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必修二知識點總結(jié)2023—2024學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

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必修二知識點總結(jié)2023—2024學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

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生物必修二知識點總結(jié)
第1章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)
一、豌豆實驗材料的優(yōu)點:
(1)自花傳粉,閉花受粉,自然狀態(tài)下一般是純種。
相關(guān)知識:
兩性花:一朵花中既有雌蕊又有雄蕊的花。
單性花:一朵花中只有雌蕊或雄蕊的花。
自花傳粉:兩性花的花粉,落到同一朵花的雌蕊柱頭上 。
異花傳粉:兩朵花之間的傳粉過程。
(2)具有易于區(qū)分的多對相對性狀。
相關(guān)知識:
性狀:生物所表現(xiàn)出來的形態(tài)特征和生理特性。
相對性狀:同種生物同一種性狀的不同表現(xiàn)類型。
舉例:兔的白毛和黑毛;人的卷發(fā)和直發(fā)等。
(3)花大,易于人工異花傳粉。
人工異花傳粉步驟:

(4)生長周期短,籽粒數(shù)目多,易于統(tǒng)計分析。
補(bǔ)充:其它常見遺傳學(xué)模式生物及特點
(1)果蠅:有多對易于區(qū)分的相對性狀;易飼養(yǎng)、繁殖快,十幾天就能繁殖一代;子代數(shù)量多,符合統(tǒng)計學(xué)要求
(2)玉米:相對性狀多且易于區(qū)分;雌雄同株異花,雜交時不用去雄,操作簡便;易種植,生長周期短;子粒多,統(tǒng)計分析結(jié)果可靠。
二、遺傳學(xué)中常用概念及符號
1、性狀類:
顯性性狀:在DD×dd 雜交試驗中,F(xiàn)1表現(xiàn)出來的性狀;
隱性性狀:在DD×dd雜交試驗中,F(xiàn)1未顯現(xiàn)出來的性狀;
性狀分離:雜種后代中,同時出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。
2、基因類:
顯性基因:決定顯性性狀的基因,用大寫字母表示,如用D表示。
隱性基因:決定隱性性狀的基因,用小寫字母表示,如用d表示。
等位基因:控制一對相對性狀的基因,位于一對同源染色體上的相同位置。
非等位基因:控制不同性狀的基因,位于一對同源染色體的不同位置 或 位于不同對同源染色體上。
3、個體類:
表現(xiàn)型(表型):指生物個體實際表現(xiàn)出來的性狀 。
基因型:與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成。 (關(guān)系:基因型是表型的內(nèi)在決定因素)
純合子:基因組成相同的個體。如DD或dd。其特點是自交后代全為純合子,子代不發(fā)生性狀分離現(xiàn)象。
雜合子:基因組成不同的個體。如Dd。其特點是自交后代出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象。
4、交配類:
雜交:遺傳因子組成不同的個體之間的相交方式。如:DD×dd Dd×dd DD×Dd等。
自交:遺傳因子組成相同的個體之間的相交方式。如:DD×DD Dd×Dd等
測交:F1(待測個體)與隱性純合子雜交的方式。如:Dd×dd
5、有關(guān)符號:
三、分離定律(豌豆雜交實驗一)
1、一對相對性狀的雜交實驗:(及遺傳圖解)
P:高莖豌豆×矮莖豌豆

F1: 高莖豌豆
↓自交
F2:高莖豌豆 矮莖豌豆
3 : 1
2、孟德爾對分離現(xiàn)象的原因提出的假說:
生物的性狀是由 遺傳因子決定的;體細(xì)胞中遺傳因子是成對存在的;在形成生殖細(xì)胞時, 成對的遺傳因子彼此分離,進(jìn)入不同的 配子中;受精時,雌雄配子的結(jié)合是 隨機(jī) 的。
對分離現(xiàn)象解釋的驗證-----測交實驗遺傳圖解
測交后代的表型和基因型均為兩種,比例為1:1,說明F1產(chǎn)生了數(shù)量相等的兩種配子。
注意:(1)不論高莖豌豆作為父本或母本(不論正交或反交),實驗結(jié)果相同。
(2)豌豆雜交實驗時,需進(jìn)行:母本去雄、人工授粉、套袋等操作。
4、分離定律:
(1)研究對象:位于一對同源染色體上的一對等位基因。
(2)發(fā)生時間:減數(shù)第一次分裂后期。
(3)實質(zhì):減數(shù)分裂形成配子時(減Ⅰ后期),等位基因隨同源染色體的分離而分離。
(4)適用范圍:有性生殖;細(xì)胞核基因;一對相對性狀的遺傳。
5、分離定律的驗證
自交法:具有相對性狀的純合子雜交→F1雜合子自交→后代性狀分離比3:1→符合基因分離定律。
測交法:雜合子×純合子→子代性狀比例1:1→符合基因分離定律。
花粉鑒定法:取雜合子的花粉染色或直接鏡檢→看到兩種花粉且比例為1:1→符合基因分離定律。
單倍體育種法:取花藥離體培養(yǎng)→用秋水仙素處理單倍體幼苗→產(chǎn)生兩種表型且比例為1:1→符合基因分離定律。
四、自由組合定律(豌豆雜交實驗二)
1、兩對相對性狀的雜交:(在右側(cè)用基因型寫出遺傳圖解)
P: 黃圓×綠皺

F1: 黃圓
↓自交
F2:黃圓 綠圓 黃皺 綠皺
9 :3 : 3 : 1
在F2 代中:
16種雌雄配子結(jié)合方式。
4 種表現(xiàn)型: 兩種親本型:黃圓9/16 綠皺1/16
兩種重組型:黃皺3/16 綠皺3/16
9種基因型: 純合子 YYRR yyrr YYrr yyRR 共4種×1/16
半純半雜 YYRr yyRr YyRR Yyrr 共4種×2/16
完全雜合子 YyRr 共1種×4/16
2、孟德爾對自由組合現(xiàn)象的原因提出的假說:
F1產(chǎn)生配子時,成對的遺傳因子彼此分離,不同對的遺傳因子可以自由組合。F1產(chǎn)生的雌、雄配子各有四種。受精時,雌雄配子的結(jié)合是 隨機(jī)的
3、對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證----測交實驗
雜種子一代(黃色圓粒豌豆)與綠色皺粒豌豆測交實驗---分析圖解(課本P11圖1-9)及測交結(jié)果(課本P11表1-2)(遺傳圖解)
測交后代的表型和基因型均為四種,比例為1:1:1:1,說明F1產(chǎn)生了數(shù)量相等的四種配子。
自由組合定律的實質(zhì):減數(shù)分裂形成配子時,非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合(減Ⅰ后期)。適用于兩對以上相對性狀的遺傳。
假說——演繹法:在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問題以后,通過推理和想象提出解釋問題的假說,根據(jù)假說進(jìn)行演繹推理,推出預(yù)測的結(jié)果,再通過實驗來檢驗。如果實驗結(jié)果預(yù)測預(yù)測相符,就可以認(rèn)為假說是正確的,反之,則可以認(rèn)為假說是錯誤的。這是現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的一種科學(xué)方法,叫做假說——演繹法。
性狀分離比的模擬實驗
兩個小桶分別代表動物的卵巢和睪丸(或精巢),小桶內(nèi)的兩種不同顏色的小球代表兩種類型的配子(精子或卵細(xì)胞),每個小桶內(nèi)兩種顏色的小球數(shù)目應(yīng)該相等。每一次抓取彩色的小球并記錄后,應(yīng)分別重新放回原來的小桶,搖勻后才可以進(jìn)行下一次抓取和記錄,抓取和記錄要進(jìn)行多次。
第2 章 基因和染色體的關(guān)系
第1節(jié) 減數(shù)分裂和受精作用
一、減數(shù)分裂
1.概念:是進(jìn)行有性生殖的生物,在產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞時進(jìn)行的染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂。
2. 減數(shù)分裂的結(jié)果是: 成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞的減少一半。
3.適用范圍:進(jìn)行有性生殖的生物
4.特點:在減數(shù)分裂過程中,染色體只復(fù)制一次,而細(xì)胞分裂兩次
二、精子的形成過程
1.場所:人和其他哺乳動物的精子----------睪丸中形成
原始雄性生殖細(xì)胞:精原細(xì)胞 成熟雄性生殖細(xì)胞:精子
3.過程:1個精原細(xì)胞→1個初級精母細(xì)胞(MI前中后)→2個次級精母細(xì)胞(MII前中后末)→4個精細(xì)胞→變形→4個精子。
4精細(xì)胞的形成過程圖解
減數(shù)第一次分裂
(1)間期:精原細(xì)胞的體積增大,染色體復(fù)制(包括DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成),成為初級精母細(xì)胞。復(fù)制后的每條染色體都由兩條姐妹染色單體構(gòu)成,這兩條姐妹染色單體由同一個著絲粒連接。
(2)MI前期:原來分散的染色體進(jìn)行兩兩配對。配對的兩條染色體,形狀、大小一般都相同,一條來自父方,一條來自母方,叫做同源染色體。
聯(lián)會:同源染色體兩兩配對現(xiàn)象叫做聯(lián)會。
四分體:聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條姐妹染色單體叫四分體,四分體的非姐妹染色單體之間常常發(fā)生纏繞,會發(fā)生基因重組。
(3)MI中期:同源染色體上下排列在赤道板的兩側(cè)。
(4)MI后期:在紡錘絲的牽引下,同源染色體分離,非同源染色體自由組合,移向細(xì)胞兩極。
減數(shù)第二次分裂:無同源染色體,染色質(zhì)不再復(fù)制。
(1)MII前期:染色體散亂排列。
(2)MII中期:每條染色體的著絲點都排列在細(xì)胞中央的赤道板上。
(3)MII后期:每條染色體的著絲點分裂,姐妹染色單體分開,成為兩條子染色體。并分別移向細(xì)胞兩極。
(4)MII末期:細(xì)胞質(zhì)均等分裂,每個細(xì)胞形成2個子細(xì)胞。
注意:經(jīng)減數(shù)分裂得到的精細(xì)胞要通過變形才能形成成熟的精子.
三.卵細(xì)胞的形成過程
1.場所:人和其他哺乳動物的卵細(xì)胞--------卵巢中形成的。
2.卵細(xì)胞與精子形成過程的主要區(qū)別是:
(1)初級卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第一次分裂,形成大小不同兩個細(xì)胞,大的叫做次級卵母細(xì)胞,小的叫做極體。
(2)次級卵母細(xì)胞胞進(jìn)行減數(shù)第二次分裂。形成一個大的卵細(xì)胞和一個小的極體,在減數(shù)第一次分裂中形成的極體也分裂為兩個極體。這樣,一個初級卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂,就形成一個卵細(xì)胞和三個極體。
(3)卵細(xì)胞和極體中都含有數(shù)目減半的染色體。不久,三個極體都退化消失,結(jié)果是一個卵原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂,只形成一個卵細(xì)胞。
3.卵細(xì)胞的形成過程圖解
四 、同源染色體與非同源染色體
1、數(shù)量關(guān)系
1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=4條染色單體=4個DNA分子。
2、同源染色體與非同源染色體的比較
圖形
說明 ①同源染色體一般形狀、大小相似(性染色體除外),一條來自父方,一條來自母方 ②1和2是一對同源染色體,3和4也是一對同源染色體 ③1和3或1和4是一對非同源染色體,2和4或2和3也是一對非同源染色體
五、減數(shù)分裂形成子細(xì)胞種類:
假設(shè)某種生物的體細(xì)胞中含n對同源染色體,(不考慮交叉互換時)則:
它的1個精原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成2種精子。它的1個卵原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成1種卵細(xì)胞;它的精(卵)原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂可形成 2n 種精子(卵細(xì)胞)。
六、受精作用
1.受精作用是卵細(xì)胞和精子相互識別成為受精卵的過程。
受精卵中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞中的數(shù)目,其中有一半的染色體來自精子,另一半來自卵細(xì)胞。
2.減數(shù)分裂和受精作用的意義:新一代繼承了父母雙方的遺傳物質(zhì),由于減數(shù)分裂形成的配子,染色體組成具有多樣性,導(dǎo)致不同配子遺傳物質(zhì)的差異,加上受精過程中卵細(xì)胞和精子結(jié)合的隨機(jī)性,同一雙親的后代必然呈現(xiàn)多樣性,其有利于生物在自然選擇中進(jìn)化,體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。此外,就進(jìn)行有性生殖的生物來說減數(shù)分裂和受精作用對于維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定,對于生物的遺傳和變異,都十分重要。
3.配子中染色體組合多樣性的原因-------基因重組
(1)減數(shù)第一次分裂過程中,同源染色體分離的同時,非同源染色體自由組合
(2)減數(shù)第一次分裂四分體時期,同源染色體中的非姐妹染色單體片段交叉互換。
七、有關(guān)曲線
1、細(xì)胞分裂過程中DNA和染色體的變化曲線
2、二倍體生物有絲分裂,MI ,MII 重要時期比較
時期 有絲分裂 MI MII
前期
中期
后期
減數(shù)分裂與有絲分裂圖像辨析:判斷下列細(xì)胞正在進(jìn)行什么分裂,處在什么時期?
3、比較有絲分裂和減數(shù)分裂的相同點和不同點:
(1)有絲分裂:染色體復(fù)制一次,細(xì)胞分裂一次,子細(xì)胞的染色體與體細(xì)胞相同,形成體細(xì)胞,沒有聯(lián)會、四分體的出現(xiàn)沒有交叉、互換現(xiàn)象;
(2)減數(shù)分裂:染色體復(fù)制一次,細(xì)胞連續(xù)分裂兩次,子細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目減半,形成有性生殖細(xì)胞,出現(xiàn)聯(lián)會、四分體,有交叉、互換行為。
(3)相同點:染色體復(fù)制一次。
比較項目 減數(shù)分裂 有絲分裂
染色體復(fù)制次數(shù)及時間 一次,減數(shù)第一次分裂的間期 一次,有絲分裂的間期
細(xì)胞分裂次數(shù) 二次 一次
聯(lián)會四分體是否出現(xiàn) 出現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂 不出現(xiàn)
同源染色體分離 減數(shù)第一次分裂后期 無
著絲粒分裂 發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期 后期
子細(xì)胞的名稱及數(shù)目 有性生殖細(xì)胞,精細(xì)胞4個或卵1個、極體3個 體細(xì)胞,2個
子細(xì)胞中染色體變化 減半,減半的時期是減數(shù)第一次分裂 不變
子細(xì)胞間的遺傳組成 不一定相同 一定相同
第2節(jié) 基因在染色體上
一、薩頓的假說:基因和染色體行為存在著明顯的 平行 關(guān)系(見下表)
基因 染色體
1 在雜交過程中保持完整性和獨(dú)立性 在配子形成和受精過程中,形態(tài)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定
2 基因在體細(xì)胞中成對存在,配子中只有成對基因中的一個 染色體在體細(xì)胞中 成對 存在,配子中只有成對染色體中的一條
3 成對基因一個來自父方一個來自母方 同源染色體一條來自父方一條來自母方
4 非等位基因在形成配子時自由組合 非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期自由組合
研究方法: 類比推理 法
二、 基因位于染色體上的實驗證據(jù)
1.實驗者:美國生物學(xué)家摩爾根。
2.實驗材料及其優(yōu)點
果蠅:(1)相對性狀多且明顯;
(2)繁殖快,培養(yǎng)周期短;
(3)成本低,易培養(yǎng);
(4)染色體數(shù)目少便于觀察。
3.研究方法:假說—演繹法
4.實驗現(xiàn)象及分析
(1)果蠅的紅眼、白眼是一對相對性狀。
(2)F1全為紅眼→紅眼是顯性性狀。
(3)F2紅眼:白眼=3 : 1→符合分離定律,紅眼和白眼受一對等位基因控制。
(4)白眼性狀的表現(xiàn)與性別相聯(lián)系。
5.理論分析
(1)性染色體與常染色體:性染色體:決定雌雄異體的生物性別的染色體。
常染色體: 與性別決定無直接關(guān)系的染色體。
(2)果蠅體細(xì)胞的染色體組成
果蠅 染色體總數(shù) 常染色體數(shù) 性染色體數(shù) 染色體組成
雌果蠅 4對 3對 1對 6+XX(同型)
雄果蠅 4對 3對 1對 6+XY(異型)
6.測交實驗驗證過程
測交結(jié)果:后代中紅眼:白眼=1 : 1,符合分離定律。
結(jié)論:決定果蠅紅眼和白眼的基因位于X染色體上,從而證明了基因在染色體上。
7.通過基因定位發(fā)現(xiàn):基因在染色體上呈 線性 排列。
三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋(課本32頁)
1.孟德爾的遺傳因子與染色體上基因的對應(yīng)關(guān)系
(1)基因的分離定律的實質(zhì)是:在雜合體的細(xì)胞中,位于一對同源染色體上的等位基因具有一定的獨(dú)立性;在減數(shù)分裂形成配子的過程中,等位基因會隨同源染色體的分開而分離,分別進(jìn)入兩個配子中,獨(dú)立的隨配子遺傳給后代。
(2)基因的自由組合定律的實質(zhì)是:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的;在減數(shù)分裂的過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合。
第3節(jié) 伴性遺傳
一、性別決定
性別決定:一般是指雌雄異體的生物決定性別的方式。常見的是性染色體決定性別。
性染色體:決定性別的染色體。
常染色體:與決定性別無關(guān)的染色體。
XY型性別決定方式:
(1)染色體組成(n對):雄性:n-1對常染色體 + XY; 雌性:n-1對常染色體 + XX
(2)性別比:一般為 1 : 1
(3)常見生物:全部哺乳動物、大多數(shù)雌雄異體的植物,多數(shù)昆蟲、一些魚類和兩棲類。
ZW型性別決定方式:
(1)染色體組成(n對):雄性:n-1對常染色體 + ZZ; 雌性:n-1對常染色體 + ZW
(2)性別比:一般 1 : 1
(3)常見生物:鳥類和蛾蝶類。
4、染色體組數(shù)決定性別:(蜜蜂,雄性為單倍體,雌性為二倍體)
5、環(huán)境因子決定性別:一些龜鱉類和所有的鱷魚的性別是由受精后的環(huán)境因子決定的,這些爬行類動物在發(fā)育的某個時期內(nèi)卵的溫度是性別的決定因子。
當(dāng)受精卵在22~270C孵化時,只產(chǎn)生一種性別;當(dāng)受精卵在300C以上孵化時,則產(chǎn)生另一種性別。只在很小溫度范圍內(nèi),同一批受精卵才會孵化出雌雄兩種個體
二、伴性遺傳:
1、定義:位于性染色體上的基因,遺傳上總與性別相聯(lián)系,這種遺傳方式叫做伴性遺傳。
2、基因型書寫要求:常見的X染色體隱性遺傳病——紅綠色盲:在寫色覺基因型時,為了與常染色體的基因相區(qū)別,一定要先寫出性染色體,再在右上角標(biāo)明基因型。)色盲女性(XbXb),正常(攜帶者)女性(XBXb),正常女性(XBXB),色盲男性(XbY),正常男性(XBY)。
3、三種伴性遺傳病的特點:
(1)伴X隱性遺傳的特點:① 男患者>女患者 ② 隔代交叉遺傳 ③ 母病子必病,女病父必病
(2)伴X顯性遺傳的特點:① 女患者>男患者 ② 連續(xù)交叉遺傳 ③ 父病女必病,子病母必病
(3)伴Y遺傳的特點 :①患者全部為男性 ②父→子→孫
常見遺傳病類型、特點及實例
(1)常染色體隱性遺傳病,如白化病等,判斷依據(jù)為無中生有為隱性,生女患病是常隱。男女患者比例接近1:1。
(2)常染色體顯性遺傳病,如并指、多指等,判斷依據(jù)為有中生無為顯性,生女正常是常顯。男女患者比例接近1:1。
X染色體隱性遺傳,如色盲、血友病等,判斷依據(jù)是母病子必病,女病父必病,男患多于女
患。一般地說,色盲這種病是由男性通過他的女兒(攜帶者)遺傳給他的外孫(隔代遺傳、交叉遺傳)。色盲基因不能由男性傳給男性。
X染色體顯性遺傳,如抗維生素D佝僂癥等,判斷依據(jù)是子病母必病,父病女必病,女患多
于男患。
附:常見遺傳病類型(要記住):
伴X隱:色盲、血友病 常隱:先天性聾啞、白化病
伴X顯:抗維生素D佝僂病 常顯:多(并)指
遺傳病常用判斷口訣:父子相傳為伴Y;無中生有為隱性;隱性遺傳看女病,父子無病非伴性;有中生無為顯性;顯性遺傳看男病,母女無病非伴性。
第3章 基因的本質(zhì)
第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)
一、人類對遺傳物質(zhì)的探索過程
證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗:肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗和 噬菌體侵染細(xì)菌的實驗。
(一)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗 ( R型細(xì)菌:無毒性;S型細(xì)菌:有毒性)
1、1928年格里菲思---體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗
過程:① R 型活細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)→小鼠不死亡。
② S 型活細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)→小鼠死亡。
③ 加熱殺死后的 S 型細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)→小鼠不死亡。
④ 無毒性的 R 型細(xì)菌與加熱殺死的 S 型細(xì)菌混合后注入小鼠體內(nèi)→小鼠死亡。
結(jié)論:被殺死的S型細(xì)菌中有“轉(zhuǎn)化因子”。
2、20世紀(jì)40年代,艾弗里及其同事---體外轉(zhuǎn)化實驗:
過程:將加熱致死的S型細(xì)菌破碎后,設(shè)法去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì),制成細(xì)胞提取物。
①將細(xì)胞提取物加入有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基中培養(yǎng),出現(xiàn)了S型活細(xì)菌。
②將細(xì)胞提取物加入蛋白酶后再加入有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基中培養(yǎng),出現(xiàn)了S型活細(xì)菌。
③將細(xì)胞提取物加入RNA酶后再加入有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基中培養(yǎng),出現(xiàn)了S型活細(xì)菌。
④將細(xì)胞提取物加入酯酶后再加入有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基中培養(yǎng),出現(xiàn)了S型活細(xì)菌。
⑤將細(xì)胞提取物加入DNA酶后再加入有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基中培養(yǎng),沒有出現(xiàn)了S型活細(xì)菌。
結(jié)論: DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì),蛋白質(zhì)不能使其發(fā)生轉(zhuǎn)化。
(二)噬菌體侵染細(xì)菌的實驗—1952年,赫爾希和蔡斯
1、T2噬菌體(1)習(xí)性:是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒;
(2)結(jié)構(gòu):頭部和尾部的外殼都是由 蛋白質(zhì) 構(gòu)成的,頭部內(nèi)含有 DNA 。
2、實驗方法與過程:
同位素標(biāo)記法:一組T2噬菌體的 蛋白質(zhì)被 35S標(biāo)記;另一組的DNA被 32P 標(biāo)記,分別侵染細(xì)菌;
3、噬菌體侵染大腸桿菌過程:吸附→注入(注入噬菌體的DNA)→合成(控制者:噬菌體的DNA;原料:細(xì)菌的化學(xué)成分)→組裝→釋放  
4、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗過程:赫爾希和蔡斯首先在分別含有35S和32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌,再用上述大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體,得到35S或32P標(biāo)記的噬菌體。然后,再用35S或32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌,經(jīng)過短時間的保溫后,用攪拌器攪拌、離心。攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離。離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒,而離心管的沉淀物中留下的是被感染的大腸桿菌。
5、實驗結(jié)果:用35S標(biāo)記的一組感染實驗,放射性同位素主要分布在上清液中,在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S;用32P標(biāo)記的一組實驗,放射性同位素主要分布在試管的沉淀物中,在新形成的噬菌體中檢測到32P。結(jié)論:DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。
6、結(jié)論:DNA是遺傳物質(zhì);DNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。
(三)煙草花葉病毒侵染煙草的實驗
(1)提取煙草花葉病毒的 蛋白質(zhì)不能使煙草感染
(2)提取煙草花葉病毒的RNA 能使煙草感染病毒;
結(jié)論:RNA 是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。
(四)生物的遺傳物質(zhì)
一切生物的遺傳物質(zhì)是核酸 ;絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA ;少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物遺傳物質(zhì)是DNA ,有DNA的生物遺傳物質(zhì)是DNA ;病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。
第2節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)
一、DNA的結(jié)構(gòu)
1、DNA的組成元素: C、H、O、N、P
2、DNA的基本單位: 脫氧核苷酸 (4種)
3、DNA的結(jié)構(gòu):雙螺旋結(jié)構(gòu)(提出者沃森和克里克)
①由兩條反向平行的的脫氧核苷酸鏈盤旋成規(guī)則的雙螺旋 結(jié)構(gòu)。
②外側(cè):由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架。
內(nèi)側(cè):是堿基對(A-T;C-G)通過氫鍵連接成堿基對。
③堿基配對有一定規(guī)律:即A與T配對,G與C配對。(遵循 堿基互補(bǔ)配對 原則)
二、DNA的特性
①穩(wěn)定性:DNA分子中脫氧核糖與磷酸交替排列的順序穩(wěn)定不變;堿基連成堿基對。
②多樣性:DNA分子中堿基對的排列順序多種多樣(主要的)、堿基的數(shù)目和堿基的比例不同;
③特異性:DNA分子中每個DNA都有自己特定的堿基對排列順序。
三、有關(guān)計算 :(1)A=T , C=G ; A + C = 50 %
(2)在整個DNA分子中,嘌呤堿基之和=嘧啶堿基之和
(3)在每條鏈中的 (A+G)/(T+C)比例與互補(bǔ)鏈的該比例互為倒數(shù)關(guān)系。
(4)整個DNA分子中(A+T)/(G+C),與分子內(nèi)每一條鏈上的該比例 相等 。
第3節(jié) DNA的復(fù)制
一、DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)
1、科學(xué)家:1958年美國生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾。
2、實驗關(guān)鍵:區(qū)分親代和子代DNA分子。
3、材料:大腸桿菌
4、方法:同位素示蹤法(還有密度梯度離心技術(shù))
二、DNA半保留復(fù)制
1、時間:有絲分裂和減Ⅰ分裂前的間期(真核生物)
2、條件:模板(DNA的雙鏈)、能量(ATP水解提供)、酶(解旋酶和DNA聚合酶等)、原料(游離的4種脫氧核苷酸)
3、過程:。①解旋:在_ATP_供能、_DNA解旋_酶的作用下,DNA分子兩條脫氧核苷酸鏈配對的堿基從_氫鍵_處斷裂,雙鏈解開,這個過程叫做_解旋_。
②合成互補(bǔ)子鏈:DNA的兩條母鏈為模板_,以周圍環(huán)境中游離的4種脫氧核苷酸為原料,按照 堿基互補(bǔ)配對_原則,在有關(guān)酶(DNA聚合酶,DNA連接酶)的作用下,各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈。(方向:5’-端至3’-端。)
③子、母鏈結(jié)合盤繞形成新DNA分子:在DNA聚合酶的作用下,隨著解旋過程的進(jìn)行,新合成的子鏈不斷地延伸,同時每條子鏈與其對應(yīng)的母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu),從而各自形成一個新的DNA分子。
4、特點:①邊解旋邊復(fù)制 ② 半保留復(fù)制 ③多起點雙向復(fù)制
5、準(zhǔn)確復(fù)制的原因 ①DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板 ;
②通過 堿基互補(bǔ)配對 保證了復(fù)制能準(zhǔn)確無誤的進(jìn)行。
實質(zhì)和意義:將親代的遺傳信息傳給了子代,從而保證了遺傳信息的連續(xù)性 。
DNA復(fù)制場所:
(1)真核生物:主要在細(xì)胞核中,但在線粒體、葉綠體也有DNA的復(fù)制;
(2)原核生物: 主要在擬核中,在質(zhì)粒處也有DNA的復(fù)制。
三、 DNA分子復(fù)制的有關(guān)計算
假設(shè)將一個全部被15N標(biāo)記的DNA分子(親代)轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)n代,結(jié)果如下:
(1)DNA分子數(shù):
①子代DNA分子總數(shù): 2n 個 ②含15N的DNA分子數(shù): 2 個
③含14N的DNA分子數(shù): 2n 個 ④只含15N的DNA分子數(shù): 0 個
⑤只含14N的DNA分子數(shù): 2n-2 個
(2)脫氧核苷酸鏈數(shù):
①子代DNA中脫氧核苷酸鏈數(shù):2× 2n 條 ②含15N的脫氧核苷酸鏈數(shù): 2 條
③含14N的脫氧核苷酸鏈數(shù): 2× 2n -2條
(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù):設(shè)親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個,則:
①經(jīng)過n次復(fù)制,共需消耗游離的該種脫氧核苷酸m×(2n- 1)個。
②在第 n次復(fù)制時,共需消耗游離的該種脫氧核苷酸m×2n-1個。
第4節(jié) 基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA 片段
一、基因的定義:基因是有 遺傳效應(yīng) 的DNA片段
二、基因與染色體的關(guān)系
1、基因在染色體上呈 線性 排列
2、染色體是基因的主要載體,但不是唯一載體,如 線粒體 、 葉綠體 中也有少量的DNA,也是基因的載體。
三、基因與DNA的關(guān)系
1、基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,每個DNA分子上有許多個基因。一個DNA分子上的堿基總數(shù)大于該分子上所有基因中的堿基數(shù)之和。
2、基因具有遺傳效應(yīng)是指其能控制生物的性狀。基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位,特定的基因控制特定的性狀。
四、基因與脫氧核苷酸的關(guān)系
1、基因的基本組成單位是脫氧核苷酸。
2、DNA(基因)中脫氧核苷酸的排列順序稱為遺傳信息。如一個DNA分子有n個堿基對,這些堿基對可能的排列方式就有4n種。
3、基因中脫氧核苷酸的排列順序的多樣性決定了基因的多樣性。
4、DNA是主要的遺傳物質(zhì)。染色體是DNA(基因)的主要載體,染色體由DNA和蛋白質(zhì)組成。真核生物的細(xì)胞核基因在染色體上。
第4章 基因的表達(dá)
第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
一、RNA:
1、組成元素: C、H、O、N、P
2、基本單位: 核糖核苷酸 (4種)
3、結(jié)構(gòu):一般為單鏈
4、RNA的種類:信使RNA(mRNA);轉(zhuǎn)運(yùn)RNA (tRNA);核糖體RNA(rRNA)。
二、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成-----遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯:(以真核生物為例)
1、轉(zhuǎn)錄:
(1)概念:在 細(xì)胞核 中,以DNA的一條鏈為模板,按照 堿基互補(bǔ) 原則,合成 RNA 的過程。(注:葉綠體、線粒體也有轉(zhuǎn)錄)
(2)過程:解旋——配對——連接——釋放
(3)條件:模板:DNA的一條鏈(模板鏈)
原料:游離的四種核糖核苷酸
能量: ATP供能
酶: RNA聚合酶
(4)原則: 堿基互補(bǔ)配對原則 (A—U、T—A、G—C、C—G)
(5)產(chǎn)物: 信使(mRNA)、 核糖體(rRNA)、轉(zhuǎn)運(yùn) (tRNA)
2、翻譯:
(1)概念:游離在 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 中的各種氨基酸,以 mRNA為模板,合成 具有一定氨基酸序列 的蛋白質(zhì)的過程。(注:葉綠體、線粒體也有翻譯)
(2)過程:
注意:tRNA含有氫鍵,一個tRNA分子中不是只有三個堿基。
(3)條件:模板: mRNA 原料:氨基酸(21種) 能量:ATP 酶:多種酶
搬運(yùn)工具: tRNA 裝配機(jī)器: 核糖體
(4)原則:堿基互補(bǔ)配對原則(進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的分子是 mRNA 和 tRNA )
產(chǎn)物:多肽鏈
3、密碼子與反密碼子
(1)密碼子
①概念: mRNA上3 個相鄰的堿基決定1個 氨基酸 。每3個這樣的堿基叫作1個密碼子.
②特點:專一性、簡并性、通用性
③種類 起始密碼子:AUG、GUG
(64種) 終止密碼子:UAA、UAG、UGA(特殊情況下可編碼硒代半胱氨酸)
★注:決定氨基酸的密碼子有61或62種,終止密碼子不編碼氨基酸。
(2)反密碼子:tRNA上暴露出的三個堿基,可以與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對,稱為反密碼子。有61或62種.
4、與基因表達(dá)有關(guān)的計算
(1)每種氨基酸對應(yīng)一或多種密碼子,但一種密碼子只能決定1種氨基酸;
每種氨基酸可由一或多種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn),但一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。
★DNA(基因)中堿基數(shù):mRNA分子中堿基數(shù):氨基酸數(shù) = 6:3:1 (注意條件)
三、中心法則及其發(fā)展
1、提出者:克里克
2、內(nèi)容圖示:
四、DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較
傳遞遺傳信息 (復(fù)制) 表達(dá)遺傳信息
轉(zhuǎn)錄 翻譯
場所 主要在細(xì)胞核 主要在細(xì)胞核 細(xì)胞質(zhì)的核糖體
模板 DNA的兩條鏈 DNA的一條鏈 mRNA
產(chǎn)物 DNA mRNA 蛋白質(zhì)
原料 游離的脫氧核苷酸 游離的核糖核苷酸 氨基酸
遺傳信息傳遞方向 DNA→DNA DNA→RNA mRNA→蛋白質(zhì)
第2節(jié) 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系
一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系:
1、間接控制:基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物的性狀;如人的白化病、豌豆皺粒的形成等。
2、直接控制:基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀。如囊性纖維病、鐮狀細(xì)胞貧血等。
二、基因的選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化
1、同一生物體中不同類型的細(xì)胞,所含基因都是相同的,原因是這些細(xì)胞來自同一個受精卵的有絲分裂。
2、同一生物體中不同類型的細(xì)胞,結(jié)構(gòu)和功能卻各不相同,這是細(xì)胞分化的結(jié)果。
3、基因的分類:
(1)管家基因:在所有細(xì)胞中都表達(dá)的基因,指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)是維持細(xì)胞生命活動所必需的,如核糖體基因、ATP合成酶基因等。
(2)奢侈基因:只在某類細(xì)胞中特異性表達(dá)的基因,如卵清蛋白基因、胰島素基因等。
4、細(xì)胞分化的實質(zhì)就是基因的選擇性表達(dá)。
三、表觀遺傳
1、定義:生物體基因的堿基序列保持不變,但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。
2、原因:DNA甲基化或構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙酰化等修飾,從而影響了基因表達(dá)。
3、特點:
(1)可遺傳:基因表達(dá)和表型可以遺傳給后代。
(2)不變性:基因的堿基序列保持不變。
(3)可逆性:DNA的甲基化修飾可以發(fā)生可逆性變化,即被修飾的DNA可能發(fā)生去甲基化。
4、實例:柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu),小鼠體毛的顏色等。
5、注意:
(1)表觀遺傳不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。
(2)表觀遺傳可以通過有絲分裂和減數(shù)分裂傳遞被修飾的基因。
(3)表觀遺傳一般是影響到基因的轉(zhuǎn)錄過程,進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的合成。
四、基因與性狀的關(guān)系:不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系
1、一個性狀可以受到多個基因的影響。如人的身高。
2、一個基因也可以影響多個性狀。
3、生物的性狀也不完全由基因決定,環(huán)境對性狀也有重要影響。
4、基因與基因;基因與基因產(chǎn)物;基因與環(huán)境之間存在復(fù)雜的相互作用,共同精細(xì)地調(diào)控生物體的性狀。
注意:表現(xiàn)型 = 基因型(內(nèi)因)+ 環(huán)境(外因)
五、細(xì)胞質(zhì)基因:
存在: 線粒體 和 葉綠體 中的DNA上。
特點:表現(xiàn)為 母系遺傳 。
第5章 基因突變及其他變異
1、可遺傳變異(生殖細(xì)胞或體細(xì)胞遺傳物質(zhì)發(fā)生改變引起的);不可遺傳變異(環(huán)境影響造成的)
2、可遺傳變異的三個來源:基因突變、基因重組和染色體變異
第1節(jié) 基因突變和基因重組
一、基因突變:
1、概念:基因突變是指 基因結(jié)構(gòu)的改變,包括DNA分子中堿基對的_增添、缺失或替換。
2、特點:普遍性;隨機(jī)性;不定向性;低頻性;大多有害。
3、實例:
(1)鐮狀細(xì)胞貧血癥:患者的血紅蛋白基因中,發(fā)生了一個堿基對的替換,使血紅蛋白分子中的一個谷氨酸變成了纈氨酸,導(dǎo)致紅細(xì)胞呈彎曲的鐮刀狀,容易破裂,使人患溶血性貧血。
(2)細(xì)胞的癌變:
①癌細(xì)胞的主要特征:
適宜的條件下,能夠無限增殖 ;形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化;細(xì)胞表面發(fā)生變化,糖蛋白 等物質(zhì)減少,癌細(xì)胞彼此之間黏著性顯著降低,容易在體內(nèi) 分散和轉(zhuǎn)移 ;
②細(xì)胞癌變的原因:
外因:致癌因子(致癌因子分三類: 物理 致癌因子、化學(xué)致癌因子、 病毒 致癌因子)
內(nèi)因:遺傳物質(zhì)發(fā)生變化(原癌基因 和抑癌基因 發(fā)生突變)
③原癌基因和抑癌基因的功能
原癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)是細(xì)胞正常的生長和增殖所必需的。
抑癌基因表達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的生長和增殖,或者促進(jìn)細(xì)胞凋亡。
注意:體細(xì)胞的基因突變一般不能遺傳;生殖細(xì)胞發(fā)生的基因突變,將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。
4、引起基因突變的因素:
a、物理因素:主要是X射線、γ射線、紫外線、激光等;
b、化學(xué)因素:亞硝酸、堿基類似物 ;
c、生物因素:主要是某些寄生在活細(xì)胞內(nèi)的病毒和某些細(xì)菌
5、意義:基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑,是生物變異的根本來源,是生物進(jìn)化的原始材料。
二、基因重組
1、概念:指生物體進(jìn)行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合。
2、類型:①在生物減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時,非同源染色體上的非等位基因自由組合;
②減數(shù)分裂形成四分體時,同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換。
3、基因重組的意義:基因重組也是生物變異的來源之一,對生物的進(jìn)化也具有重要意義。
注意:基因重組是基因的重新組合,產(chǎn)生了新的基因型;
基因突變是基因結(jié)構(gòu)的改變,產(chǎn)生了新的基因 。
第2節(jié) 染色體變異
一、特點:在光學(xué)顯微鏡下可見;(基因突變和基因重組在光學(xué)顯微鏡下不可見。)
基因突變、基因重組和染色體變異均具有不定向性。
二、種類:
1、染色體結(jié)構(gòu)的變異:
(1)常見類型①缺失;②重復(fù);③易位;④倒位。(課本90頁圖5-7)
(2)結(jié)果:會使排列在染色體上的基因數(shù)目或排列順序發(fā)生改變,導(dǎo)致性狀變異。
大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物是不利的,有的甚至?xí)?dǎo)致生物體死亡。
(3)實例:貓叫綜合征(人類5號染色體部分缺失)
2、染色體數(shù)目的變異:
(1)種類;①細(xì)胞內(nèi)個別染色體的增加或減少;
實例;21三體綜合征(唐氏綜合征,患者先天智力障礙)、
性腺發(fā)育不全綜合征(XO型,患者缺少一條 X染色體)
②染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍的增加或減少。
3、染色體組:
(1)概念: ①一個染色體組中是一組 非同源染色體,形態(tài)和功能 各不相同;
②一個染色體組攜帶著控制生物生長發(fā)育遺傳變異的全套遺傳信息。
(2)染色體組數(shù)的判斷:
① 染色體組數(shù)= 細(xì)胞中形態(tài)相同的染色體有幾條,則含幾個染色體組
例1:以下各圖中,各有幾個染色體組? 3、2、5、1、4
② 染色體組數(shù)= 基因型中控制同一性狀的基因個數(shù)
例2:以下基因型,所代表的生物染色體組數(shù)分別是多少
(1)Aa _2__(2)AaBb _2__(3)AAa _3_(4)AaaBbb 3 (5)AAAaBBbb _4_(6)ABCD _1__
4、二倍體:由受精卵發(fā)育而成,體細(xì)胞中含有兩個染色體組的個體。
多倍體:由受精卵發(fā)育而成,體細(xì)胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。
單倍體:由配子發(fā)育而成,體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)的的個體。
5、探究實踐:低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化
(1)原理:低溫處理植物的分生組織,能夠抑制紡錘體形成,影響細(xì)胞有絲分裂中染色體被拉向兩極,導(dǎo)致細(xì)胞不能分裂為兩個子細(xì)胞。細(xì)胞中染色體數(shù)發(fā)生變化。
(2)方法步驟:①將蒜在4℃冷藏一周,取出后培養(yǎng)長出1cm不定根時,整個裝置放入冰箱冷藏室,誘導(dǎo)培養(yǎng)48-72小時。②剪取誘導(dǎo)處理的根尖0.5-1cm,放入卡諾氏液中浸泡0.5-1h,以固定細(xì)胞形態(tài),然后用體積分?jǐn)?shù)95%酒精沖洗兩次。③經(jīng)解離、漂洗、染色和制片4個步驟后,先在低倍鏡下尋找染色體形態(tài)較好的分裂象進(jìn)行觀察。
(3)實驗結(jié)果:視野中既有正常的二倍體細(xì)胞,也有染色體數(shù)目發(fā)生變化的細(xì)胞。
三、生物變異在育種上的應(yīng)用
1、多倍體育種
(1)原理:染色體變異
(2)方法:秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗(秋水仙素可以抑制紡錘體的形成,作用的時期在有絲分裂前期)
(3)特點:產(chǎn)生的多倍體莖干粗壯、葉片果實和種子都比較大,糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。
2、誘變育種
(1)原理:基因突變
(2)方法:物理誘變、化學(xué)誘變、生物誘變
(3)特點:提高突變頻率,在較短的時間里獲得更多的優(yōu)良變異類型
3、單倍體育種的
(1)原理:染色體變異
(2)方法:花藥離體培養(yǎng)后再用一定濃度的秋水仙素處理
(3)特點:縮短育種年限,獲得的后代一般都是純合子能穩(wěn)定遺傳
4、雜交育種原理:基因重組
5、基因工程育種原理:人工條件下,定向的基因重組
第3節(jié) 人類遺傳病
1、產(chǎn)生原因:由遺傳物質(zhì)改變引起的疾病稱遺傳病。
2、類型:單基因遺傳病(受一對等位基因控制的遺傳病)
多基因遺傳病(受兩對或兩對以上等位基因控制的遺傳病)
染色體異常遺傳病。
3、常見的單基因遺傳病
常染色體上的顯性遺傳病:多指、并指、軟骨發(fā)育不全
常染色體上的隱性遺傳病:白化病、先天性聾啞、苯丙酮尿癥
X染色體上的顯性遺傳病:抗維生素D佝僂病
X染色體上的隱性遺傳病:色盲癥,血友病
4、特點:單基因遺傳病的特點:在同胞中發(fā)病率較高,在群體中發(fā)病率較低
多基因遺傳病的特點:在群體中發(fā)病率較高
5、人類遺傳病的檢測與預(yù)防
(1)產(chǎn)前診斷:羊水檢查、B超檢查、孕婦血細(xì)胞檢查以及基因診斷
(2)遺傳咨詢:醫(yī)生對咨詢對象進(jìn)行身體檢查,了解家庭病史,對是否患有某種疾病作出診斷,通過分析遺傳病的遺傳方式推算出后代的再發(fā)風(fēng)險率,并且提出防治對策和建議。
6、禁止近親結(jié)婚:近親指三代以及三代以內(nèi)的直系和旁系血親。
禁止近親結(jié)婚的原因---近親之間攜帶相同隱性致病基因的概率較大。
7、人類基因組計劃:測定人類基因組的全部DNA(24條染色體,22+X+Y)的堿基序列
8、探究實踐:調(diào)查人群中的遺傳病
(1)調(diào)查遺傳方式——在 患者家系_中進(jìn)行調(diào)查
(2)調(diào)查遺傳病發(fā)病率——在廣大人群隨機(jī)抽樣調(diào)查,最好選取群體中發(fā)病率較高的單基因遺傳病,如紅綠色盲、白化病等。
注意:調(diào)查群體越大,數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確
第6章 生物的進(jìn)化
第1節(jié) 生物有共同祖先的證據(jù)
1、化石證據(jù):化石是研究生物進(jìn)化最直接、最重要的證據(jù)。
(1)證實了生物是由最原始的共同祖先經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代逐漸進(jìn)化而來的。
(2)揭示出生物由簡單到復(fù)雜、由低等到高等、由水生到陸生的進(jìn)化順序。
2、比較解剖學(xué)證據(jù):
不同脊椎動物的相應(yīng)器官,雖然形態(tài)和功能不同,但在結(jié)構(gòu)上具有一致性,支持現(xiàn)有的脊椎動物有共同的祖先。
3、胚胎學(xué)證據(jù):
(1)胚胎學(xué)是研究動植物胚胎的形成和發(fā)育過程的學(xué)科。
(2)脊椎動物胚胎發(fā)育的早期,都有彼此相似的階段。
4、細(xì)胞和分子水平的證據(jù);
(1)當(dāng)今生物的細(xì)胞和古細(xì)菌都具有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體和DNA。
(2)不同生物的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子具有共同點。
第2節(jié) 自然選擇與適應(yīng)的形成
適應(yīng)的普遍性和相對性;
適應(yīng)的含義
(1)生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)適合于完成一定的功能。
(2)指生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能適合于該生物在一定的環(huán)境中生存和繁衍。
2、適應(yīng)是普遍存在的:例如雷鳥在冬季來臨前換上白色羽毛,這有利于在白雪皚皚的環(huán)境中保護(hù)自己。
3、適應(yīng)具有相對性:
(1)適應(yīng)性來自可遺傳的有利變異的逐代積累,是對之前環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果。
(2)環(huán)境總是處于不斷變化中。遺傳的穩(wěn)定性和環(huán)境不斷變化之間的矛盾,是適應(yīng)相對性的根本原因。
二、適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果
1、拉馬克的進(jìn)化學(xué)說
理論要點:①當(dāng)今生物都是由更古老的生物進(jìn)化而來,由低等向高等進(jìn)行進(jìn)化。
②適應(yīng)的形成都是由于用進(jìn)廢退和獲得性遺傳。
2、達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說
(1)理論要點:四方面----過度繁殖;生存斗爭;遺傳變異;適者生存。
(2)進(jìn)步性:能夠科學(xué)地解釋生物進(jìn)化的原因 以及生物的 多樣性 性和 適應(yīng)性 性。
(3)局限性:①對遺傳和變異的認(rèn)識還局限于性狀水平,不能科學(xué)地解釋遺傳和變異的本質(zhì);
②自然選擇對可遺傳的變異如何起作用不能作出科學(xué)的解釋。
③對生物進(jìn)化的解釋僅局限于個體 水平
第3節(jié) 種群基因組成的變化與物種的形成
一、種群基因組成的變化
1、種群:
(1)概念:生活在一定區(qū)域內(nèi)的同種生物的全部個體的集合。
(2)特點:不僅是生物 繁殖 的基本單位;而且是生物 進(jìn)化 的基本單位。
2、種群基因庫:
種群全部個體所含的全部基因叫做這個種群的基因庫,其中每個個體所含的基因只是基因庫的一部分。
3、基因頻率:某個基因占全部等位基因數(shù)的比值。
4、基因(型)頻率的計算:
(1)按定義計算:
例1:從某個群體中隨機(jī)抽取100個個體,測知基因型為AA、Aa、aa的個體分別是30、60和10個,則:基因型AA的頻率為_30%_;基因型Aa的頻率為 _60%_;基因型 aa的頻率為 _10%__。
基因A的頻率為__60%___;基因a的頻率為 _40%_。
(2)某個等位基因的頻率 = 它的純合子的頻率 + 雜合子頻率的二分之一
例:某個群體中,基因型為AA的個體占20%、基因型為Aa的個體占70% 、基因型為aa的個體占10% ,則:基因A的頻率為_55%__,基因a的頻率為 __45%____
種群基因頻率的變化
(1)突變和 基因重組 產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料
突變包括 基因突變 和染色體變異 。
基因突變產(chǎn)生新的等位基因,可以使種群的基因頻率發(fā)生變化。
突變和 基因重組都是隨機(jī)的、不定向的。
(2)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向:
在自然選擇的作用下,種群的基因頻率會發(fā)生 定向 改變,導(dǎo)致生物朝著 一定的方向 不斷進(jìn)化。
生物進(jìn)化的實質(zhì): 種群基因頻率發(fā)生變化的過程。
隔離在物種形成中的作用
1、隔離:在自然條件下,基因不能自由交流的現(xiàn)象,統(tǒng)稱為隔離。
(1)種類:地理隔離:同一種生物由于地理上的障礙而分成不同的種群,使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。
生殖隔離:指不同種群的個體不能自由交配或交配后產(chǎn)生不可育的后代。
(2)隔離的實質(zhì)是 阻斷基因交流 。
2、物種:指分布在一定的自然地域,具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能特征,而且自然狀態(tài)下能相互交配并能生殖出 可育后代 的一群生物個體。
3、隔離在物種形成中的作用: 隔離 導(dǎo)致物種形成
4、物種的形成:
(1)物種形成的常見方式:
①漸變式: 地理隔離 (長期)→ 生殖隔離
②驟變式:(如多倍體的形成)
同一種群不同個體之間出現(xiàn)生殖隔離 → 新物種
(2)物種形成的標(biāo)志:生殖隔離的形成
判斷是否存在生殖隔離:能否交配,交配能否產(chǎn)生可育后代,如馬和驢的后代騾子高度不育,馬和驢之間存在生殖隔離,是兩個不同物種。
(4)新物種形成的意義:
①表示生物類型增加。
②意味著生物能夠以新的方式利用環(huán)境條件,從而為生物的進(jìn)一步發(fā)展開辟新的前景。
第4節(jié) 協(xié)同進(jìn)化和生物多樣性的形成
一、協(xié)同進(jìn)化的內(nèi)容和意義
1、概念:不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。
2、協(xié)同進(jìn)化內(nèi)容
(1)不同物種之間的影響既包括種間互助,也包括種間斗爭。
(2)無機(jī)環(huán)境的選擇作用可定向改變種群的基因頻率,導(dǎo)致生物朝著一定方向進(jìn)化;生物的進(jìn)化反過來又會影響無機(jī)環(huán)境。
3、協(xié)同進(jìn)化的意義:協(xié)同進(jìn)化是千姿百態(tài)的物種和多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)形成的原因。
4、捕食者的作用:
(1)客觀上起到了促進(jìn)被捕食者種群發(fā)展的作用。
(2)收割理論----美國生態(tài)學(xué)家斯坦利提出:捕食者往往捕食個體數(shù)量多的種群,這樣就避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面,為其他物種的形成騰出空間。捕食者的存在有利于增加物種多樣性。
二、生物多樣性包括: 遺傳(基因)多樣性 、 物種多樣性 和 生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個層次。
1、三個層次之間的聯(lián)系:如圖
2、生物多樣性形成圖解:
3、生物進(jìn)化的基本歷程
(1)地球上的生物是從 低等 到 高等 ,從 簡單 到 復(fù)雜 ,從 單細(xì)胞 到 多細(xì)胞 ,
從 原核細(xì)胞 到真核細(xì)胞 ,從異養(yǎng)到自養(yǎng),從厭氧呼吸型到需氧呼吸型,從 水生 到 陸生 ,從 無性生殖 到有性生殖,逐漸進(jìn)化而來的。
(2)真核細(xì)胞出現(xiàn)后,出現(xiàn)了有絲分裂和減數(shù)分裂,從而出現(xiàn)了 有性生殖,使由于 基因重組 產(chǎn)生的變異類型大大增加,所以生物進(jìn)化的速度 加快 。
(3)生物系統(tǒng)的進(jìn)化歷程:35億年前只有古細(xì)菌-------再此之后大約20億年,生態(tài)系統(tǒng)是只有生產(chǎn)者和分解者的兩極生態(tài)系統(tǒng)--------5.4-5.0億年前寒武紀(jì)大爆發(fā),大量動物構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的第三極(消費(fèi)者),形成了三極生態(tài)系統(tǒng)。。
三、生物進(jìn)化理論在發(fā)展
1、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論:以 自然選擇學(xué)說 為核心
(1) 種群 是生物進(jìn)化的基本單位;適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果。
(2)物種形成的三個基本環(huán)節(jié)
①突變與基因重組提供生物進(jìn)化的原材料。
②自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。
在自然選擇作用下,種群基因頻率發(fā)生定向改變,導(dǎo)致生物向一定的方向不斷進(jìn)化。
注意:突變與基因重組是不定向的,自然選擇是定向的。
生物進(jìn)化的實質(zhì)是種群基因頻率的定向改變。
③隔離導(dǎo)致物種的形成:
隔離是物種形成的必要條件。
出現(xiàn)生殖隔離標(biāo)志新物種形成.
(3)生物進(jìn)化的過程實際上是生物與生物、生物與無機(jī)環(huán)境協(xié)同進(jìn)化的過程;生物多樣性是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。
2、其他觀點:
(1)大量的基因突變是中性的。
(2)決定生物進(jìn)化方向的是中性突變的逐漸積累,而不是自然選擇。
(3)基因突變并不都是中性的,有些基因突變反映在個體的性狀上,與環(huán)境適應(yīng)的程度有差異,因此不能否認(rèn)自然選擇的作用。
(4)物種形成并不都是漸變的過程,而是物種長期穩(wěn)定與迅速形成新種交替出現(xiàn)的過程。

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