2必修2遗传与进化

1、必修2：遗传与进化单元内容标准与认知层次具体内容遗传的细胞基础阐明细胞减数分裂并模拟 分裂过程中染色体的变化减数分裂 概念和意义(b)概念：有性生殖的生物，其原始生殖细胞（如精原细胞、卵原细胞）产生成熟生殖细胞（如精细胞、卵细胞）的过程中，染色体复制一次，细胞连续分裂两次，使得新产生的生殖细胞中染色体数目为体细胞的一半。意义：减数分裂和受精作用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，都是十分重要的减数分裂 发生部位和时间(a)部位：性腺(生殖器官) 雄性动物-睾丸曲细精管 雌性动物-卵巢卵泡时间：原始生殖细胞产生成熟生殖细胞的过程中减数分裂中 染色体变化(b)减数

2、分裂过程中，染色体在 间 期复制；在 减数第一次分裂 期间， 同源染色体 联会、居中、彼此分离，导致染色体数目 减半 ；在减数第二次分裂时， 着丝点 分裂， 姐妹染色单体 分开，这次分裂过程与有丝分裂类似。举例说明配子形成过程高等动物精子 形成过程(b) 有丝分裂 染色体复制 同源染色体联会分离 着丝点分裂 变形精原 精原 初级精 次级精 精 精细胞 细胞 母细胞 母细胞 细胞 子 姐妹染色单体分离高等动物卵细胞 形成过程(b)举例说明受精过程受精作用过程 及其意义(b)概念：精子和卵细胞相互识别、融合为受精卵的过程过程：精子头部进入卵细胞；卵细胞阻止其他精子进入；核融合意义：受精卵中染色体又

3、恢复到体细胞中数目，一半来自父方，一半来自母方减数分裂和受精作用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，都是十分重要的相关概念同源染色体(非同源染色体)：形态和大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方，减数分裂时两两配对的两条染色体联会：同源染色体两两配对四分体：配对的同源染色体中含有4条染色单体(同源染色体的非姐妹染色单体可能会交叉互换)染色体DNA变比 减数/有丝分裂比较 有丝分裂 减数分裂分裂起始细胞 体细胞 原始生殖细胞染色体复制次数 1 1细胞分裂次数 1 2同源染色体联会、分离行为 有 无子细胞类型 体细胞 成熟生殖细胞数目 2 4染色体数 不变 减半

4、子细胞染色体组成 有同源染色体 一般无同源染色体相同点 染色体复制、形成纺锤体单元内容标准与认知层次具体内容遗传的分子基础上总结人类对遗传物质的探索过程肺炎双球菌转化 实验(c)（S、R）型肺炎双球菌能使小鼠患败血症死亡。格里菲斯：把加热杀死的S型菌和活的无毒R型菌混合注射到小鼠体内，致死结论：加热杀死的S型菌内含有使R型菌转化为S型菌的转化因子艾 弗 里：从活的S型菌中抽提DNA、蛋白质、多糖、DNA+DNA酶等分别与活的无毒R型菌混合并注射到小鼠体内，只有混入DNA的能致死 结论：DNA是转化因子（DNA是肺炎双球菌的遗传物质）噬菌体侵染细菌的实验(c)分别用32P、35S标记不同的噬菌体

5、的 DNA 、 蛋白质外壳 ，分别侵染细菌，搅拌离心，分析上清液(噬菌体及外壳)和沉淀(细菌)中的放射性。 上清液 沉淀 上清液 沉淀结果：32P标记 无 有 35S标记 有 无 结论：DNA是噬菌体的遗传物质烟草花叶病毒 感染烟草的实验烟草花叶病毒主要成分包括 、 ，分别用它们感染烟草。结论：生物的遗传物质所有生物的遗传物质是 核酸 ，绝大多数生物的遗传物质是 DNA ；动、植物、真菌、细菌等原核生物遗传物质是DNA；病毒遗传物质是 DNA或RNA ；生物主要的遗传物质是 DNA ，极少数生物的遗传物质是 RNA 。概述DNA分子结构主要特点DNA分子双螺旋 结构的建立过程(a)1953年，

6、 沃森 和 克里克 发现了DNA分子的 双螺旋 结构，使生物学的研究进入 分子 生物学阶段。DNA分子的 结构层次及 DNA分子双螺旋 结构的基本要点(b)组成元素：C、H、O、N、P基本单位：脱氧核苷酸（一分子磷酸+一分子脱氧核糖+一分子含氮碱基ATGC）平面结构：两条脱氧核苷酸链（脱氧核糖和磷酸交替连接磷酸二酯键）空间结构：两条长链反向平行，脱氧核糖和磷酸交替连接排列外侧-基本骨架 含氮碱基互补配对（A=T，GC），由氢键连接，排列在内侧 形成规则的双螺旋结构DNA分子结构的 稳定性、特异性和 多样性(b)多样性：DNA分子中的碱基对(脱氧核苷酸)的排列顺序是千变万化的特异性：每个DNA分

7、子中的碱基对(脱氧核苷酸)的排列顺序是特定的稳定性：DNA分子中外侧脱氧核糖和磷酸交替连接排列不变，内侧碱基互补配对原则不变，双螺旋结构比较稳定说明基因和遗传信息的关系基因的概念(b)基因是有遗传效应的核酸片段，控制生物的性状，是遗传的基本功能单位基因、DNA、染色体和遗传信息的关系(b)基因中碱基对的排列顺序就是基因的遗传信息；基因主要是有遗传效应的DNA片段；一条DNA上可能有多个基因。染色体主要成分包括DNA和蛋白质；1条染色体一般含有1个DNA.分子。染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列基因与染色体之间行为的平行关系(b)（1）独立性：基因在杂交过程中保持完整性和独立性；染

8、色体在配子形成和受精过程中具有相对稳定的形态结构。（2）存在方式：在体细胞中基因、染色体成对存在，在配子中只有一个。（3）来源：体细胞中成对的基因、染色体都是一个来自父方,一个来自母方。（4）分配：非等位基因在形成配子时自由组合；非同源染色体在减数第一次分裂后期是自由组合的。概述DNA分子复制DNA分子复制的 时间、条件(a)DNA复制：产生两个跟亲代DNA完全相同的新DNA分子的过程时间：细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期场所：主要在细胞核中条件：模板亲代DNA分子的两条母链 原料游离的4种脱氧核苷酸 酶 DNA解旋酶(打开氢键)，DNA聚合酶(形成磷酸二酯键)等 能量ATP 碱基互补

9、配对原则：A-T，T-A，G-C，C-GDNA分子复制的 过程(a)解旋：DNA解旋酶(打开氢键)以亲代DNA的两条母链为模板合成子链复旋：形成两条子代DNADNA分子复制的 特点(b)半保留复制：DNA复制后产生的每个子代DNA分子中，都有一条单链是原DNA保留下来的，而另一条单链是新合成的。边解旋边复制精确复制（独特双螺旋结构提供精确模板，碱基互补配对原则基因突变）DNA复制的意义(b)将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的稳定性、连续性单元内容标准与认知层次具体内容遗传的分子基础下概述遗传信息的转录和翻译遗传信息的转录(b)概念：DNA上的遗传信息传递到RNA上的过程，转录的结果是形

10、成mRNA场所：细胞核模板：DNA分子的其中一条链（模板链）原料：4种游离的核糖核苷酸酶：RNA聚合酶能量：ATP碱基互补配对原则（DNA-mRNA）：A-U，T-A，G-C，C-G遗传信息的翻译(b)概念：在核糖体上，以mRNA为模板，按照遗传密码合成蛋白质的过程场所：核糖体模板：mRNA（每三个相邻的核糖核苷酸称为一个密码子）遗传密码原料：20种氨基酸运载工具：tRNA（反密码子）化学反应：脱水缩合反应，形成肽链能量：ATP碱基互补配对原则（mRNA-tRNA）：A-U，U-A，G-C，C-G基因对性状的控制(b)中心法则：遗传信息的传递渠道主要传递渠道：中心法则补充： DNA中的遗传信息

11、mRNA中遗传密码蛋白质中氨基酸排列顺序脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序 核糖核苷酸(碱基对)的排列顺序蛋白质是生物性状的体现者，DNA通过控制蛋白质的合成控制生物的性状。逆转录概念：以RNA为模板，合成DNA的过程模板：RNA 原料：4种游离的脱氧核苷酸酶：逆转录酶能量：ATP碱基互补配对原则（RNA-DNA）：A-T，U-A，G-C，C-G相关计算关于DNA分子结构：双链DNA分子中：A=T G=C 即A+G=T+C或A+C=T+G 也即是（A+G）/（T+C）=1一条链中碱基A的数量等于另一条链中碱基T的数量（A=T）同理T1 = A2 ，G1 = C2，C1 = G2 A1+T1=T2+

12、A2 G1+C1=C2+G2如果（A1+T1）/（G1+C1）=a 则 （A2+T2）/（G2+C2）= （A1+G1）/（T1+C1）= b 则 （A2+G2）/（T2+C2）= （A1+T1）%=（A2+T2）%=总（A+T）%， 同理（G1+C1）%=（G2+C2）%=总（G+C）%关于DNA分子复制：标记某DNA分子，经过n次复制后，被标记的DNA分子占 ，被标记的单链占 含有100对碱基的DNA分子，内含40个胸腺嘧啶，连续复制3次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 个。关于遗传信息的转录和翻译：某蛋白质含有n个氨基酸，则控制其合成的mRNA、DNA分别至少含有碱基 、 个 已知一段mRN

13、A中含有30个碱基，其中A和G共有12个，那么转录这个mRNA的DNA中C和T至少有 个完成表格DNA双链TACACCTCAGTAATGTGGAGTCAT信使RNAAUGUGGAGUCAU转运RNAUACACCUCAGUA氨基酸甲硫氨酸色氨酸丝氨酸组氨酸单元内容标准与认知层次具体内容遗传的基本规律上分析孟德尔遗传实验的科学方法相关概念及其 相互之间的关系染色体基因性状 同源染色体等位基因相对性状 显性基因、隐性基因显性性状、隐性性状同源染色体分离等位基因分离性状分离 非同源染色体自由组合非等位基因自由组合性状重组遗传实验（遗传图解）：自花/异花/闭花传粉、自交/杂交/测交、亲本/父本/母本/子

14、一代/子二代、去雄、套袋 基因型 + 环境表现型 纯合子性状稳定 杂合子性状分离常染色体等位基因雌雄无显著差异（常染色体遗传）性染色体等位基因雌雄有显著差异（伴性遗传）一对相对性状的豌豆杂交实验(c)两对相对性状的豌豆杂交实验(c)孟德尔遗传实验获得成功的原因(b)1.选择豌豆作为实验材料。严格自花、闭花传粉；具有多个稳定的、区别明显的相对性状；豆子留在豆荚内，便于统计分析。2.运用科学思维方式。先从一对相对性状入手，再研究两对或多对相对性状，由简单到复杂，先易后难。3.运用了统计学方法。4.应用了“假设推理”方法，并设计了测交验证法。孟德尔对遗传学的贡献(a)1865年植物杂交试验，提出基因

15、分离定律和自由组合定律遗传学之父；1900年，孟德尔定律被重新提出，生物学进入实验生物学阶段。阐明基因的分离定律和自由组合定律基因的分离定律及其实质(b)基因分离定律：控制一对相对性状的一对等位基因互相独立、互不沾染，在形成配子时彼此分离，分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。基因分离定律的实质：等位基因随着同源染色体的分离而分开。基因的自由组合定律及其实质(b)基因自由组合定律：控制两对(或多对)相对性状的两对(或多对)等位基因的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，等位基因彼此分离，同时非等位基因自由组合。基因自由组合定律的实质：在等位基因随着同源染色体的分离而分开的同时，非同源染色体上

16、的非等位基因自由组合。基因分离定律和自由组合定律在生产实践中的应用(b)1.农业生产杂交育种（利用基因的自由组合定律，集中优良性状）2.医学实践可以对遗传病的发病情况作出概率推测，为优生优育、遗传病的防治提供理论依据单元内容标准与认知层次具体内容遗传的基本规律下举例说明基因与性状的关系基因、环境因素与生物性状的关系(b)关系式：基因型 + 环境表现型 基因型相同，表现型不一定相同（可能环境不同）； 表现型相同，基因型不一定相同（显性性状有纯合和杂合之分）概述 伴性遗传性染色体和 性别决定(b)性染色体：与性别决定有直接关系的染色体。其它的为常染色体。性别决定：雌雄异体的生物决定性别的方式（由性

17、染色体决定只是其中一种）。 XY型性别决定：雌性44+XX，雄性44+XYZW型性别决定：雌性44+ZW，雄性44+ZZ伴性遗传的概念 及遗传特点(b)伴性遗传：位于性染色体上基因所控制的性状表现出与性别相联系的遗传方式伴性遗传特点：正交、反交的结果不一样 性状分离比在不同性别间不一致 符合基因的分离(自由组合)定律？伴X隐性遗传：交叉遗传(男性患者往往通过女儿传递给自己的外孙) 色盲 男性患者多于女性(红绿色盲，男7%,女 0.49% ) 血友病 女性患者的父亲、儿子必患病伴X显性遗传：往往不隔代 抗VD 女性患者多于男性(女患病比例a,男 ) 佝偻病 男性患者的母亲、女儿必患病伴Y遗传(外

18、耳道多毛)：父传子，子传孙，传男不传女伴性遗传在实践中的应用(b)1.育种（基因的自由组合定律）2.预测、预防遗传病人类遗传病列出人类遗传病的类型单基因病、多基因病和染色体病(a)遗传病：生殖细胞或受精卵里的遗传物质发生改变导致的疾病单基因遗传病：由一对基因控制（单个基因异常引起）的遗传病常染色体隐性：白化病、苯丙酮尿症常染色体显性：短指、多指、软骨发育不全伴X隐性：红绿色盲、血友病、伴X显性：抗VD佝偻病伴Y遗传：外耳道多毛判断依据： 判断是否为伴Y遗传、细胞质遗传(母系遗传，母病所有孩子病) 判断显性、隐性遗传 显性：一般没有隔代（有中生无-父母病，孩子中有不病的） 隐性：一般有隔代(无中

19、生有-父母正常，孩子有患病的) 如果是显性，判断常染色体显性、伴X显性 伴X显性：所有该病男性患者的母亲、女儿必患病 如果是隐性，判断常染色体隐性、伴X隐性 伴X隐性：所有该病女性患者的父亲、儿子必患病多基因遗传病：由多对基因控制的遗传病，如唇裂、腭裂、先天性心脏病、精神分裂症、青少年行糖尿病、高血压、冠心病等 特点：存在家族聚集现象；易受环境因素的影响。染色体异常遗传病：由于染色体的数目、形态或结构异常引起的遗传病 常染色体遗传病：猫叫综合征、先天愚型(21-三体综合征) 性染色体遗传病：特纳氏综合症(性腺发育不良，X0)、睾丸发育不全(XXY)简述人类遗传病的监测和预防人类遗传病对人类的危

20、害(a)人类遗传病研究方法调查发病率：取样调查法 调查遗传方式：家谱法（家系分析法）人类遗传病的危害：个体健康；家庭负担；社会负担。优生的措施(a)1.禁止免近亲结婚（直系血亲和三代以内旁系血亲禁止结婚） 可能含有相同隐性致病基因，提高后代隐性疾病的患病率2.适龄生育（25-30-34岁）3.遗传咨询：推测携带致病基因的可能性，估计后代发病率，给予婚育指导4.产前诊断：羊膜腔穿刺和绒毛细胞检查说出人类基因组计划及其意义人类基因组计划(a)人类基因组：24条染色体(22常+X+Y)的DNA序列注意与染色体组的区别1990年开始，我国1999年参与（1%）,2003年初步完成基因诊断与治疗(a)基

21、因诊断：基因探针(一般为单链DNA分子)DNA分子杂交情况基因治疗：将正常基因导入缺陷细胞内，回注到病人体内单元内容标准与认知层次具体内容生物的变异生物变异种 类：不遗传的变异（环境改变）和可遗传的变异（遗传物质改变）主要来源：基因重组、基因突变和染色体变异（染色体畸变）举例说出基因重组及其意义基因重组及其意义(a)基因重组：生物在进行 有性 生殖时，控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。产生原因：(1)基因的交叉互换(四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间)(2)基因的自由组合(减数分裂非同源染色体上非等位基因自由组合)(3)DNA分子重组(基因工程)：将目的基因

22、导入受体细胞意 义：是生物变异的重要来源，在生物进化上有重要意义基因重组与 杂交育种(a)依据原理：是基因的自由组合定律或基因重组主要过程：选择优良品种杂交F1F1自交F2：人工选择根据需要连续自交得性状稳定遗传品种（隐性优良性状不需要这步）特 点：可预见性强育种时间长，优良性状难寻。举例说明基因突变的特征和原因基因突变的概念 及其意义(b)基因突变：在细胞分裂间期，由于个别碱基对的增添、缺失或改变而引起的DNA分子（或基因）结构（遗传信息）的改变意 义：产生新的基因，是变异的根本来源，为生物进化提供原始材料基因突变的原因 及其特点(b)产生原因：个别碱基对的增添、缺失或改变（突变的程度不同：

23、缺1、2、3？）主要特点：普遍性 多方向性 稀有性(突变率低) 有害性 可逆性基因突变与 诱变育种(b)主要过程：用物理或化学方法处理（大量萌动的种子）人工选择，得新品种特 点：提高变异频率，大幅改良性状有利变异少，工作量大简述染色体结构变异和数目变异染色体结构的变异(a)染色体结构变异是指染色体片段的缺失、重复、倒位和易位。大多数的染色体结构变异对生物体是 有害 的，甚至会导致生物体的死亡。染色体数目的变异(a)染色体数目变异可分为 个别染色体数目 变异和 染色体组数目 变异，前者是指 个别 染色体的 增加或缺失 ，后者是指染色体数目以 染色体组 的形式成倍的 增加或减少 。染色体变异的意义

24、：生物变异的来源，对生物进化有一定意义染色体组、二倍体、多倍体和单倍体(a)染色体组细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但携带者控制一种生物生长发育、遗传变异的全部信息，这样一组染色体叫一个染色体组。二倍体由 受精卵 发育而来的个体，体细胞中含有 2 个染色体组的个体多倍体由 受精卵 发育而来的个体，体细胞中含有 多 个染色体组的个体单倍体由 配子 发育而来的个体，体细胞中含有本物种 配子 染色体数目的个体单倍体育种与 多倍体育种(a)依据原理：染色体变异（染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少）多倍体育种：过程举例：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到多倍体染色体组倍数不

25、同的个体间杂交，得到所需品种 主要特点：多倍体形态大、营养多往往结实率低，生长期长单倍体育种：过程：选择优良品种杂交F1F1花药离体培养，得单倍体幼苗秋水仙素处理，得纯合品种人工选择优良品种 特点：明显缩短育种年限技术复杂，需结合杂交育种杂交育种 单倍体育种 秋水仙素作用原理： 抑制细胞分裂时纺锤体的形成 培育三倍体无籽西瓜： 得到四倍体 父本 母本 ( 二倍体) ( 四倍体) 得三倍体种子开花时二倍体花粉刺激得无籽西瓜转基因技术又叫做基因工程或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。基本步骤：单元内容标准与认知层次具体内容生物的进化达尔文自然选择学说主要观点：过度繁殖，生存斗争，遗传变异(变异在环境改变之前)，适者生存特 点：科学地解释了_生物进化_的原因，以及生物的_多样_性和_统一_性；局限性在于未能正确解释_遗传变异_的本质，以及对生物进化的解释局限于_个体_水平。说明现代生物进化理论的主要内容物种、种群、基因库和基因频率的概念(b)种群是生物进化的基本单位。物种分布在一定的自然区域，具有一定的形态结