必修2遗传与进化填空

1 必修必修 2 遗传与进化遗传与进化 第第 1 章章 遗传因子的发现遗传因子的发现 豌豆是自花传粉植物 而且是 是碗豆花在花未开时已经完成了受粉 豌豆在自然状态下 能避免外来花粉粒的干扰 所以豌豆在自然状态下一般都是 两朵花之间的传粉过程叫做 不同植株的花进行异花传粉时 供 应花粉的植株叫做 接受花粉的植株叫做 孟德尔在做杂交实验时 先除去未成熟花的全部雄蕊 这叫做 然后 套上 待雌蕊成熟时 采集另一植株的花粉 撒在去雄花的雌蕊的柱头上 再 一种生物的同一种性状的不同表现类型 叫做 在杂种子一代中显现出来的性状 叫做 把未显现出来的性状 叫做 在杂种后代中 同时显现出 和 的现象 在遗传学上叫做性状分离 子一代只表现出 性状 子二代出现了 现象 并且显性性状与隐性性 状的数量比接近于 对分离现象的解释 1 生物体的性状都是由 控制的 2 体细胞中遗传因子都是 存在的 由相同遗传因子组成的个体 叫做 由不同遗传因子组成的个体 叫做 能够稳定地遗传 它的自交后代不会再发生 不能稳定地 遗传 它的自交后代还会发生 3 生物体在形成生殖细胞配子时 成对的 彼此分离 分别进入不同的 配子中只含有每对遗传因子中的 4 受精时 雌雄配子的结合是 的 测交就是让 F1与 杂交 这个方法可以用来测定 的遗传因子组成 两种性状的分离比接近 证明了 F1是杂合子 Dd 证明了 F1在形成配子时 成对的 发生了分离 分离后的 分别进入到不同的配子中 分离定律 在生物的体细胞中 控制 性状的遗传因子 存在 不相融 合 在形成配子时 成对的遗传因子发生 分离后的遗传因子分别进入 的 配子中 随配子遗传给后代 两对相对性状的杂交实验 2 孟德尔用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本进行杂交 无论正交还是反交 结出的种子 F1 都是 这表明 和 都是显性性状 和 都是隐性性状 孟德尔又让 F1 在产生的 F2 中 出现了 和 这是意料之 中的 奇怪的是 F2 中还出现了亲本所没有的性状组合 和 孟德尔作出的解释是 F1 在产生的配子时 每对遗传因子 不同对的遗传因 子可以 这样 F1 产生的雌配子和雄配子各有 4 种 它们之间的数量之比为 受精时 雌雄配子 的结合是 的 雌雄配子的结合方式有 种 遗传因子的组合形式有 种 性状表现为 种 它们之间 的数量比是 自由组合定律 控制 性状的遗传因子的分离和组合是 在形成配 子时 决定同一性状的成对的遗传因子 决定不同性状的遗传因子 1909 年 丹麦生物学家 给孟德尔的 遗传因子 一词起了一个新名字 叫做 是指生物个体表现出来的性状 与表现型有关的基因组成叫做 控制相对性状的基因 叫做 第第 2 2 章章 基因和染色体的关系基因和染色体的关系 减数分裂是进行 的生物 在产生成熟 细胞时进行的染色体数目减半的细胞分 裂 在减数分裂过程中 只复制一次 而细胞分裂 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的 中含有大量的原始生殖细胞 叫做 当雄性动物性成熟以后 睾 丸里的一部分精原细胞就开始进行 经过两次连续的细胞分裂 减数第一次 分裂和减粉第二次分裂 就形成了成熟的生殖细胞 在减数第一次分裂的分裂间期 的体积略微增大 进行复制 成为 复制后的每条染色体都含有两条 这两条姐妹染色单 体并列在一起 由同一个 连接着 分裂期开始后不久 中最显著的变化是原来分散存在的染色体进行 配对的两条染色体 形状和大小 一条来自 一条来自 叫做 同源染色体两两配对的现象就叫做 由于每一条染色体都含有两条姐妹染色单体 3 联会后的每对同源染色体就含有 条染色单体 叫做 四分体的非姐妹染色单体 之间常常发生 并且相互 一部分染色体 这在遗传学上有着重要意义 随后 各对 排列在细胞的赤道板上 每条染色体的着丝点都附着在 上 不久 在 牵引下 配对的 彼此分离 分别向细胞的两极移动 成为新 的两组染色体 这样 细胞的每个极只得到各对 中的一条 在两组染色体到达细胞 两极的同时 细胞分裂为两个子细胞 也就是说 一个初级精母细胞分裂成了两个 分裂过程中 由于 相互分离 分别进入到不同的子细胞中去 使得每个次级精 母细胞只得到初级精母细胞染色体总数的 因此 减数分裂过程中染色体数目的减 半 发生在 减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有 染色体不再复制 这时侯 在次级精母细胞中 每条染色体的 分裂 两条 也随着分开 成为两条染 色体 在纺锤丝的牵引下 这两条染色体分别向细胞的两极移动 并且随着细胞的分裂 进入到两个子细胞中 这样 在减数第一次分裂中形成的两个次级精母细胞 经过减数第 二次分裂 就形成了四个 与初级精母细胞相比 每个 都含有 的染色体 精细胞要经过复杂的 才成为 精子呈蝌蚪状 头部含有 尾长 能够摆动 卵细胞的形成过程与精子的基本相同 首先是 增大 染色体进行复制 成为 然后 初级卵母细胞经过减数第一次和第二次分裂 形成 卵细 胞与精子形成过程的主要区别是 初级卵母细胞经过减数第一次分裂 形成一个大的细胞 和一个小的细胞 大的细胞叫做 小的细胞叫做 接着 进行减数第二次分裂 形成 和一个 与此同时 第一次分裂过程中 形成的 也分裂成为两个 这样 一个初级卵母细胞经过减数分裂后 就 形成一个 和三个 卵细胞和极体中都含有 的染色体 不久 都退化消失了 结果是一个卵原细胞经过减数分裂 只形成一个 精子与卵细胞通常要融合在一起 才能发育成新个体 在受精作用进行时 通常是精 子的 进入卵细胞 留在外面 紧接着 在卵细胞细胞膜的外面出现一层特 殊的膜 以阻止其他精子再进入 精子的头部进入卵细胞后不久 里面的细胞核就与卵细 胞的细胞核相遇 使彼此的染色体会合在一起 对于进行有性生殖的生物来说 和 对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 对于生物的遗传和变异 都是十分 重要的 4 画出性原细胞有丝分裂和减数分裂过程中染色体和 DNA 数目变化图 萨顿假说 基因和染色体行为存在着明显的 关系 1 基因在杂交过程中保持 和 2 在体细胞中基因 存在 染色体也是成对的 在配子中只有成对的基因 中的 同样 也只有成对的染色体中的 3 体细胞中成对的基因一个来自 一个来自 同源染色体也是 如此 4 非等位基因在形成配子时 非同源染色体在 期也是 自由组合的 摩尔根和他的学生们经过十多年的努力 发明了测定基因位于染色体上的相对位置的 方法 并绘出了第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图 说明基因在染色体上呈 排列 基因的分离定律的实质是 在 细胞中 位于一对同源染色体上的 具 有一定的 性 在减数分裂形成配子的过程中 等位基因会随 的分 开而分离 分别进入两个配子中 独立地随配子遗传给后代 基因的自由组合定律的实质是 位于非同源染色体上的 的分离或组 合是互不干扰的 在减数分裂过程中 同源染色体上的 彼此分离的同时 自由组合 有些性状的遗传常常与性别相关联 这种现象就是 红绿色盲基因是随着 向后代传递的 在男性的体细胞中 有 22 对染色体的形态 与女性是相同的 这些染色体叫做 有一对染色体的形态 与女性的有显著差别 男性和女性的这对有显著差异的染色体 对人的性别起着决定作用 叫做 女性的一对性染色体用 来表示 男性的一对性染色体用 来表示 根据 基因的分离定律 男性个体的 在经过减数分裂形成精子时 可以同时产生含有 的精子和含有 的精子 并且这两种精子的数目 女性个体的 在 经过减数分裂形成卵细胞时 只能产生一种含有 的卵细胞 受精时 因为两种精 5 子和卵细胞随机结合 因而形成两种数目相等的受精卵 含 的受精卵和含 的受精卵 前者将发育为男性 后者将发育为女性 人的性别决定方式属于 性别决定在生物界中是比较普遍的 生物 界中还有一种比较常见的性别决定方式 性别决定方式与 XY 型刚好 相反 属于 性别决定的生物 个体的体细胞中 含有 2 个异型的性染色 体 用 表示 个体的体细胞中 含有 2 个同型的性染色体 用 表示 位于 X 染色体上的隐性基因的遗传特点是 男患者 女患者 男性患者与正常 女性结婚后代中 儿子都 女儿为 男性正常与女性携带者结婚后代中 都正常 而在所生 中 有一半正常 一半为患者 男性正常与女性患者 结婚后代中 都正常 都为患者 位于 X 染色体上的显性基因的遗传特点是 女患者 男患者 但部分女性患者 病症较 男性患者与正常女性结婚的后代中 都是患者 正常 第第 3 3 章章 基因的本质基因的本质 20 世纪 20 年代 人们已经认识到蛋白质是由多种 连接而成的生物大分子 到了 20 世纪 30 年代 人们才认识到 DNA 是由许多 聚合而成的生物大分子 脱氧核苷酸的化学组成包括 和 但是 由于对 DNA 分子的 结构没有清晰的了解 认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位 肺炎双球菌的转化实验 肺炎双球菌 一种细菌的菌体有多糖类的 在培养基上形成的 表面光滑 smooth 叫做 S 型细菌 另一种细菌的菌体没有多糖类的 在培养基上形成的 表面粗糙 rough 叫做 R 型细菌 在这两种细菌中 可以使人患肺炎或使小鼠 患败血症 因此有毒性的 不能够引发上述症状 因此是无毒性的 无毒性的 R 型活细菌在与被 杀死的 S 型细菌混合后 转化为 这些 转化成的 S 型细菌的后代也是 可见这种性状的转化是可以 的 在加热杀 死的 S 型细菌中含有某种促成这一转化的活性物质 转化因子 但并不知道转化因子是 什么物质 对 S 型细菌中的物质进行提取 分离和鉴定 只有加入 R 型细菌 才能够转化为 S 型细菌 的纯度越高 转化就越有效 才是使 R 型菌产生稳定遗传变化的物质 才是遗传物质 而 不是遗传物质 6 T2噬菌体是一种专门寄生在 体内的病毒 T2噬菌体浸染细菌后 就会在自身 遗传物质的作用下 利用 体内的物质来合成自身的组成成分 从而进行大量 T2噬菌体头部和尾部的外壳是由 构成的 在它的头部内含有 赫尔希和蔡斯的实验表明 噬菌体侵染细菌时 进入到细菌的细胞中 而 外壳仍留在外面 因此 子代噬菌体的各种性状 是通过亲代的 遗传的 才是真正的遗传物质 因为绝大多数生物的遗传物质是 所以说 是主要的遗传物质 DNA 分子的基本单位是 由于组成 的碱基只有 4 种 和 因此 脱氧核苷酸也有 4 种 即 和 DNA 分子的立体结构是规则的 这种结构的主要特点是 1 DNA 分子是 由两条链组成的 这两条链按 方式盘旋成 结构 2 DNA 分子中的 和 交替连接 排列在外侧 构成 排列在内侧 3 DNA 分子两条链上的 碱基通过 连接成碱基对 并且碱基配对有一定的规律 一定与 T 胸腺 嘧啶 配对 G 鸟嘌呤 一定与 配对 碱基之间的这种 对应关系 叫做 DNA 分子的复制是指以 为模板合成 的过程 这一过程是在 细胞 和 随着 的复制而完成的 DNA 的复制是一个 的过程 复制开始时 DNA 分子首先利用细胞 提供的 在 的作用下 把两条螺旋的双链解开 这个过程叫做 然后 以解开的 为模板 以周围环境中游离的 为原料 按照 原则 在有关酶的作用下 各自合成与母链互补的 随着解旋过程的进 行 新合成的子链也不断地延伸 同时 每条子链与其对应的 盘绕成 结 构 从而各形成一个新的 DNA 分子 这样 复制结束后 一个 DNA 分子就形成了两个 的 DNA 分子 新复制出的两个子代 DNA 分子 通过 分配到子细胞中去 由于新合成的每个 DNA 分子中 都保留了原来 DNA 分子中的一条链 因此 这种复 制方式叫做 DNA 分子复制需要 和 等基本条件 DNA 分 子独特的双螺旋结构 为复制提供了精确的 通过 保证了复制能够准 确地进行 7 DNA 分子通过复制 使 从亲代传给了子代 从而保持了遗传信息的 遗传信息蕴藏在 4 种碱基的 之中 碱基排列顺序的千变万化 构成了 DNA 分子的 而碱基的特定的排列顺序 又构成了每一个 DNA 分子的 DNA 分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的 DNA 分子上分布着 个基因 基因是有 的 DNA 片段 第第 4 章章 基因的表达基因的表达 基因控制蛋白质合成的过程包括两个阶段 和 转录是在 内进行的 它是指以 为模板 按照 原则 合成 的过程 RNA 通常只有 条链 它的碱基组成与 DNA 的不同 RNA 没有 而有碱基 因此 在以 DNA 为模板合成 RNA 时 需要 以 U 代替 T 与 A 配对 这样 DNA 分子就把遗传信息传递到 RNA 上 这种 RNA 叫做 简写为 mRNA 翻译是在 中进行的 它是指以 为模板 合成具有一定 顺序 的蛋白质的过程 遗传学上把信使 RNA 上决定一个氨基酸的 3 个相邻的碱基 叫做一个 信使 RNA 在 中合成以后 从 进入到细胞质中 与 结合起 来 核糖体是细胞内利用氨基酸合成蛋白质的场所 那氨基酸被运送到核糖体中的信使 RNA 上 需要有运载工具 这种工具也是 RNA 叫做 的种类很多 但是每 种 只能识别并转运一种氨基酸 这是因为在 的一端是携带氨基酸的部位 另 一端有 个碱基 每个 的这 个碱基 都只能专一地与信使 RNA 上的特定的 3 个碱基配对 DNA 分子的 排列顺序决定了信使 RNA 中 的排列顺序 信使 RNA 中 的排列顺序又决定了 的排列顺序 的排列顺序最终决定了蛋白质的 结构和功能的特异性 从而使生物体表现出各种 书写中心法则的内容 8 生物的一切遗传性状都是受 控制的 一些基因就是通过控制 来控 制代谢过程 从而控制生物性状的 另一种情况 是通过控制 来直接影响性状 第第 5 5 章章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异 可遗传的变异有三种来源 和 镰刀型细胞贫血症是由 引起的一种遗传病 由于 DNA 分子中发生 的 或 而引起的基因结构 的改变 就叫做基因突变 基因突变若发生在配子中 将遵循遗传规律传递给后代 若发生在体细胞中 一般不 能遗传 但有些植物的体细胞发生基因突变 可通过 传递 此外 人体某些体细 胞基因的突变 有可能发展为 引起基因突变的因素很多 一类是 如 X 射线 激光等 另一类是 是指能够与 DNA 分子起作用而改变 DNA 分子性质的物质 如亚硝酸 碱基类似物等 第 三类是 包括病毒和某些细菌等 基因突变的特点 第一 基因突变在生物界中是 的 第二 基因突变是 发生的 它可以发生在生物个体发育的 时期 在 生物个体发育的过程中 基因突变发生的时期越 生物体表现突变的部分就越少 第三 在自然状态下 对一种生物来说 基因突变的频率是 的 第四 大多数因基突变对生物体是 的 第五 基因突变是 的 基因突变在生物进化中具有重要意义 它是生物变异的 来源 为生物进化提 供了最初的 基因重组是指在生物体进行 的过程中 控制 性状的基因的重新组合 基因的自由组合定律告诉我们 在生物体通过减数分裂形成配子时 随着 的自由组合 也自由组合 这样 由雌雄配子结合形成的受精卵 就可能具 有与亲代不同的基因型 这是一种类型的基因重组 在减数分裂形成四分体时 由于 的 之间常常发生局部交换 这些染色单体上的基因组合 是另一种类型的基因重 组 通过有性生殖过程实现的基因重组 为生物变异提供了 的来源 这是形成生 物多样性的重要原因之一 对于生物进化具有十分重要的意义 9 基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变 这种改变在光学显微镜下是无法直接 观察到的 而 是可以用显微镜直接观察到的比较明显的染色体变化 如染色体 的改变 染色体 的增减等 在自然条件或人为因素的影响下 染色体发生的结构变异主要有 4 种 1 染色体中某 一片段的 2 染色体中 了某一片段 3 染色体某一片段的位置 4 染色体的某一片段 到另一条非同染色本上 染色体数目的变异可以分为两类 一类是细胞内的 染色体增加或减少 另一 类是细胞内的染色体数目以 的形式成倍地增加或减少 细胞中的一组 它们在形态和功能上各不相同 但是携带着控制一种生物生 长发育 遗传和变异的 这样的一组染色体 叫做 由 发育而成的个体 体细胞中含有两个染色体组的叫做 体细胞中 含有三个或三个以上染色体组的叫做 在自然界中 几乎全部动物和过半数的高等植物都是 在植物中很 常见 在动物中比较少见 多倍体产生的主要原因 是体细胞在 的过程中 完成了复制 但是 细胞受到外界环境条件 如温度骤变 或生物内部因素的干扰 的形成受到破坏 以致 不能被拉向两极 细胞也不能分裂成两个子细胞 于是就形成染色体 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 或 与二倍植株相比 多倍体植株的茎秆 和 都比 较大 糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所 由于三倍体植株在减数分裂的过程中 染色体的联会发生 因而不能形成正 常的 当三倍体植株开花时 需要授给 成熟的花粉 刺激 发育 而成为果实 西瓜 所以这种西瓜叫做 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 叫做 与正常植株相比 单倍体植株长得 而且 育种工作者常常 采用 的方法来获得单倍体植株 然后经过人工诱导使 加倍 重新恢复到 正常植株的染色体数目 用这种方法得到的植株 不仅能够正常生殖 而且每对染色体上 的成对的基因都是 的 自交产生的后代不会发生 与常规的杂交育种方 法相比 明显缩短了 人类遗传病通常是指由于 改变而引起的人类疾病 主要可以分为 10 多基因遗传病和 三大类 是指受一对等位基因控制的遗传病 目前世界上单基因遗传病大体有两类 情况 一类是由显性致病基因引起的 如 另一类是由隐 性致病基因引起的 如 是指由多对基因控制的人类遗传病 多基因遗传病不仅表现出 现象 还比较容易受 影响 如唇裂 无脑儿 原发性高血压 青少年型糖尿病 多基因 遗传病在 的发病率比较高 如果人的染色体发生异常 也可以引起许多遗传病 这些病在遗传学上叫做 如 21 三体综合征 性腺发育不良 禁止近亲结婚 是指 和三代以内的 禁止结婚 产前诊断是在胎儿 出生前 医生用专门的检测手段 如 以及基因诊 断等手段 确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病 第第 6 6 章章 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程 是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起 再经过选择和培 育 获得品种的方法 杂交育种只能利用已有基因的重组 按需选择 并不能创造新的 是指利用物理因素 如 X 射线 射线 紫外线 激光等 或化学因素 如亚硝酸 硫酸二乙酯等 来处理生物 使生物发生 用这种方法可以提高 创造人类需要的变异类型 从中选择 培育出优良的生物品种 人工诱导多倍体的方法很多 最常用而且最有效的方法 是用 处理 或幼苗 当秋水仙素作用于 细胞时 能够抑制 形成 导致 不分 离 从而引起细胞内 数目加倍 染色体数目加倍的细胞继续进行正常的 将来就可以发育成多倍体植株 育种工作者常常采用 的方法来获得单倍体植株 然后经过人工诱导使 加倍 重新恢复到正常植株的染色体数目 用这种方法得到的植株 不仅能够正常生殖 而且每对染色体上的成对的基因都是 的 自交产生的后代不会发生 与 常规的杂交育种方法相比 明显缩短了 基因工程又叫做 或 这种技术是在生物体外 通过对 DNA 分子进 行人工 剪切 和 拼接 对生物的基因进行改造和重新组合 然后导入 内进行 使重组基因在受体细胞内表达 产生出人类所需要的基因产物 通俗 地说 就是按照人们的意愿 把一种生物的个别基因复制出来 加以修饰改造 然后放到 11 另一种生物的细胞里 定向地改造生物的遗传性状 基因的剪刀 基因的剪刀指的是 一种限制酶只能识别 并且能在 切割 DNA 分子 基因的针线 把两条 DNA 末端之间的缝隙 缝合 起来 靠另一 种极其重要的工具 DNA 连接酶 基因的运输工具 作为运载体必须具备以下条件 能够在宿主细 胞中 并稳定地保存 具有 以便与外源基因连接 具有某些 便于进行筛选 进行基因操作一般要经历四个基本步骤 也就是基因操作的 四步曲 1 基因操作的第一步 是取得人们所需要的特点基因 也就是目的基因 获得特定的目的基因 有两条途径 一条是从供体细胞的 DNA 中直接分离基因 另 一条是人工合成基因方法 2 如果以质粒作为运载体 首先要用一定的限制酶切割质粒 使 质粒出现一个切口 露出 然后用 切断目的基因 使其产生相同的 将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处 再加入适量的 质粒的黏性末端 与目的基因 DNA 片段的黏性末端就会因碱基互补配对而结合 形成了一个重组 DNA 分子 也叫重组质粒 3 目的基因的片段与运载体在生物体外连接形成重组 DNA 分子后 下一步是将重组 DNA 分子引入受体细胞中进行扩增 4 必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测 重组的 DNA 分子进入受体细胞后 受体细胞必须表现出特定的性状 才能说明目的 基因完成了表达过程 基因工程技术还可以直接用于基因的诊断和治疗 基因诊断是用放射性同位素 如 32P 荧光分子等标记的 DNA 做探针 利用 DNA 分子杂交原理 鉴定被检测标本上的遗 传信息 达到检测疾病的目的 基因治疗是把健康的外源基因导入有缺陷的细胞中 达到治疗疾病的目的 第第 7 7 章章 现代生物进化理论现代生物进化理论 拉马克的进化学说 历史上第一个提出比较完整的进化学说的是法国博物学家 12 拉马克提出地球上的所有生物都不是 造的 而是由更古老的生物 来的 生 物是由 逐渐进化的 生物各种适应性特征的形成都是由于 和 达尔文的自然选择学说 自然选择学说的主要内容是 生物的 能力很强 能够产生大量的后代 但是环境条件 如生存空间和食物 都是 的 因此 必然要有一部分个体被淘汰 这是通过 来实现的 在自然界中 生物个体既能保持亲本的遗传性状 又会出现 变异 出现 的个体就容易在 中获胜 并将这些变异遗传下去 出现 的个体则容易被淘汰 达尔文把这种在生存斗争中 适者生存 不适者被淘汰的过程 叫 做 经过长期的 微小的 得到积累而成为显著的 从 而产生了适应特定环境的 达尔文的自然选择学说 能够科学地解释 的原因 以及生物的 和 对于人们正确地认识生物界具有重要意义 但是 由于受到当时科学发展水平的限制 对于遗传和变异的本质 达尔文还不能做出科学的解释 他对生物进化的解释也局限于 现代生物进化理论 种群是指生活在 的 生物的一群个体 也是生物繁殖的 一 个种群的全部个体所含有的全