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文档简介
1、WORD 专业资料. 一中高三生物备课组 必 修 2第1章 遗传因子的发现孟德尔的豌豆杂交实验(1)实验材料:豌豆。它作为杂交实验材料具有以下优点: 自花传粉且闭花受粉,自然状态下都是纯种;具有多对易于区分的相对性状。 (2)杂交方法:确定父本和母本母本(花未成熟时)去雄 、套袋人工授粉(花成熟时)、套袋。一、一对相对性状的遗传实验1.(1)杂交过程与实验现象:P:高茎矮茎F1:高茎 F2:高茎矮茎= 31 (2)特点: F1只表现出 显性亲本 性状。 F2出现性状分离 ,且分离比为31 。2.建立假说对分离现象的解释(1)生物体的性状都是由遗传因子(基因)控制的。 (2)生物的体细胞中,控制
2、性状的基因是成对存在的。 (3)生物体产生配子时,成对的基因 分离 ,分别进入两个不同的 配子中。3.对分离现象解释的验证(1)目的:检验F1的基因型。 (2)方法:测交,即杂种子一代与隐性个体相交。 (3)预期结果:高茎矮茎= 11。 (4)实验结果:高茎30株,矮茎34株,性状分离比接近11,说明F1的基因型为 Dd ,也证明孟德尔的解释是科学的。4.基因分离定律的实质(现代解释) (1)在生物的体细胞中,控制 同一性状的遗传因子 成对 存在,不相融合 。 (2)在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子 遗传给后代。5、基本概念的比较与理解eq o
3、ac(,1).性状类型性状:生物体在形态结构和生理特性上的总称; 相对性状:同种生物同一性状的不同表现类型显性性状:具有相对性状的两纯合亲本杂交, F1表现出来的性状隐性性状:具有相对性状的两纯合亲本杂交, F1未表现出来的性状性状分离:杂交后代同时出现显性性状和隐性性状的现象。eq oac(,2).基因类型等位基因:位于一对同源染色体的一样位置上,控制相对性状的一对基因(如D和d)。显性基因:控制显性性状的基因(如D); 隐性基因:控制隐性性状的基因(如d)eq oac(,3).交配类型杂交:基因型不同的生物体间相互交配的过程; 自交:雌雄同株的植物的自花传粉或同株异花传粉。测交:杂种子一代
4、与隐性个体相交,用来测定F1的基因型。正交和反交:若甲作父本、乙作母本为正交,则甲作母本、乙作父本为反交eq oac(,4).个体类型表现型:生物体所表现出来的性状; 基因型:与表现型有关的基因组成纯合子:由含有一样基因的配子结合成的合子发育成的个体(如DD、AAbb等)杂合子:由含有不同基因的配子结合成的合子发育成的个体(如Dd、AaBb等)二、两对相对性状的遗传实验:1.过程与现象从F1的表现型来看,说明两个亲本都是纯合子,其中 黄色 对 绿色 是显性,圆粒 对 皱粒 是显性。在F2中, 黄色圆粒 和 绿色皱粒 是亲本型,占F2的 10/16 ;黄色皱粒 和 绿色圆粒 是重组型,占F2的6
5、/16 。对F2的两对相对性状单独进行分析,黄色绿色=(9+3)(3+1)=31,圆粒皱粒=(9+3)(3+1)=31,仍然符合基因的分离定律,说明基因的自由组合定律是在 基因分离定律 的基础上形成的。2.对基因自由组合现象的解释F1形成配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的 遗传因子 可以 自由组合 。因此F1可形成四种配子:YR、Yr、yR、yr ,且四种配子的比例为 1111 。受精作用形成合子时,四种雄配子与四种雌配子结合的机会均等,这样F2有16种组合,共9种基因型(见前面的表格)。3.对基因自由组合现象解释的验证测交 实验4.基因自由组合定律的实质 控制不同性状的 遗传因子 的分离
6、或组合是 互不干扰 的。在减数分裂形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子 彼此分离 ,决定不同性状的遗传因子 自由组合 。基因和染色体的关系 第1节 减数分裂和受精作用1.减数分裂:进行 有性生殖 的生物,在产生 成熟生殖 细胞时进行的 染色体数目减半 的细胞分裂。特点:染色体复制 一次 ,细胞分裂 两次,其结果是 成熟生殖 细胞中的染色体数目比原始生殖 细胞的染色体数目 减少一半 。2.精子的形成过程 3.卵细胞的形成过程 (1)场所 睾丸或精巢 中。 (1)场所:卵巢。 (2)过程: (2)过程:4.精原细胞和卵原细胞形成多种配子的原因 减数分裂时,同源染色体分离的同时非同源染色体自由组
7、合;同源染色体的非姐妹染色单体之间也可能发生 交叉互换 。5.受精作用: 卵细胞 和 精子 相互识别,融合成 受精卵 的过程。 (1)过程:精子的 头部 进入卵细胞,尾部留在外面。 卵细胞的 细胞膜 发生复杂的生理反应,阻止 其他精子 再进入。 精子和卵细胞的 细胞核 相融合,彼此的 染色体 会合在一起。(2)结果:受精卵中的 染色体 数目又恢复到体细胞中的数目,其中一半来自 精子 ,一半来自 卵细胞 。(3)意义:就进行 有性生殖 的生物来说,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 都十分重要。容有丝分裂减数分裂场所某些组织器官有性
8、生殖器官母细胞体细胞(受精卵)性原细胞子细胞体细胞生殖细胞染色体复制次数1次,有丝分裂间期1次,减前的间期细胞分裂次数1次2次子细胞个数2个4个容有丝分裂减数分裂子细胞染色体数与亲代一样亲代细胞的一半染色体行为 没有同源染色体的联会,不形成四分体,不发生交叉互换,没有同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合 有同源染色体联会,形成四分体,可能发生交叉互换,有同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合有无同源染色体细胞中一直都有同源染色体减时有同源染色体,减时无同源染色体(二倍体)第2节 基因在染色体上和伴性遗传1.萨顿的假说( 类比推理法 ) (1)容:基因是由 染色体 携带着从亲代传递给子代的
9、,即基因就在 染色体 上。基因和染色体行为存在着明显的 平行 关系。 (2)依据:基因在杂交过程中保持 完整性 和 独立性 。染色体在配子形成和 受精作用 过程中,也具有相对稳定的形态结构。 在体细胞中基因和染色体都是 成对 存在的。而在配子中只有成对的基因中的 一个 ,也只有成对的染色体中的 一条 。 体细胞中成对的基因一个来自 父方 ,一个来自 母方 。成对的染色体也是如此。 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 期也是自由组合的。 2.基因位于染色体上的实验证据 摩尔根 实验 方法:假说演绎法 (1)实验材料:果蝇 。 (2)实验过程与现象: (3)实验分
10、析:F2中红眼与白眼之比为31,符合基因的 分离 定律,说明红眼和白眼是由一对等位基因控制的。但白眼的性状总是与 性别 相联系。 (4)解释:白眼基因(w)位于 X 染色体上, Y 染色体上不含它的等位基因。(5)结论:基因在 染色体 上。一条染色体上有 许多 个基因,基因在染色体上呈 线性 排列。3.孟德尔遗传规律的现代解释 (1)基因分离定律的实质:杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的 等位基因 具有一定的 独立性 。在减数分裂形成 配子 时,等位基因随 同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随 配子 遗传给后代。 (2)基因自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因
11、的 分离或组合 是互不干扰的。在减数分裂过程中, 同源染色体上的等位基因彼此分离的同时, 非同源染色体上的非等位基因自由组合。4.伴性遗传 (1)概念:位于 性染色体 上的基因所控制的性状,在遗传上总是和 性别相关联 的现象。 (2)人类红绿色盲症(伴X染色体隐性遗传)基因的位置:只位于 X 染色体上,为 隐性 基因。相关基因型:遗传特点:男多于女, 交叉 遗传(男性的红绿色盲基因只能从母亲那里传来,也只能传给 女儿) (3)抗维生素D佝偻病遗传方式: X染色体显性遗传 。 患者基因型:女性患者( XDXD 、XDXd); 男性患者( XDY )第3章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质
12、1.染色体的成分:染色体主要由 蛋白质 和 DNA 组成。2.肺炎双球菌的转化实验 (1)肺炎双球菌的类型R型细菌菌落粗糙,菌体 无 荚膜, 无 毒性。 S型细菌菌落光滑,菌体 有 荚膜, 有 毒性。 (2)实验过程格里菲思的体转化实验a.将 R 型活细菌注入小鼠体,小鼠不死亡。 b.将 S 型活细菌注入小鼠体,小鼠患败血症死亡。 c.将加热杀死的S型细菌注入小鼠体,小鼠 不死亡 。d.将 R 型活细菌与杀死后的 S 型细菌混合后,注射到小鼠体,小鼠死亡。 (3)推论:加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”,使R型菌转化为S型菌。(2)实验过程艾弗里的体外转化实验 a.从S型活细菌中提取 蛋白质
13、 、 多糖 和 DNA 等,分别加入培养基中培养R型细菌,结果只有加入 DNA 的培养基中有S型细菌出现(若再加入 DNA酶 则无此现象出现)。 b.艾弗里通过对比实验,证明格里菲斯提出的“转化因子”实际上是 DNA 。3.噬菌体侵染细菌的实验(用32P标记DNA、用35S标记蛋白质) (1)T2噬菌体是一种寄生在细菌体的病毒,其头部和尾部的外壳由 蛋白质 构成,头部含有DNA 。 (2)用放射性同位素32P和35S分别标记T2噬菌体,分别得到 DNA 含32P和 蛋白质 含35S的两种T2噬菌体。再用两种T2噬菌体分别去感染大肠杆菌,发现在大肠杆菌体有放射性元素32P 而没有 35S 。因此
14、可以证明进入大肠杆菌体的是DNA ,也证明 DNA 是遗传物质。第2、3节 DNA分子的结构和复制1.DNA的组成单位:脱氧核苷酸(由一分子脱氧核糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成)2.DNA 是一种高分子化合物,每个分子都由成百上千个脱氧核苷酸( 4 种)组成,他们分别是 腺嘌呤(A)脱氧核苷酸、鸟嘌呤(G)脱氧核酸、胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸、胞嘧啶脱(C)氧核苷酸。3.DNA的空间结构是规则的 双螺旋结构 ,它的两条链上的碱基按照 碱基互补配对 原则(即: AT 、 GC )通过 氢键 连接成碱基对。4.由于DNA的碱基对排列顺序千变万化,导致DNA的多样性,从而使自然界的生物具有 多样
15、性。5.每个DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,导致DNA的特异性 ,从而使自然界的生物具有特异性。6.DNA分子的复制是在细胞有丝分裂的间期 和减数第一次分裂前的间期,随着染色体的复制而完成的。7.由于新合成的DNA中,都保留了原DNA的一条链,因此,这种复制方式叫 半保留 复制。8.DNA分子复制所需的条件:模板( 亲代DNA分子 )、原料( 四种脱氧核苷酸 )、酶 和 能量 。9.DNA分子独特的 双螺旋 结构,为复制提供了精确的模板;通过 碱基互补配对的原则 ,保证了复制能够准确地进行。第4节 基因是有遗传效应的DNA片段1.基因是控制 生物性状 的遗传物质的功能单位和结构单位。2.基
16、因是 具有遗传效应 的DNA片段,每个DNA分子上有很多 个基因。3.基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表着 遗传信息 ,对于每个基因来说,其顺序是固定的;而对于不同基因,其顺序是不同的。4.细胞器 线粒体 和 叶绿体 中也有DNA,其上的基因称为 质基因 。第4章 基因的表达1.RNA种类: 信使RNA(mRNA) 、 转运RNA(tRNA) 、 核糖体RNA(rRNA) 。2.遗传信息的转录: (1)主要场所: 细胞核 。 (2)模板: DNA的一条链 。 (3)原料: 四种核糖核苷酸。 (4)碱基配对原则: AU、GC、TA、CG 。 (5)产物: mRNA 。3.翻译: (1)场所: 细胞质
17、中的核糖体 。 (2)模板: 信使RNA 。 (3)原料: 20种氨基酸 。 (4)运载工具: 转运RNA 。 (5)碱基与氨基酸的对应关系: 信使RNA上相邻的3个碱基(1个密码子) 决定一个氨基酸。 (6)过程: 脱水缩合 。 (7)产物: 蛋白质(肽链) 。4.中心法则 (1)提出者: 克里克 。 (2)容:5.基因对性状的控制 (1) 蛋白质 是生命活动、生物性状的体现者。 (2)基因对性状的控制的两种方式:通过控制 酶 的合成来控制新代过程,进而控制生物的性状。通过控制 蛋白质 的结构,直接控制生物体的性状。第5章 基因突变和其他变异第1、2节 基因突变、基因重组和染色体变异1.变异
18、的类型:不可遗传 的变异和 可遗传 的变异(可遗传变异包括 基因突变、基因重组和染色体变异 )。2.基因突变 (1)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。 (2)特点: 普遍性 、随机性、低频性、 不定向性 和 多害少利性 。 (3)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)实例:镰刀型细胞贫血症。直接原因:血红蛋白多肽链上一个 氨基酸 被替换。根本原因:血红蛋白基因(DNA)上的 碱基序列发生改变,由A-T变为T-A。 (5)诱导因素: 物理因素 ; 化学因素 ; 生物因素 。3.基因重组 (1)
19、概念:生物体进行 有性生殖 的过程中,控制不同性状的基因 的重新组合。 (2)发生时期和原因时期原因减数第一次分裂后期随着非同源染色体 的自由组合 , 非等位基因自由组合减数第一次分裂四分体时期同源染色体上的 等位基因随非姐妹染色体的交换而发生交换 (3)意义:基因重组能够产生多样化的基因组合的子代,子代就可能出现适应 变化环境 的个体,从而在多变的环境中繁衍下去。所以说是 变异的来源之一 ,对生物进化有重要意义 。 4.染色体的变异(包括 染色体结构变异 和 染色体数目变异 ) (1)染色体结构的变异概念:由 染色体结构 的改变而引起的变异。种类:缺失、重复(或增加)、颠倒(或倒位)、移接(
20、或易位) a.缺失:染色体 某一片段 缺失引起的变异。 b.重复:染色体中 增加 某一片段引起的变异。 c.易位:染色体的某一片段移接到另一条 非同源染色体 上引起的变异。 d.倒位:染色体的某一片段 位置颠倒 引起的变异。结果:使排列在染色体上的基因的 数目 或 排列顺序 发生改变,从而导致性状变异。举例:猫叫综合征,是由于人的第5号染色体部分 缺失 引起的遗传病。 (2)染色体数目的变异概念:由 染色体数目发生改变 而引起的变异。类型:a. 个别染色体 的增加或减少。(如 21三体综合征) b.以 染色体组 的形式成倍增加或减少。(如三倍体无子西瓜)结果:使基因的数量 增加或减少 。 (3
21、)与染色体数目变异有关的概念染色体组:细胞中的一组 非同源 染色体,它们在 形态 和 功能 上各不一样,携带着控制生物生长发育的全部遗传信息 。二倍体:由 受精卵 发育而成,体细胞中含有 两个 染色体组的个体,包括几乎全部动物和过半数的高等植物。多倍体:由 受精卵 发育而来,体细胞中含 三个 或 三个以上 染色体组的个体。例如,香蕉是 三倍体 ,马铃薯是 四倍体 。多倍体在 植物 中常见,在 动物 中极少见。与二倍体植株相比,多倍体植株常常是茎秆 粗壮 ,叶片、果实和种子都 比较大 , 糖类和蛋白质 等营养物质含量丰富。单倍体:由 配子 发育而来,染色体数和染色体组数是正常体细胞的一半,即体细
22、胞中含有 本物种配子 染色体数目的个体。与正常植株相比,植株长得弱小,且 高度不育 。(4)低温诱导植物染色体数目变化的实验实验原理:低温抑制 纺锤体 的形成,以致影响 染色体 被拉向两极,细胞不能分裂成两个子细胞,于是染色体数目 加倍 。方法步骤:洋葱根尖培养 固定制作装片(解离 漂洗 染色 制片)观察。试剂与用途: a.卡诺氏液(作用为 固定细胞形态 ); b.改良苯酚品红染液(作用:染色 ) c.解离液15%的盐酸和95%的酒精混合液(11)(作用:使细胞分解开来)第3节 人类遗传病1.人类常见遗传病的类型 人类遗传病:由于遗传物质改变而引起的人类疾病,主要可以分为 单基因 遗传病、 多
23、基因 遗传病 和 染色体异常 遗传病。(1)单基因遗传病:受 一对等位基因 控制的遗传病。显性遗传病:由 显性致病基因 引起的疾病,如多指、并指、软骨发育不全、抗维生素D佝偻病等。隐性遗传病:由 隐性致病基因 引起的疾病,如镰刀型细胞贫血症、白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症等。(2)多基因遗传病:受 两对以上等位基因 控制的遗传病。 特点:在 群体中发病率比较高,容易受环境影响。 类型:主要包括一些先天性发育异常的病,如 原发性高血压、冠心病、哮喘病和青少年型糖尿病。(3)染色体异常遗传病:指由 染色体异常 引起的遗传病,简称染色体病。常染色体病:由 常染色体变异 引起的遗传病,如21三体综合征
24、。性染色体病:由 性染色体变异 引起的遗传病,如遗传性性腺发育不良。2.遗传病的监测和预防 (1)手段:主要包括遗传咨询 和产前诊断 。 (2)意义:在一定程度上有效地预防遗传病的产生和发展。 (3)遗传咨询的容和步骤医生对咨询 对象进行身体检查,了解家庭病史,对是否患有某种遗传病作出诊断。分析 遗传病的传递方式。推算 出后代的再发风险率。向咨询对象提出防治对策和建议,如 终止妊娠 、进行 产前诊断 等。(4)产前诊断:指在胎儿出生前,医生用专门的检测手段,如 羊水检查 、 B超检查 、孕妇血细胞检查 以与 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。 3.人类基因组计划与人体健
25、康 人类基因组计划的目的:测定人类基因组的 全部DNA序列 ,解读其中包含的遗传信息。第6章 从杂交育种到基因工程第1节 杂交育种和诱变育种1.杂交育种:将 两个或多个品种 的优良性状通过杂交集中在一起,再经过 选择和培育 ,获得新品种的方法。 (1)原理: 基因重组 ,形成新的 基因型 ,从而控制相应的新的表现型。 (2)过程:选择具有不同优良性状的亲本通过 杂交 获得F1,F1连续 自交 或杂交,从中筛选获得需要的类型。(3)优点:可将不同优良性状集中在一起。 (4)缺点:杂交育种只能利用已有 基因 的重组,按需选择,并不能创造 新基因 。杂交后代会出现 性状分离 ,育种进程 缓慢 ,过程
26、繁琐。 (5)应用:改良作物品质,提高农作物 单位面积 产量;培育优良的家畜、家禽。2.诱变育种:利用 物理因素或化学因素 处理生物,使生物发生 基因突变 ,从而获得优良变异类型的育种方法。 (1)原理: 基因突变 ,产生 新基因 。 (2)优点:可以提高突变率 ,在较短时间获得更多的优良变异类型。(3)缺点:基因突变具有 不定向性 ,因此诱变育种有一定的盲目性,需处理大量的生物材料,再进行选择培育。 (4)应用:在农业上可培育出 抗病力强、产量高、品质好 的新品种;在微生物育种方面也发挥了重要作用。第2节 基因工程与其应用1.基因工程 (1)含义操作对象: DNA(基因) 。过程:提取某种基
27、因体外 修饰改造 导入另一种生物的细胞。目的:按照人们的意愿,定向改造生物的遗传性状 。 (2)原理:基因重组 。 (3)特点可以在不同种 生物间进行,即可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物身上。 可以按照人们的意愿直接 定向地 改造生物,培育出新品种。 (4)基本工具基因的“剪刀”:指 限制酶 ,具有 专一性 ,即一种限制酶只能识别一种 特定的核苷酸 序列,并在特定的位点上切割DNA分子。(4)基本工具基因的“针线”:指 DNA连接酶 ,它能在 脱氧核糖和磷酸 之间形成 磷酸二酯键 ,连接DNA骨架上的缺口,而互补的碱基之间是通过 氢键 连接的。基因的运载体:常用的运载体有质粒、 噬菌体
28、 、 动植物病毒 等。质粒主要存在于许多 细菌 以与 酵母菌 等生物中,其作用是将外源基因送入受体细胞 。(5)基本步骤过程: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检测与表达 。成功的标志:获得目的基因的产物 。2.基因工程的应用 (1)作物育种:利用 基因工程方法 ,获得高产、稳产和具有 优良品质 的农作物,培育出具有各种 抗逆性 的作物新品种,如抗虫棉。(2)药物研制:利用基因工程培育转基因生物,再利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品,如 胰岛素 、干扰素、 乙肝疫苗 等。 (3)环境保护:利用转基因细菌 降解 有毒有害的化合物, 吸收 环境中的重金属, 分解 泄漏的石油,处理工业废水等。第7章 现代生物进化理论1.现代生物进化理论的
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