遗传的物质基础[重点难点突破]

1、重点难点突破一、遗传的物质基础1、生物的遗传物质（1）一切生物的遗传物质是核酸。（2）细胞内既含有DNA又含有RNA的生物和体内只含有DNA的生物，遗传物质是DNA。（3）由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。（4）在只含RNA的少数病毒中RNA才作为遗传物质。2、复制、转录、翻译的比较复制转录翻译时间有丝分裂间和减数第一次分裂间期生长发育的连续过程中场所主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体细胞核细胞质原料四种脱氧核苷酸四种核糖苷酸二十种氨基酸模板DNA的两条链DNA中的一条链mRNA条件特定的酶和ATP过程DNA边解旋边以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条

2、子链，子链与对应链螺旋化DNA解旋，以一条链为模板，按碱基互补配对原则形成mRNA（单链），进入细胞质与核糖体结合tRNA一端的碱基与mRNA上密码子配对，另一端携相应氨基酸，合成有一定氨基酸序列的蛋白质模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样，与非模板链重新绕成双螺旋结构分解成单个核苷酸特点半保留复制边解旋边转录，DNA双链全保留一个mRNA上可连续结合多个核糖体，顺次合成多肽链产物两个双链DNA分子一条单链mRNA蛋白质意义复制遗传信息使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状3、半保留复制的证明与计算（1）用同位素示踪法和离心技术证明已知某一全部N原子被15N标

3、记的DNA的分子（0代），转移到含14N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下表：世代DNA分子的特点DNA中脱氧核苷酸链的特点分子总数细胞中的DNA分子在离心管中的位置细胞中的DNA分子占全部DNA分子之比链总数不同脱氧核苷链占全部链之比15N分子14N15N杂种分子含14N分子含15N的链含14N的链01全在下部12112全在中部1424中上838中上部16n2n（或）2n1（2）计算：DNA在自我复制过程中，最鲜明的特点就是半保留复制。一个DNA分子无论复制多少代，这个DNA的两条链不变，一直作为模板，分别进入两个子代DNA分子中。关于这方面的计算，可按上表进行。4、正确理解基因的

4、概念（1）基因是决定生物性状的基本单位：指的是基因主要位于染色体上，并在染色体上呈线性排列（即可同一个染色体上的基因连锁在一起），每一个基因都由四种特定数量和排列顺序的脱氧核苷酸组成，具有一定的结构。（2）基因是有遗传效应的DNA片段，如果将DNA分成若干段，则每一段就称为DNA片段。这些DNA片段中，有的能分别控制生物的多种性状（即具有复制、转录、翻译、重组、突变和调控等遗传功能），这些DNA片段就具有遗传效应，就是基因。而有的DNA片段不能控制生物的性状，即无遗传效应，这样的DNA片段就不能称为基因。（3）本质：DNA分子中碱基对序列代表生物的遗传信息。5、遗传信息、密码子、反密码子的区别

5、遗传信息是指子代从亲代所获得的控制遗传性状的信号，这种信号是以染色体上DNA的脱氧核苷酸的顺序为代表。基因中控制遗传性状的脱氧苷酸顺序称为遗传信息。遗传“密码子”是指信使RNA中决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，它决定蛋白质中的氨基酸排列顺序。遗传信息与遗传“密码子”的区别：一是存在的位置不同，遗传信息是基因中的脱氧核苷酸的排列顺序，密码子是信使RNA上核苷酸的排列顺序，反密码子是转运RNA分子与信使RNA分子中密码子互补配对的三个碱基，与相应的DNA模板链上对应碱基相同，只是DNA中碱基为T而在转运RNA中碱基为U。6、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸及性状之间的关系染色体染色体是DNA的主要

6、载体每个染色体上有一个或两个DNA分子主要的遗传物质DNA每个DNA分子含有许多基因基因是有遗传效应的DNA片段基因每个基因中含有许多个脱氧核苷酸基因中脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息脱氧核苷酸二、遗传的基本规律1、基因型的确定（1）表现型为隐性，基因型肯定是两个隐性基因组成即aa。表现型为显性，另一个不能确定即AA或Aa。（2）测交后代性状不分离，被测个体为纯合体。测交后代性状分离，被测个体为杂合体Aa。（3）自交后代性状不分离，亲本是纯合体，自交后代性状分离，双亲是杂合体AaAa。（4）双亲均为显性，杂交后代仍为显性，亲本之一是显性纯合体AA，另一方面AA或Aa。杂交后代有隐性纯合体分离出

7、来，双亲一定是AaAa。2等位基因、非等位基因、复等位基因（1）等位基因：生物杂合中在一对同源染色体的同一位置上、控制着相对性状的基因。如D和d，这就是等位基因。在纯合子中由两个相同基因组成，控制同一性状的基因，如A和A或D和D，这样的基因叫相同基因。（2）非等位基因：是指非同源染色体上的基因，如图1中的D与E、D与e、d与E、d与e.。或同源染色体上的不同位置的两个基因，如图中的A与B、A与b、a与B、a与b。图1 （3）复等位基因；若同源染色体上同一位置上的等位基因的数目在两个以上，称为复等位基因。如控制人类ABO血型的基因、IA、i、IB三个基因。ABO血型是由这三个复等位基因决定。因为

8、IA对i是显性，IB对i是显性，IA和IB是显性，所以基因型与表现型的关系只能是：IA IA 、IA i A血型 IB IB 、IBiB血型 IA IB AB血型 ii O血型3分离定律的解题思路分离定律的习题主要有两类：一类是正推型（已知双亲的基因型或表现型，推后代的基因型或表现型及比例），此类比较简单；二是逆推类型（根据后代的表现型或基因型推双亲的基因型），此类题目最多见也较复杂。下面结合实例谈谈推导基因的思路与方法。（1）隐性纯合子突破法 例如绵羊有白色的、有黑色的。白色由显性基因（B）控制，黑色由隐基因b控制。现有一只白色公羊与一只白色母羊交配，生了一只黑色小羊。试问那只公羊和母羊的基

9、因及小羊的基因型。根据题意列出遗传图式。因为白色(B)为显性,黑色(b)为隐性.双亲为白羊,生下一只黑色小羊,根据此条件列出遗传图式如下:在后代从遗传图式中出现的隐性纯合子突破。因为子代有黑色小羊，基因型为bb，它们是由于精子和卵细胞精后发育而成的，所以双亲中必有一个b基因，故推导出双亲的基因型分别是Bb。（2）根据后代分离比解题若后代性状分离比为3:1，则双亲一定是杂合子；若后代分离比为1:1时，则一定是测交，若后代性状只有一种表现型，则有三种情况：显性纯合子与隐性纯合子显性纯合子与显性纯合子显性纯合子与杂合子。4、有关自由组合定律的解题思路、方法（1）求双亲基因型：一对相对性状分别考虑，然

10、后再综合考虑。具有一对相对性状个体杂交，后代表现型比值1:0，则双亲都是纯合子（一显、一隐）。即：AAaaAa(1:0)具有一对相对性状个体杂交后代表现型比值为1:1，则双亲一为杂合子，一为隐性纯合子。即AaAaAa:aa=1:1表现型相同的两个体杂交，后代表现型比值为3:1，则双亲都为杂合子。即：AaAa(1AA、2Aa):aa=3:1两表现型相同的个体杂交，子代出现不同于亲本性状，则双亲基因型都含一个隐性基因。即：AaAaaa表现型相同的两个体杂交，子代出现不同于样本性状，则这个性状必是隐性性状。（2）棋盘法求子代基因型和表现型概率先求亲本产生的雌、雄配子，然后列表求出配子结合成子代的基因

11、型（表现型）或只列出求基因型（表现型）求雌、雄配子的结合方式=配子种类配子种类求子代基因型概率=所求表现型个数/结合方式求子代表现型概率=-所求表现型个数/结合方式例如：F1（为YyRr）求F2中YyRr的概率；F2中黄色皱粒出现的概率解： F1（YyRr）F1配子 配子配子YRyRYrYrYRYyRrYRYyRrYRYyRrYyrrYyrryrYyRrYyrr则结合方式=（4种）（4种）=16所求基因型YyRr概率= 4/16 =1/4所求表现型黄色皱粒（Y rr）概率=3/6（3）用乘法定理求子代概率用乘法定理求子代基因型的概率：具有两对以上相对性状的个体杂交基因型种数之积，子代基因型种数

12、等于每对相对性状的两个体杂交，子代基因型的概率等于每对性状相交所得基因型概率的乘积。例如：已知双亲基因型为AaBbAABb，求子代基因型为AaBb的概率。解：AaAAAa,BbBbBb子代AbBb的概率=1/21/2=1/4用乘法定理求子代表现型概率具有两对以上相对性状的个体杂交，子代表现型概率等于每对相对性状相交，所得表现型概率的乘积例如：已知双亲基因型AaBbAABb，求子代双显性状（A B ）的概率。解：tt2种（Tt、tt），RrRr3种（RR、Rr、rr）子代基因种数=23=6种用乘法定理求子代表现型种数具有两对以上相对性状个体杂交，子代表现型种数等于每对相对性状相交，所得表现型种数

13、的乘积。例如：已知双亲基因型为TtRrttRr，求子代表现型种数。解：解：Tttt2种（Tt、tt），RrRr2种（RR、rr）子代表现型种数22=4（4）分枝法推一代用“分枝法”，按分离定律一对一对分别来解，最后加以组合。例如黄色圆粒（YyRr）与黄色皱粒交配组合的六种方式，YyYy，有三种基因型和两种表现型，Rrrr，有两种基因型和表现型，两对相对性状自由组合，后代应用六种基因型和四种表现型。后代基因型的化值是各相对性状的基因型比值的积，后代表现型的比值是各对相对性状比值的积。即YyRrYyrr。后代基因型种类=32=6种后代基因型比值=（1:2:1）（1:1）=1:1:2:2:1:1后代

14、表现型种类=22=4种后代表现型的比值=（3:1）（1:1）=3:3:1:1具体推导过程如下：YyYy Rrrr 子代基因型 亲代表现型 子代表现型1Rr 1YYRr 11皱粒 3黄色皱粒1绿色1圆粒 3绿色圆粒1圆粒 3黄色圆粒1皱粒 3绿色皱粒3黄色1rr 1yyrr1Rr 1yyRr1Rr 2YyRr1rr 2Yyrr1rr 1YYrr2Yy1YY1yy5、遗传规律中有关几率问题几率是对某一可能发生事件的估计，是指总事件与特定事件比例，其范围从0到1。例如：Bbbb，其后代出现Bb和bb的几率均为1/2。求遗传规律中有关几率的问题，对于初学者来说是一个难题，这必须搞清下面两个问题：(1)

15、如何判断某一事件出现的几率?例如杂合子(Aa)自交，求自交后代某一个体是杂合体的几率，对此问题首先必须明确该个体是已知表现型还是未知表现型。若该个体表现型为显性性状，它的基因型有两种可能性：AA和Aa，且比例为1:2，所以它为杂合体的几率为23。 若该个体未知表现型，那么该个体基因型为AA、Aa和aa，且比例为1:2:1，因此它为杂合体的几率为12。(2)亲代的基因型在未肯定的情况下，如何求其后代某一性状发生的几率?例如：一对夫妇均正常，且他们的双亲也都正常，但双方都有一个白化病的兄弟，求他们婚后生白化病的孩子的概率是多少？解此类题目分三步进行：a.首先确定该夫妻的基因型及其概率。由前面分析可

16、知，该夫妇为Aa的概率为2/3，AA的概率为1/3；b.假设该夫妇为Aa,后代患病可能性为1/4；c.最后将该夫妇为Aa的概率（2/32/3）与假设该夫妇为Aa情况下生白化病孩子的概率1/4相乘，其乘积1/9既为该夫妇后代中出现白化病患者的概率。6、杂合体连续自交，后代中纯合体或杂合体所占比例（比Aa为例）依据下面的遗传图解分析：经过上面的分析，我们可知得出一对相对性状的杂合体Aa连续自交，第n代的情况如下表：Fn杂合体纯合体显性纯合体隐性纯合体显性性状个体隐性性状个体所占比例注：上例以Aa为亲代，其自交所得F1为子一代。若以Aa为第一代，其自交所得子代为第二代，则上述所有比例式中的n都应取值

17、为n1。对n的取值，可取为自交次数。对纯合体几率记忆方法：分子永远比分母2n少。三、性别决定与伴性遗传1.伴性遗传与基因的分离定律、自由组合定律（1）当我们研究一对性状的伴性遗传时，这一对相对性状一般是一对等位基因控制的，因此它也符合基因的分离规律。在形成配子时，性染色体上的等位基因也彼此分离。（2）当研究分别位于两对或多对同源染色体上的两对或多对等位基因时，若其中一对位于性染色体上，为伴性遗传，其余各对皆为常染色体遗传，则它们符合基因自由组合定律。在形成配子时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。（3）但是，性染色体有同型性染色体和异型性染色体两种组合形式，因此伴性遗传也有它特殊性：一

18、是雄性个体中，有些基因只存在于X染色体上（或Y染色体上）没有它的等位基因。二是由于控制性状的基因位于性染色体上，因此该性状的遗传与性别联系在一起，在考虑后代的表现型及其比例时，也一定要和性别联系在一起。2关于遗传系谱的分析遗传系谱题形式简洁，条件隐蔽，灵活多变，已成为考察学生分析问题，解决问题能力的热门题型。因试题中的遗传病种类多，既有显性遗传，又有隐性遗传，既有常染色体遗传，又有伴性遗传。故常使学生不能简捷明快的判断出某个遗传系谱图反映的是什么遗传病类型，而无从下手分析解决有关问题。如何分析解答这种类型的问题呢：（1）理解基因在亲子代之间的传递规律由常染色体上的基因控制的遗传病，其基因的传递

19、规律是父、母把每对基因中的一个基因随机传给子女，没有性别差异。也就是说，子、女体细胞中的每对基因，一个来自父方，一个来自母方（由基因突变产生的性状不同不在此研究范围）。在伴X染色体的遗传过程中，基因的传递规律是：父亲的X染色体及其上的基因只能传给他的女儿，母亲的两个X染色体及其上的基因，随机地把一个传给她的儿子或女儿。儿子的X染色体及其上的基因只能来自母亲，女儿的两个X染色体，一个来自父亲，一个来自母亲。基因的传递具有性别的差异，这也是伴性遗传的显著特点，在伴X染色体的遗传中，Y染色体及其上的基因，只能由父亲传儿子，代代相传不间断，无一例外。而女性体内不存在此中基因。患者只在男性中出现。（2）

20、常规分析法一般用反证法，对于一个遗传图谱，先假定它是某种遗传方式，根据基因的传递规律及题目告诉的已知条件，以隐性性状的个体为突破口，推出系谱中各个个体的基因型，如能顺利推出不矛盾，则假定成立，如矛盾则假定不成立。对于某些复杂的遗传系谱图，可符合几种遗传方式，分析过程中，故要假设到。具体举例分析如下：下图是某遗传病的家谱图，故要假设到，具体举例分析如下：下图是某遗传病的家谱图，分析该病的遗传方式（A表示显性，a表示隐性） 1 2 正常女性 3 4 5 6 患病女性 正常男性 7 8 9 10 患病男性 11 12 13分析：假定此种病为常染色体显性遗传病，正常个体就是隐性性状，则III8、III

21、9的基因型为aa而它们的女儿IV13是患者，她的基因型不是AA就应是Aa，而这两个基因一个来自III8，一个来自III9，而III8、III9都没有A基因，这显然是不能的。因此，假设不能成立，此种遗传病就一定不是常染色体显性遗传病。假设此种病为伴X染色体的显性遗传病，则8的基因型为XaY,9的基因型为XaXa，而IV13号的基因型不是XAXA就是XAXa如所述，这显然是不可能的，假设不能成立此病一定不是伴X染色体显性遗传病。假设此种病为伴X染色体隐性遗传病，而IV13号的基因型为XaXa，而III8号的XA染色体及基因一定是传给IV13号，这显然自相矛盾，假设不能成立，因此，此种遗传病一定不是

22、伴X染色体隐性传病。假设此病为伴Y染色体遗传病。由于系谱图中有女性患者，显然这个可能不成立。假设此病为常染色体隐性遗传病，13号的基因型就是aa，8号，9号的基因型都是Aa，那么11号，12号的基因型都是AA或Aa系谱中其他个体的基因型为：1号、4号、7号都AA或Aa系谱虽其他个体的基因型为：1号、4号、7号都是aa ,2号、3号、5号的基因型都是Aa，6号10号的基因型都可能是AA或Aa。上面按基因传递规律推导出的各个个体的基因型和系谱中的表现型都是相符合的，因此，假设成立。 结论：此病为常染色体隐性遗传病。（3）快速判断法此法是把各种遗传方式的最显著特点找出，一看系谱中要符合某一特点，就能

23、马上作了判断。具体过程如下：先确定系谱图中的遗传病是显性遗传还是隐性遗传遗传系谱图，只要有一双亲正常，生出有病孩子的，则该病必定是由隐性基因控制的遗传病。(解析反证法)假设该病由显性基因控制，由于双亲表现型正常，故都不含显性致病基因，则子代也不可能含有显性致病基因(不考虑发生基因突变的情况)，即子代也必然表现正常。这与子代中有患者相矛盾，因此该病只能是隐性遗传病。判断是常染色体遗传病还是伴性遗传a.隐性遗传情况的判定。在确定是隐性遗传的情况下，就不要考虑显性情况，只考虑是常染色体隐性遗传还是伴X染色体隐性遗传(伴Y染色体遗传很容易分开)。这样就把问题化繁为简，变难为易。思维的头绪简单明了，问题

24、也就容易解决。下面两点就是解决这类问题的要点：第一，有隐性遗传的系谱中，只要有一世代父亲表现正常，女儿中有表现有病的(父正女病)就一定是常染色体的隐性遗传病。分析：假设是由X染色体上的隐性基因控制的遗传病，父亲表现正常，其X染色体上必定带有正常显性基因，根据基因的传递规律，只能生下正常女儿，不可能生下患病女儿，这与女儿有病相矛盾，因此该病就不是由X染色体上的隐性基因控制的遗传病，而必定是常染色体上隐性基因控制的遗传病。第二，在隐性遗传的系谱中，只要有一世母亲表现有病，儿子中表现有正常(母病儿正)，就一定不是伴X染色体上的隐性遗传病，而必定是常染色体遗传病。分析：假设该病是由X染色体上的隐性基因

25、控制的遗传病，则患病的母亲的两个X染色体上都带有致病的隐性基因，她生下的所有儿子都要从她那里得到一个带致病基因的X染色体，因此，患病的母亲只能生下患病的儿子，不可能生有正常儿子，这与子代中有正常儿子相矛盾，因此该病不可能是伴X染色体的隐性遗传病，就一定是常染色体上的隐性基因控制的遗传病。 b.显性遗传情况的判定。 关于显性遗传的判断，也有两个特点可作为判断的依据。 第一，在显性遗传的系谱中，只要有一世代父亲表现有病，女儿中表现有正常(父病女正)。就一定是常染色体的显性遗传病。 分析：假设是X染色体上的基因控制的遗传病，则患病的父亲的X染色体上一定带有显性的致病基因，生下的女儿都患病，不可能生有

26、正常的女儿，这与女儿正常相矛盾，因此，该病不可能是伴X染色体上显性基因控制的遗传病，就一定是常染色体的显性遗传病。 第二，在显性遗传系谱中，只要有一世代母亲表现正常，儿子中有表现有病的(母正儿病)，就一定不是伴X染色体的显性遗传病，必定是常染色体的显性遗传病。分析：假设是伴X染色体上的显性基因控制的遗传病，表现有病的儿子的X染色体上必定有致病的显性基因，而他的X染色体只能来自他的母亲，母亲也必定是患者，这与母亲正常相矛盾，因而不可能是伴X染色体的显性遗传，必定是常染色体的显性遗传。 不能确定判断类型 若系谱图中无上述特征，就只能作不确定的判断，只能从可能性大小方向推测，通常的原则是：若该病在代

27、与代之间呈连续性，则该病有可能为显性遗传，若系谱图中的患者无明显的性别差异，男、女患病的各占 ，则该病很可能是常染色体上的基因控制的遗传病；若系谱图中的患者有明显的性别差，男、女患者相差较大，则该病很可能是性染色体上的基因控制的遗传病，它又分为以下三种情况： a.若系谱中患者男性明显多于女性，则该遗传病更可能是伴X染色体隐性遗传病。 因为在男性，只要X染色体上带有隐性致病基因就表现为患者，而女性要两个X染色体上都带有隐性致病基因才表现为患者，携带者女儿表现正常。因此伴X染色体隐性遗传通常表现为患者男性明显多于女性。 b.若系谱中患者女性明显多于男性，则该病更可能是伴X染色体显性遗传病。 分析：

28、对于伴X显性遗传病，男性只能从母方获得一个带有显性致病基因的X染色体而患病，而女性既能从母方获得个带有显性致病基因的x染色体而患病(几率与男性相同)，又能从父方获得一个带有显性致病基因的X染色体而患病，从而增大了患病几率。所以从整个系谱看，女性患者明显多于男性。 c.若系谱中，每个世代表现为：父亲有病，儿子全病，女儿全正常，患者只在男性中出现，则更可能是伴Y染色体遗传病(由只位于Y染色体上的基因控制的遗传)。3、致死基因 (1)隐性致死 隐性基因存在于一对同源染色体上时，对个体有致死作用。如镰力型细胞贫血症。植物中白化基因(bb)，使植物不能形成叶绿素，植物因此不能进行光合作而死亡。 (2)显

29、性致死 显性基因具有致死作用。如人的神经胶质症(皮肤畸形生长，智力严重缺陷，出现多发性肿瘤等症状)。 (3)配子致死 指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有生活力的配子的现象。 (4)合子致死 指致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用，从而不能形成活的幼体或个体而早夭的现象。四、生物的变异1、三种可遗传变异的比较基因突变基因重组染色体变异概念基因突变是指基因结构的改变，包括DNA的碱基对的增添、缺失或改变基因重组是指控制不同性状的基因重新组合染色体的数目和结构发生变化，从而导致生物性状的变异发生时间减数第一次分裂时及有丝分裂的间期减数第一次分裂前、后期植物细胞有丝分裂过程，未受精卵细胞、花粉发育而成原因在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下，由于基因中脱氧核苷酸的种类数目和排列顺序的改变而产生的，也就是说，基因突变是基因的分子结构发生了改变的结果由于基因的自由组合和基因的互换而引起的变异在自然和人为条件的影响下，染色体的结构和数目发生变化的结果结果产生新的基因，控制新的性状产生新的基因型，不产生新的基因不产生新的基因，引起性状的变化种类自然突变 人工诱变物理方法：利用各种射红和激光化学方法：利用化学药剂基因自由组合基因连锁与互换染色体数目变异染色体结构变异意义基因突变是生物变异的根本来源，也是生物进化的重要因素之一人工诱变育种，可以提高育种，可