【正文】 生物專題（六）遺傳、變異和生物的進化本專題包括：必修教材：第六章 遺傳與變異 第七章 生物的進化選修教材：第三章 第一節(jié) 細胞質(zhì)遺傳 第二節(jié) 基因的結(jié)構(gòu)一、 高考展望在近幾年的高考中，本專題內(nèi)容所占的分量很重，屬于重點考查內(nèi)容。本專題考查的重點是以填空題的形式考查遺傳學(xué)的基本概念及其辨析、遺傳的基本原理等，以簡答題的形式綜合考查遺傳學(xué)知識的實際運用、實驗設(shè)計與分析等。在復(fù)習(xí)中應(yīng)關(guān)注以下熱點問題的復(fù)習(xí)：（1）驗證DNA是遺傳物質(zhì)的思路與方法 （2）DNA分子的結(jié)構(gòu)與復(fù)制、基因?qū)ι镄誀畹目刂七^程以及結(jié)合真、原核生物基因的結(jié)構(gòu)弄清DNA、mRNA、tRNA、氨基酸等之間的關(guān)系和計算。 （3）遺傳基本規(guī)律的實質(zhì)及實踐運用。常見人類遺傳病的遺傳圖解的書寫、分析及計算。 （4）各種育種方式的方法、原理及流程設(shè)計。 （5）細胞質(zhì)遺傳的特點及其物質(zhì)基礎(chǔ)。 （6）自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容及相互關(guān)系、現(xiàn)代生物進化理論對該學(xué)說的發(fā)展與完善，基因頻率的計算、隔離與物種形成間的關(guān)系。二、考點透析1． DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實驗中的思路與方法（1）思路： 驗證DNA是遺傳物質(zhì)的兩個經(jīng)典實驗：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的實驗思路基本相同，既將雙球菌或噬菌體的DNA與其他化學(xué)成分（特別是蛋白質(zhì)）分離，然后用各種成分分別單獨用于轉(zhuǎn)化實驗或侵染實驗，觀察各自的遺傳功能。（2）方法：兩個經(jīng)典實驗的思路雖基本相同，但采用的方法有所不同。在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，是采用直接分離法，即真正將S型菌的DNA與其他成分分離，然后用每種單一成分與R菌混合，做體外轉(zhuǎn)化實驗。在噬菌體侵染細菌實驗中，是采用放射性同位素標(biāo)記法，間接將DNA與其他成分分離。（3）引申：RNA是遺傳物質(zhì)的驗證思路：與上述兩個實驗相同，即可將RNA與其他成分分離，單獨研究各自的遺傳功能。實驗驗證示例：①煙草花葉病毒＋煙草→煙草花葉?、诜蛛x煙草花葉病毒成分，單獨侵染細菌Ⅰ．煙草花葉病毒RNA＋煙草→煙草花葉?、颍疅煵莼ㄈ~病毒蛋白質(zhì)＋煙草→煙草正常其中Ⅰ、Ⅱ形成對照2．堿基互補配對原則及其拓展（1）堿基互補配對原則是指在DNA分子形成堿基對時，A一定與T配對，G一定與c配對的一一對應(yīng)關(guān)系。 該原則是核酸中堿基數(shù)量計算的基礎(chǔ)。根據(jù)堿基互補配對原則，可推知多條用于堿基計算的規(guī)律。 （2）堿基互補配對原則的一般規(guī)律 規(guī)律一：一個雙鏈DNA分子中，A＝T、C＝G、A＋G＝C＋T，即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)。規(guī)律二：在雙鏈DNA分子中，互補的兩堿基和（A＋T或C＋G）占全部堿基的比等于其任何一條單鏈中該種堿基比例的比值，且等于其轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中該種比例的比值。如圖所示，上述規(guī)律可表示為（以DNA分子的一條鏈2為模板轉(zhuǎn)錄形成mRNA）：（A1＋A2＋T1＋T2）/（A1＋A2＋T1＋T2＋G1＋G2＋C1＋C2）＝（A1＋T1）/（A1＋T1＋G1＋C1）＝（A2＋T2）/（A2＋T2＋G2＋C2） ＝（Aˊ＋Tˊ）/（Aˊ＋Tˊ＋Gˊ＋Cˊ）或： （G1＋G2＋C1＋C2）/（A1＋A2＋T1＋T2＋G1＋G2＋C1＋C2）＝（G1＋C1）/（A1＋T1＋G1＋C1）＝（G2＋C2）/（A2＋T2＋G2＋C2）＝（Aˊ＋Tˊ）/（Aˊ＋Tˊ＋Gˊ＋Cˊ）規(guī)律三：DNA分于一條鏈中的（A＋G）/（C＋T）比值的倒數(shù)等于其互補鏈中該種堿基的比值。即如圖：（A1＋G1）/（C1＋T1）＝（C2＋T2）/（A2＋G2）規(guī)律四：DNA分子一條鏈中的（A＋T）/（G＋C）比值等于其互補鏈和整個DNA分子中該種比例的比值。即如圖：（A1＋T1）/（G1＋C1）＝（A2＋T2）/（G2＋C2）＝（A1＋A2＋T1＋T2）/ G1＋G2＋C1＋C2）3．DNA的復(fù)制（1）復(fù)制的時間：體細胞有絲分裂的間期，原始生殖細胞減數(shù)分裂第一次分裂的間期（DNA→ DNA）。（2）復(fù)制的條件：模板——親代DNA分子的2條脫氧核苷酸單鏈分別作為模板原料——4中脫氧核苷酸 能量——ATP供能 酶——解旋酶、DNA聚合酶等（3）過程：邊解旋邊復(fù)制 特點：半保留復(fù)制4．真、原核細胞的基因結(jié)構(gòu)的比較相同點：均有編碼區(qū)和起調(diào)控作用的非編碼區(qū)。不同點：原核細胞的基因中編碼區(qū)是連續(xù)的，無外顯子和內(nèi)含子之分；真核細胞的基因中編碼區(qū)是不連續(xù)的，分為能編碼蛋白質(zhì)的外顯子和不能編碼蛋白質(zhì)的內(nèi)含子。特別提醒：在真核生物中，DNA、mRNA的堿基數(shù)及蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)之間6∶3∶1的數(shù)量關(guān)系中，DNA片段的堿基數(shù)其實是該基因片段中外顯子所含堿基數(shù)目。5．遺傳信息的傳遞與表達遺傳信息的傳遞與表達是DNA分子的基本功能，它們分別與生物的生殖和發(fā)育有關(guān)。遺傳信息的傳遞發(fā)生在傳種接代過程中，通過復(fù)制實現(xiàn)遺傳信息由親代到子代的傳遞。遺傳信息的表達發(fā)生在生物個體發(fā)育過程中，是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制蛋白質(zhì)合成的過程，通過遺傳信息的表達控制個體發(fā)育過程。親代遺傳信息 子代遺傳信息 信使RNA 蛋白質(zhì)（子代性狀）復(fù)制傳遞轉(zhuǎn)錄翻譯表達生殖過程個體發(fā)育6．復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的相互關(guān)系復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時間有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期生長發(fā)育的連續(xù)過程中場所主要在細胞核，少部分在線粒體和葉綠體細胞核核糖體原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸模板DNA的兩條鏈DNA中的一條鏈mRNA條件特定的酶和ATP等過程DNA解旋，以兩條鏈為模板，按堿基互補配對原則，合成兩條子鏈，子鏈與對應(yīng)鏈螺旋化DNA解旋，以其一條鏈為模板，按堿基互補配對原則，形成mRNA單鏈，進入細胞質(zhì)與核糖體結(jié)合以mRNA為模板，合成有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)模板去向分別進入兩個子代DNA分子中恢復(fù)原樣，與非模板鏈重新組成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解成單個核苷酸特點邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄，DNA雙鏈全保留一個mRNA上可連續(xù)結(jié)合多個核糖體，順次合成多肽鏈產(chǎn)物兩個雙鏈DNA分于mRNA等蛋白質(zhì) （多肽鏈）意義復(fù)制遺傳信息，使遺傳信息從親代傳給子代表達遺傳信息，使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀7．基因表達與個體發(fā)育間的關(guān)系（1）個體發(fā)育是從受精卵的有絲分裂開始到性成熟個體形成的過程，在這一過程中，生物個體的各種性狀（或表現(xiàn)型）得以逐漸表現(xiàn)。個體發(fā)育過程是受遺傳物質(zhì)控制的，發(fā)育過程是細胞內(nèi)基因表達的結(jié)果。（2）個體發(fā)育過程中產(chǎn)生的眾多體細胞均來自同一受精卵的有絲分裂，因而含有相同的遺傳物質(zhì)或基因，但生物體不同部位細胞表現(xiàn)出的性狀不同，而且不同性狀是在個體發(fā)育的不同時期表現(xiàn)的，這是因為：①雖然不同的細胞含有相同的基因，但不同的細胞表達不同的基因，即基因存在選擇性表達。如胰島細胞能表達胰島素基因，但不