必修二提纲B5版

PAGEPAGE49第一章遗传因子的发现第一节孟德尔的豌豆杂交实验（一）知识·储备区1.结合下图阐明花的基本结构⑴由左图可知，花的雄蕊包括和花药，花药内含有；雄蕊由、花柱和子房组成，子房内含有。⑵左图的花既含有雄蕊又含有雌蕊，称为；右图的雄花只含有雄蕊，雌花中只含有雌蕊，这样的花称为花。2.同一朵花完成的传粉方式称为传粉，不同朵花之间完成的传粉方式称为异花传粉。3.性状：是指生物体的总和。任何生物都有许许多多的性状。有的是特征（如豌豆种子的颜色、性状），有的是（如人的ABO血型、植物的抗病性、耐寒性），有的是特征（如狗的攻击性、服从性），等等。4、遗传：性状由亲代向子代传递的现象和过程。学习·探究区一.用豌豆做遗传实验材料容易成功的原因和豌豆人工异花传粉的步骤1.选用豌豆作为实验材料的优点：①豌豆是严格的植物，而且是受粉，自然状态下不受外来花粉的干扰，它永远是纯种，避免了天然杂交情况的发生，省去了许多实际操作的麻烦。②豌豆的品种间具有易于区分的，且能稳定地遗传给后代。③豌豆花冠各部分结构较大，便于操作，易于控制。④豌豆种子保留在豆荚内，每粒种子都不会丢失，便于统计。⑤繁殖周期短，后代数量大。2.豌豆人工异花传粉的步骤确定被研究的相对性状，选择好父本和母本↓人工去雄：除去未成熟花的全部雄蕊 ↓套袋隔离：套上纸袋、防止外来花粉干扰↓人工授粉：雌蕊成熟时将另一植株花粉撒在去雄花的雌蕊柱头上↓再套袋隔离：目的是提供花粉的花称为（♂），接受花粉的花是（♀）相对性状二.一对相对性状的杂交实验1.图解：2.常用符号及含义符号PF1F2×♀♂含义子一代自交杂交母本或雌配子或雄配子3.有关概念①自交②杂交③测交④相对性状⑤性状⑥显性性状⑦隐性性状⑧性状分离⑨纯合子⑩杂合子三.对分离现象的解释1.⑴生物的性状是由决定的，决定显性性状的是，用大写字母表示，定隐性性状的是，用小写字母表示。⑵体细胞中遗传因子是存在的，遗传因子组成相同的个体叫，遗传因子组成不同的个体叫。⑶生物体形成生殖细胞配子时，成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子中，配子中只含有每对遗传因子中的一个。⑷受精时，雌雄配子的结合是。2.遗传图解：★孟德尔提出控制性状的是“遗传因子”，而非“基因”这一名词。五.对分离现象的验证1.方法：测交。选用F1和____________作为亲本，预期结果目的是为了验证F1的________。2.图解：3.测交的结果：子代出现____种表现型，比例为______。六.分离定律——得出结论1.分离定律：又称，在生物的体细胞中，控制的遗传因子存在，不相融合；在形成时，成对的遗传因子发生，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。2.适用范围及条件(1)范围：①真核生物有性生殖的细胞核遗传。②一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。(2)适用条件：①子一代个体形成的配子数目相等且生活力相同。②雌雄配子结合的机会相等。③子二代不同基因型的个体存活率相同。④遗传因子间的显隐性关系为完全显性。⑤观察子代样本数目足够多。七.假说——演绎法1．“假说——演绎”法的一般程序观察现象，提出问题―→分析问题，提出假说―→演绎推理，验证假说―→分析结果，得出结论。2．一对相对性状的杂交实验的“假说——演绎”分析六.性状分离比的模拟实验1.实验原理：由于进行有性杂交的亲本，在形成配子时，成对的遗传因子发生，受精时，雌雄配子又会结合形成合子，因此，杂合子杂交发育形成的后代一定会发生，甲、乙两个小桶分别代表________________，甲、乙内的彩球分别____________，用不同彩球随机组合模拟生物在生殖过程中________________________。2.实验过程⑴取甲、乙两个小桶，每个小桶内放入两种彩球各个。甲桶中的D小球和d小球分别代表含和含的两种雌配子；乙桶中的D小球和d小球分别代表含和含的两种雌配子。⑵分别摇动甲、乙两个小桶，使小桶内的球。⑶分别从两个桶内抓取一个小球，这表示让雌配子与雄配子。每次抓取后，记录下这两个小球的字母组合。⑷将抓取的小球，按上述方法重复次。3．结果与结论彩球组合类型数量比DD∶Dd∶dd≈______，彩球组合代表的显隐性性状的数值比接近______。注意问题(1)要______抓取，且每抓完一次将小球放回原小桶并搅匀，目的是保证两种雌配子或两种雄配子比例相同。(2)重复的次数足够多。⑶双手同时进行，且闭眼。第二节孟德尔的豌豆杂交实验（二）一.两对相对性状的杂交实验——提出问题1.实验过程：现象：（1）F2中出现不同对性状的（2）F2中4种表现型的分离比为二.对自由组合现象的解释——做出假说1.解释：⑴F1产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合，产生的雌雄配子各有四种，它们之间的数量比为。⑵受精时，雌雄配子的结合是的。2.图解F2中有种配子组合方式，种基因型，种表现型其比例为，F2表现型中亲本类型的比例为重组类型的比例为，显性杂合子比例为。★思考：F2中重组类型(与P不同，不是与F1不同；指表现型而非基因型)为黄皱和绿圆，所占比例为，若亲本改为黄皱×绿圆(均纯合)，则重组类型变成，所占比例为三.对自由组合现象的解释的验证——演绎推理，实验验证1.方法：2.图解四.自由组合定律——得出结论自由组合定律，又称为，控制不同形状的分离和组合是互不干扰的，在形成时，决定同一性状的彼此分离，决定不同性状的自由组合。★适用范围：________生殖的生物，真核细胞的核内________上的基因，无性生殖和细胞质基因遗传时不遵循。四、孟德尔实验方法的启示和遗传规律的再发现1．实验方法启示孟德尔获得成功的原因：①正确选材(豌豆)；②对相对性状遗传的研究，从____对到____对；③对实验结果进行________的分析；④运用________法(包括“提出问题→提出假说→演绎推理→实验验证→得出结论”五个基本环节)这一科学方法。2.遗传规律再发现(1)1909年，丹麦生物学家________把“遗传因子”叫做________。并提出了和的概念。表现型，例如和；基因型，例如高境豌豆的基因型是和，矮茎的基因型是；等位基因例如。(2)因为孟德尔的杰出贡献，他被公认为“____________”。第二章基因在染色体上第1节减数分裂和受精作用一.减数分裂的概念（范围）减数分裂是进行的生物，在产生时进行的的细胞分裂。（特点）在减数分裂过程中，染色体只复制，而细胞分裂。（结果）减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的。二.精子的形成过程1.高等雄性哺乳动物精子的形成场所是在，此器官中存在着原始雄性生殖细胞。在雄性动物性成熟时，经过分裂产生精细胞，再经过成为成熟的雄性生殖细胞——。精原细胞还可以通过分裂产生大量的精原细胞。★减数分裂没有细胞周期。2.各时期图像及特点（见反面）3、减数第一次分裂的主要特征：减数第二次分裂的主要特征：4.相关概念⑴同源染色体：。判断同源染色体的依据为：①大小（长度）相同②形状（着丝点的位置）相同③来源（颜色）不同。如右图和，和是一对同源染色体。⑵非同源染色体：不能配对的染色体之间互称为非同源染色体。如右图和，和，和，和是一对非同源染色体。⑶联会：发生在生殖细胞减数第一次分裂的前期，的现象，叫做联会。⑷四分体：减数第一次分裂时，联会后的每一对同源染色体就含有，这叫做四分体。1个四分体有对同源染色体、有条染色体、个染色单体、分子DNA。5、精子的形成过程：（染色体复制）（减数第一次分裂）（减数第二次分裂）（变形）１精原细胞——→１初级精母细胞２次级精母细胞————４精细胞——→４精子（间期：体积增大）（联会、交换、分离、染色体数减半）（着丝点分裂）（1）染色体复制在细胞时期。（2）染色体数目减半发生在分裂时期，减半的原因是的分开。（3）着丝点的分裂，染色体一分为二，发生在减数分裂过程中。时期染色体行为细胞名称减数第一次分裂精原细胞间期：DNA复制、有关蛋白质的合成，每条染色体都由构成。初级精母细胞前期：同源染色体联会，形成此时之间常发生交叉互换中期：排列在赤道板上，每条染色体的着丝点都附着在上。后期：分离，并移向细胞两极减数第二次分裂前期：染色体散乱地分布在细胞中次级精母细胞中期：排列在赤道板上。后期：分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体并移向细胞两极。精细胞变形精子三、卵细胞的形成过程1.场所:人和其他哺乳动物的卵细胞是在中形成的。卵巢位于腹腔内，内部有许多发育程度不同的卵泡，位于卵泡中央的一个细胞就是卵细胞。2.过程:减数第一次分裂：减数第二次分裂：3、精子和卵细胞形成过程的异同项目精子形成过程卵细胞形成过程不同点形成生殖细胞数________个精子___________-个卵细胞细胞质是否均质分裂是否变形过程相同点染色体复制_____次，细胞连续分裂_____次，子细胞中染色体数目为性原细胞中________。4.图像判断四、减数分裂过程中染色体数目和核DNA含量变化1.细胞中染色体和核DNA数量变化规律：（以精子形成的过程为例）精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子前期、中期后期染色体数目2N核DNA数目2N→4N染色单体数每条染色体DNA数目2.减数分裂过程中染色体数目和核DNA含量变化曲线分析：五.配子的多样性与受精作用1．配子中染色体组合多样性的原因(1)该原始生殖细胞中含有对同源染色体，对等位基因。⑵情况①，最终产生的4个子细胞有种类型，分别为，情况②，最终产生的4个子细胞有种类型，分别为。⑶根据以上内容分析配子具有多样性的原因：减数分裂过程中，分离的同时，自由组合。因此，含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型为种⑷含有n对同源染色体的生物体可产生的配子类型有时候要比上述结论多，可能的原因是发生了。2．受精作用⑴定义：卵细胞和精子的相互识别、融合，成为的过程。⑵过程：在受精作用进行时，通常是________的头部进入卵细胞，________留在外面。与此同时，_______________会发生复杂的生理反应，以阻止___________再进入。_________进入________后不久，_________就与_________，使彼此的染色体会合在一起。⑶结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半来自父方，一半来自母方。受精卵细胞核中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方；但细胞质中的遗传物质几乎完全来自卵细胞。⑷减数分裂和受精作用的意义：就进行有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于_____________________，对于___________________，都是十分重要的。⑸受精的实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合。⑹同一双亲的子代遗传呈现多样性的原因：①配子多样性②。意义是：。第二节基因在染色体上一．萨顿的假说1.内容（填完整）：。2.依据：。具体表现：基因的行为染色体的行为传递中的性质在杂交过程中保持和在配子形成和受精过程中，保持相对稳定的存在形式体细胞中的存在形式成对配子中的存在形式成单，只有成对的基因中的成单，只有成对的染色体中的在体细胞中的来源等位基因中一个来自，一个来自同源染色体中一条来自方，一条来自形成配子时的分配等位基因分离，自由组合同源染色体分离，自由组合3.萨顿提出假说应用的科学方法是，将和进行类比。二．基因位于染色体上的实验证据1.国生物学家完成的实验。⑴实验材料—果蝇，其作为实验材料的优点是：①相对性状多、明显；②培养周期短；③成本低；④易饲养；⑤染色体数目少，便于观察等。⑥繁殖率高。⑵果蝇的染色体组成性别雌性雄性图示同源染色体4对4对常染色体Ⅱ、Ⅲ、ⅣⅡ、Ⅲ、Ⅳ性染色体XXXY染色体组成6＋XX(同型)6＋XY(异型)2.实验现象：P红眼(♀)×白眼(♂)↓F1(♀、♂)↓雌雄交配F23/4(♂、♀)1/4(♂)①果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。②F1全为红眼，则是显性性状。③F2中红眼∶白眼＝3∶1，符合定律，红眼和白眼受一对控制。④F2中白眼性状的表现与性别相联系。3.提出问题：白眼性状的表现为何总与相联系？4.实验现象的解释：假设：白眼基因（用w表示），红眼基因（用W表示）位于上。图解：5.验证实验的方法：图解：6.实验结论：控制果蝇红眼与白眼的基因位于染色体上。从而证明了基因在染色体上。7.摩尔根的贡献：三．孟德尔遗传规律的现代解释一对遗传因子是：。不同对的遗传因子是：。基因的分离定律的实质是：。基因的自由组合定律的实质是：。第三节伴性遗传1.定义：。2.实例：。一．人类红绿色盲症1.性遗传病2.人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型：女性男性基因型表现型3.人类红绿色盲遗传的主要婚配方式：（1）女性正常与男性色盲（3）女性色盲与男性正常（2）女性携带者与男性正常（4）女性携带者与男性色盲4.遗传特点：。二．抗维生素D佝偻病1.性遗传病2.抗维生素D佝偻病基因型和表现型：女性男性基因型表现型3.抗维生素D佝偻病的主要婚配方式：（1）女性正常与男性患者（2）女性患者与男性正常（2个）（3）女性患者与男性患者（2个）4.遗传特点:三．伴性遗传在实践中的应用图解实例：第三章基因的本质第一节DNA是主要的遗传物质转化是指一种生物由于接受了另一种生物的遗传物质（DNA或RNA）而表现出后者的遗传性状，或发生遗传性状改变的现象。一．肺炎双球菌的转化实验1.肺炎双球菌比较项目R型细菌S型细菌菌落菌体毒性2.体内转化格里菲斯的转化实验过程:⑴结论：加热杀死的S型细菌中含有某种，将型活细菌转化为型活细菌。⑵实验遵循原则⑶在第三组中被加热杀死的S型活细菌还有没有毒性？⑷第四组从死亡小鼠中是否只分离出S型活细菌？★①格里菲思实验没有将细菌中各组分分开，因此，该实验只能证明S型细菌体内含有转化因子，不能证明转化因子是哪种物质。②S型菌的DNA能使R型菌转化为S型菌前提是S型菌的DNA能与R型菌的DNA发生重组，直接将S菌的DNA注入小鼠体内，DNA分子会被小鼠体内的DNA酶分解而失去作用，如果小鼠体内没有R型菌，也无法转化为S型菌。③在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，但不要认为DNA也变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。④在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。原因是转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、菌体的状态等因素影响。3.体外转化艾弗里的转化实验：⑴实验原则⑵实验结果分析：S只有加入，R型细菌才能够转化成S型细菌，并且浓度越高，转化就越有效。S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化。⑶结论：是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质（DNA是转化因子）。总结：体内转化是基础，仅说明S型细菌体内有，体外转化实验进一步证明“转化因子”是二．噬菌体侵染细菌的实验1.实验者是。2.实验材料：。T2噬菌体的介绍：专门寄生在体内的病毒，结构包括核酸分子和蛋白质外売。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，在自身遗传物质的作用下，利用体内的物质合成自身的成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。噬菌体侵染细菌的过程包括：(1)吸附：用尾部的末端(六根尾丝)吸附在大肠杆菌表面。(2)注入：释放出溶菌酶，破坏大肠杆菌的局部细胞膜，噬菌体DNA通过尾管进入大肠杆菌，蛋白质外壳留在外面。(3)复制、合成：在噬菌体DNA的指导下，以大肠杆菌体内的脱氧核苷酸为原料合成噬菌体DNA，以大肠杆菌体内的氨基酸为原料合成噬菌体蛋白质外壳。(4)组装：一个蛋白质外壳装入一个噬菌体DNA分子，组成一个新的噬菌体。(5)释放：大肠杆菌细胞破裂，释放出几十个至几百个子代噬菌体。3.实验方法：。4.实验思路：用32P标记一部分噬菌体的，用35S标记另一部分噬菌体的。（蛋白质的元素：，DNA的元素。∴只有标记S.P两种元素才能够分别标记蛋白质和DNA，而不用其他元素。）5.实验过程及现象：⑴标记细菌：细菌+含的培养基→含35S的细菌细菌+含的培养基→含32p的细菌⑵标记噬菌体：噬菌体+含的细菌→含35S的噬菌体噬菌体+含的细菌→含32p的噬菌体⑶噬菌体侵染细菌：含35S的噬菌体+未被标记的细菌→搅拌、离心→上清液放射性沉淀物放射性含32p的噬菌体+未被标记的细菌→搅拌、离心→上清液放射性沉淀物放射性上清液成分沉淀物成分实验中搅拌的目的是，离心的目的是。实验结果分析：35S标记的蛋白质外壳并未进入，而是留在外面。32p标记的DNA进入了，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的遗传的。⑷实验结论：子代噬菌体才是真正的遗传物质。但不能证明蛋白质不是遗传物质(因蛋白质没有进入细菌体内)★1．为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体？因为噬菌体营寄生生活，只有在细菌体内才能进行增殖，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体。2．能否用14C和18O标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？不能，因为DNA和蛋白质都含C和O。不能用32P和35S同时标记噬菌体。3．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上讲，含35S标记的蛋白质均不能进入大肠杆菌内，离心后全存在于上清液；实际上，沉淀物中也有少量放射性。请分析原因。由于搅拌不充分，有少量35S标记的噬菌体蛋白质外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。4．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上上清液中应不含放射性，下层沉淀物中应具有很高的放射性，而实验最终结果显示离心后的上清液中也有一定的放射性，而下层沉淀物的放射性强度却比理论值略低。这是为什么？一是保温时间过短，有一部分噬菌体DNA没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；二是从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放子代噬菌体，经离心后子代噬菌体分布于上清液中，也会使上清液出现放射性。三.肺炎双球菌体外转化和噬菌体侵染细菌实验比较对比项目肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验不同点DNA与蛋白质分开的方式采用直接分离法，即真正将S型细菌的DNA与其他成分分离，然后用每种单一成分与R型细菌混合培养，做体外转化实验采用放射性同位素标记法分别标记DNA和蛋白质进行实验，以便单独观察它们各自的作用对照原则相互对照自身对照实验结论证明DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质DNA才是真正的遗传物质。但不能证明蛋白质不是遗传物质(因蛋白质没有进入细菌体内)相同点①均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用②都遵循对照原则③都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质三．RNA也是遗传物质过程：烟草花叶病毒的RNA侵染侵染烟草→烟草被感染烟草花叶病毒的蛋白质侵染侵染烟草→烟草未被感染结论：在无DNA的情况下（如RNA病毒），是遗传物质。综上所述：绝大多数生物的遗传物质是，所以说是主要的遗传物质。细胞生物的遗传物质是DNA病毒RNA病毒的遗传物质是RNA（烟草花叶病毒，艾滋病病毒，SARS病毒，流感病毒）DNA病毒的遗传物质是DNA（噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等）第二节DNA分子的结构一．DNA双螺旋结构模型的构建1.构建者是。2.化学组成：（1）元素组成：。（2）基本单位：。（3）空间结构①DNA分子是由条链组成的，这两条链按盘旋成。②DNA分子中的和交替连接，排在外侧，构成;碱基排列在内测；③两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：和配对，和配对。二．注意问题：（1）配对的碱基，A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。C—G比例越大，DNA结构越稳定；(2)脱氧核苷酸聚合形成长链的过程中产生水，即脱氧核苷酸→DNA＋H2O；(3)DNA分子结构可简记为5种元素，4种碱基(脱氧核苷酸)，3种小分子，2条长链，1个双螺旋；(4)每个DNA片段中，游离的磷酸基团有2个；(5)○▭之间的数量关系1∶1∶1；(6)不同核苷酸的○和之间的化学键为磷酸二酯键，用限制性内切酶处理可切断，用DNA连接酶处理可连接；(7)▭—▭之间的化学键为氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断裂；(8)每个脱氧核糖连接着2个磷酸，分别在3号、5号碳原子上相连接；(9)若碱基对为n，则氢键数为2n～3n之间，若已知A有m个，则氢键数为3n－m。（10）DNA初步水解的产物是4种脱氧核苷酸，彻底水解的产物有磷酸、脱氧核糖和碱基(A、T、G、C4种)三．基本规律：(1)碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对的一一对应关系。(2)推论：规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G、A＋G＝，即嘌呤碱基总数等于碱基总数。规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基和(如A＋T或C＋G)占全部碱基的比值等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA中该种比例的比值。规律三：DNA双链中，一条单链中=m，与另一条互补链的=，也与整个DNA分子中的=。规律四：在DNA双链中一条单链的=m,另一条互补单链的=互为关系。综合规律三四可简记为“分子一行和分母一行补则等，不补则倒”第三节DNA复制一．对DNA分子复制的推测沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说：，具体内容是：。二.DNA半保留复制的实验证据1.分子数：①若复制n代含14N的DNA有个，只含14N的DNA有个；②无论复制多少次含15N的DNA始终是个，子代中含15N的DNA的链始终是条.2.脱氧核苷酸链的数：①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=，②含15N的脱氧核苷酸链数=，③含14N的脱氧核苷酸链数=。3.消耗的脱氧核苷酸数：设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则①经过n次复制，共消耗游离的该脱氧核苷酸个，②在第n次复制时，共消耗游离的该脱氧核苷酸个。三.DNA分子复制的过程1.概念：以亲代DNA分子为合成子代DNA分子的过程。2.发生时期：有丝分裂的和的间期，随着染色体的复制而完成的。发生的场所。3.所需条件①模板：②原料：③能量：④酶：4.过程：解旋→复制：以母链为模板按原则，合成与母链互补的子链→延伸子链→母链与子链盘绕成。5.结果：一个DNA分子就形成完全相同的DNA分子。 6.特点：①(过程特点)②复制：子代DNA=母链+子链（结果特点）7.准确复制的原因：①DNA分子独特的，为复制提供了精确的模板。②能够使复制准确无误地进行。8.意义：遗传：将遗传信息从亲代传给子代，保证了遗传信息的变异：复制出现差错—。第四节基因是有遗传效应的DNA片段一.资料分析1、由材料1和材料3可知，大肠杆菌、人的全部基因的碱基对总数（大于小于等于）DNA分子碱基对总数，说明基因是的片段。2、由材料2和材料4可知，转入绿色荧光蛋白基因的小鼠发出、小鼠体内的与肥胖直接相关，说明基因具有。遗传效应是指其能。基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定的基因控制特定的性状。3、总结：DNA和基因的关系一般情况下，一条染色体有个DNA分子，一个DNA分子上有基因，一个DNA分子中的碱基总数该DNA分子上所有基因的碱基数之和。基因的定义：，每个基因又由脱氧核苷酸组成。二.DNA片段中的遗传信息1.代表了遗传信息。2.基因的多样性和特异性①构成DNA的碱基只有种，，配对方式只有种，但碱基对的却可以成百上千，形成的碱基对的也可以千变万化。（如一个由1000个碱基对组成的DNA分子，它的碱基对的排列方式就有种）从而构成了DNA分子的多样性。②同一生物DNA分子特定的构成了DNA分子的特异性。DNA分子的和是生物体多样性多样性和特异性的物质基础。DNA能作为遗传物质的条件：a、能自我复制b、结构相对稳定c、储存遗传信息d、能够控制性状。三.补充1．脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系图解2．全方位理解“基因”(1)本质上，基因是有遗传效应的DNA片段。(2)结构上，基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。(3)功能上，基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。(4)位置上，基因在染色体上呈线性排列。第四章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成基因的表达=基因指导蛋白质的合成一.RNA1.DNA和RNA的区别比较项目DNARNA化学组成基本组成单位碱基A、G、C、A、G、C、五碳糖无机酸磷酸磷酸空间结构规则的结构通常呈结构(1)构成人体内核酸的碱基共有种，核苷酸共有种，病毒体内的碱基共有种，核苷酸共有种。(2)RNA适合作为DNA的信使：RNA一般是链，能通过进入细胞质，去指导的合成。(3)DNA与RNA的判定方法a.根据五碳糖种类判定：若核酸分子中含核糖，一定为RNA；含脱氧核糖，一定为DNA。b.根据含氮碱基判定：含T的核酸一定是DNA；含U的核酸一定是RNA。c.DNA中单、双链的判定：若A≠T、G≠C或嘌呤≠嘧啶，则为单链DNA；若A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C，则认为是双链DNA。2.RNA的组成和结构项目图示分布部位常与核糖体结合细胞质中与蛋白质结合形成核糖体特点带有从DNA链上转录下来的遗传信息一端能与氨基酸结合，另一端有三个碱基，可以与的密码子互补配对由组织区的DNA转录而成，是的组成物质功能携带着的信息，在蛋白质合成中起着作用转运特定的，识别信使RNA上的，在蛋白质合成中作为转运氨基酸的载体与核糖体蛋白质结合在一起，形成结构结构类似于结构联系①组成相同：4种核糖核苷酸②来源相同：都由转录产生③功能协同：都与翻译有关二.遗传信息的转录1.概念：。2.条件：①模板：②原料：③能量：④酶：3.场所:4.产物：5.过程：6.下图是一小段DNA片段，①链是模板链，请写出其转录生成的RNA的碱基序列，并分析RNA的碱基序列与DNA两条链碱基序列的关系？碱基互补配对关系：，生成的RNA的碱基序列为，与模板链，与非模板链碱基序列(除T和U外)。★(1)转录的基本单位是基因，而不是整个DNA。(2)在真核细胞内，转录出来的RNA需经过加工才具有生物活性。三.遗传信息的翻译1．翻译的概念：场所：模板：原料：产物：。2．密码子和反密码子(1)密码子：①种类：种eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(a.起始密码子：2种，AUG、GUG，分别编码甲硫氨酸、缬氨酸,b.普通密码子：59种，只编码氨基酸))\a\vs4\al(61种编码,氨基酸),c.终止密码子：3种，UAA、UGA、UAG，不编码氨基酸，只是终止信号))②eq\a\vs4\al(对应关系)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.决定20种氨基酸的密码子共有61种,b.一种氨基酸可以由一种或几种密码子来决定密码的简并性,c.一种密码子只能决定一种氨基酸))③特点：a.通用性：研究表明，地球上几乎所有的生物都共用这一套遗传密码，这说明所有生物可能有共同的或生命在上是统一的。b.简并性：密码子GCU编码丙氨酸，如果由于某种原因使mRNA中该密码子的第三个碱基由U变为了C，那么编码的氨基酸是，这种特性对生物体的生存发展的意义是：a.当密码子中有一个碱基改变时，可能并不会改变其对应的，不会影响生物体的性状。b.当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可保证翻译的速度。(2)反密码子：与mRNA分子中的密码子互补配对的tRNA上的3个碱基。①种类：种。②eq\a\vs4\al(对应关系)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.反密码子与61种决定氨基酸的密码子对应,b.一种tRNA只能运输一种氨基酸,c.一种氨基酸可由一种或几种tRNA运输))③特点：反密码子的三个碱基与相应的DNA模板链上对应的碱基相同，只是DNA的“T”对应tRNA的“U”。3．翻译过程(1)起始阶段：利用供能，携带甲硫氨酸的tRNA识别位于核糖体位点1上的mRNA上的起始密码子，mRNA、tRNA与核糖体三者相结合，翻译开始。(2)延伸阶段①进位：携带着特定氨基酸的tRNA按原则识别并进入位点2。②转肽：两个氨基酸通过脱水缩合形成而转移到占据位点2的tRNA上。③移位：核糖体读取下一个密码子，原占据位点的tRNA离开，占据位点的tRNA进入位点，新的携带氨基酸的tRNA进入位点，继续肽链的合成。④重复：以后依次重复①②③这三个步骤，直到读取到mRNA上的。★(1)从核糖体上脱离下来的只是多肽链，再经折叠、加工才能成为具有复杂空间结构的有活性的蛋白质。⑵一个mRNA可结合多个核糖体，每个核糖体独立合成一条完整的多肽链。四．DNA复制、转录和翻译的比较复制转录翻译时间细胞分裂的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板DNA的两条单链DNA的其中一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸能量都需要酶解旋酶、DNA聚合酶解旋酶、RNA聚合酶合成酶产物2个双链DNA1个单链RNA多肽链(或蛋白质)产物去向传递到2个子细胞或子代离开细胞核进入细胞质组成细胞结构蛋白或功能蛋白特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，转录后DNA恢复原状翻译结束后，mRNA被降解成单体碱基配对A—T，T—A，C—G，G—CA—U，T—A，C—G，G—CA—U，U—A，C—G，G—C五.基因表达过程中有关数量变化转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链氨基酸数＝6∶3∶1。图解如下：(2)以上关系应理解为：每合成1个氨基酸至少需要mRNA中3个碱基，基因中6个碱基，其原因如下：①DNA中有的片段无遗传效应，不能转录出mRNA。②在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录。③转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不对应氨基酸，所以基因或DNA上碱基数目比蛋白质氨基酸数目的6倍多。第2节基因对性状的控制一.中心法则的提出和发展1．克里克的中心法则1957年，克里克提出中心法则，其遗传信息传递途径为：从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；还可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。如图：2．中心法则的发展随着科学的进步，科学家发现了遗传信息传递的其他途径。材料11965年，科学家发现，很多RNA病毒，在感染宿主细胞后，它们的RNA在宿主细胞内进行复制，这种复制是以导入的RNA为模板，而不是通过DNA。材料21970年，巴尔的摩(D·Baltimore)和梯明(H·M·Temin)在致癌的RNA病毒中，发现一种酶，能以RNA为模板合成DNA。他们称这种酶为依赖RNA的DNA多聚酶，现在一般称为逆转录酶。也就是说，遗传信息流也可以反过来，即从RNA→DNA。这是一项重要的发现，巴尔的摩和梯明于1975年荣获诺贝尔奖。(1)材料1说明遗传信息还可以从流向。(2)材料2说明遗传信息还可以从流向。(3)结合以上内容完善中心法则3．各类生物中遗传信息的传递过程生物种类遗传信息的传递过程DNA病毒RNA病毒逆转录病毒原核生物真核生物★(1)逆转录需要逆转录酶。(2)逆转录和RNA复制只有某些病毒才能进行。⑶中心法则的5条信息传递途径都遵循碱基互补配对原则。二.基因、蛋白质与性状的关系1．基因控制生物体性状的途径(1)材料1豌豆的圆粒和皱粒产生的机理材料2人类白化病和苯丙酮尿症的发病原理这两个材料说明：基因通过控制来控制过程，进而控制生物体的性状。(2)材料3囊性纤维病的病因图解材料4人类镰刀型细胞贫血症的发病机理基因 正常基因eq\o(→,\s\up7(突变))异常基因↓ ↓血红蛋白结构正常(谷氨酸)异常(缬氨酸)↓↓红细胞形状圆饼状镰刀状↓↓ 功能正常镰刀型细胞贫血症以上两个材料说明：基因通过控制直接控制生物体的性状。2．基因和性状的对应关系(1)材料5豌豆的红花基因不只与一个性状有关，这个基因还控制叶腋的红色斑点，种皮的褐色或灰色。这种现象叫做基因的多效现象。这表明：一个基因可能与个性状有关。(2)材料6玉米叶绿素的形成至少涉及50个不同位置的基因；玉米糊粉层的颜色涉及7对等位基因；果蝇眼睛的颜色，至少受到40个不同位置基因的影响。这说明：有时个基因控制一个性状。(3)材料7研究发现雄蛙和雌蛙的性染色体分别是XY和XX。如果让它们的蝌蚪在20℃温度下发育时，雌雄比例大约为1∶1。如果让这些蝌蚪在30℃温度下发育时，不管它们的性染色体组成怎样，将全部发育成雄蛙。这说明：生物体的性状除了受遗传物质决定外，对生物体的性状也有一定的影响。表现型＝基因型＋环境条件。综上，基因和性状(是、不是、并不都是)简单的线性关系。生物体的性状是通过基因与、基因与、基因与之间复杂的相互作用来精确调控的。3.细胞质基因细胞质中的线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA，这些基因称为基因，细胞质基因控制细胞质遗传。细胞质遗传不符合孟德尔遗传规律，后代不出现一定的分离比，而是只表现母本的性状。由细胞质控制的性状只能通过母亲遗传给后代，称为母系遗传。第五章基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组一.基因突变的实例和概念1．镰刀型细胞贫血症(1)症状正常人的红细胞是中央微凹的状，而镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲的状，这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血。(2)完成下图后试思考其病因患者的DNA中一个碱基对替换成了，从而导致密码子由变为，进而导致血红蛋白中变为，引起了蛋白质结构的改变，最终导致性状的改变。2．基因突变的概念(1)基因的改变除了上面的替换外，还可能有以下方式：方式1的变化是，这种方式称为；方式2的变化是，这种方式称为。这样的改变也会导致蛋白质结构的改变，从而引起性状的改变。(2)通过上述探究可知，DNA分子中发生碱基对的、和，而引起的基因结构的改变，即为基因突变。3．基因突变有的会导致性状改变，有的则不改变性状，主要有下列几种情况：(1)一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码的简并)，当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物性状的改变。(2)突变成的隐性基因在杂合子中不会引起性状的改变。(3)某些突变虽然改变了蛋白质中个别氨基酸的种类，但并不影响该蛋白质的功能。(4)不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不会引起性状变异。4．基因突变对后代的影响发生在配子中的基因突变，一般传给后代；发生在体细胞中的基因突变，一般不能通过遗传，但植物体细胞的突变可以通过传递。二.基因突变的原因和特点1．基因突变产生的原因(1)外因——易诱发基因突变并提高突变频率①物理因素：及其他辐射等。②化学因素：等。③生物因素：某些等。(2)内因——自发产生基因突变DNA分子偶尔发生错误或者发生变化。DNA分子的改变一般发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期，DNA分子复制时，DNA双链要解旋，此时结构不稳定，易导致碱基对的数量或排列顺序改变，从而导致基因突变。2．基因突变的特点(1)玉米白化苗的形成可表示为：绿株(CC)突变,绿株(Cc)自交,3/4绿株(CC和Cc)、1/4白化苗(cc)。基因型为cc的白化苗不能形成叶绿素，不能进行光合作用制造有机物，最终导致死亡，其中玉米白化苗的突变(C→c)属于隐性突变。人类的白化病、色盲等疾病发病原理与之类似，由此推断大多数的基因突变对生物体都是的。(2)无论是低等生物，还是高等动植物以及人都会由于基因突变，而引起生物性状的改变。由此说明，基因突变具有，即在生物界普遍存在。(3)基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，可以发生在细胞内不同的DNA分子上，也可发生在同一DNA分子的不同部位。由此说明，基因突变具有。(4)据估计，在高等生物中，大约105～108个生殖细胞中才会有1个生殖细胞发生基因突变。由此说明，基因突变具有。(5)基因C可以突变成为c1(或c2或c3……)。C、c1、c2、c3……之间也可以相互突变(如图)，突变形成的基因之间都可以称为等位基因。由此说明，基因突变具有和可逆性。3．基因突变的意义每一个基因的突变率很低，但一个种群中有很多个体而且每个个体有成千上万个基因，且每一代都能发生，所以总数就很多。其他变异一般不产生新基因，而基因突变是产生的途径，是生物变异的来源，为生物进化提供。★⑴基因突变是基因内部碱基发生的改变，即改变了基因的表现形式：A→a或a→A，不会改变染色体上基因的数量及所处位置。⑵基因突变是脱氧核苷酸(碱基)的种类、数量、排列顺序的改变引起遗传信息的改变。这种改变在光镜下不能观察到。⑶在诱变因素的作用下，不一定发生基因突变，但基因突变的频率会提高。⑷显性突变(a→A)一旦发生即可表现，但常不能稳定遗传；隐性突变(A→a)一旦表现即可稳定遗传。三.基因重组1．基因重组的概念我们把生物体进行的过程中，控制不同性状的基因的，称为基因重组。2．基因重组的类型图示名称时期减数第一次分裂，同源染色体的之间发生交叉互换减数第一次分裂，同源染色体上的等位基因分离，染色体上的自由组合3.基因重组的意义(1)基因重组能够产生多样化的基因组合的子代，使后代多种多样，这说明基因重组是形成的原因之一。(2)基因重组产生的多种后代中有些会含有适应某种变化的、生存所必需的基因组合，这说明基因重组是的来源之一，对生物进化也非常重要。★⑴基因重组不能产生新的基因，但可产生新的基因型。故基因重组不能产生新的性状，但能产生新的性状组合。⑵进行有性生殖的生物可发生基因重组；病毒、原核生物均不进行有性生殖，故不发生基因重组。4.基因突变和基因重组的比较项目基因突变基因重组发生时间有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂发生原因在一定外界或内部因素作用下，DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，引起基因结构的改变减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，或非同源染色体上非等位基因的自由组合适用范围所有生物都可以发生只适用于真核生物有性生殖细胞核遗传种类①自然突变②人工诱变①基因自由组合②染色体交叉互换结果产生新基因，控制新性状产生新的基因型，不产生新的基因意义是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料生物变异的来源之一，有利于生物进化联系通过基因突变产生新基因，为基因重组提供组合的新基因，基因突变是基因重组的基础第2节染色体变异一.染色体结构的变异1．染色体结构变异的类型图解变化名称举例染色体b片段缺失猫叫综合征，果蝇的缺刻翅染色体b片段重复果蝇的棒眼染色体断裂的片段(d、g)移接到另一条易位人慢性粒细胞白血病同一条染色体上某一片段(ab)倒位2.染色体结构变异的影响染色体上基因的发生改变，而导致性状的变异。大多数对生物体是的，有的甚至会导致生物体。3．染色体结构变异与基因突变的区别(1)基因突变是的改变，而染色体变异是比较明显的或的变异。(2)在光学显微镜下可观察到。4.交叉互换与染色体易位的区别染色体易位图解区别发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间发生于非同源染色体之间属于属于在显微镜下观察不到在显微镜下可观察到二.染色体数目的变异1.染色体数目变异的类型和实例(1)细胞内的增加或减少(如图1)，如。(2)细胞内染色体数目以的形式成倍地增加或减少(如图2)，例如。2．染色体组(1)果蝇体细胞中共有对同源染色体，其中对常染色体，对性染色体。(2)雄果蝇减数分裂产生精子的过程中，分离，因此配子中的染色体的组成为或，它们是一组染色体。(3)定义：像雄果蝇精子中的染色体一样，细胞中的一组染色体，在形态和功能上，但又互相协调，共同控制生物的、发育、和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。★①在一个染色体组中无同源染色体存在，也不含有等位基。②一个染色体组携带着一种生物生长发育所需要的全部遗传信息。3．确定某生物体细胞中染色体组数目的方法(1)根据染色体形态判断：在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含有几个染色体组，如图甲有4个染色体组。(2)根据基因型判断：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组，如图乙该生物含有4个染色体组。4．二倍体、多倍体和单倍体(1)二倍体由发育而来的个体，体细胞中含有个染色体组的个体叫二倍体。自然界中，几乎全部和过半数的都是二倍体。(2)多倍体①概念：由发育而来，体细胞中含有以上染色体组的个体。②实例：香蕉(倍体)、马铃薯(倍体)、普通小麦(倍体)。③特点：a．茎秆，叶片、果实和种子都比较，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所。b．也存在结实率低，晚熟等缺点。④人工诱导(多倍体育种)：方法用处理或用处理处理对象的种子或原理能够抑制的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使染色体数目(3)单倍体①概念：体细胞中含有本物种染色体数目的个体。②实例：蜜蜂中的蜂。③特点：植株长的，一般高度。★①单倍体不是只含有一个染色体组，如马铃薯（四倍体）的单倍体含有2个染色体组。②体细胞中染色体组为奇数的单倍体高度不育，原因是同源染色体联会紊乱，不能进行正常的减数分裂，不能产生配子，所以不能进行有性生殖，即高度不育。体细胞中染色体组为偶数的单倍体能进行正常的减数分裂，一般是可育的。5．快速判定生物是几倍体(1)如果生物体是受精卵发育或合子发育形成的，生物体细胞内有几个染色体组就叫做几倍体。(2)如果生物体是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成，不论细胞内含有几个染色体组都不能叫做二倍体、三倍体等，仍然称为单倍体。(3)单倍体、二倍体和多倍体都是能独立生活的个体，因此精子、卵细胞、花粉属于配子，不能称为单倍体。三.多倍体育种与单倍体育种1．单倍体育种。a.方法：eq\a\vs4\al(AABB,×,aabb)→AaBbeq\f(减数,分裂)eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(AB,Ab,aB,ab))eq\o(→,\s\up7(花药离),\s\do5(体培养))eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(AB,Ab,aB,ab))eq\o(→,\s\up7(秋水仙),\s\do5(素处理))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(AABB,AAbb,aaBB,aabb))亲代F1配子单倍体幼苗纯合子b.优点：短时间内获得子，明显缩短了★花药离体培养≠单倍体育种，单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等过程。花药离体培养只得到单倍体，只有再进行秋水仙素处理才能得到可育的纯合子。2.多倍体育种:三倍体无子西瓜的培育。①两次传粉eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.第一次传粉是为了进行杂交获得种子,b.第二次传粉是为了提供，促