生物必修2知识概念梳理

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专题一 遗传的细胞基础

第二章 基因和染色体的关系

第一节 减数分裂和受精作用

1. 区分染色体、染色单体、同源染色体和四分体

(1)染色体和染色单体:细胞分裂间期,染色体经过复制成由 一个着丝点 连着的两

条姐妹染色单体。所以此时染色体数目要判断。

(2)同源染色体和四分体:同源染色体指形态、大小一般 相同 ,一条来自 父方 ,

一条来自 母方 ,且能在减数第一次分裂过程中可以两两 配对 的一对染色体。 四分体 指减数第一次分裂同源染色体四条姐妹染色单体。

(3)一对染色体= 一 个四分体=两 条染色体条染色单体= 四个DNA 分子。 2. 减数分裂过程中遇到的一些概念

同源染色体: 联会:同源染色体两两配对的现象。

四分体: 减数分裂:是时进行的染色体数 目 减半 的细胞分裂。在减数分裂过程中,染色体复制 一 次,而细胞分裂 两 次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞的染色体数目比原始生殖细胞。 3. 减数分裂: 场所:生殖器官内 特点:染色体复制一次, 细胞分裂两次。结果:染色体数目减半(数目减半发生在

过程:

精原细胞(染色体数:2n)

有丝分裂

1个精原细胞(染色体数:2n)

间期:染色体复制、细胞体积增大

1个初级精母细胞(染色体数:2n)

减数第一次分裂

前期:联会、四分体(非姐妹染色单体

交叉互换)

中期:同源染色体排列在赤道板两侧后期:同源染色体分离(非同源染色体自由组合)

末期:形成2个次级精母细胞

2个次级精母细胞(染色体数:n)

减数第二次分裂

着丝点分裂,染色单体分离

4个精细胞(染色体数:n)

变形

4. 精子与卵细胞形成的 细胞质分裂均等否 子细胞个数 是否变形

相同点:

4个2种精子(染色体数:n)

6.识别细胞分裂图形(区分有丝分裂、减数第一次分裂、减数第二次分裂)

方法:三看鉴别法(点数目、找同源、看行为) 第1步:如果细胞内染色体数目为奇数,

则该细胞为减数第二次分裂某时期的细胞。 第2步:看细胞内有无同源染色体,若无则为减数第二次分裂某时期的细胞分裂图;若有则为减数第一次分裂或有丝分裂某时期的细胞分裂图。

第3步:在有同源染色体的情况下,若有联会、四分体、同源染色体分离,非同源染色体自由组合等行为则为减数第一次分裂某时期的细胞分裂图;若无以上行为,则为有丝分裂的某一时期的细胞分裂图。

7.受精作用:指卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。 注:受精卵核内的染色体由精子和卵细胞各提供一半,但细胞质几乎全部是由卵细胞提供。 意义:通过减数分裂和受精作用,保证了进行有性生殖的生物前后代体细胞中染色体数目恒

定,从而保证了遗传的稳定和物种的稳定;在减数分裂中,发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换,增加了配子的多样性,加上受精时卵细胞和精子结合的随机性,使后代呈现多样性,有利于生物的进化,体现了有性生殖的优越性。

专题二 遗传的分子基础

第三章 基因的本质

第一节 DNA是主要的遗传物质

1. 肺炎双球菌的转化实验

(1)体内转化实验:1928年由英国格里菲思等人进行。

②结论:

在S 型细菌中存在 某种转化因子

可以使

为 有毒的S 型 细菌。

①实验过程

(2)体外转化实验:1944年由美国科学家艾弗里等人进行。 ①实验过程

结论: 2. 噬菌体侵染细菌的实验 实验过程

①标记噬菌体

含35S 的培养基−−−→含35S 的细菌−−−→外壳含35S 的噬菌体 含32P 的培养基−−−→含32P 的细菌−−−→内部含32P 的噬菌体

②噬菌体侵染细菌:详见必修II 课本P45 结论:进一步确立DNA 是遗传物质。 3. 生物的遗传物质

DNA RNA

生物 原核生物: 。

结论:绝大多数生物(细胞结构的生物和DNA 病毒)的遗传物质是DNA ,所以说DNA 是 的遗传物质。

培养

培养

培养

培养

第二节 DNA 分子的结构

1. DNA 分子的结构

(1)基本单位: 脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)

2. DNA分子有何特点?

(1)稳定性:是指DNA 分子双螺旋空间结构的相对稳定性。

(2)多样性:构成DNA 的脱氧核苷酸数目却可以成千上万,形成碱基对的排列顺序可以千变万化,。

(3)特异性:每个特定的DNA 分子中具有特定的碱基排列顺序,它代表着遗传信息。 3. DNA双螺旋结构的特点:

(1)DNA 分子由两条 反向平行 的脱氧核苷酸长链盘旋而成。

(2)DNA 分子外侧是 脱氧核糖 和 磷酸 交替连接而成的 基本骨架 。

(3)DNA 分子两条链的内侧的碱基按照 碱基互补配对 原则配对,并以 氢键 互相连接。

4. 相关计算:

在DNA 双链中:

(1) A=T C=G (2)(A+ C )/ (T+G )5. 判断核酸种类

(1)如有U 无T ,则此核酸为; (2)如有T 且A=T C=G,则为 双链 DNA ; (4)U 和T 都有,则处于阶段。

第3节 DNA的复制

1.DNA 分子复制的过程

(1)概念:以亲代DNA 分子为模板合成子代DNA 的过程

(2)复制时间: 有丝分裂间期 或减数第一次分裂的 间期 (3)复制方式:半保留复制

(4)复制条件:①模板:亲代DNA 分子 一 条脱氧核苷酸链

②原料: 4 种脱氧核苷酸

③能量:

④解旋酶、 DNA 聚合酶等

(5)复制特点:边解旋边复制

(6)复制场所:主要在细胞核 中,线粒体和叶绿体 也存在。 (7)复制意义:保持了遗传信息的连续性。 2. 与DNA 复制有关的碱基计算

(1)一个DNA 连续复制n 次后,DNA 分子总数为:2

n n-1

(2)第n 代的DNA 分子中,含原DNA 母链的有2个,占2:2(或1:2)

(3)若某DNA 中含碱基T 为a ,则连续复制n 次,所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:

n

a(2n -1)

例题:具有100个碱基对的一个DNA 分子片段,含有40个胸腺嘧啶,若连续复制3次,则三次复制时需游离的鸟嘌呤苷酸数是( ) A.60个 B.120个 C .240个 D.420个

第4节 基因是有遗传效应的DNA 片段

1. 基因的相关关系

(1)与DNA 的关系: ①每个DNA 分子包含许多个基因;②基因的实质是有遗传效应的..DNA 片段不能称之为基因(非基因)。

(2)与染色体的关系:①基因在染色体上呈线性排列;②染色体是基因的主要载体,此外,线粒体叶绿体中也有基因分布。

(3)与脱氧核苷酸的关系:①脱氧核苷酸(A.T.C.G )是构成基因的单位;②基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。

(4)与性状的关系:①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位;②基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成来实现。

2.DNA 片段中的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中;碱基排列顺序的千变万化构成了DNA 分子的多样性,而碱基的特异排列顺序,又构成了每个DNA 分子的特异性。

专题三 遗传的基本规律

第一章 遗传因子的发现

第一节 孟德尔豌豆杂交试验(一)

1.孟德尔之所以选取豌豆作为杂交试验的材料是由于:

(1)豌豆是 自花传粉 植物,且是闭花受粉 的植物; (2)豌豆花较

2.遗传学中常用概念及分析

(1)性状:生物所表现出来的形态特征和生理特性。

相对性状:种生物种性状的表现类型。

区分:兔的长毛和短毛(√ );人的卷发和直发等( √ );

兔的长毛和黄毛( );牛的黄毛和羊的白毛( )。

性状分离:杂种后代中,同时出现性状的现象。如在DD

×dd 杂交实验中,杂合F1代自交后形成的F2代同时出现显性性状(高茎DD 及Dd )和隐性性状(矮茎dd )的现象。

显性性状:在DD ×dd 如教材中F 1代豌豆表现

出高茎,即高茎为 显性性状 。决定显性性状的为 显性 遗传因子(基因),用 大写 字母表示。如高茎用D 表示。

隐性性状:在DD ×dd F 1代豌豆

未表现出矮茎,即矮茎为 隐性性状 。决定隐性性状的为隐性基因,用 小写 字母表示,如矮茎用d 表示。

(2)纯合子:遗传因子(基因)组成 相同 的个体。如DD 或dd 。其特点是纯合子自

交后代全为 纯合子 , 不发生 性状分离现象。

杂合子:遗传因子(基因)组成

会出现性状分离现象。

(3)杂交:遗传因子组成 不同 的个体之间的相交方式。

如:DD ×dd Dd ×dd DD ×Dd 等。

自交:遗传因子组成 相同 的个体之间的相交方式。如:DD ×DD Dd ×Dd 等 测交:F 1(待测个体)与隐性纯合子杂交的方式。如:Dd ×dd 3.杂合子和纯合子的鉴别方法

测交法 合子 合子 自交法 合子 4.常见问题解题方法

(1)如后代性状分离比为显:隐=3 :1,则双亲一定都是Dd )

即Dd ×Dd 1dd

(2)若后代性状分离比为显:隐=1 :1,则双亲一定是类型。

即为Dd ×dd 1Dd :1dd

(3)若后代性状只有显性性状,则双亲至少有一方为显性

即DD ×DD 或 DD ×Dd 或 DD ×dd 5.分离定律(必须二课本P7) 其实质就是在形成配子时, 等位基因在减数第一次分裂后期随同源染色体的分开而..分离,分别进入到不同的配子中 。

第2节 孟德尔豌豆杂交试验(二)

1.两对相对性状杂交试验中的有关结论

(1)两对相对性状由两对等位基因控制,且两对等位基因分别位于两对同源染色体。 (2)F 1 减数分裂产生配子时,等位基因一定分离,非等位基因(位于非同源染色体上的非等位基因)自由组合,且同时发生。

(3)F 2中有16种组合方式,9种基因型,4种表现型,比例9:3:3:1 3.自由组合定律(必须二课本P12) 实质是减数分裂形成配子时,等位基因彼此分离,决定不同性状的非等位基因自由组合。 ..

第二章 基因和染色体的关系

第二节 基因在染色体上

1. 萨顿假说: 基因在染色体上 ,也就是说染色体是基因的载体。因为基因和染色体行为存在着明显的 平行 关系。

2. 基因位于染色体上的实验证据:果蝇杂交实验分析

3. 一条染色体上一般含有多个基因,且这多个基因在染色体上 呈线性排列 4. 基因的分离定律的实质: 详见必修II 课本P30

基因的自由组合定律的实质: 详见必修II 课本P30

第三节 伴性遗传

1.概念:性染色体上的基因控制的性状的遗传常常与 2.实例: (1)(伴X 染色体隐性遗传病)血友病、红绿色盲症

红绿色盲:正常者的基因型: 或 ,携带者基因型 ,患者基因型 或 。

(2)X 染色体隐性遗传的特点:交叉遗传,男性患者 多于 女性患者。一般为 隔代 遗传 (3)抗维生素D 佝偻病(伴X 染色体显性遗传病) 特点: 3.伴性遗传在生产实践中的应用 4. 人类遗传病的判定方法

口诀:无中生有为隐性,有中生无为显性;

隐性看女病,女病父正非伴性; 显性看男病,男病母正非伴性。 第一步:确定致病基因的显隐性:可根据

(1)双亲正常子代有病为隐性遗传(即无中生有为隐性);

(2)双亲有病子代出现正常为显性遗传来判断(即有中生无为显性)。 第二步:确定致病基因在常染色体还是性染色体上。

① 在隐性遗传中,父亲正常女儿患病或母亲患病儿子正常,为常染色体上隐性遗传; ② 在显性遗传中,父亲患病女儿正常或母亲正常儿子患病,为常染色体显性遗传。

③ 不管显隐性遗传,如果父亲正常儿子患病或父亲患病儿子正常,都不可能是Y 染色体上

的遗传病;

④ 课本上讲过的,如白化病、多指、色盲或血友病等可直接确定。 注:如果家系图中患者全为男性(女全正常),且具有世代连续性,应首先考虑伴Y 遗传,

无显隐之分。

第四章 基因的表达

第一节 基因指导蛋白质的合成

1. 遗传信息的转录

(2)转录 :①概念;②场所:主要在 细胞核 ;③模板:以DNA 的 一条 链为模板; ④原料:4种核糖核苷酸 ;⑤产物:一条单链的 mRNA ;⑥原则:碱基互补配对

2. 遗传信息的翻译

(2)翻译:①定义;②场所:细胞质的 核糖体 上;③模板: mRNA ; ④原料:20种 氨基酸 ;⑤产物:多肽链(蛋白质);⑥原则:碱基互补配对; (3)翻译与转录的异同点(下表):

3. 基因表达过程中有关DNA 、RNA 、氨基酸的计算

蛋白质分子中氨基酸数目:mRNA 中碱基数目:双链DNA 碱基数目= 1:3:6 。

第2节 基因对性状的控制

1. 中心法则:⑴DNA →DNA :DNA 的自我 复制 ;

⑵DNA →RNA : 转录 ; ⑶RNA ⑷RNA →RNA : RNA 的自我复制 ; ⑸RNA →DNA :

2. 基因、蛋白质与性状的关系 (1) (间接控制)(例子: 人的白化病;皱粒与圆粒豌豆 ) 细胞代谢

基因 性状 细胞结构 (直接控制)(例子:)

(2)基因型与表现型的关系。基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。

(3)生物体性状的多基因因素:基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用,共同地精细地调控生物的性状。

专题四 生物的变异

第五章 基因突变及其他变异

第一节 基因突变和基因重组

1. 基因突变的实例:

镰刀型细胞贫血症:(1)直接病因:血红蛋白分子结构的改变

(2)根本病因:控制血红蛋白分子合成的 基因 的改变(基因中的碱基对替换)

2. 基因突变概念:DNA 分子中发生 碱基对 的替换、增添和缺失,而引起的 基因结构 的改变。

3. 基因突变的原因和特点

(1)基因突变的原因: 物理因素;化学因素;生物因素

(2)基因突变的特点:⑴普遍性⑵随机性⑶不定向性⑷低频性⑸多害少利性 (3)基因突变的时间 :有丝分裂或减数第一次分裂间期

(4)基因突变的意义: 基因突变是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料 。 4. 基因重组

(1)概念: 生物体进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的重新组合 (2)类型:①减I 后期伴随非同源染色体自由组合,非等位基因也自由组合;

②四分体时期位于同源染色体上的等位基因,随着非姐妹染色单体的交换而发生交换

(3)基因重组的意义: 是生物变异的来源之一,对生物进化有重要意义 5. 基因突变与基因重组的区别

第二节 染色体变异

1. 染色体结构的变异(猫叫综合征) (1)概念

(2)类型:染色体片段的缺失、重复、倒位、易位

(3)导致排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异 2. 染色体数目的变异:染色体数目成倍增加或成倍减少

A 、由合子发育来的个体,细胞中含有几个染色体组,就叫几倍体; B 、而由配子直接发育来的, 不管含有几个染色组,都只能叫单倍体 。

(1)染色体组的概念 详见必修II 课本P89 及特点:所有的染色体均不相同且携带控制生物生长发育的全部遗传信息。 (2)常见的一些关于单倍体与多倍体的问题

①一倍体一定是单倍体吗?( 是 )单倍体一定是一倍体吗?( 不一定 ) ②二倍体物种所形成的单倍体中,其体细胞中只含有一个染色体组吗?为什么?

(对,因为在体细胞进行减数分裂形成配子时,同源染色体分开, 导致染色体数目减半。) ③如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体,其体细胞中就含有两个或三个染色体组,我们可以称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗?(答:不对,称为单倍体。) ④单倍体中可以只有一个染色体组,但也可以有多个染色体组,对吗?

(答:对,如果本物种是二倍体,则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组;如果本物种是四倍体,则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。) 3. 育种方法总结: (1)多倍体育种方法:

(2)单倍体育种方法:

(3)列表比较多倍体育种和单倍体育种:

4. 染色体组数目的判断

(1)细胞中同种形态的染色体有几条,细胞内就含有几个染色体组 。

(2) 根据基因型判断细胞中的染色体数目,根据细胞的基本型确定

控制每一性状的基因出现的次数,该次数就等于染色体组数。

(3)根据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。

染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数

果蝇的体细胞中含有8条染色体,4对同源染色体,染色体组数目为2。

第6章 从杂交育种到基因工程

第1节 杂交育种与诱变育种

1. 杂交育种

(1)概念:将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起,再经过选择培育. 获得新品种

的方法。

(2)原理:基因重组。通过基因重组产生新的基因型,从而产生新的优良性状。

(3)优点:可以将两个或多个优良性状集中在一起。

(4)缺点:不会创造新基因,且杂交后代会出现性状分离,育种过程缓慢,过程复杂。

2. 诱变育种

(1)概念:指利用物理或化学因素来处理生物,使生物产生基因突变,育成新品种的方法。

(2)诱变原理:基因突变

(3)诱变因素:①物理:X 射线,紫外线,γ射线等。②化学:亚硝酸,硫酸二乙酯等。

(4)优点:可以在较短时间内获得更多的优良性状。

(5)缺点:因为基因突变具有不定向性且有利的突变很少,所以诱变育种具有一定盲目性,

所以利用理化因素出来生物提高突变率,且需要处理大量的生物材料,再进行选择培育。

3. 四种育种方法的比较

第二节 基因工程及其应用

1. 概念: 详见必修II 课本P102

2. 原理: 基因重组

3. 基因工程最基本的工具: 限制酶 、 DNA连接酶 、 基因的运载体

4. 基因工程的操作步骤: 提取目的基因 、目的基因与运载体结合 、将目的基因导入受体

细胞 、目的基因的表达与检测

5. 基因工程的应用:作物育种,药物研制。

6. 转基因生物和转基因食品的安全性

专题五 人类遗传病

第五章 基因突变及其他变异

第三节 人类遗传病

专题六 生物的进化

第7章 现代生物进化理论

第1节 现代生物进化理论的由来

1. 拉马克的进化学说

(1)拉马克的进化学说的主要内容

①生物都不是神创的,而是由更古老的生物传衍来的;②生物是由低等到高等逐渐进化的。

③对于生物进化的原因,他认为:用进废退;获得性遗传。

(2)拉马克的进化学说的历史意义

2. 达尔文自然选择学说

(1)、达尔文自然选择学说的主要内容1. 过度繁殖 2.生存斗争3. 遗传变异 4.适者生存

(2)达尔文的自然选择学说的历史局限性和意义 详见必修II 课本P112

3. 达尔文以后进化理论的发展

第2节 现代生物进化理论的主要内容

1. 种群基因频率的改变与生物进化

(1) 种群 是生物进化的基本单位

①种群:生活在一定区域的 同种 生物的全部个体叫种群。

种群特点:种群中的个体不是机械的集合在一起,而是通过种内关系组成一个有机的整体,个体间可以彼此交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代。

②基因库: 一个种群中全部个体所含有的全部基因

③基因频率、基因型频率及其相关计算

基因频率=

两者联系:

A 、种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。

B 、一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+A1 基因型频率= 该基因型的个体数目A1+A2+A3+...... An 该种群个体总数1杂合子的频率。 2

(2)突变和基因重组产生进化的原材料

可遗传的变异:基因突变、染色体变异、基因重组;突变包括基因突变和染色体变异

突变的有害或有利不是绝对的,取决于生物的生存环境

(3)自然选择决定生物进化的方向:生物进化的实质是 种群基因频率 的改变

2. 隔离与物种的形成

(1)物种的概念 能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物

隔离:地理隔离(量变) 生殖隔离(质变)

注:一个物种的形成必须要经过生殖隔离,但不一定经过地理隔离,如多倍体的产生。

种群基因库出现差异差异加大生殖隔离新物种形成

3. 共同进化与生物多样性的形成

(1)共同进化

①概念 ②含义:不同物种间的共同进化;生物与无机环境之间的相互影响和共同演变

(2)生物多样性的形成

①生物多样化的内容:基因多样性、物种多样性、生态系统多样性

②生物多样性形成的进化历程

A 、关键点:

真核生物出现后有性生殖方式的出现,生物进化速度明显加快;

B 、进化顺序

简单复杂 低等 自养异 养

无性 单细胞多细胞 细胞内消化

4. 生物进化理论在发展:现代生物进化理论核心是自然选择学说 ..

生物必修2知识概念梳理

专题一 遗传的细胞基础

第二章 基因和染色体的关系

第一节 减数分裂和受精作用

1. 区分染色体、染色单体、同源染色体和四分体

(1)染色体和染色单体:细胞分裂间期,染色体经过复制成由 一个着丝点 连着的两

条姐妹染色单体。所以此时染色体数目要判断。

(2)同源染色体和四分体:同源染色体指形态、大小一般 相同 ,一条来自 父方 ,

一条来自 母方 ,且能在减数第一次分裂过程中可以两两 配对 的一对染色体。 四分体 指减数第一次分裂同源染色体四条姐妹染色单体。

(3)一对染色体= 一 个四分体=两 条染色体条染色单体= 四个DNA 分子。 2. 减数分裂过程中遇到的一些概念

同源染色体: 联会:同源染色体两两配对的现象。

四分体: 减数分裂:是时进行的染色体数 目 减半 的细胞分裂。在减数分裂过程中,染色体复制 一 次,而细胞分裂 两 次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞的染色体数目比原始生殖细胞。 3. 减数分裂: 场所:生殖器官内 特点:染色体复制一次, 细胞分裂两次。结果:染色体数目减半(数目减半发生在

过程:

精原细胞(染色体数:2n)

有丝分裂

1个精原细胞(染色体数:2n)

间期:染色体复制、细胞体积增大

1个初级精母细胞(染色体数:2n)

减数第一次分裂

前期:联会、四分体(非姐妹染色单体

交叉互换)

中期:同源染色体排列在赤道板两侧后期:同源染色体分离(非同源染色体自由组合)

末期:形成2个次级精母细胞

2个次级精母细胞(染色体数:n)

减数第二次分裂

着丝点分裂,染色单体分离

4个精细胞(染色体数:n)

变形

4. 精子与卵细胞形成的 细胞质分裂均等否 子细胞个数 是否变形

相同点:

4个2种精子(染色体数:n)

6.识别细胞分裂图形(区分有丝分裂、减数第一次分裂、减数第二次分裂)

方法:三看鉴别法(点数目、找同源、看行为) 第1步:如果细胞内染色体数目为奇数,

则该细胞为减数第二次分裂某时期的细胞。 第2步:看细胞内有无同源染色体,若无则为减数第二次分裂某时期的细胞分裂图;若有则为减数第一次分裂或有丝分裂某时期的细胞分裂图。

第3步:在有同源染色体的情况下,若有联会、四分体、同源染色体分离,非同源染色体自由组合等行为则为减数第一次分裂某时期的细胞分裂图;若无以上行为,则为有丝分裂的某一时期的细胞分裂图。

7.受精作用:指卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。 注:受精卵核内的染色体由精子和卵细胞各提供一半,但细胞质几乎全部是由卵细胞提供。 意义:通过减数分裂和受精作用,保证了进行有性生殖的生物前后代体细胞中染色体数目恒

定,从而保证了遗传的稳定和物种的稳定;在减数分裂中,发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换,增加了配子的多样性,加上受精时卵细胞和精子结合的随机性,使后代呈现多样性,有利于生物的进化,体现了有性生殖的优越性。

专题二 遗传的分子基础

第三章 基因的本质

第一节 DNA是主要的遗传物质

1. 肺炎双球菌的转化实验

(1)体内转化实验:1928年由英国格里菲思等人进行。

②结论:

在S 型细菌中存在 某种转化因子

可以使

为 有毒的S 型 细菌。

①实验过程

(2)体外转化实验:1944年由美国科学家艾弗里等人进行。 ①实验过程

结论: 2. 噬菌体侵染细菌的实验 实验过程

①标记噬菌体

含35S 的培养基−−−→含35S 的细菌−−−→外壳含35S 的噬菌体 含32P 的培养基−−−→含32P 的细菌−−−→内部含32P 的噬菌体

②噬菌体侵染细菌:详见必修II 课本P45 结论:进一步确立DNA 是遗传物质。 3. 生物的遗传物质

DNA RNA

生物 原核生物: 。

结论:绝大多数生物(细胞结构的生物和DNA 病毒)的遗传物质是DNA ,所以说DNA 是 的遗传物质。

培养

培养

培养

培养

第二节 DNA 分子的结构

1. DNA 分子的结构

(1)基本单位: 脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)

2. DNA分子有何特点?

(1)稳定性:是指DNA 分子双螺旋空间结构的相对稳定性。

(2)多样性:构成DNA 的脱氧核苷酸数目却可以成千上万,形成碱基对的排列顺序可以千变万化,。

(3)特异性:每个特定的DNA 分子中具有特定的碱基排列顺序,它代表着遗传信息。 3. DNA双螺旋结构的特点:

(1)DNA 分子由两条 反向平行 的脱氧核苷酸长链盘旋而成。

(2)DNA 分子外侧是 脱氧核糖 和 磷酸 交替连接而成的 基本骨架 。

(3)DNA 分子两条链的内侧的碱基按照 碱基互补配对 原则配对,并以 氢键 互相连接。

4. 相关计算:

在DNA 双链中:

(1) A=T C=G (2)(A+ C )/ (T+G )5. 判断核酸种类

(1)如有U 无T ,则此核酸为; (2)如有T 且A=T C=G,则为 双链 DNA ; (4)U 和T 都有,则处于阶段。

第3节 DNA的复制

1.DNA 分子复制的过程

(1)概念:以亲代DNA 分子为模板合成子代DNA 的过程

(2)复制时间: 有丝分裂间期 或减数第一次分裂的 间期 (3)复制方式:半保留复制

(4)复制条件:①模板:亲代DNA 分子 一 条脱氧核苷酸链

②原料: 4 种脱氧核苷酸

③能量:

④解旋酶、 DNA 聚合酶等

(5)复制特点:边解旋边复制

(6)复制场所:主要在细胞核 中,线粒体和叶绿体 也存在。 (7)复制意义:保持了遗传信息的连续性。 2. 与DNA 复制有关的碱基计算

(1)一个DNA 连续复制n 次后,DNA 分子总数为:2

n n-1

(2)第n 代的DNA 分子中,含原DNA 母链的有2个,占2:2(或1:2)

(3)若某DNA 中含碱基T 为a ,则连续复制n 次,所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:

n

a(2n -1)

例题:具有100个碱基对的一个DNA 分子片段,含有40个胸腺嘧啶,若连续复制3次,则三次复制时需游离的鸟嘌呤苷酸数是( ) A.60个 B.120个 C .240个 D.420个

第4节 基因是有遗传效应的DNA 片段

1. 基因的相关关系

(1)与DNA 的关系: ①每个DNA 分子包含许多个基因;②基因的实质是有遗传效应的..DNA 片段不能称之为基因(非基因)。

(2)与染色体的关系:①基因在染色体上呈线性排列;②染色体是基因的主要载体,此外,线粒体叶绿体中也有基因分布。

(3)与脱氧核苷酸的关系:①脱氧核苷酸(A.T.C.G )是构成基因的单位;②基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。

(4)与性状的关系:①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位;②基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成来实现。

2.DNA 片段中的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中;碱基排列顺序的千变万化构成了DNA 分子的多样性,而碱基的特异排列顺序,又构成了每个DNA 分子的特异性。

专题三 遗传的基本规律

第一章 遗传因子的发现

第一节 孟德尔豌豆杂交试验(一)

1.孟德尔之所以选取豌豆作为杂交试验的材料是由于:

(1)豌豆是 自花传粉 植物,且是闭花受粉 的植物; (2)豌豆花较

2.遗传学中常用概念及分析

(1)性状:生物所表现出来的形态特征和生理特性。

相对性状:种生物种性状的表现类型。

区分:兔的长毛和短毛(√ );人的卷发和直发等( √ );

兔的长毛和黄毛( );牛的黄毛和羊的白毛( )。

性状分离:杂种后代中,同时出现性状的现象。如在DD

×dd 杂交实验中,杂合F1代自交后形成的F2代同时出现显性性状(高茎DD 及Dd )和隐性性状(矮茎dd )的现象。

显性性状:在DD ×dd 如教材中F 1代豌豆表现

出高茎,即高茎为 显性性状 。决定显性性状的为 显性 遗传因子(基因),用 大写 字母表示。如高茎用D 表示。

隐性性状:在DD ×dd F 1代豌豆

未表现出矮茎,即矮茎为 隐性性状 。决定隐性性状的为隐性基因,用 小写 字母表示,如矮茎用d 表示。

(2)纯合子:遗传因子(基因)组成 相同 的个体。如DD 或dd 。其特点是纯合子自

交后代全为 纯合子 , 不发生 性状分离现象。

杂合子:遗传因子(基因)组成

会出现性状分离现象。

(3)杂交:遗传因子组成 不同 的个体之间的相交方式。

如:DD ×dd Dd ×dd DD ×Dd 等。

自交:遗传因子组成 相同 的个体之间的相交方式。如:DD ×DD Dd ×Dd 等 测交:F 1(待测个体)与隐性纯合子杂交的方式。如:Dd ×dd 3.杂合子和纯合子的鉴别方法

测交法 合子 合子 自交法 合子 4.常见问题解题方法

(1)如后代性状分离比为显:隐=3 :1,则双亲一定都是Dd )

即Dd ×Dd 1dd

(2)若后代性状分离比为显:隐=1 :1,则双亲一定是类型。

即为Dd ×dd 1Dd :1dd

(3)若后代性状只有显性性状,则双亲至少有一方为显性

即DD ×DD 或 DD ×Dd 或 DD ×dd 5.分离定律(必须二课本P7) 其实质就是在形成配子时, 等位基因在减数第一次分裂后期随同源染色体的分开而..分离,分别进入到不同的配子中 。

第2节 孟德尔豌豆杂交试验(二)

1.两对相对性状杂交试验中的有关结论

(1)两对相对性状由两对等位基因控制,且两对等位基因分别位于两对同源染色体。 (2)F 1 减数分裂产生配子时,等位基因一定分离,非等位基因(位于非同源染色体上的非等位基因)自由组合,且同时发生。

(3)F 2中有16种组合方式,9种基因型,4种表现型,比例9:3:3:1 3.自由组合定律(必须二课本P12) 实质是减数分裂形成配子时,等位基因彼此分离,决定不同性状的非等位基因自由组合。 ..

第二章 基因和染色体的关系

第二节 基因在染色体上

1. 萨顿假说: 基因在染色体上 ,也就是说染色体是基因的载体。因为基因和染色体行为存在着明显的 平行 关系。

2. 基因位于染色体上的实验证据:果蝇杂交实验分析

3. 一条染色体上一般含有多个基因,且这多个基因在染色体上 呈线性排列 4. 基因的分离定律的实质: 详见必修II 课本P30

基因的自由组合定律的实质: 详见必修II 课本P30

第三节 伴性遗传

1.概念:性染色体上的基因控制的性状的遗传常常与 2.实例: (1)(伴X 染色体隐性遗传病)血友病、红绿色盲症

红绿色盲:正常者的基因型: 或 ,携带者基因型 ,患者基因型 或 。

(2)X 染色体隐性遗传的特点:交叉遗传,男性患者 多于 女性患者。一般为 隔代 遗传 (3)抗维生素D 佝偻病(伴X 染色体显性遗传病) 特点: 3.伴性遗传在生产实践中的应用 4. 人类遗传病的判定方法

口诀:无中生有为隐性,有中生无为显性;

隐性看女病,女病父正非伴性; 显性看男病,男病母正非伴性。 第一步:确定致病基因的显隐性:可根据

(1)双亲正常子代有病为隐性遗传(即无中生有为隐性);

(2)双亲有病子代出现正常为显性遗传来判断(即有中生无为显性)。 第二步:确定致病基因在常染色体还是性染色体上。

① 在隐性遗传中,父亲正常女儿患病或母亲患病儿子正常,为常染色体上隐性遗传; ② 在显性遗传中,父亲患病女儿正常或母亲正常儿子患病,为常染色体显性遗传。

③ 不管显隐性遗传,如果父亲正常儿子患病或父亲患病儿子正常,都不可能是Y 染色体上

的遗传病;

④ 课本上讲过的,如白化病、多指、色盲或血友病等可直接确定。 注:如果家系图中患者全为男性(女全正常),且具有世代连续性,应首先考虑伴Y 遗传,

无显隐之分。

第四章 基因的表达

第一节 基因指导蛋白质的合成

1. 遗传信息的转录

(2)转录 :①概念;②场所:主要在 细胞核 ;③模板:以DNA 的 一条 链为模板; ④原料:4种核糖核苷酸 ;⑤产物:一条单链的 mRNA ;⑥原则:碱基互补配对

2. 遗传信息的翻译

(2)翻译:①定义;②场所:细胞质的 核糖体 上;③模板: mRNA ; ④原料:20种 氨基酸 ;⑤产物:多肽链(蛋白质);⑥原则:碱基互补配对; (3)翻译与转录的异同点(下表):

3. 基因表达过程中有关DNA 、RNA 、氨基酸的计算

蛋白质分子中氨基酸数目:mRNA 中碱基数目:双链DNA 碱基数目= 1:3:6 。

第2节 基因对性状的控制

1. 中心法则:⑴DNA →DNA :DNA 的自我 复制 ;

⑵DNA →RNA : 转录 ; ⑶RNA ⑷RNA →RNA : RNA 的自我复制 ; ⑸RNA →DNA :

2. 基因、蛋白质与性状的关系 (1) (间接控制)(例子: 人的白化病;皱粒与圆粒豌豆 ) 细胞代谢

基因 性状 细胞结构 (直接控制)(例子:)

(2)基因型与表现型的关系。基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。

(3)生物体性状的多基因因素:基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用,共同地精细地调控生物的性状。

专题四 生物的变异

第五章 基因突变及其他变异

第一节 基因突变和基因重组

1. 基因突变的实例:

镰刀型细胞贫血症:(1)直接病因:血红蛋白分子结构的改变

(2)根本病因:控制血红蛋白分子合成的 基因 的改变(基因中的碱基对替换)

2. 基因突变概念:DNA 分子中发生 碱基对 的替换、增添和缺失,而引起的 基因结构 的改变。

3. 基因突变的原因和特点

(1)基因突变的原因: 物理因素;化学因素;生物因素

(2)基因突变的特点:⑴普遍性⑵随机性⑶不定向性⑷低频性⑸多害少利性 (3)基因突变的时间 :有丝分裂或减数第一次分裂间期

(4)基因突变的意义: 基因突变是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料 。 4. 基因重组

(1)概念: 生物体进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的重新组合 (2)类型:①减I 后期伴随非同源染色体自由组合,非等位基因也自由组合;

②四分体时期位于同源染色体上的等位基因,随着非姐妹染色单体的交换而发生交换

(3)基因重组的意义: 是生物变异的来源之一,对生物进化有重要意义 5. 基因突变与基因重组的区别

第二节 染色体变异

1. 染色体结构的变异(猫叫综合征) (1)概念

(2)类型:染色体片段的缺失、重复、倒位、易位

(3)导致排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异 2. 染色体数目的变异:染色体数目成倍增加或成倍减少

A 、由合子发育来的个体,细胞中含有几个染色体组,就叫几倍体; B 、而由配子直接发育来的, 不管含有几个染色组,都只能叫单倍体 。

(1)染色体组的概念 详见必修II 课本P89 及特点:所有的染色体均不相同且携带控制生物生长发育的全部遗传信息。 (2)常见的一些关于单倍体与多倍体的问题

①一倍体一定是单倍体吗?( 是 )单倍体一定是一倍体吗?( 不一定 ) ②二倍体物种所形成的单倍体中,其体细胞中只含有一个染色体组吗?为什么?

(对,因为在体细胞进行减数分裂形成配子时,同源染色体分开, 导致染色体数目减半。) ③如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体,其体细胞中就含有两个或三个染色体组,我们可以称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗?(答:不对,称为单倍体。) ④单倍体中可以只有一个染色体组,但也可以有多个染色体组,对吗?

(答:对,如果本物种是二倍体,则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组;如果本物种是四倍体,则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。) 3. 育种方法总结: (1)多倍体育种方法:

(2)单倍体育种方法:

(3)列表比较多倍体育种和单倍体育种:

4. 染色体组数目的判断

(1)细胞中同种形态的染色体有几条,细胞内就含有几个染色体组 。

(2) 根据基因型判断细胞中的染色体数目,根据细胞的基本型确定

控制每一性状的基因出现的次数,该次数就等于染色体组数。

(3)根据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。

染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数

果蝇的体细胞中含有8条染色体,4对同源染色体,染色体组数目为2。

第6章 从杂交育种到基因工程

第1节 杂交育种与诱变育种

1. 杂交育种

(1)概念:将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起,再经过选择培育. 获得新品种

的方法。

(2)原理:基因重组。通过基因重组产生新的基因型,从而产生新的优良性状。

(3)优点:可以将两个或多个优良性状集中在一起。

(4)缺点:不会创造新基因,且杂交后代会出现性状分离,育种过程缓慢,过程复杂。

2. 诱变育种

(1)概念:指利用物理或化学因素来处理生物,使生物产生基因突变,育成新品种的方法。

(2)诱变原理:基因突变

(3)诱变因素:①物理:X 射线,紫外线,γ射线等。②化学:亚硝酸,硫酸二乙酯等。

(4)优点:可以在较短时间内获得更多的优良性状。

(5)缺点:因为基因突变具有不定向性且有利的突变很少,所以诱变育种具有一定盲目性,

所以利用理化因素出来生物提高突变率,且需要处理大量的生物材料,再进行选择培育。

3. 四种育种方法的比较

第二节 基因工程及其应用

1. 概念: 详见必修II 课本P102

2. 原理: 基因重组

3. 基因工程最基本的工具: 限制酶 、 DNA连接酶 、 基因的运载体

4. 基因工程的操作步骤: 提取目的基因 、目的基因与运载体结合 、将目的基因导入受体

细胞 、目的基因的表达与检测

5. 基因工程的应用:作物育种,药物研制。

6. 转基因生物和转基因食品的安全性

专题五 人类遗传病

第五章 基因突变及其他变异

第三节 人类遗传病

专题六 生物的进化

第7章 现代生物进化理论

第1节 现代生物进化理论的由来

1. 拉马克的进化学说

(1)拉马克的进化学说的主要内容

①生物都不是神创的,而是由更古老的生物传衍来的;②生物是由低等到高等逐渐进化的。

③对于生物进化的原因,他认为:用进废退;获得性遗传。

(2)拉马克的进化学说的历史意义

2. 达尔文自然选择学说

(1)、达尔文自然选择学说的主要内容1. 过度繁殖 2.生存斗争3. 遗传变异 4.适者生存

(2)达尔文的自然选择学说的历史局限性和意义 详见必修II 课本P112

3. 达尔文以后进化理论的发展

第2节 现代生物进化理论的主要内容

1. 种群基因频率的改变与生物进化

(1) 种群 是生物进化的基本单位

①种群:生活在一定区域的 同种 生物的全部个体叫种群。

种群特点:种群中的个体不是机械的集合在一起,而是通过种内关系组成一个有机的整体,个体间可以彼此交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代。

②基因库: 一个种群中全部个体所含有的全部基因

③基因频率、基因型频率及其相关计算

基因频率=

两者联系:

A 、种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。

B 、一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+A1 基因型频率= 该基因型的个体数目A1+A2+A3+...... An 该种群个体总数1杂合子的频率。 2

(2)突变和基因重组产生进化的原材料

可遗传的变异:基因突变、染色体变异、基因重组;突变包括基因突变和染色体变异

突变的有害或有利不是绝对的,取决于生物的生存环境

(3)自然选择决定生物进化的方向:生物进化的实质是 种群基因频率 的改变

2. 隔离与物种的形成

(1)物种的概念 能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物

隔离:地理隔离(量变) 生殖隔离(质变)

注:一个物种的形成必须要经过生殖隔离,但不一定经过地理隔离,如多倍体的产生。

种群基因库出现差异差异加大生殖隔离新物种形成

3. 共同进化与生物多样性的形成

(1)共同进化

①概念 ②含义:不同物种间的共同进化;生物与无机环境之间的相互影响和共同演变

(2)生物多样性的形成

①生物多样化的内容:基因多样性、物种多样性、生态系统多样性

②生物多样性形成的进化历程

A 、关键点:

真核生物出现后有性生殖方式的出现,生物进化速度明显加快;

B 、进化顺序

简单复杂 低等 自养异 养

无性 单细胞多细胞 细胞内消化

4. 生物进化理论在发展:现代生物进化理论核心是自然选择学说 ..


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