淋巴 存在部位血管组织细胞间隙淋巴管 来源 透出毛细血管的血浆;组 织细胞代谢产生 毛细淋巴管吸收部分组织液 生活在其 中的细胞 各种血 细胞 绝大多数体细胞大量淋巴细胞和吞噬细胞 所含化 学成分 都含有水、无机盐、蛋白质等,但是血浆中蛋白质含量较高,而组织液和淋 巴中蛋白质含量很少 第 7 页 共 44 页 2.神经系统的组成 中枢神经系统 脑 大脑大脑皮层是调节机体活动 的最高级
10、中枢 小脑有维持身体平衡的中枢 脑干有维持生命必要的中枢, 如心血管运动中枢、呼吸中枢等 脊髓有调节躯体运动的低级中枢 周围神经系统脑和脊髓发出的神经 3.下丘脑在生命活动调节中的作用 (1)下丘脑是内分泌的枢纽:下丘脑通过分泌多种促激素释放激素作用于垂体,控制垂体 的功能来控制其他内分泌腺的活动。 (2)下丘脑可以分泌抗利尿激素,调节水分平衡。 (3)下丘脑内有血糖调节中枢,该中枢通过神经直接作用于胰岛细胞,调节胰岛素和胰高 血糖素的分泌。 (4)下丘脑中有渗透压感受器,可以感受内环境中渗透压的改变,从而调节水分平衡。 (5)体温调节中枢主要位于下丘脑,通过体温调节中枢调节体温的恒定。 4.
11、列表比较其他植物激素的种类及生理功能 激素名称合成部位分布部位主要生理功能 赤霉素 幼芽、幼根和未 成熟的种子 大多在生长旺盛的部位 促进细胞伸长生长;解除块茎 的休眠并促进萌发 细胞 分裂素 茎尖、根尖、萌 发的种子 主要分布在正在进行细 胞分裂的部位 促进细胞的分裂;诱导花芽的 分化,延缓叶片的衰老 脱落酸 根冠、萎蔫的叶 片中含量较多 将要脱落或进入休眠的 组织中分布较多 抑制细胞的分裂和种子的萌 发;促进叶和果实的衰老和脱落 乙烯 植物体的各个部 分 广泛存在于植物体内, 成熟的果实中分布较多 促进果实的成熟; 促进器官的脱落 第 8 页 共 44 页 五、细胞的生命历程五、细胞的生命
12、历程 一、细胞增殖的方式和细胞周期的概念 1.真核细胞的增殖方式:有丝分裂、减数分裂和无丝分裂。 2.细胞周期 (1)概念:指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止。 (2)细胞周期的时间:间期在前,分裂期在后,间期经历的时间长,分裂期经历的时间短, 所以在观察有丝分裂装片时大多数细胞处于间期。细胞的种类不同,一个细胞周期的时间也 不相同。 二、细胞的分化 1.概念:在个体发育中,由一个或多个细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上 发生一系列稳定性差异的过程。 第 9 页 共 44 页 2.特征:细胞分化具有持久性、稳定性和不可逆性。 3.原因:在个体发育中,不同的细
13、胞遗传信息执行的情况不同,即在特定的时间和空间条 件下基因的选择性表达。 4.意义:细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础;细胞分化使 生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。 三、细胞的全能性 1.概念:已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。 2.实例:已分化的植物细胞具有发育成完整个体的全能;高度分化的动物细胞无全能性, 但细胞核具有全能性。 3.原因:细胞核中含有本物种生长发育的全套遗传物质。 4.干细胞:动物和人体内保留着少量具有分裂和分化能力的细胞。 5.全能性比较:植物细胞动物细胞;受精卵生殖细胞体细胞。 6.细胞分化程度与全能性的关系:
14、分化程度越低的细胞,全能性越高。 四、细胞的凋亡 1.概念:由基因决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制 决定的程序性调控,所以也常常被称为细胞编程性死亡。 2.意义:对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素 的干扰都有非常关键的作用。 3.细胞死亡:包括细胞凋亡和细胞坏死,细胞凋亡是细胞程序性死亡,是正常死亡;而细 胞坏死是细胞因外界因素的作用导致的死亡,是非正常的细胞死亡。 六、遗传、变异、进化和基因工程六、遗传、变异、进化和基因工程 第 10 页 共 44 页 一、分离定律和自由组合定律的关系 1.适用条件 孟德尔遗传规律适用于进行有
15、性生殖的真核生物的细胞核遗传;分离定律适用于一对相 对性状的遗传;自由组合定律适用于两对或两对以上相对性状的遗传,且控制这些性状的基 因必须位于非同源染色体上。 2.两大定律的比较 规律 项目 分离定律自由组合定律 性状及其控制基因一对两对或两对以上 等位基因与染色体关系位于一对同源染色体上 分别位于两对或两对以上同源染色 体上 细胞学基础(染色体的 活动) 减后期同源染色分离减 后期非同源染色体自由组合 3.用分离定律解决自由组合定律问题 自由组合定律以分离定律为基础,可用分离定律解决自由组合定律的问题,基本思路是: 首先将自由组合问题转化为若干个分离定律问题,再用乘法原理将各情况进行组合。
16、 (1)配子类型的问题 例:某生物雄性个体的基因型为 AaBbcc,这三对基因为独立遗传,则它产生的精子的种 类有: AaBbcc 第 11 页 共 44 页 221=4 种 (2)基因型类型的问题 例:AaBbCc 与 AaBBCc 杂交,其后代有几种基因型? 先将问题分解为分离定律问题: AaAa 后代有 3 种基因型(1AA2Aa1aa);BbBB 后代有 2 种基因型 (1BB1Bb);CcCc 后代有 3 种基因型(1CC2Cc1cc)。 因而 AaBbCc 与 AaBBCc 杂交,其后代有 323=18 种基因型。 (3)表现型类型的问题 例:AaBbCc 与 AabbCc 杂交,
17、其后代有几种表现型? 先将问题分解为分离定律问题: AaAa 后代有 2 种表现型;Bbbb 后代有 2 种表现型;CcCc 后代有 2 种表现 型。 因而 AaBbCc 与 AabbCc 杂交,其后代有 222=8 种表现型。 七、生物与环境七、生物与环境 1.种群密度的变化预测 影响种群密度变化的因素有多种,它们的相互关系如下图: 第 12 页 共 44 页 2.两种种群增长曲线分析 项目“J”型曲线“S”型曲线 增长模型 前提条件 理想状态:资源无限、空间无限、 不受其他生物制约 现实状态:资源有限、空间有限、受其 他生物制约 相关“率”的 变化 K值有无无K值有K值 曲线形成原因无种内
18、斗争,缺少天敌种内斗争加剧,天敌数量增多 3.能量流动的过程 (1)能量流动的源头是阳光(太阳能)。 (2)能量的输入 相关的生理过程:绿色植物的光合作用将光能转化成化学能,储存在有机物中。 输入能量的总值:绿色植物通过光合作用固定的太阳能总量。 4.能量的传递 (1)途径:食物链和食物网。 (2)特点:单向流动、逐级递减。 (3)传递效率:10%20%。 (4)逐级递减的原因:a.每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一个营养级利用;b. 每个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部分能量;c.各营养级中的能量都要有一 部分流入分解者。 第 13 页 共 44 页 规律总结模块 高考生物重
19、要规律性关系及公式归纳高考生物重要规律性关系及公式归纳 1.蛋白质结构中的等量关系: 蛋白质中氨基酸数目=肽键数目(即水分子数目)+ 肽链条数=mRNA(翻译模板)中的碱基 数3=DNA(相应基因)中的碱基数6; 蛋白质中至少还有氨基和羧基的数目=肽链条数; 组成生物体的蛋白质中氨基酸种类约为 20 种。 2.区别有丝分裂和减数分裂的一般方法步骤如下: 一数数染色体数目:若为奇数,则肯定是减数第二次分裂;若为偶数,则进入下一 步骤; 二看看有无同源染色体:若无,则肯定是减数第二次分裂;若有,则再看同源染色 体的行为变化:如果有同源染色体的联会、形成四分体、同源染色体彼此分离中的任意一项, 即为
20、减数第一次分裂;如果同源染色体始终单独活动,则肯定是有丝分裂; 三判断对照分裂过程中染色体的行为变化规律(有丝分裂各时期)来判断分裂时 期。 附有丝分裂各期特点(口诀): “染色体”复制现“单体”(间);膜、仁消失现两体(前);赤道板上排整齐 (中);均分牵引到两极(后);膜、仁板(重)现两体失(末)。 3.细胞分裂中有关染色体的一组概念(染色体和 DNA 等的数量判断要点): 染色体组:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上互不相同,但又互相协调,共 同控制生物的生长、发育、遗传和变异; 同源染色体:形态、大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方; 染色体:以着丝点数目为准。常染色体:在
21、雌雄个体中没有差异的染色体。性染色体: 在雌雄个体中有显著差异且对性别起决定作用的染色体; 染色单体:一条染色体复制后内含两个 DNA 时,才有染色单体(染色体复制后才有,并 连在一个着丝点上,着丝点分裂后就没有); DNA 量: 有单体时等于单体数(是染色体数的两倍),无单体时等于染色体数; 四分体: (减前、中期)联会后,每对同源染色体含两条染色体,四条染色单体(1 个 四分体=1 对同源染色体=2 条染色体=4 条染色单体=4 个 DNA)。 4.如某种生物体细胞中染色体数目为 2n,则有: 第 14 页 共 44 页 1 个精原细胞1 个初级精母细胞2 个次级精母细胞(2 种)4 个精
22、细胞(2 种,各 2 个)4 个精子(2 种,各 2 个) 1 种精原细胞1 种初级精母细胞2 n种次级精母细胞 2 n种精细胞 2 n种精子 5.坐标曲线的判断方法: 标志看横、纵坐标含义; 明点看起点、转折点、终点的意义; 述线据纵坐标(因变量)随横坐标(自变量)而改变的原则对曲线各段进行描述。 6.课本中的有关反应式: 氨基酸脱水缩合: +H2O + +(n-1)H2O ATP 和 ADP 的相互转化:ATP(+H2O)ADP+Pi+能量 光合作用:CO2+2H2*O(CH2O)+ *O 2+H2O 6CO2+12H2*OC6H12O6+6 *O 2+6H2O 能量变化:光能电能活跃的化
23、学能(ATP、NADPH)稳定的化学能(有机物) 光反应:2H2OO2+4H(NADPH);ADP+Pi+能量ATP; 暗反应:CO2+C52C3; C3+H(NADPH)CH2O+H2O;ATPADP+Pi+能量 有氧呼吸:C6H12O6+6 *O 2+6H2O 6CO2+12H2*O+能量(38ATP+热能) 第一阶段:C6H12O62CH3COCOOH(丙酮酸)+4H+能量(2ATP+热能) 第二阶段:2CH3COCOOH6CO2+20H+能量(2ATP+热能) 第三阶段:24H+6 *O 2 12H2*O+能量(34ATP+热能) 无氧呼吸 第 15 页 共 44 页 7.光合作用和呼
24、吸作用的有关计算: 光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量 光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳消耗量+呼吸作用二氧化碳释放量 光合作用葡萄糖净生产量=光合作用实际葡萄糖生产量-呼吸作用葡萄糖消耗量 8.2 n的含义: 具有n对同源染色体的生物减数分裂产生配子的种类数; 具有n对等位基因(自由组合)的生物减数分裂产生配子的种类数; 具有n对相对性状的生物产生的子代中表现型的种类数; 一个 DNA 分子复制n次后的 DNA 分子的数目; 一个细胞有丝分裂n次后产生的子细胞数目。 9.有关中心法则的内容: 公式: DNA 中有关等 式:A=T,G=CA+G=T+C=A+C=T+
25、G=1/2(A+G+T+C)(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1。 某 DNA 片段中有腺嘌呤a个,占全部碱基比例为b,则胞嘧啶为a( 1 2?-1)个。 在 DNA 分子中的一条单链A+G T+C=m,则在另一互补链中这种比例是 1/m;这个比例关系在 整个 DNA 分子中是 1。 当在一条单链中,A+T G+C=n 时,则在另一互补链中这种比例是n;这个比例关系在整个 DNA 分子中是n。 某 DNA 分子共有a个碱基,其中含胞嘧啶m个,则该 DNA 分子复制n次,需要游离的胸 腺嘧啶脱氧核苷酸数为:(2 n-1)(? 2-m)。 基因对性状的控制情况: 10.关于两个遗传定
26、律的关系: 第 16 页 共 44 页 相对性 状 F1的配子种 类数 F1的配子组 合数 F2的基因型 数 F2的表现型 数 F2的表现型 比 1 对222=432(31) 2 对444=1694(31) 2 3 对888=64278(31) 3 n对2 n 4 n 3 n 2 n (31) n 11.有关能量流动的内容: 能量的输入 能量的传递能量的输出能量流动的内容研究的目的 生产者 (绿色植 物) 光合作 用 食物链和 食物网 能量流动 伴随物质循 环进行 生产者、消费 者的呼吸作用 (有氧呼吸和无 氧呼吸) 分解者的分解 作用 化石燃料的燃 烧 传递方向:单向 流动 传递数量:逐级
27、递减 传递效 率:10%20% 能量金字塔(数 量金字塔、生物 量金字塔) 调整能量流 动关系 生态系统的 稳定性 保护环境 实施可持续 发展战略 12.有关物质循环的内容: (1)碳循环: 特点:循环性、全球性; 循环形式:群落和无机环境之间是 CO2形式,群落内各生物间是以含碳有机物形式沿 食物链传递; 途径:一来源生产者通过光合作用将 CO2固定;三返回通过动植物呼吸、微 生物分解、化石燃料的燃烧返回。 第 17 页 共 44 页 (2)氮循环: 特点:循环性、全球性; 循环形式:进入群落形式N2NH3NO2 -NO 3 -,群落内各生物间是以含氮有机物形 式沿食物链传递,回到无机环境形
28、式NH3、NO3 -、N 2、尿素等; 途径:三来源生物固氮、大气高能固氮、工业固氮,硝化细菌将 NH3氧化为 NO3 -, 经植物同化作用转化为含氮有机物;三返回微生物分解、反硝化细菌的作用、化石燃料 的燃烧返回。 教材中常见的教材中常见的“颜色反应颜色反应”的总结的总结 “颜色反应”是鉴定一些化合物或结构的重要方法,也是近几年高考的高频考点,现将 它们总结如下: 1.斐林试剂与还原性糖的反应 斐林试剂由质量浓度为 0.1 gmL -1的 NaOH 溶液和质量浓度为 0.05 gmL-1的 CuSO 4 溶液配制而成,两者混合后,很快生成浅蓝色的 Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2与还原性糖
29、(如葡萄糖、 麦芽糖、果糖)在加热的条件下发生反应,生成砖红色 Cu2O 沉淀。 2.脂肪与苏丹染液的反应 脂肪可被苏丹染液染成橘黄色;也可被苏丹染液染成红色。 注:苏丹染液与脂肪的亲和力比较强,所以染色时间较短,一般为 1 min 左右。 3.蛋白质与双缩脲试剂的反应 双缩脲试剂的成分是质量浓度为 0.1 gmL -1的 NaOH 溶液和质量浓度为 0.01 gmL-1 的 CuSO4溶液。在碱性溶液(NaOH)中,双缩脲(H2NOC-NH-CONH2)能与 Cu 2+作用,形成紫色或紫 红色的络合物。由于蛋白质分子中含有与双缩脲结构相似的肽键,因此蛋白质可与双缩脲试 剂发生颜色反应。 4.
30、淀粉与碘的反应 淀粉是无定形白色粉末,能溶于热水中,遇碘后形成碘淀粉复合物,呈蓝色或蓝黑色。 实验中常用该反应来检验淀粉的存在。 5.DNA 与甲基绿反应 第 18 页 共 44 页 甲基绿使 DNA 呈现绿色。 6.RNA 与吡罗红反应 吡罗红使 RNA 呈现红色。 7.线粒体与健那绿染液的反应 活细胞的线粒体可被健那绿染成蓝绿色。 8.CO2与溴麝香草酚蓝的反应 CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 9.酒精与重铬酸钾的反应 在酸性条件下,橙色的重铬酸钾溶液与酒精发生反应,变成灰绿色。 10.DNA 与二苯胺的反应 在沸水浴的条件下,DNA 遇二苯胺会被染成蓝色。 11.亚硝酸盐与
31、对氨基苯磺酸及 N-1-萘基乙二胺盐酸盐反应 在盐酸酸化的条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与 N-1-萘基乙二胺 盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。该反应常常应用于亚硝酸盐含量的测定。 12.刚果红(简称 CR)染料 刚果红可以与纤维素形成红色复合物,实验中常用刚果红染色法来筛选纤维素分解菌。 13.可以用于染色体(或者核物质)染色的试剂 可以用于染色体(或者核物质)染色的试剂有醋酸洋红染液、龙胆紫染液、改良苯酚品 红染液。 双链双链 DNA 分子碱基比率的总结分子碱基比率的总结 一、碱基互补配对原则 双链 DNA 分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的,其两条链通过碱基对之间的氢
32、 键连接起来,碱基配对有一定的规律。根据碱基配对的规律,可推出双链 DNA 分子中有关碱 基计算的一些规律。 1.双链 DNA 分子中碱基的配对关系:AT,GC 由碱基的配对关系推出双链 DNA 分子的碱基数目关系: A=T;G=C(配对的碱基数目相同)。 A+G=T+C(嘌呤之和等于嘧啶之和,即嘌呤总数与嘧啶总数各占碱基总数的 50%)。 (A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=A/T=T/A=G/C=C/G=1(不因物种不同而不同)。 2.双链 DNA 分子碱基比率计算的规律 假设 DNA 分子的两条链一条为 H 链,另一条为 h 链,由一条链中的碱基比可推知同样的 碱基比在其互补
33、链、双链 DNA 分子中的比值,见下表。 第 19 页 共 44 页 H 链h 链双链 DNA 分子 (A+G)/(T+C)= a 1/a1 (A+T)/(G+C)= b bb 结论: 对于双链 DNA 分子等于 1 的碱基比如(A+G)/(T+C)=1,(A+C)/(T+G)=1,A/T=1 等,其 两条链上同样的碱基比互为倒数。 对于双链 DNA 分子不等于 1 的碱基比如(A+T)/(G+C)1 或(G+C)/(A+T)1,其两 条链上同样的碱基比相等,并且与双链 DNA 分子的同样的碱基比相等。 DNA 分子一条链中的(A+T)或(C+G)在一条链中占的比例,等于在另一条链中所占的比
34、例,也等于一个 DNA 分子中的(A+T)或(C+G)在整个 DNA 分子中所占的比例。 3.碱基种类及比例的运用 由核酸所含碱基种类及比例可分析判断核酸的种类。 如有 U 而无 T,则此核酸为 RNA。 如有 T 且 A=T,C=G,则一般可判断为双链 DNA。 如有 T 且 AT 或 GC,则为单链 DNA。 DNA 半保留复制过程中的等量关系总结半保留复制过程中的等量关系总结 (1)一条 DNA 分子双链,复制n次,形成的子代 DNA 分子中,含亲代 DNA 母链的有两个 DNA 分子,占子代 DNA 总数的 2/2 n;亲代 DNA 分子母链占子代 DNA 中脱氧核苷酸链总数的 2/2
35、 n+1=1/2n。 (2)设一条 DNA 分子中有胸腺嘧啶m个,则该 DNA 连续复制n次形成子代 DNA 分子,需游 离的腺嘌呤(或胸腺嘧啶)为(2 n-1)m 个。因为子代 DNA 分子与亲代完全相同,而子代中有两 条链的碱基完全来自母链,故相当于增加了 (2 n-1)个 DNA 分子。 (3)如果加上放射性同位素标记,有关的计算就更为直观,更有意义。如对亲代 DNA 分子 用 15N 标记,然后在含14N 的环境中让其复制,就有下列特点: 不管复制多少次,总有两个 DNA 分子含有 15N,总有两条链含有15N; DNA 分子复制不同次数后,经离心处理,在离心管中所处的位置见下表。 D
36、NA 分子的特点DNA 中脱氧核苷酸链的特点 细胞中的 DNA 分子在离心 不同 DNA 分子占全部 DNA 分子 之比 不同脱氧核苷酸链占全部 链之比 第 20 页 共 44 页 管中的位置只含 15N 分子 含 14N 和15N 分子 只含 14N 分子 含 15N 的链 含 14N 的链 01全部在下面121 12全部在中间141/21/2 241/2 中,1/2 上1/21/281/43/4 381/4 中,3/4 上1/43/4161/87/8 n2 n 2/2 n中, 1-2/2 n上 2/2 n (或 1/2 n-1) 1-2/2 n 2 n+1 1/2 n 1-1/2 n 解题
37、策略模块 有丝分裂过程中有丝分裂过程中 DNA 含量的变化含量的变化 一、有丝分裂过程中 DNA 含量的变化特点 1.染色体数目的变化及分裂时期的相互关系(假定正常体细胞的细胞核中 DNA 含量为 2a,染色体数目为 2N),见下表。 比较项目分裂时期间期前期中期后期末期 DNA 含量2a4a4a4a4a4a2a 染色体数目2N2N2N4N4N2N 染色单体数目04N4N4N00 2.染色体、DNA 在有丝分裂过程中的变化曲线,如下图。 二、解题精要 细胞增殖是通过细胞分裂实现的,大部分的细胞增殖主要是通过有丝分裂进行的。对有 丝分裂的考查集中表现在对细胞分裂图和曲线图各期的判断上。 1.细胞
38、分裂图:抓住染色体的变化,这是区分细胞分裂处于何期的主要标志。 第 21 页 共 44 页 2.曲线图 (1)DNA 线:特别要注意在细胞进入分裂期前的间期准备时期,曲线有一个倾斜线,这与 DNA 分子的半保留复制特点有关。最终结果是曲线的起点和终点在同一水平。 (2)染色体图:曲线是典型的“几”字形折线,但结果同样是起点和终点位于同一水平。 原因是通过有丝分裂子细胞获得了和母细胞一样数量的 DNA 和染色体。 3.细胞周期的计算与应用:明确细胞周期的起始点,从上次分裂结束开始到本次分裂完 成为止。有连续分裂现象的细胞才有细胞周期。 遗传推导计算题的归类解析遗传推导计算题的归类解析 一、利用碱
39、基互补配对原则进行碱基数目推导与计算 例 1某 DNA 分子含有a个碱基,其中胞嘧啶m个,则该 DNA 分子复制 3 次,需要游离 胸腺嘧啶核苷酸数为() A.7(am)B.8(a-m) C.7(a/2m)D.8(2a-m) 【解析】DNA 分子含a个碱基,C=m(个),则 G=m(个),故 DNA 分子中的 T=A=(a/2 m)(个)。连续复制 3 次,共产生 8 个 DNA 分子,其中有 14 条链(合 7 个 DNA 分子)为新合成的。 因而复制 3 次需游离胸腺嘧啶核苷酸数为 T=7(a/2-m)。本题也可用公式 R某游离脱氧核苷酸数=q(2 n- 1),(注:q为碱基模板数,n为复
40、制次数),则直接代公式 T=(a/2-m)(2 3-1)=7(a/2-m)。 【答案】C 二、依据基因表达的相关知识推导与计算蛋白质的相对分子质量 例 2某蛋白质由n条肽链组成,氨基酸的平均相对分子质量为a,控制蛋白质合成的 基因含b个碱基对,则该蛋白质的相对分子质量为() A.2ab/3-6b+18nB.ab/3-6b C.(b/3-a)18nD.ab/3-(b/3-n)18 【解析】首先要理解基因表达中 DNA 碱基数、mRNA 上的密码子数和氨基酸数之间的关 系,氨基酸脱水缩合形成蛋白质的氨基酸数、肽链数与失水数之间的关系。基因含b个碱基 对,则 mRNA 含b个碱基,含b/3 个密码子
41、,决定b/3 个氨基酸,氨基酸的总相对分子质量为 ab/3,合成蛋白质应失去b/3-n个水分子,失去水的相对分子质量为(b/3-n)18=6b-18n。 因此,合成的蛋白质的相对分子质量为ab/3-(6b-18n)=ab/3-(b/3-n)18。 【答案】D 三、亲代与子代的配子种类、表现型、基因型的推导与计算 第 22 页 共 44 页 例 3一雌蜂和一雄蜂交配产生 F1代,在 F1代雌雄个体交配产生的 F2代中,雄蜂基因 型共有 AB、Ab、aB、ab 4 种,雌蜂基因型共有 AaBb、Aabb、aaBb、aabb 4 种,则亲本的基 因型为() A.aabbABB.AaBbAb C.AA
42、bbaBD.AABBab 【解析】由于雄蜂是由没有受精的卵细胞发育成的,F2代雄蜂基因型共有 AB、Ab、aB、 ab 4 种,说明 F1代雌蜂能产生 AB、Ab、aB、ab 4 种卵细胞,由此可知 F1雌蜂的基因型为 AaBb;又由于 F2代雌蜂基因型共有 AaBb、Aabb、aaBb、aabb 4 种,它是由受精卵发育成的, 而 F1雌蜂的基因型为 AaBb,其产生的卵细胞为 AB、Ab、aB、ab 4 种,因而可知 F1雄蜂的基 因型为 ab,进而可推知亲本雌蜂产生的配子为 ab,所以亲本雌蜂的基因型为 aabb,而亲本雌 蜂产生的配子为 ab,所以亲本雄蜂的基因型为 AB。 【答案】A
43、 例 4基因型为 AAbbCC 与 aaBBcc 的小麦进行杂交,这三对等位基因分别位于三对同 源染色体上,F1杂种形成的配子种类数和 F2的基因型种类数分别为() A.4 与 9B.4 与 27C.8 与 27D.32 与 81 【解析】AAbbCC 与 aaBBcc 的杂交,可知 F1的基因型为 AaBbCc,而 Aa、Bb、Cc 可分别 形成 2 种配子,依据乘法原理 AaBbCc 可形成配子 222=8(种);而 AaAa、BbBb、 CcCc 子代分别有 3 种基因型,所以 AaBbCcAaBbCc 自交,F2的基因型共有 333=27(种)。 【答案】C 四、遗传病的有关推导与计算
44、 例 5Leber 遗传性视神经病是一种遗传病,此病是由线粒体 DNA 基因突变所致。某 女士的母亲患此病,如果该女士结婚生育,下列预测正确的是() A.如果是男孩,孩子不会携带致病基因 B.如果是女孩,孩子不会携带致病基因 C.不管是男孩或女孩,孩子都携带致病基因 D.必须经过基因检测,才能确定 【解析】Leber 遗传性视神经病是由线粒体 DNA 基因突变所致,属于细胞质遗传,而细 胞质遗传的特点之一是母系遗传,即母病子女必病,因而该女士生育的孩子都携带致病基因。 【答案】C 例 6某男子的父亲患血友病,而他本人血凝时间正常,他与一个没有血友病家族史 的正常女子结婚,一般情况下,他们的孩子
45、患血友病的概率是() A.1/2B.1/4C.0D.1/6 第 23 页 共 44 页 【解析】血友病属于伴 X 隐性遗传病,这个男子的父亲患血友病,但他本人血凝时间正 常,可知其基因型为 X HY,一个没有血友病家族史的正常女子的基因型为 XHXH,这样的双亲组 合后,子代的基因型为 X HXH或 XHY,表现型均正常。 【答案】C 例 7人的血友病属于伴性遗传,苯丙酮尿症属于常染色体遗传。一对表现型正常的 夫妇生下一个既患血友病又患苯丙酮尿症的男孩,如果他们再生一个女孩,表现型正常的概 率是() A.9/16B.3/4C.3/16D.1/4 【解析】本题为概率计算题,解析时应先推导夫妇的基
46、因型。由于这对夫妇表现型正常, 生下的男孩既患血友病又患苯丙酮尿症,因而可知血友病(设由 X h基因控制)与苯丙酮尿症 (设由 a 基因控制)均为隐性遗传病,其夫妇的基因型为:夫(AaX HY),妇(AaXHXh);其次可将 AaX HY 与 AaXHXh拆分为 XHYXHXh和 AaAa,再次对其分析: X HYXHXh1 4X HXH、1 4X HXh、1 4X HY、1 4X hY AaAa3 4A_、 1 4aa 最后,依据乘法原理和加法原理进行计算:再生一个女孩表现正常的基因型为 A_X HXH或 A_X HXh,而 A_XHXH出现的概率为(1/4)(3/4)=3/16;而 A_X
47、HXh出现的概率为 (1/4)(3/4)=3/16,所以 A_X HXH或 A_XHXh出现的概率为 3/16+3/16=3/8,又因为题中告知所 生孩子为女孩,不必考虑性别比例,因而女孩正常的概率是(3/8)(1/2)=3/4。 【答案】B 怎样利用一种简易方法求解遗传系谱图怎样利用一种简易方法求解遗传系谱图 遗传系谱图是高中生物学中较难的部分,关键是解题思路要明确。下面介绍的方法,可 以在短时间内解出所有难题。 一、特异片段确定法 (1)看图中有没有特异的片段。所谓特异的片段,是指两名非患者后代出现患者的现象 和两名患者后代出现正常的现象。 (2)图 1 所示的图谱,如果有特异的片段和,则
48、说明是隐性遗传病。因为假设该致病 基因为显性,正常父母应为 aa、aa 或 X aY、XaXa,后代绝不会有患者 A 或 XA。其中如果下一代 中有女儿是患者,则还说明是常染色体隐性遗传病,因为若是伴 X 隐性遗传病,则女患者的 父亲一定是患者。 (3)图 1 所示的图谱,如果有特异的片段和,则说明是显性遗传病。因为假如致病基 因为隐性,患者父母应为 aa、aa 或 X aY、XaXa,后代绝不会有 A 或 XA,即不会有非患者。其中 第 24 页 共 44 页 如果下一代中有女儿不是患者,则还说明是常染色体显性遗传病,父母基因为 Aa 和 Aa,女 儿是 aa。因为若是伴 X 显性遗传病,男
49、患者的女儿必定继承 X A而且是患者。 二、不对称排除法 (1)通过特异片段确定法可以迅速推断致病基因的显隐性,但若没有特异片段,则只好用 排除法排除 4 种可能性中的某些情况,最易排除的是伴 X 显性和伴 X 隐性。 (2)图 2 所示的图谱,如果图谱中出现下述情况中的和,则不会是伴 X 隐性遗传病, 因为若是伴 X 隐性遗传病,女患者 X aXa的父亲和儿子一定是患者。 (3)图 2 所示的图谱,如果图谱中出现下述情况中的和,则不会是伴 X 显性遗传病, 因为若是伴 X 显性遗传病,男患者 X AY 的母亲和女儿必是患者。 三、一些较为特殊的情况 (1)有时候系谱图中只有男性患者,则可能是
50、 Y 染色体遗传,但必要条件是男患者的父亲 和儿子必是患者。 (2)有时候系谱图中女性患者的后代全是患者,则要考虑是不是细胞质遗传,因为在受精 作用过程中,提供细胞质的是女性的卵细胞。 下面介绍解题思路: (1)判定是不是 Y 染色体遗传或细胞质遗传(演绎法)。 (2)有无两名患者后代出现非患者现象(确定法)。若有,即为常染色体显性或伴 X 显性 两种显性遗传病,常染色体显性可用确定法确定,伴 X 显性可用排除法排除,不能确定又不能 排除,则有常染色体显性或伴 X 显性两种可能性。 (3)有无隔代遗传(两名非患者后代出现患者)现象。若有隔代遗传现象,则肯定是常染 色体隐性或伴 X 隐性两种隐性
