【知识建构】
本专题主要包括三大块知识：遗传的物质基础和基因工程、遗传的基本定律，以及细胞质遗传、生物的变异和进化。
一、遗传的物质基础和基因工程
以遗传物质为中心，按知识的内在联系可以形成如下知识网络：
[证明] [噬菌体侵染
细菌的实验][烟草花叶病毒
与车前草病毒
侵染叶片实验][脱氧核苷酸] [重要实验][肺炎双球菌
转化实验][双螺旋结构][基因的表达][基因的
结构][ＤＮＡ的
粗提取与
鉴定实验][半保留复制][边解旋边复制][中心法则][基因表达
的过程][DNA
复制][DNA
结构][基因的概念][基因
工程][原核细胞
的基因
真核细胞
的基因][基本内容
基本步骤
成果与前景][性状的表现][遗传规律 变异][核遗传 质遗传][分离
定律][自由组
合定律][基因突变
基因重组
染色体变异][遗传的
物质基础]
二、遗传的基本规律和细胞质遗传
复习本部分知识要与减数分裂相联系，遗传的基本规律发生在进行有性生殖的生物经减数分裂产生生殖细胞的过程中。
[伴Y遗传][性别决定][性染色体][常染色体][细胞][细胞核遗传][细胞质遗传][伴X隐性遗传][伴X显性遗传][基因的自由组合定律][基因的分离定律][染色体][
][基因][基因][
] [母系遗传
F1不出现一定的分离比] [叶绿体中基因
线粒体中基因][一对等位基因
二对或二对以
上等位基因][Ｘ上的基因
Ｙ上的基因][ＸＹ型
ＺＷ型]
三、生物的变异和进化
[遗传的
变异][生物的变异][不遗传的
变异][仅环境因
素的影响][染色体][有性生殖][DNA复制][基因突变][基因重组][染色的变异][没有改变][遗传物质][自然选择][生物进化][自由组合
交叉互换][结构改变
数目改变][出差错]
【考情分析】
1. 命题特点
从近几年高考试题来看，DNA的结构和功能、孟德尔遗传实验过程、分子水平的解释、遗传图谱的判定、遗传病发病率计算等内容（特别是将减数分裂过程、突变过程与不同的基因传递过程联系在一起）是命制大型综合题的素材。当今社会的一些热点、焦点问题如基因工程、克隆、人类基因组计划、用物理或化学的方法进行的诱变育种以及生产实践中的许多问题都与遗传和变异的内容密切相关，也是考查的重点。
2. 高频考点
（1）关于证明DNA是遗传物质的两个经典实验的有关知识考查；
（2）关于碱基配对及转录、翻译过程中有关计算的考查；
（3）关于DNA复制、转录、翻译的识图析图及与中心法则的联系考查；
（4）关于基因工程中操作工具、操作步骤及实践应用的考查。
3. 实验考点
（1）证明DNA是遗传物质的两个经典实验的拓展延伸；
（2）探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA；
（3）放射性同位素法证明DNA半保留复制的方式；
（4）探究某种药物是阻断转录（RNA）功能还是翻译（核糖体）的功能；
（5）探究是细胞质遗传还是细胞核遗传及质粒上是否含某种标记基因遗传、变异与进化既是高中生物学的重点，又是难点。遗传的物质基础、遗传的基本规律和生物的变异，在全书中占有重要位置。它不仅有重要的理论价值，而且在实践中与人类的生产生活关系极为密切。关于生物的进化，我们主要从两个方面进行准备：一是掌握有关的基本概念，对基本概念要进行正确理解，比如自然选择学说、基因频率、种群、基因库、物种、隔离、地理隔离、生殖隔离等；二是掌握新物种形成的基本观点及与达尔文进化论的异同。
本专题知识点多，概念多，而且需运用概念、原理、定律解释的生命现象和解决的实践问题也多。因此，在复习时，要始终抓住”能力”这个核心，抓住主干知识，突出重点知识。对该部分内容，我们可以以”中心法则”为主线，联系DNA结构与复制、染色体与基因、减数分裂、遗传规律、生物的遗传与变异、生物进化等有关知识，经过思考、分析、归纳，最后构建完整的知识体系。
【考点例析】
例1 （10北京）科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表：
[组别\&1组\&2组\&3组\&4组\&繁殖代数\&多代\&多代\&一代\&两代\&培养产物\&A\&B\&B的子I代\&B的子II代\&操作\&提取DNA并离心\&离心结果\&仅为轻带（ / ）\&仅为重带（ / ）\&仅为中带（ / ）\&1/2轻带（ / ）
1/2中带（ / ）\&]
请分析并回答：
（1）要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过代培养。
（2）综合分析本实验的DNA离心结果，第 组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第组和第组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是。
（3）分析讨论：
①若子I代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于据此可判断DNA分子的复制方式不是复制。
②若将子I代DNA双链分开后再离心，其结果是（选填“能”或“不能”）判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子II代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置是 ，放射性强度发生变化的是带。
④若某次实验的结果中，子I代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为.
解析 （1）根据表格可知经过多代培养，可得到大肠杆菌B。（2）若要证明DNA的复制为半保留复制，则需证明后代的两条链一条是原有的，一条则是新合成的。因此，第3组与第1，2组的结果对比可证明。（3）若子I代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于B，据此可判断DNA分子的复制方式不是半保留方式进行的复制。若将子I代DNA双链分开后再离心，无法判断其来源，因此其结果是不能判断DNA的复制方式。若在同等条件下将子II代继续培养，子n代DNA情况是2个DNA为一条链为15N，一条则为14N。其余DNA的两条链都是14N。因此，子代DNA离心的结果是密度带的数量和位置是没有变化，放射性强度发生变化的是轻带。若某次实验的结果中，子I代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为15N。
答案 （1）多 （2）3 1 2 半保留复制
（3）① B 半保留 ②不能 ③没有变化 轻④15N
点评 本题考查DNA复制方式的探究，不但要求我们掌握 DNA复制方式，同时还能准确运用这种半保留复制方式分析和解决实际问题，对能力要求较高。
例2 （10天津）某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫，至1967年中期停用。下图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线。R表示杀虫剂抗性基因，S表示野生敏感型基因。据图回答：
（1）R基因的出现是的结果。
（2）在RR基因型频率达到峰值时，RS、SS基因型频率分别为4%和1%，此时R基因的频率为 。
（3）1969年中期RR基因型几近消失，表明在的环境条件下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力。
（4）该地区从此不再使用杀虫剂。预测未来种群中，最终频率最高的基因型是 ，原因是。
解析 （1）基因突变产生新基因，R基因的出现是基因突变的结果。（2）RS、SS基因型频率分别为4%和1%，则RR基因型频率为95%，R基因的频率为R/（R+r）=（4+2×95）/200=97%。（3）1967年中期停用了杀虫剂，在不再使用杀虫剂的情况下，RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力低。（4）该地区从此不再使用杀虫剂，在不使用杀虫剂的环境下，持续的选择作用使R基因频率越来越低；最终频率最高的基因型是SS。
答案 （1）基因突变 （2）97% （3）不再使用杀虫剂；低 （4）SS；在不使用杀虫剂环境下，持续的选择作用使R基因频率越来越低
点评 本题考查现代生物进化理论的内容。要求掌握环境对生物的选择作用，环境对生物基因频率的影响，能力要求不够，题目比较基础，但要求同学们对课本知识的熟练。
【实战演练】
配套练习七
一、选择题（5题，每题6分）
1. 肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况如右图所示。下列有关叙述错误的（）
[含量][时间][R型细菌][S型细菌][0][a][b][c]
A. 在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的细菌
B. 曲线ab段下降的原因是R型细菌被小鼠的免疫系统所消灭
C. 曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关
D. S型细菌数量从0开始是由于R型细菌基因突变的结果
2. 有些品系的果蝇对二氧化碳非常敏感，容易受到二氧化碳的麻醉而死亡，后来发现这些品系有的果蝇对二氧化碳具有抗性。研究结果表明，果蝇对二氧化碳敏感与抗性的基因位于细胞内的线粒体中。下表是果蝇抗二氧化碳品系和敏感品系的部分DNA模板链碱基序列和氨基酸序列。下列有关果蝇抗二氧化碳品系的说法中不正确的是（）
[抗性品系\&CGT丙氨酸\&GGT脯氨酸\&AAG苯丙氨酸\&TTA天冬酰胺\&敏感品系\&CGA丙氨酸\&AGT丝氨酸\&AAG苯丙氨酸\&TTA天冬酰胺\&氨基酸位置\&150\&151\&152\&153\&]
A. 丙氨酸至少有两个不同的遗传密码子
B. 果蝇抗二氧化碳品系遗传遵循基因的分离规律
C. 抗性品系与敏感品系的不同与氨基酸的种类有关
D. 抗性产生的根本原因是DNA模板链上决定第151号位氨基酸的有关碱基A被G替换
3. 若洋葱根尖分生区细胞中，由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同，其原因是（）
A. 发生了自由组合B. 发生过交叉互换
C. 联会发生了紊乱D. 复制出现了差错
4. 下图是同种生物4个个体的细胞示意图，其中哪两个图代表的生物杂交可得到2种表现型，6种基因型（）
b][A][a][b][b][A][A][A][A][b][b][图①][图②][图③][图④]
A. 图①、图④ B. 图③、图④
C. 图②、图③ D. 图①、图②
5. 一对等位基因经某种限制性内切酶切割后形成的DNA片段长度存在差异，凝胶电泳分离酶切后的DNA片段，与探针杂交后可显示出不同的带谱（如图I所示）。根据电泳所得到的不同带谱，可将这些DNA片段定位在基因组的某一位置上。现有一对夫妇生了四个儿女，其中1号性状表现特殊（如图Ⅱ），由此可推知四个儿女的基因型（用D、d表示一对等位基因）正确的是（）
A. 1号为XdXd B. 2号为XDY
C. 3号为Dd D. 4号为DD或Dd
二、填空题（4题，共计42分）
6. （8分）鸟类属于ZW型性别决定的生物。某种鸟羽毛的颜色由常染色体上的基因（A、a）和性染色体上的基因（ZB、Zb）共同决定。其基因型与表现型对应关系如下表，请回答问题：
[基因
组合\&A不存在，无论B存在与否
（aaZ—Z—或aaZ—W）\&A存在，B不存在（A-ZbZb或A-ZbW）\&A和B同时存在（A-ZBZ—或A-ZBW）\&羽色\&白 色\&灰 色\& 黑 色\&]
（1）雌鸟和雄鸟的性染色体组成依次是 。
（2）黑鸟的基因型有 种。
（3）基因型纯合的灰雄鸟与杂合的黑雌鸟交配，子代中雌鸟的羽毛颜色是 ，雄鸟的羽毛颜色是 。
（4）一只黑雄鸟与一只灰雌鸟交配，子代羽毛有黑色、灰色和白色，则母本的基因型是 ，父本的基因型是 。理论上黑色、灰色和白色子代的比例为 。
7. （18分）（水稻种子中70％的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，同时，排出的大量磷进入水体易引起水华。
（1）磷元素除了形成植酸外，还可以出现在下列 分子或结构中（多选）。
A. 核糖B. ATPC. 核糖体D. 核膜
（2）种植芦苇能有效抑制水华的发生，表明芦苇与引起水华的藻类关系是 。
（3）植酸酶可降解植酸，在谷物类饲料中添加植酸酶可提高饲料的 利用率。
（4）酵母菌中植酸的活性较高。下图是从不同类型酵母菌的发酵液中提取植酸酶的工艺流程。
[发酵液Ⅱ][植酸酶Ⅱ][离心][分离] [发酵液Ⅰ][提纯][植酸酶Ⅰ] [离心] [上清液] [沉淀物][研磨] [离心] [上清液] [分离、提纯]
据图回答：
①植酸酶 （Ⅰ/Ⅱ）属于分泌蛋白。
②若植酸酶Ⅰ和Ⅱ的肽链组成不同，其差异体现在。
③提纯的植酸酶需做活性条件测定。下图为测定结果：
[自变量][因变量]
图中的自变量可为 （答一种）；因变量可以通过测定 来表示。
（5）为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。
[酵母菌][提取][提取][DNA][mRNA][cDNA][cDNA文库][含目的基
因的菌株][目的基因Ⅰ][目的基因Ⅱ][构建][构建][筛选][筛选][含目的基
因的菌株][分离][分离][A][C] [基因组文库] [B]
据图回答：
①图中基因组文库 （小于/等于/大于）cDNA文库。
②B过程需要的酶是 ；A、C过程中 （可以/不可以）使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。
（6）已获得的转植酸酶基因水稻品系植酸含量低，但易感病，下图为选育低植酸抗病水稻品种的过程。图中两对相对性形状分别由两对基因控制，并独立遗传。
[高植酸、抗病] [低植酸、易感病] [低植酸、抗病] [低植酸、抗病；高植酸、易感病……][P
F1
F2]
采用上图育种过程，需从 代开始筛选，经筛选淘汰后，在选留的植株中低植酸抗病纯合体所占的比例是 。选留植株多代自交，经筛选可获得低植酸抗病性状稳定的品性。
8. （10分）某些遗传病具有家族性遗传的特征，非家族成员一般也非携带者。下图为80年代开始采用的”定位克隆法”示意图，通过对家系分析将与某种疾病相关的基因定位在某一染色体的特定部位。（表示氨基酸的三字母符号：Met——甲硫氨酸；Val——缬氨酸；Ser——丝氨酸；Leu——亮氨酸；Gln——谷氨酰胺；Pro——脯氨酸；Cys——赖氨酸）
请据图回答问题：
（1）基因的本质是 。通过连锁分析定位，该遗传家系的遗传病致病基因最可能在 染色体上。致病基因及等位基因用A或a表示，则患者的基因型多为 。若此病为隐性遗传病，且在人群中的发病率为四万分之一，则第一代女性为携带者的几率约是 （可仅列出算式）。
（2）当初步确定致病基因的位置后，需要对基因进行克隆即复制，获取有关基因的工具是 酶，基因克隆的原料是 种，基因克隆必需的酶是 。
（3）DNA测序是对候选基因的进行检测。检测结果发现是基因位点发生了由 的改变。
9. （6分）某种蝇是家禽的毁灭性寄生虫，在一实验室里，用杀虫剂和电离辐射分别处理这种蝇的两个数量相同的群体，电离辐射能导致雄蝇不育，实验结果如下图：
250][群体中的个体数][处理前两组水平][杀虫剂处理][电离后的世代]
（1）用杀虫剂处理，可使群体中的个体数在短期内迅速减少。但从处理后的第二代开始个体数量逐渐回升，这是因为群体中具有少量 的个体，能 杀虫剂这个环境，在定向的 中得到保存，继续繁殖具有 的后代。
（2）用电离辐射使雄性不育的处理方法，在遗传上称为 。
（3）用电离辐射的方法比用杀虫剂消灭害虫的好处，除效果外还可以防止 ，这对保护环境是有利的。
配套练习八
一、选择题（5题，每题6分）
1. 下图为高等动物的一组细胞分裂图像，下列分析判断正确的是（）
A. 丙产生的细胞基因型为ABC和abC
B. 甲、乙、丙三个细胞中，只有丙中不含同源染色体
C. 丙细胞产生子细胞的过程中发生了等位基因的分离和非等位基因的自由组合
2. 下图表示木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对抗体的消化作用，根据图示实验结果，不能得出的结论是（）
A. 蛋白酶能使抗体失活
B. 抗体的化学本质是蛋白质
C. 木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化学本质均是蛋白质
D. 胃蛋白酶使抗体分解断裂的肽键数目多于木瓜蛋白酶
3. 乳腺细胞和唾液腺细胞都来自外胚层。乳腺细胞在泌乳期能合成大量乳蛋白，但不能合成唾液淀粉酶，而唾液腺细胞能合成唾液淀粉酶，但不能合成乳蛋白。如图所示为一泌乳期的乳腺细胞，关于该细胞中标出的三个基因的表达情况，下列说法正确的是（）
[淀粉酶基因
ATP合成酶基因][乳蛋白基因]
A. 图中的三个基因都能表达
B. 图中有两个基因能表达
C. 只有乳蛋白基因能表达
D. 只有ATP合成酶基因能表达
4. 人类的F基因前段存在CGG重复序列。科学家对CGG重复次数、F基因表达和遗传病症状表现三者之间的关系进行调查研究，统计结果如下：
[CGG重复次数（n）\&n<50\&n≈150\&n≈260\&n≈500\&F基因的mRNA（分子数/细胞）\&50\&50\&50\&50\&F基因编码的蛋白质（分子数/细胞）\&1000\&400\&120\&0\&症状表现\&无症状\&轻度\&中度\&重度\&]
此项研究的结论是（ ）
A. CGG重复次数不影响F基因的转录和翻译，与遗传病是否发生及症状表现无关
B. CGG重复次数影响F基因的转录和翻译 ，与遗传病是否发生及症状表现无关
C. CGG重复次数不影响mRNA与核糖体的结合，与遗传病的发生及症状表现有关
D. CGG重复次数不影响F基因的转录，但影响翻译，与遗传病是否发生及症状表现有关
5. 利用细胞杂交可以对基因进行定位。现有三种人-鼠杂交的细胞系X、Y、Z，各细胞系内含有的人染色体如下表（“+”有，“-”无）。同时测定各细胞系中，人体不同染色体上所具有的a、b、c、d四种特征酶的活性。结果是：①细胞系X中有a、c、d酶活性；②三个细胞系均有c酶活性；③Y细胞系有b酶活性；④Z细胞系有b、d酶活性。若人基因的作用不受鼠基因影响，则控制a、b、c、d酶合成的基因依次位于人的第几号染色体上（ ）
[细胞系\&人染色体编号\&1\&2\&3\&4\&5\&6\&7\&细胞系X\&+\&+\&+\&+\&-\&-\&-\&细胞系Y\&+\&+\&-\&-\&+\&-\&-\&细胞系Z\&+\&-\&+\&-\&+\&-\&+\&]
A. 4号、5号、2号、7号B. 4号、5号、l号、3号
C. 3号、4号、6号、2号D. 6号、5号、7号、4号
二、填空题（4题，共计42分）
6. （12分）在一个海岛上，一种海龟中有的脚趾是连趾（ww），有的脚趾是分趾（WW、Ww），连生脚趾便于划水，游泳能力强，分趾则游泳能力较弱。若开始时，连趾和分趾的基因频率为0.5，当海龟数量增加到岛上食物不足时，连趾的海龟容易从海水中得到食物，分趾海龟则不易获得食物而饿死，若干万年后，基因频率变化成W为0.2，w为0.8。请问：
（1）该种群中所有海龟所含的基因称为该种群的 。基因频率变化后，从理论上计算，海龟种群中连趾占整个种群的比例为 ；分趾的海龟中杂合子占整个种群的比例为 。
（2）导致海龟种群基因频率变化的原因是什么？
（3）这种基因频率的改变，是否发生了生物进化？请简述理由。
（4）这种基因频率的改变，是否产生了新的物种？请简述理由。
7. （9分）1952年Mary Mitchell分离了脉胞菌（一种真菌）的突变品系，称为小菌落（poky）。像大部分生物一样，野生型脉胞菌含有细胞色素a、b和c，但在poky小菌落品系中仅含有细胞色素c，因此它生长慢。
（1）为了鉴别这种变异是由核基因控制的，还是由某种细胞器的基因控制的，科学家们进行了如下实验：
a. 异核体测验：异核体是指含有两个或更多个异源核的细胞，这是由于两个细胞融合的结果。在融合细胞中细胞质是融合的，但核并不融合，这种现象常发生在丝状真菌中。两个基因型不同的丝状真菌的菌丝互相连接，发生融合，但在形成孢子时两个独立的核彼此分开，进入不同的孢子中，一般不会产生二倍体。而每个孢子的细胞质是融合的。在异核体测验中野生型和突变型如在不同后代中分别存在，表明该性状是由 控制的，如野生型和突变型性状存在于同一后代中，那么表明该性状是由 控制的。
b. 显微注射技术：1965年Edward Tatum领导的研究小组从小菌落脉胞菌中抽提纯化了线粒体，用一个极精细的微量注射器将这种抽提的线粒体注入到野生型的受体细胞中，这些受体细胞经多次培养，其“异常”表型依然存在。这说明。
（2）请你根据你所学的生物学原理与方法，设计一个实验来鉴别这种脉胞菌变异是由核基因控制的，还是由某种细胞器的基因控制的。（要求写出主要的设计思路，并对实验结果进行预测与分析。）
8. （6分）已知狗皮毛的颜色受两对同源染色体上的两对等位基因（A、a和B、b）控制，且位于常染色体上，表现型有三种，经观察后绘得系谱图如下，请分析回答：（1号、2号为纯合子）
（1）以上图示性状遗传遵循孟德尔的 定律。
（2）1号和2号的基因型分别是 。
（3）6号和7号后代出现三种表现型，产生该现象的根本原因是 ；在理论上6号和7号的后代中出现三种表现型的比例为 。
（4）若已知8号不带有B基因，则15号的基因型为 。若12号与一白色雌狗交配，则生出沙色狗的几率为 。
9. （15分）某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（Amy）基因a，通过基因工程将a转移到马铃薯植物中。经检测，Amy在成熟块茎细胞的细胞间隙中发现。请回答：
它与基因运载工具 结合前还必须经过的处理步骤是 。
（2）Amy在成熟块茎细胞间隙中的发现，说明细菌的基因a已整合到右图中的[ ]或[ ]结构中。
（3）合成Amy的过程分为 和 两大步骤，Amy合成并分泌到细胞外，定位在细胞间隙中，参与该过程的细胞结构有[ ] ，其分泌是以 的形式进行的。
（4）Amy的基本组成单位是 ，各组成单位间靠 相连。
（5）以本图比作马铃薯块茎的缺陷细胞是该图多画了[ ] 。