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:①一数——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;②二看——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;③三判断——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):①“染色体”复制现“单体”(间);②膜、仁消失现两体(前);③赤道板上排整齐(中);④均分牵引到两极(后);⑤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):①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;②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;③染色体:以着丝点数目为准。常染色体:在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;④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);⑤DNA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;⑥四分体:(减Ⅰ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: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2n种次级精母细胞2n种精细胞2n种精子5.坐标曲线的判断方法:①标志——看横、纵坐标含义;②明点——看起点、转折点、终点的意义;③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:①氨基酸脱水缩合:++H2O++……+——……+(n-1)H2O②ATP和ADP的相互转化:ATP(+H2O)ADP+Pi+能量③光合作用:CO2+2O(CH2O)+*O2+H2O6CO2+12OC6H12O6+6*O2+6H2O能量变化:光能→电能→活跃的化学能(ATP、NADPH)→稳定的化学能(有机物)光反应:2H2OO2+4[H](NADPH);ADP+Pi+能量ATP;暗反应:CO2+C52C3;C3+[H](NADPH)CH2O+H2O;ATPADP+Pi+能量④有氧呼吸:C6H12O6+6*O2+6H2O6CO2+12O+能量(38ATP+热能)第一阶段:C6H12O62CH3COCOOH(丙酮酸)+4[H]+能量(2ATP+热能) 　　第二阶段:2CH3COCOOH6CO2+20[H]+能量(2ATP+热能)第三阶段:24[H]+6*OO+能量(34ATP+热能)⑤无氧　呼吸7.光合作用和呼吸作用的有关计算: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8.2n的含义:①具有n对同源染色体的生物减数分裂产生配子的种类数;②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;③具有n对相对性状的生物产生的子代中表现型的种类数;④一个DNA分子复制n次后的DNA分子的数目;⑤一个细胞有丝分裂n次后产生的子细胞数目。9.有关中心法则的内容:公式:①DNA中有关等式:A=T,G=C→A+G=T+C=A+C=T+G=1/2(A+G+T+C)→(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1。②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)个。③在DNA分子中的一条单链=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。④当在一条单链中,=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。⑤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:(2n-1)(-m)。⑥基因对性状的控制情况: 　　10.关于两个遗传定律的关系: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22×2=(3∶1)2对44×4=(3∶1)23对88×8=(3∶1)3n对2n4n3n2n(3∶1)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①生产者(绿色植物)②光合作用①食物链和食物网②能量流动伴随物质循环进行①生产者、消费者的呼吸作用(有氧呼吸和无氧呼吸)②分解者的分解作用③化石燃料的燃烧①传递方向:单向流动②传递数量:逐级递减③传递效率:10%~20%④能量金字塔(数量金字塔、生物量金字塔)①调整能量流动关系②生态系统的稳定性③保护环境④实施可持续发展战略12.有关物质循环的内容:(1)碳循环:①特点:循环性、全球性;②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;③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。(2)氮循环:①特点:循环性、全球性;②循环形式:进入群落形式——N2→NH3→N→N,群落内各生物间是以含氮有机物形式沿食物链传递,回到无机环境形式——NH3、N、N2、尿素等;③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N,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“颜色反应”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0.1g·mL-1的NaOH溶液和质量浓度为0.05g·mL-1的CuSO4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(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Ⅲ染液染成橘黄色;也可被苏丹Ⅳ染液染成红色。注:苏丹Ⅳ染液与脂肪的亲和力比较强,所以染色时间较短,一般为1min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0.1g·mL-1的NaOH溶液和质量浓度为0.01g·mL-1的CuSO4溶液。在碱性溶液(NaOH)中,双缩脲(H2NOC-NH-CONH2)能与Cu2+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.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DNA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:A—T,G—C由碱基的配对关系推出双链DNA分子的碱基数目关系:①A=T;G=C(配对的碱基数目相同)。②A+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%)。③(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链、双链DNA分子中的比值,见下表。H链h链双链DNA分子(A+G)/(T+C)=a1/a1(A+T)/(G+C)=bbb 　　结论:①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。②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。③DNA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。①如有U而无T,则此核酸为RNA。②如有T且A=T,C=G,则一般可判断为双链DNA。③如有T且A≠T或G≠C,则为单链DNA。DNA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2/2n;亲代DNA分子母链占子代DNA中脱氧核苷酸链总数的2/2n+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(2n-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(2n-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:①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; 　　②DNA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。DNA分子的特点DNA中脱氧核苷酸链的特点细胞中的DNA分子在离心管中的位置不同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全部在下面全部在中间/21//2中,1/2上1/21//43//4中,3/4上1/43//87/8…………………n2n2/2n中,1-2/2n上2/2n(或1/2n-1)1-2/2n2n+11/2n1-1/2n常见的育种方法的归纳物种是指分布在一定的自然区域,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下能够相互交配和繁殖,并且能产生可育后代的一群生物群体。育种问题属于遗传和变异范畴,是高中生物学的重点,也是难点。引起生物变异的来源可分为两大类:一类是由环境因素引起的变异,这样的变异是不可遗传的,如水肥充足的条件下,水稻高产;另一类是由遗传物质引起的变异,这样的变异是可以遗传的,变异的来源可以分为:基因突变、基因重组和染色体变异。当然也可以通过核质互作、克隆、植物组织培养等技术进行育种。一、根据基因突变的原理来育种1.培育青霉素高产菌年,野生的青霉菌分泌的青霉素的产量只有20单位/mL,后来,人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理,培育出了青霉素产量很高的菌株。目前青霉素的产量已经达到~单位/mL。2.大量产生赖氨酸的黄色短杆菌黄色短杆菌在正常情况下能利用天冬氨酸,同时产生甲硫氨酸、苏氨酸和赖氨酸,当细胞内的苏氨酸和赖氨酸同时过量时,会抑制天冬氨酸激酶的活性,这样将会降低赖氨酸的产量。可以使黄色短杆菌发生基因突变,使其不产生高丝氨酸脱氢酶,这样黄色短杆菌将不能产生甲硫氨酸和苏氨酸,却能产生大量的赖氨酸。3.获得新品种的方法通过基因突变使植物体产生变异芽体,将变异芽体发育成的枝条进行嫁接或扦插或将变异芽体的细胞进行组织培养,均能获得新品种。4.黑农五号黑龙江农业科学院用辐射的方法处理大豆,培育出了“黑农五号”等大豆品种,产量提高了16%,含油量比原来的品种提高了25%。二、根据基因重组的原理来育种1.杂交育种将高秆抗锈病与短秆不抗病的品种进行杂交,然后让矮秆抗病的品种进行多次自交,这样就得到矮秆抗病的品种,表示如下:DDTT(高秆抗锈病)×ddtt(矮秆易染锈病)→F1→F2→能稳定遗传的矮秆抗锈病品种2.利用假单孢杆菌获得超级细菌年,科学家用基因工程的方法,把能分解3种烃类的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内,创造出了能同时分解4种烃类的“超级细菌”。3.利用大肠杆菌来生产胰岛素或生长激素将胰岛素基因或生长激素基因通过基因工程的方法导入到大肠杆菌内,并使之表达出来,这样大肠杆菌就能产生胰岛素或生长激素。4.抗虫棉的培育将苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因导入棉花细胞中,通过组织培养得到抗虫棉。5.抗寒、抗干旱、抗盐碱的植物培育通过改变膜分子的结构和功能来培育抗寒、抗干旱、抗盐碱的植物。膜分子的结构改变是通过基因工程的方法来处理的。三、根据染色体变异的原理来育种1.单倍体育种首先通过花药离体培养得到单倍体,然后将单倍体的幼苗用秋水仙素处理使染色体数目加倍,这样就得到纯合的品种。这种育种方法的优点是明显缩短了育种年限。2.多倍体育种可以分为自然条件下多倍体育种和人为条件下多倍体育种。自然条件下的多倍体:帕米尔高原地区气候条件比较恶劣,如温度骤变等,导致一个已经完成染色体复制的细胞中的纺锤体形成受阻。这样染色体将不能被拉向两极,细胞也不能分裂成2个子细胞,于是就形成了染色体加倍的细胞。如果这样的细胞继续进行正常的有丝分裂,就可以发育成染色体数目加倍的组织或个体,因此,当地的高山植物有65%的种类是多倍体。人为条件下的多倍体:可以使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,抑制纺锤体的形成,最终得到染色体数目加倍的个体。3.利用体细胞杂交进行育种利用白菜和甘蓝的体细胞进行融合得到白菜—甘蓝杂种细胞,将这样的杂种细胞通过组织培养得到新品种。这种育种方法的优点是继承了双亲的遗传特性,克服了远缘杂交不亲和的障碍。四、利用核质互作进行育种利用极细的玻璃管,从鲫鱼未受精的卵细胞中吸出细胞核,再用同样的方法,从鲤鱼的囊胚细胞中吸出细胞核,然后移植入去核的鲫鱼的未受精卵中,经过精心培育,这种组装的细胞,终于发育成了能在水中游动的小鱼。鲤鲫移核鱼兼有鲫鱼和鲤鱼的特点,并且具有正常的生殖能力,经有关部门鉴定,鲤鲫移核鱼的肌肉蛋白质含量比鲤鱼高3.78%,脂肪含量比鲤鱼低5.58%,鲤鲫移核鱼的生长速率比鲤鱼快22%。五、利用细胞核移植、胚胎移植技术进行育种1.克隆克隆是指从一个共同的祖先,通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传性状相同的DNA分子、细胞或个体。多利羊的培育过程大致是:将一只母羊(A羊)卵细胞的细胞核吸出。然后,将在一定培养基上培养几天后的另一母羊(B羊)乳腺上皮细胞的细胞核,注入上述无细胞核的卵细胞中,并进行电激融合,这样,就形成了一个含有新的遗传物质的卵细胞。融合后的卵细胞开始卵裂,形成早期的胚胎。然后,把这个胚胎移植到第三只母羊(C羊)的子宫内,让它继续发育。经过多天的怀孕期,C羊就产下了小母羊多利。这只小母羊的遗传性状与B羊的完全相同,简直就是B羊的复制品。2.胚胎移植可以快速繁殖优良品种以优良种牛的繁殖为例,科学家们首先用激素促进母牛多排卵,然后把卵细胞从母牛体内取出,在试管内与人工采集的精子进行体外受精,培育成胚胎,再把胚胎送入经过激素处理、可以接收胚胎移植的母牛子宫内,孕育成小牛产出。用这种方法得到的小牛叫做试管牛。利用胚胎移植技术可以使每头良种母牛一年繁殖牛犊上百头。3.胚胎分割移植可以产生许多性状相同的个体以羊为例,将羊发育早期的胚胎(囊胚期之前)进行分割,每一部分胚胎分别移植到不同羊的体内,经过激素处理,移植到可以接收胚胎移植的子宫内,最后产生的所有小羊长大以后均一样。六、利用植物组织培养技术1.利用植物茎尖、根尖的组织细胞进行离体培养得到无病毒幼苗研究发现,植物的根尖、茎尖中病毒极少,人们用茎尖或根尖进行组织培养,就可得到多种植物(如马铃薯、草莓、菊花)的无病毒植株。2.利用人工种子繁殖物种用植物组织培养的方法,诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构,包裹上人造种皮,制成人工种子,可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。概念辨析篇影响酶作用的因素的理解影响酶促反应的因素有酶的浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂等。其变化规律有以下特点。一、酶浓度对酶促反应的影响在底物足够,其他条件固定的情况下,反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时,酶促反应的速率与酶浓度成正比,如图1所示。二、底物浓度对酶促反应的影响底物浓度较低时,反应速率随底物浓度增加而加快,反应速率与底物浓度几乎成正比;当底物浓度较高时,底物浓度增加,反应速率也随之加快,但不显著;当底物浓度很大且达到一定限度时,反应速率就达到一个最大值,此时即使再增加底物浓度,反应速率也几乎不再改变,如图2所示。三、pH对酶促反应的影响酶对环境pH极为敏感,每一种酶只能在一定的pH范围内表现活性,超过这个范围酶就会失去活性。在一定条件下,每一种酶在某一特定pH时活性最大,这个pH称为这种酶的最适pH,在最适pH两侧的曲线基本是对称的。pH过高或过低都会使酶的空间结构遭到破坏,酶也就失去了催化的能力,不同的酶有不同的最适pH,一般酶的最适pH在4.0~8.0之间,但胃蛋白酶最适pH为1.5,胰蛋白酶最适pH为8.1。四、温度对酶促反应的影响一般来讲,随着温度由低到高(从0℃~40℃),酶促反应的速率也逐渐增加,温度升高到一定范围(一般到60℃以上)就会使酶变性而失去活性,因而降低了酶促反应速率,在一定条件下,每一种酶在某一温度时活性最大,这个温度称为这种酶的最适温度。温度对酶催化能力的影响在最适温度两侧的曲线是不对称的,其原因是低温不破坏酶的分子结构,只使酶的催化能力下降,高温会导致酶发生热变性,这是不可逆的,酶变性后酶的催化功能就会丧失。因此,对于鲜活的生物材料,若需较长时间保存,通常用低温保存法就是这个道理。光能利用率、光合作用效率和光合作用速率的概念辨析一、概念的内涵1.光能利用率单位土地面积上植物光合作用积累的有机物所含的化学能,占同一期间入射光能量的百分率称为光能利用率。提高光能利用率的措施包括延长光照时间、增加光合作用面积和提高光合作用效率等。其中延长光照时间是延长全年内单位土地面积绿色植物进行光合作用的时间,如将一年一熟制改为一年两熟制,一年两熟制改为一年三熟制,还包括轮种、间种和套种。在一年内通过巧妙搭配各种农作物,在空间和时间上提高光能利用;增加光合作用面积是通过合理密植,通过控制叶面积指数,保证净光合速率最大,积累的光合产物最多。2.光合作用效率绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含的能量,与光合作用中吸收的光能的比值,称为光合作用效率。提高光合作用效率的措施:利用大棚适当延长每天的光照时间、提高CO2浓度和温度,保证矿质元素的供应等。3.光合作用速率单位时间、单位叶面积吸收的CO2的量或放出O2的量,称为光合作用速率,简称为光合速率。一般测定光合速率的方法中都没有把叶片的呼吸作用考虑在内,所以测定的结果实际上是光合作用减去呼吸作用的差数,称为表观光合速率或净光合速率。表观(净)光合速率=总(真正)光合速率-呼吸速率。4.光合作用强度植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量,称为光合作用强度。二、概念之间的联系与区别1.光能利用率与光合作用效率光能利用率是针对单位面积土地上的植物光合作用,包括光合作用效率。光合作用效率是针对植物本身光合作用,通常从影响植物光合作用的环境因素来分析。两者之间是包含关系。2.光合作用速率与光合作用强度光合作用速率是针对单位时间、单位叶面积吸收CO2的量或放出O2的量,光合作用强度是针对单位时间内制造糖类的数量。由于吸收CO2的量或放出O2的量与制造糖类的量之间具有一定的数量关系,若制造的糖类是葡萄糖时,吸收6分子CO2,可制造1分子葡萄糖。因此这两个概念没有本质区别,只是测定的角度不同。3.光合作用效率与光合作用速率光合作用效率是从能量的角度计算,光合作用速率是从物质变化的角度进行测定。细胞呼吸疑难解析一、燃烧与细胞呼吸的区别燃烧是一种物理现象,燃烧过程不能产生ATP。在常温、常压下,细胞内葡萄糖不可能通过燃烧释放出能量,因为细胞的生命过程所需的能量需要不断地释放出来,随时补充给细胞。在细胞中应该有一个类似葡萄糖燃烧的过程,可以将葡萄糖分子中的能量逐步地、缓慢地释放,随时被细胞利用,这就是细胞呼吸。二、细胞呼吸与我们通常所说的“呼吸”的区别我们通常所说的“呼吸”指的是生物体与外界进行的气体交换过程,即“呼吸运动”。而“细胞呼吸”是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳和水,并且释放能量的总过程。三、有氧呼吸三阶段难点剖析1.有氧呼吸过程中,中间产物丙酮酸必须进入线粒体,丙酮酸是有氧呼吸第一阶段的产物,该阶段是在细胞质基质中进行的,但丙酮酸继续氧化分解产生二氧化碳是在线粒体中进行的,因此,有氧呼吸过程中,中间产物丙酮酸必须从细胞质基质进入线粒体中。2.有氧呼吸三阶段共同的产物是ATP。3.有氧呼吸三阶段的场所:①葡萄糖分解成丙酮酸是在细胞质基质;②丙酮酸氧化脱羧是在线粒体基质;③氢与氧结合形成水是在线粒体内膜。四、无氧呼吸难点剖析1.无氧呼吸过程中产生能量的阶段。无氧呼吸的全过程可以分为两个阶段,第一阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同,也就是说一分子葡萄糖无氧呼吸在第一阶段的产物是两分子丙酮酸、少量的氢和少量的能量。无氧呼吸第二阶段是丙酮酸在不同酶的催化下,利用第一阶段产生的氢,把丙酮酸还原生成乳酸或乙醇。无氧呼吸过程释放的能量,只是在葡萄糖分解成丙酮酸的过程中产生的。因此,无氧呼吸过程中产生能量的阶段是:葡萄糖→丙酮酸。2.无氧呼吸的产物中没有水。如果在呼吸作用的产物中有水生成,那么一定是进行了有氧呼吸。3.无氧呼吸不同产物的最终决定因素。高等动物和人体进行无氧呼吸可产生乳酸而不能生成乙醇,有些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时也可以产生乳酸,如玉米的胚、马铃薯块茎和甜菜的块根等,但大多数植物无氧呼吸的产物为乙醇,对于不同生物来说,无氧呼吸的产物是乙醇还是乳酸,主要是酶系统的不同所致,但最终决定于基因的不同。基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体、生物性状之间的关系(1)基因与脱氧核苷酸的关系:基因的基本组成单位是脱氧核苷酸,每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。基因中的脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息。(2)基因与DNA的关系:基因是遗传物质的结构和功能的基本单位,是有遗传效应的DNA片段,每个DNA分子上有很多个基因。(3)基因与染色体的关系:染色体是基因的主要载体,基因在染色体上呈线性排列。(4)基因与生物性状的关系:基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代,还可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来,从而使后代表现出与亲代相似的性状。所以说,基因是生物性状的控制者。遗传和变异中的一些易混淆的问题的辨析一、DNA不一定都是双链结构(1)单链DNA。有些植物病毒(如玉米条纹病毒、木薯隐潜病毒、菜豆夏枯病毒等)及细小动物病毒(如鼠细小病毒、腺联病毒、大蜡螟浓核症病毒等)属于单链线状DNA。(2)三链DNA。我国科学家白春礼等用自己研制的扫描隧道显微镜(STM)首次清晰地观察到DNA的变异结构图像。变异结构图像是在对DNA进行变性处理后观察到的。首先将一种DNA加热,使之解旋,然后再降温。利用高分辨的STM进行观察,显示出了清晰的三链辫状缠绕结构片段、左手双螺旋结构片段、左手和右手双螺旋衔接结构片段及其他变异结构的图像。(3)四链体DNA。端粒是真核生物染色体两端的DNA片段,这种DNA片段能够形成四链体结构。二、RNA不一定都是单链结构如动物病毒中的呼肠孤病毒、质型多角体病毒,植物病毒中的伤瘤病毒(如玉米矮缩病毒、水稻矮化病毒),微生物病毒中的各种真菌病毒等属于双链RNA。三、RNA病毒的遗传信息传递表达不一定都要通过逆转录进行如水疱性口膜炎病毒、禽流感病毒、狂犬病病毒等非侵染性单链RNA(-RNA)的复制。其复制过程是:这类病毒侵入细胞后,借助于病毒带进去的复制酶合成+RNA(即mRNA),再以后者为模板,合成包括一种RNA复制酶在内的几种蛋白质。在这种RNA复制酶的催化下,合成与负链等长的+RNA,再以此为模板合成子代病毒的-RNA。四、基因工程技术不一定都需要运载体植物细胞作为受体时的基因转移虽然可以用农杆菌的质粒作为运载体,但是农杆菌的质粒对于禾谷类单子叶植物的侵染率很低,因而目前常用直接转移的方法。五、基因突变不一定只发生于细胞分裂的间期从理论上讲,突变可以发生在生物个体发育的任何一个时期,在体细胞或性细胞中都可以发生。实验表明,发生在生殖细胞中的突变频率往往较高,而且是在减数分裂晚期、性细胞形成前较晚的时期为多。六、细胞质遗传不一定都表现为母系遗传细胞质遗传实质就是细胞质基因(叶绿体基因和线粒体基因)的遗传。由于受精卵中细胞质基因由卵细胞提供,因而细胞质遗传一般表现为母系遗传。在所有的高等真核生物中,线粒体DNA一般表现为母系遗传的特征,包括人及其他哺乳动物、两栖动物、鱼类及高等植物。但又发现,老鼠、衣藻、被子植物的月见草属、大麦和黑麦的属间杂种、甘蓝型油菜、北美红杉等生物体中的线粒体基因是父系遗传。而对植物叶绿体DNA进行研究发现,在被子植物中,大多数植物表现为母系遗传,而其中20%的物种中存在有双亲遗传的现象,紫花苜蓿、胡萝卜等植物表现为典型的父系遗传特征,与被子植物相比,大多数裸子植物的质体基因表现为父系遗传。七、正反交后代性状不一致的遗传方式不一定是细胞质遗传一般的说,对于细胞核遗传来说,正反交性状只与基因的显隐性有关,而与哪个做父本、母本无关,正反交表现型一般一致。对细胞质遗传来说,子代细胞质基因基本来自母方,表现为母系遗传,并且常常正反交表现型不一致,因此常根据正反交实验来区分某种遗传是细胞核遗传还是细胞质遗传。但正反交后代性状不一致的遗传方式不一定都是细胞质遗传。(1)植物有关种皮性状与果皮性状的遗传。由于种皮由珠被细胞发育而来,果皮由子房壁细胞发育而来。它们的性状在下代才表现出来。因而与母本体细胞的基因型有一定关系,但仍是细胞核遗传。(2)果蝇眼色的遗传。由于果蝇的眼色遗传属于伴X遗传,红色对白色为显性,但它仍是细胞核遗传。八、单倍体不一定不可育(1)同源多倍体。如同源四倍体、同源八倍体的配子发育形成的单倍体仍然有同源染色体,所以也有正常的同源染色体联会,因而也就可育。(2)真菌、藻类、苔藓植物、蕨类植物。这些生物单倍体阶段即配子体阶段是其生命的重要阶段,它们的单倍体不会存在不育的问题。(3)雄蜂。对于雄蜂来说,体细胞中只有一个染色体组。这些个体在产生精子时并不进行真正的减数分裂,进行的是假减数分裂。第一次分裂形成一个有核、一个无核的大小两个细胞。无核的小细胞退化,有核的大细胞进行第二次分裂,姐妹染色单体分离,细胞质进行不均等分配,含细胞质较多的子细胞发育成精子,含细胞质少的子细胞退化。因此一个初级精母细胞连续分裂两次最后只产生一个染色体数与体细胞相同的精子。九、同源染色体的大小、形状不一定相同一般的说,常染色体中的同源染色体大小、形状相同,而性染色体如X、Y的大小、形状就不相同。在果蝇中,Y染色体比X染色体略大,而在人类中,Y染色体与X染色体有显著差别。十、性染色体组成为XY的个体性别不一定表现为正常雄性一般的说,对于XY型性别决定的生物,性染色体组成为XY的个体性别表现为雄性。但对人类来说,却有染色体组成为(44+XY)的男性假阴阳人,其主要原因是靶细胞缺少雄激素受体。决定雄性激素受体的基因位于X染色体的Tfm位点上,当受体基因为显性时,即可形成雄性激素的受体,从而形成正常的男性。当显性基因Tfm突变为tfm时就不能产生受体。此时,即使有雄性激素也不能使直接依赖睾酮的性器官如输精管等分化,睾丸不能下降,形成男性假阴阳人。另外,前列腺及外生殖器的分化依赖于5a-还原酶把睾酮转化为二氢睾酮,控制5a-还原酶的基因位于常染色体上。此外,人类Y染色体的短臂上有一个“睾丸决定基因”,从而具有决定男性的强烈作用。所以,正常男性的形成,至少需要Y染色体上的睾丸基因,X染色体上有受体基因,及常染色体上的5a-还原酶基因的协同作用。若缺少其中之一,均会导致性别畸形。生态系统中能量流动的几个问题的分析一、流经生态系统的总能量流经生态系统的总能量是指生产者固定的全部太阳能,而不是指照射到这个生态系统中所有植物体上的太阳能。因为有大部分的太阳辐射能没有被生产者所“捕捉”和固定。但也不仅仅是保留在植物体内的能量,还包括植物通过呼吸作用所散失的能量。二、能量流动的形式生态系统中能量的变化是:光能→生物体内有机物中的化学能→热能。能量沿着食物链、食物网以贮存在有机物中的化学能的形式流动。三、流入一个营养级的能量流入一个营养级的能量是指该营养级生物的同化量,同化量=摄入量-粪便量。同化量包括保留在体内的能量和呼吸消耗的能量两部分。该营养级只有保留在体内的能量才有可能传递到下一个营养级。四、能量的散失通过呼吸作用,以热能的形式散失,即热能是能量流动的最终归宿。五、能量的传递效率的计算1.在两个相邻营养级之间的能量的传递效率能量传递效率=(下一营养级同化量)/(上一营养级同化量)×%。一般约为10%~20%。2.能量在非相邻的两个营养级之间的传递效率能量传递效率等于其中每两个相邻营养级之间的传递效率的积。六、某营养级能量(或生物量)的计算该题型一般有两种类型:一种是已知较低营养级的能量(生物量),计算较高营养级获得的能量(生物量),此种情况要乘以每相邻两个营养级的能量传递效率。若没有说明传递效率是多少,则“至少”一般按最低传递效率10%计算,“最多”一般按最高传递效率20%计算。另一种是已知较高营养级的能量(生物量),计算消耗较低营养级的能量(生物量),此种情况,要除以每相邻两个营养级的能量传递效率。若没有说明传递效率是多少,则“至少”一般按最高传递效率20%计算,“最多”一般按最低传递效率10%计算。总之,在计算某营养级能量(或生物量)时,要注意以下几点:①该营养级是高营养级还是低营养级,高营养级乘以传递效率,低营养级除以传递效率;②传递效率未知时,根据“至少”或“最多”确定按10%或20%计算;③若该营养级能量(或生物量)非一条食物链来源(或去向)时,已知每条占的比例,先分别计算再求和(未知传递效率时,由“至少”或“最多”确定按10%或20%计算);未知每条占的比例,根据“至少”或“最多”确定一条最短或最长的食物链(未知传递效率时,同时确定按10%或20%计算)。基因突变与染色体结构变异的比较一、相同点基因突变和染色体结构变异都属于可遗传的变异。二、不同点(1)变异的范围不同,见下表发生的物种发生的时间发生的水平变异检出的方法基因突变所有生物主要发生在DNA分子复制时(细胞分裂的间期)分子水平,只涉及基因中一个或几个碱基的改变只能通过基因检测,在光学显微镜下观察不到染色体结构变异真核生物整个个体发育过程中染色体水平,涉及染色体的某一片段的改变,这一片段可能含若干个基因通过光学显微镜观察比较染色体即可检出(2)变异的方法不同基因突变是指基因内部结构的改变,包括碱基对的增添、缺失或改变3种类型;染色体结构变异包括染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。(3)变异的结果不同基因突变引起基因结构的改变,产生了新基因,但基因数目未变,生物的性状不一定改变;染色体结构变异引起排列在染色体上的基因的数目和排列顺序改变,生物的性状发生改变。遗传信息的复制、转录和翻译的比较复制转录翻译时间细胞分裂(有丝分裂和减数第一次分裂)的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件酶(DNA解旋酶、DNA聚合酶等)、ATP酶(RNA聚合酶等)、ATP酶、ATP、tRNA产物2个双链DNA一个单链RNA(mRNA、tRNA、rRNA)多肽链模板去向分别进入2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、边解旋边复制边解旋边转录一个mRNA上结合多个核糖体,顺次合成多条肽链碱基配对A—T、T—A、C—G、G—CA—U、T—A、C—G、G—CA—U、U—A、C—G、G—C遗传信息传递DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质意义使遗传信息从亲代传递给子代表达遗传信息,使生物表现出各种性状二倍体、多倍体和单倍体的比较(1)二倍体、多倍体和单倍体的比较见下表。二倍体多倍体单倍体概念由受精卵发育而成,体细胞中含2个染色体组的个体由受精卵发育而成,体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体由配子发育而来,含有本物种配子染色体数目的个体实例人、果蝇等几乎全部动物香蕉、马铃薯(蜜蜂)雄蜂发育起点受精卵受精卵未受精的配子染色体组的数目2个3个或3个以上(是几倍体含几个染色体组)不确定(是正常体细胞染色体组数目的一半)性状表现正常(作为单倍体、多倍体的参照物)茎秆粗壮,叶片、果实、种子较大,营养丰富,但发育迟缓,结实率低植株矮小,且高度不育(雄蜂除外)人工诱导方法无用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药离体培养法意义—运用多倍体育种,可获得植物新品种运用单倍体育种,明显缩短育种年限(2)单倍体生物的体细胞中可能含有1个或多个染色体组。如由二倍体生物的配子产生的单倍体含有1个染色体组,由八倍体生物的配子产生的单倍体含有4个染色体组。(3)单倍体高度不育的原因:体细胞染色体组数一般为奇数,当其进行减数分裂形成配子时,由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱,不能产生正常的配子。正确理解体液免疫和细胞免疫的区别和联系1.区别比较项目免疫类型体液免疫细胞免疫作用对象抗原被抗原侵入的宿主细胞(即靶细胞)作用方式效应B细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合效应T细胞与靶细胞密切接触;效应T细胞释放淋巴因子,促进细胞免疫的作用2.联系(1)对于细胞外液中的抗原微生物及其释放的外毒素,体液免疫发挥作用,以阻止抗原微生物的散播感染。(2)抗原进入细胞内:细胞免疫发挥作用,将抗原从靶细胞中释放出来,再由体液免疫使其失去致病能力,最后由吞噬细胞通过吞噬消化彻底清除。(3)通常当抗原进入机体后,先通过体液中的抗体作用予以消灭。不能被消灭的抗原如果进入细胞内,再通过细胞免疫作用予以彻底消灭。(4)若细胞免疫不存在时,体液免疫也基本丧失。体液免疫的两个关键过程是:①产生高效而短命的效应B细胞,由效应B细胞分泌抗体清除抗原;②产生寿命长的记忆细胞,在血液和淋巴中循环,随时“监察”,如有同样抗原再度入侵,立即发生免疫反应以消灭之(二次免疫)。3.体液免疫和细胞免疫是如何相互配合的当病原体突破机体第一道防线进入体液后,吞噬细胞等在进行非特异性免疫的同时,可以激活机体的特异性免疫过程。首先吞噬细胞将抗原呈递给T细胞,进而激活B细胞和T细胞产生效应B细胞和效应T细胞等。如果病原体位于内环境的体液中或病原体产生的一些毒素被释放到内环境中,则主要由体液免疫产生的抗体将它消灭。如果病原体(细胞或病毒)进入细胞内部,则由T细胞将宿主细胞裂解后,再由体液免疫的抗体将它消灭。同时,B细胞对于某些抗原,只有在有T细胞存在时才能产生抗体。可见,体液免疫和细胞免疫是相互协同进行的。影响种群数量的变化因素的分析一、种群密度的变化预测影响种群密度变化的因素有多种,它们之间的相互关系如图1所示。 　　出生率和死亡率,迁入和迁出是直接决定种群密度变化的因素。二、同一物种不同种群之间个体交流(迁入与迁出)迁入种群密度、种群数量迁出三、种间关系的影响互利共生可使不同物种的种群数量增加,寄生、竞争、捕食等使不同物种种群数量增加或减少。四、无机环境对种群数量的影响环境中的一些非生物因素,如水分、温度、食物等因素,在特殊情况下能影响种群的出生率和死亡率,进而引起种群数量的变化。五、预测种群密度(种群数量)的变化趋势首先依据的是年龄组成情况,其次是性别比例,由此推导出种群出生率和死亡率的关系,从而预测种群密度的变化趋势。(1)年龄组成种群密度(2)相同年龄组成情况下:性别比例种群密度生态系统中因某种生物的减少导致其他生物变动的情况的分析1.食物链中第一营养级的生物减少对其他物种变动的影响食物链中,若处于第一营养级的生物减少,直接以其为食物的第二营养级生物因食物缺乏而数量减少,又会引起连锁反应,致使第三、第四营养级生物依次减少。2.“天敌”一方减少,对被捕食者数量变动的影响若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少,则被捕食者数量因此而迅速增加,但这种增加并不是无限的,随着数量的增加,种群密度加大,种内斗争势必加剧,再加上没有了天敌的“压力”,被捕食者自身素质(如奔跑速度、警惕性、灵敏性等)必会下降,导致流行病蔓延,老弱病残增加,最终会造成种群密度减小,直至相对稳定。3.若处于“中间”营养级的生物减少,另一种生物的变动情况视具体食物链(网)确定例如,右图所示的食物网中,蚱蜢突然减少,则以它为食的蜥蜴减少,蛇也减少;蛇减少,鹰就更多的吃兔和食草籽的鸟,从而导致兔及食草籽的鸟减少。在这里必须明确,蛇并非鹰的唯一食物,所以蛇减少并不一定会造成鹰的减少,它可依靠其他食物来源维持数量基本不变。解题策略篇有丝分裂过程中DNA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2a→4a4a4a4a4a→2a染色体数目2N2N2N4N4N→2N染色单体数目0→4N4N4N00 　　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。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一、利用碱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(a—m) 　　 　　 　　B.8(a-m)C.7(a/2—m)D.8(2a-m)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(2n-1),(注:q为碱基模板数,n为复制次数),则直接代公式T=(a/2-m)(23-1)=7(a/2-m)。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/3-6bC.(b/3-a)×18nD.ab/3-(b/3-n)×18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,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。D三、亲代与子代的配子种类、表现型、基因型的推导与计算◆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、ab4种,雌蜂基因型共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb4种,则亲本的基因型为( 　　)A.aabb×ABB.AaBb×AbC.AAbb×aBD.AABB×ab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、ab4种,说明F1代雌蜂能产生AB、Ab、aB、ab4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、aabb4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、ab4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。A◆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9 　　B.4与27 　　C.8与27 　　D.32与81AAbbCC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2×2×2=8(种);而Aa×Aa、Bb×Bb、Cc×Cc子代分别有3种基因型,所以AaBbCc×AaBbCc自交,F2的基因型共有3×3×3=27(种)。C四、遗传病的有关推导与计算◆例5　Leber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。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,他们的孩子患血友病的概率是( 　　)A.1/2B.1/4C.0D.1/6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XHY,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XHXH或XHY,表现型均正常。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本题为概率计算题,解析时应先推导夫妇的基因型。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Xh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(AaXHY),妇(AaXHXh);其次可将AaXHY与AaXHXh拆分为XHY×XHXh和Aa×Aa,再次对其分析:XHY×XHXh→XHXH、XHXh、XHY、XhYAa×Aa→A_、aa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_XHXH或A_XHXh,而A_XHXH出现的概率为(1/4)×(3/4)=3/16;而A_XHXh出现的概率为(1/4)×(3/4)=3/16,所以A_XHXH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。B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①和②,则说明是隐性遗传病。因为假设该致病基因为显性,正常父母应为aa、aa或XaY、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①,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③和④,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XaY、XaXa,后代绝不会有A或XA,即不会有非患者。其中如果下一代中有女儿不是患者③,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,男患者的女儿必定继承XA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①和②,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XaXa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③和④,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XAY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隐性两种隐性遗传病,常染色体隐性可用确定法确定,伴X隐性可用排除法排除,不能确定又不能排除,则有常染色体隐性或伴X隐性两种可能性。(4)若无两名非患者后代出现患者现象(不隔代遗传),则有常染色体隐性、伴X隐性、常染色体显性、伴X显性4种可能,再用不对称排除法进行排除,不能排除即为都有可能。(注:这里的隔代遗传是指有两名非患者后代出现患者现象。)用以上思路可以迅速而准确地解出任何一道难题。◆例题　观察以下遗传系谱图,分析其遗传类型并回答问题:(1)甲遗传系谱所示的遗传病可能是 　　 　　。(2)乙遗传系谱所示的遗传病可能是 　　 　　。(3)丙遗传系谱所示的遗传病可能是 　　 　　。(4)丁遗传系谱所示的遗传病可能是 　　 　　。(1)甲图中8和9不是患者,而他们的女儿13是患者,所以是常染色体隐性遗传病;(2)乙图中无特异片段,但男患者2的女儿5不是患者,所以不可能是伴X显性遗传病,又女患者7的父亲4不是患者,所以不可能是伴X隐性遗传病,则只可能是常染色体显性或隐性遗传病;(3)丙图中10和11是患者,而他们的儿子13不是患者,所以只能是显性遗传病,而男患者4的女儿7不是患者,所以不可能是伴X显性遗传病,则只能是常染色体显性遗传病;(4)丁图中9和10不是患者,而他们的儿子16是患者,所以肯定是隐性遗传病,而女患者8的儿子14不是患者,所以不会是伴X隐性遗传病,只能是常染色体隐性遗传病。(1)常染色体隐性遗传病　(2)常染色体显性或隐性遗传病　(3)常染色体显性遗传病　(4)常染色体隐性遗传病多孩、多病类遗传概率题的解法人类遗传病概率的计算是高中生物学学习的难点之一,若遇到求解多孩的患病概率或多病的发生概率题时,学生往往会出现错算、漏算。本文结合例题浅析常见多孩、多病类遗传概率题的计算方法。一、基本规律1.患一种病的概率(1)患常染色体遗传病为:男(女)孩患病概率=患病后代概率患病男(女)孩概率=1/2患病后代概率(2)患伴X遗传病为:男(女)孩患病概率=所求性别后代中患者的概率(忽略另一种性别)患病男(女)孩概率=所有后代中患病男(女)孩的概率2.患多种病的概率先依基因分离规律分别求出每种病的患病概率(若有伴X遗传病,需写出伴X遗传病的所有后代的基因型),再依题意与其他病组合后求所需概率。二、常见类型1.一孩、两病型存在3种互斥的患病可能:①只患甲病不患乙病;②只患乙病不患甲病;③甲乙两病均患。◆例1　对苯硫脲没有味觉是一种常染色体隐性遗传病,一对表现型正常的夫妇生了一个白化且对苯硫脲没有味觉的儿子,则再生一个孩子患病的概率是多少?由患两病儿子(aabb)可知父母(P)的基因型为AaBb、AaBb,则P 　　　AaBb 　　× 　　AaBbAa×AaBb×Bb白化占1/4,肤色正常占3/4;没有味觉占1/4,味觉正常占3/4。F1有3种互斥患病可能:①白化、味觉正常[概率=(1/4)×(3/4)=3/16];②肤色正常、没有味觉[概率=(3/4)×(1/4)=3/16];③两种病均患[概率=(1/4)×(1/4)=1/16]。故这对夫妇再生一个孩子患病的概率为3/16+3/16+1/16=7/16再生一个孩子患病的概率是7/16。2.两孩、一病型存在3种互斥的患病可能:①第1孩健康、第2孩患病;②第1孩患病,第2孩健康;③两孩均患病。◆例2　一对表现型正常的夫妇,生下患血友病的男孩,如果他们再生两个孩子,则两个孩子患病的概率是多少?由患病男孩(XbY)知父母的基因型为XBXb、XBY,则P 　　 　　XBXb×XBYF1 　　XBXb、XBXB、XBY、XbY血友病孩子占1/4,健康孩子占3/4。两个孩子有3种患病可能:①第1个孩子患病、第2个孩子健康[概率=(1/4)×(3/4)=3/16];②第1个孩子健康、第2个孩子患病[概率=(3/4)×(1/4)=3/16];③两个孩子均患病[概率=(1/4)×(1/4)=1/16]。故这对夫妇再生出两个孩子患血友病的概率是3/16+3/16+1/16=7/16两个孩子患病的概率是7/16。由以上可知,不论考查形式如何变化,求解多孩、多病类遗传概率题时若能熟记基本规律,细算所有可能,定能高效准确地解析此类难题。杂合子连续自交并逐代淘汰隐性个体问题的多种解法利用遗传规律分析遗传中的实际问题,推导分析亲子代的基因型、表现型及有关比例、概率方面的问题,往往能反映出学生分析、综合、判断、推理等能力的严密性、灵活性等思维品质,是考查学生能力较好的一种题型。结合下面例题,谈谈含有一对等位基因的杂合子连续自交并逐代淘汰隐性个体,求自交后代有关基因型比例的解题技巧。◆例题　某育种科学家在农田中发现一株大穗不抗病的小麦(控制麦穗大与小的基因分别用D、d表示,控制不抗病与抗病的基因分别用T、t表示),自花授粉后获得粒种子,这些种子发育成的小麦中有30株为大穗抗病,有X(X≠0)株为小穗抗病,其余都不抗病。若将这30粒大穗抗病的小麦作为亲本自交,在其F1中选择大穗抗病的小麦再进行自交,理论上F2中能稳定遗传的大穗抗病的小麦占F2中所有大穗抗病小麦的比例为 　　 　　。本题考查的是运用所学的生物学知识进行解释、推理,作出合理的判断或得出正确结论的能力,是遗传规律在农业生产中的实际应用题。本题分两个解题步骤:第一步是求出30株大穗抗病小麦个体的基因型种类及其比例。从这株大穗不抗病的小麦自交后代出现大穗与小穗、抗病与不抗病的性状分离,可知这株大穗不抗病小麦亲本的基因型是DdTt,且大穗(D)对小穗(d)为显性、不抗病(T)对抗病(t)为显性。按照自由组合定律,其自交后代会出现1/16DDtt和2/16Ddtt两种基因型的大穗抗病个体。所以,这株大穗不抗病的小麦自花授粉后获得的粒种子中,理论上应有30粒种子发育成的小麦是大穗抗病的,其中基因型为Ddtt的个体有20株(占大穗抗病个体中的比例是2/3),基因型为DDtt的个体有10株(占大穗抗病个体中的比例是1/3)。第二步是让30株大穗抗病小麦作为亲本自交→淘汰→自交,求F2中能稳定遗传的大穗抗病的小麦占F2中所有大穗抗病小麦的比例。解法一:概率法。根据上面的分析,在30株大穗抗病小麦个体中,基因型为DDtt的个体占1/3,基因型为Ddtt的个体占2/3,它们自交产生F1的情况如下:P 　　DDtt 　　 　　 　　 　　 　　Ddtt↓??↓??F1DDtt 　　×DDtt　×Ddtt　×ddtt在F1的个体中,大穗抗病纯合子(DDtt)有1/3+(2/3)×(1/4)=1/2,杂合子(Ddtt)有(2/3)×(2/4)=1/3,淘汰隐性个体(基因型ddtt的个体)后,它们所占的比例分别是3/5、2/5,再自交产生F2的情况如下:F1 　　DDttDdtt↓??↓??F2DDtt 　　×DDtt　×Ddtt　×ddtt在F2的个体中,大穗抗病纯合子(DDtt)有3/5+(2/5)×(1/4)=7/10,杂合子(Ddtt)有(2/5)×(2/4)=2/10,它们的比例是7∶2。所以,在F2中,能稳定遗传的大穗抗病个体占所有大穗抗病个体的比例是7∶9。解法二:数学模型法。一个复杂的生物学问题借助数学模型能转变成一个数学问题,通过数学模型的逻辑推理、求解和运算,就能够获得客观事物的有关结论,达到对生命现象进行研究的目的。若一生物个体每自交一次产生的子代个体数为a,则该个体作亲本连续自交n次,则可以得到子代个体数量增长的数学模型,即Fn=an。根据遗传规律可知,基因型为DDtt的小麦个体自交后代全是DDtt,基因型为Ddtt的每株小麦个体自交一次产生的a个子代个体中,基因型是DDtt和ddtt的个体和各占1/4,Ddtt的个体占2/4,则这30株小麦植株自交产生的后代情况如下:10DDttF1:10aDDttF2:10a2DDtt　20DdttF1:20a在F2中,基因型是DDtt的小麦个体共有10a2+5a2+a2=17.5a2(株),Ddtt的小麦个体共有5a2(株),同样得到DDtt占DDtt与Ddtt之和的比例为7∶9。解法三:公式规律法。从解法二中可知,若每代中的隐性个体都不淘汰,让所有个体进行自交,其中的DDtt和Ddtt的个体数量与淘汰隐性个体后再自交所产生的DDtt和Ddtt的个体数量是相等的,即DDtt占DDtt与Ddtt之和的比例不变。大家已经知道,含一对等位基因的杂合子连续自交n次,则后代中杂合子占(1/2)n,纯合子占1-(1/2)n,且显性纯合子与隐性纯合子比例相等,这一规律可直接当公式使用。前面已分析出30株大穗抗病小麦中,基因型DDtt的个体占1/3,Ddtt的个体占2/3,它们连续自交2次,产生的F2的个体中,各种基因型及比例如下:P 　　DDttDdtt↓??↓??F1……↓??↓??F2DDtt　×DDtt　×Ddtt　×ddtt在F2的所有个体中,基因型DDtt的比例是1/3+(2/3)×(3/8)=7/12,Ddtt的比例是(2/3)×(1/4)=2/12,所以,DDtt在所有DDtt和Ddtt的个体中所占的比例是7/(7+2),即7∶9。7∶9个体基因型及其比例的推断一、根据表现型求个体基因型——分解法分解法的基本原理是:将涉及多对相对性状的复杂遗传问题,一一分解开来,运用基因分离定律进行解题,从而使问题化繁为简。◆例1　父亲多指,母亲正常,生了一个白化病、手指正常的孩子,这三个人的基因型怎样?(控制手指多指与正常用A、a表示,控制肤色正常与白化用B、b表示)题中涉及两对相对性状:多指(A)和手指正常(a)是一对相对性状,肤色正常(B)和白化病(b)是一对相对性状。为了使问题简单化,可以将这两对相对性状分解开来,一对一对地加以解决,基本方法见下面的图解。 　　然后采取逆向推理方法,可以得知父亲多指方面的基因型为Aa,父亲和母亲肤色方面的基因型都是Bb,最后将两个方面的结论进行合并而得出最终答案:父亲的基因型为AaBb;母亲的基因型为aaBb;这个孩子的基因型为aabb。父亲的基因型为AaBb,母亲的基因型为aaBb,孩子的基因型为aabb。二、遗传系谱中个体基因型的推断——亲子法◆例2　某家族血友病(以b表示基因)、白化病(以a表示基因)遗传如下面遗传系谱图所示,则4号个体和5号个体基因型怎样?本题涉及两对相对性状:正常(XB)和血友病(Xb),正常(A)和白化病(a)。对于遗传系谱中个体基因型的推断,常见的错误就是对于相关信息的提取出现疏漏,从而出现答案不准确,例如许多学生在求解4号个体基因型时,常常通过6号、7号个体逆向推理,得出1号个体基因型为AaXBXb,2号个体基因型为AaXBY,然后再通过1号、2号个体基因型顺向推断4号个体基因型有多种可能:AAXBXB、AAXBXb、AaXBXB、AaXBXb,这种解题过程将4号个体的子女9号和10号个体的信息置之度外,从而造成错误。因为通过9号个体患有血友病、10号个体患有白化病,可以确定4号个体基因型为AaXBXb。关于求解5号个体基因型,则是通过6号、7号个体逆向推理,得出1号个体基因型为AaXBXb,2号个体基因型为AaXBY,然后再通过1号、2号个体基因型顺向推断,得出5号个体基因型有多种可能:AAXBXB、AAXBXb、AaXBXB、AaXBXb。通过以上两人基因型推断过程的介绍,可以归纳总结这样的基本思路——上看父母,下看子女,千万不可偏废一个方面。4号个体基因型为AaXBXb;5号个体基因型有多种可能:AAXBXB、AAXBXb、AaXBXB、AaXBXb。三、根据亲代基因型求子代基因型及其比例◆例3　基因型为Dd的抗病植物自交,产生的F1个体中不抗病个体被淘汰后自由传粉,形成的F2代中基因型及其比例怎样?基因型为Dd的植物自交,产生的F1基因型及其比例为DD∶Dd∶dd=1∶2∶1,淘汰不抗病个体后剩余植物的基因型及其所占比例分别为:DD占1/3、Dd占2/3。本题的难点在于“淘汰后自由传粉”,如何在解题中遵循“自由传粉”的条件,可以采用棋盘法。具体棋盘如下:1/3DD2/3Dd1/3DD2/3Dd 　　上面的棋盘中将各种传粉的方式全部概括其中,而且将各种传粉方式中发生的概率也考虑在里面,然后在相应的空格中推算F2代中基因型及其比例(见下表),最后整理统计得出本题答案:DD∶Dd∶dd=4∶4∶1。1/3DD2/3Dd1/3DD1/9DD1/9DD、1/9Dd2/3Dd1/9DD、1/9Dd1/9DD、2/9Dd、1/9dd 　　形成的F2代中基因型及其比例为DD∶Dd∶dd=4∶4∶1。◆例4　基因型为YyRr的黄色圆粒豌豆与基因型为yyRr的绿色圆粒豌豆杂交,其子代的基因型及其比例如何?本题可用分枝法求解。分枝法的基本原理遵循了基因分离定律和基因自由组合定律,因此这也是分枝法在解题中运用的前提条件。下图中竖线右侧就是本题所要求解的答案。见上图。关于后代表现型及其比例的推断,上述方法照样适用,因为只要得出后代基因型及其比例,再根据基因所决定的性状,就可以迅速求出后代表现型及其比例。人类遗传病的遗传方式的快速判定一、人类遗传病的遗传方式和遗传特点人类遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病,主要分为细胞核遗传病和细胞质遗传病两大类,细胞核遗传病常常分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病等,见下表。 　　二、人类遗传病遗传方式的快速判定1.典型图切入,快速判定法首先分析和掌握5个典型系谱图及其遗传方式(见下图),然后在解题时据图判图,在“大”系谱图中寻找典型图,快速反应做出正确判定。2.反证法排除,准确判定法如果遗传系谱图中无上述典型图“切入”,可采用反证排除法。其基本思路是: 　　确定显隐性的一般方法是:无中生有为隐性,有中生无为显性。(双亲无病,子女中有患者出现,则该病由隐性基因控制;双亲为患者,子女无病,则该病由显性基因控制。)生长素引起植物生长(弯曲)的题型的归类解析1.几种人工影响生长素分布的常见方法(1)锡铂纸类(图1)图1中①表示戴锡铂纸小帽,②表示在尖端下面围一圈锡铂纸。“光→”表示单侧光照,图中的“↑”“”表示生长方向,下同。(2)琼脂块类(图2)图2中①~⑤表示含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘上,⑥表示切去胚芽鞘尖端后放一琼脂块,然后再在琼脂块上放上切下的尖端。图中未标有单侧光照的为匀光照射,下同。(3)云母片类(图3) 　　图3中①表示从尖端插入云母片,②~④表示横向插入云母片,⑤、⑥表示在尖端下面一段插入云母片。(4)旋转器类(图4)图4中①表示胚芽鞘在匀速旋转的转盘上,②表示胚芽鞘在一个一侧开小窗口的小盒内。 　　2.光与生长素的关系(1)在黑暗环境或有光环境中,完整的胚芽鞘均能生长。(2)光能影响生长素的运输和分布:单侧光→尖端感受→极性运输的同时产生横向运输→生长素分布不均匀(背光一侧多)→生长不均衡(背光一侧生长快)→向光弯曲。(3)尖端感受光刺激。向光性属于应激性。单侧光引起植物体向光生长的反应,其前提是植物体必须感受单侧光的刺激。尖端就像人的眼睛一样,是接受光刺激的部位。如同将人的眼睛蒙住一样,如果用不透光的锡箔小帽套在尖端上或切去尖端,即使有单侧光照射,植物也不能感受光刺激而产生相应的反应。若用单侧光照射图2中的⑤,不管从哪侧照射,胚芽鞘仍向左弯曲,因为胚芽鞘无尖端,不能感受光。回复，即可获取生物新教材备课资源包。扫码