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文档简介
新人教版高中生物必修二《遗传与进化》知识梳理第一章遗传因子的发现第一节孟德尔的豌豆杂交实验(一)1.豌豆做遗传学实验材料的优点(其他优点:易栽培、后代数量多、花大易操作)去雄♀♂人工传粉高茎(F1)高茎(矮茎)的花矮茎(高茎)的花人工异花传粉示意图(1)豌豆是严格的自花传粉去雄♀♂人工传粉高茎(F1)高茎(矮茎)的花矮茎(高茎)的花人工异花传粉示意图(2)豌豆不同品种间具有易于区分、能稳定遗传的相对性状。2.相对性状:同种生物同一性状的不同表现类型。如:豌豆的高茎和矮茎、牛的棕毛和黑毛、兔的长毛与短毛等。3.人工异花传粉步骤:去雄→套袋→人工传粉→套袋。去雄:除去母本未成熟花的全部雄蕊,防止自花传粉;套袋目的:防止外来花粉干扰。4.一对相对性状的豌豆杂交实验(熟记,会写遗传图解)(1)一对相对性状的杂交、自交实验实验过程及现象分析P高茎×矮茎↓杂交F1高茎↓自交F2高茎(787)矮茎(277)31具有相对性状的纯合亲本杂交,F1显现出来的性状叫显性性状具有性状的纯合亲本杂交,未显现出来的性状叫隐性性状F1自交,F2出现性状分离现象,分离比为高茎:矮茎=3:1在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象叫性状分离(2)对分离现象的解释(遗传因子)解释遗传图解①生物的性状由遗传因子(基因)决定。决定显性性状的为显性遗传因子(显性基因),用大写字母(如D)表示;决定隐性性状的为隐性遗传因子(隐性基因),用小写字母(如d)表示。②体细胞中遗传因子成对存在。遗传因子组成相同的个体叫纯合子,如DD、dd;遗传因子组成不同的个体叫杂合子,如Dd。③配子中遗传因子成单存在。生物体在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,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。纯合子产生1种配子,杂合子产生2种配子。④受精时,雌雄配子的结合是随机的。P高茎×矮茎DDdd配子DdF1Dd(高茎)F1Dd×Dd配子DdDdF2DDDdDddd高茎高茎高茎矮茎1:2:1(3)对分离现象解释的验证 ①方法:测交,即用F1(待测个体)与隐性纯合子杂交。②目的:a.测定F1产生配子的种类及比例;b.测定F1(待测个体)的遗传因子组成(基因组成);c.测定F1在形成配子时遗传因子的行为。③遗传图解遗传图解分析杂种子一代×隐性纯合子高茎矮茎测交Dd×dd配子Ddd后代Dddd高茎矮茎1:1Dd产生的配子有D、d两种,比值为1:1dd产生的配子只有d一种(单杂合子产生2种配子,纯合子产生1种配子)测交后代基因型及比值为Dd:dd=1:1测交后代表型及比值为高茎:矮茎=1:1(4)分离定律在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子(基因)成对存在,不相融合;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.【实验】性状分离比的模拟(1)模拟内容:①甲、乙两个小桶分别代表雌雄生殖器官。②甲、乙两个小桶内的彩球分别代表雌雄配子。注:两个小桶内的小球数可不相同,小球数多的小桶代表雄性生殖器官。③不同彩球的随机组合模拟,模拟雌雄配子的随机结合。(2)结果和结论:彩球组合类型数量比为DD:Dd:dd≈1:2:1。彩球代表的显隐性数值比为:显性:隐性≈3:1。6.孟德尔豌豆杂交实验的实验方法:假说—演绎法。7.表型:生物个体表现出来的性状,如豌豆的高茎、矮茎。7.基因型:与表型有关的基因组成,如高茎豌豆基因型为DD或Dd,矮茎豌豆基因型为dd。7.关系:基因型决定表现型基因型相同,表型不一定(一定/不一定)相同(受环境影响)表型相同,基因型不一定(一定/不一定)相同8.等位基因:同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因,如D和d。9.杂合子不能会,如Dd×Dd。9.纯合子能不会,如DD×DD、dd×dd。10.显性、隐性性状的判断方法(理解掌握)(1)杂交法:具相对性状的亲本杂交,若子代只表现一种性状,则该性状为显性性状。eg:红色×白色→全为红色,则为红色显性性状。(2)自交法:具相同性状的亲本杂交,若子代中出现不同性状,则新出现的性状为隐性性状。eg:红色×红色→红色、白色,则为白色隐性性状。(3)分离比法:子代性状分离比为3:1,则“3”对应的为显性性状(蒲公英语编辑)。11.一对等位基因的六个杂交组合(熟记)序号亲本组合子代基因型及比值表型及比值①AA×AAAA全为显性②AA×Aa1AA:1Aa全为显性③AA×aa(纯合亲本杂交)(纯合子测交)Aa全为显性④Aa×Aa(F1自交)1AA:2Aa:1aa3显性:1隐性⑤Aa×aa(F1测交、杂合子测交)1Aa:1aa1显性:1隐性⑥aa×aaaa全为隐性由上可知:若子代分离比为3:1,则双亲都是杂合子,基因型为Aa×Aa。(用A、a表示)由上可知:若子代分离比为1:1,则为测交实验,双亲基因为Aa×aa。(用A、a表示)12.纯合子、杂合子的判断方法(上表①④⑥为自交,③⑤为测交)(1)自交法:此法只适用于植物(植物/动物),而且是最简便的方法,如小麦、水稻、豌豆等。待测个体eq\o(──→,\s\up7(自交))若子代有性状分离,则待测个体为杂合子(Aa×Aa→1AA:2Aa:1aa,3显:1隐)待测个体eq\o(──→,\s\up7(自交))若子代无性状分离,则待测个体为纯合子(AA×AA→AA,全显)(2)测交法:此法适用于植物、动物(植物/动物)。若待测对象为动物,应与多个异性个体交配。待测个体×隐性纯合子→若子代有性状分离,则待测个体为杂合子()待测个体×隐性纯合子→若子代无性状分离,则待测个体为纯合子(AA×aa→Aa,全显)第二节孟德尔的豌豆杂交实验(二)1.两对相对性状的豌豆杂交实验(熟记,会写遗传图解)(1)两对相对性状的杂交、自交实验实验过程及现象分析P黄圆(双显)×绿皱(双隐)↓杂交F1黄圆(双显)↓自交F2黄圆黄皱绿圆绿皱(315)(101)(108)(32)9:3:3:1双显单显单显双隐亲本型重组型重组型亲本型亲本具两对相对性状:子叶粒色(粒色):黄色-绿色种子性状(粒形):圆粒-皱粒F1表型双显性状,即:黄色对绿色为显性F1表型双显性状,即:圆粒对皱粒为显性F1自交,F2性状自由组合:黄圆:黄皱:绿圆:绿皱=9:3:3:1其中亲本型占5/8,重组型占3/8F2中黄色:绿色=3:1,圆粒:皱粒=3:1,说明每一对性状的遗传都遵循分离定律(2)对自由组合现象的解释解释遗传图解(牢记此模型)①黄色和绿色分别由遗传因子(基因)Y、y控制,圆粒和皱粒分别由遗传因子(基因)R、r控制,则纯种黄圆豌豆遗传因子组成(基因型)为YYRR,纯种绿皱豌豆遗传因子组成为yyrr;黄圆豌豆产生的配子为YR,绿皱豌豆产生的配子为yr。②F1的遗传因子组成为YyRr,表现型为黄色圆粒。③④受精时,雌雄配子的结合是。雌雄配子的结合方式有种;F2基因组合形式(基因型)有种,性状表型(表现型)有种:黄圆:黄皱:绿圆:绿皱=。(F2中纯合子共占,单杂合子共占,双杂合子共占)P黄圆×绿皱YYRRyyrr↓杂交F1YyRr()↓自交F29YR3Yrr3yyR1yyrr9黄圆3黄皱3绿圆1绿皱9种基因型1YYRR1YYrr1yyRR1yyrr2YYRr2Yyrr2yyRr2YyRRYy×Yy→1YY2Yy1yy4YyRrRr×Rr→1RR2Rr1rrF2每一种表型中纯合子占份,每一种单杂合子占份,双杂合子占份(3)对自由组合现象解释的验证①方法:测交,即用F1(待测个体)与双隐性纯合子杂交。②目的:a.测定F1产生配子的种类及比例;b.测定F1(待测个体)的遗传因子组成(基因组成);c.测定F1在形成配子时遗传因子(基因)的行为。③遗传图解遗传图解分析杂种子一代×隐性纯合子黄圆绿皱测交YyRr×yyrr配子后代1:11YyRr产生的配子是,比值为yyrr产生的配子只有一种(双杂合子产生种配子,纯合子产生种配子)测交后代基因型及比值为测交后代表型及比值为(4)自由组合定律控制不同性状的遗传因子(基因)的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,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。2.孟德尔获得成功的原因(1)正确选用了豌豆作实验材料是获得成功的首要条件。(2)在对生物的性状分析时,首先针对1对相对性状进行研究,再对2对或多对性状进行研究。(3)对实验结果进行统计学分析,即统计子代的性状表现及比值。(4)科学地设计了实验的程序,采用了假说—演绎法。3.应用分离定律解决自由组合问题的方法(做到拿捏)(1)配子类型及概率【例1】AaBbCC→AbC配子概率练习1:YyRr→Yr配子概率↓↓↓↓↓2×2×1=4种1/2×1/2×1=1/42×2=4种1/2×1/2=1/4(2)配子结合方式(=雌配子种类数×雄配子种类数)【例2】AaBbCc×aaBbCC练习2:YyRr×YyRr↓↓↓↓8×2=16种4×4=16种(3)子代基因型种类及概率【例3】已知亲代为AaBbCc×aaBbCC,求子代基因型种类及aaBbCc所占比例?子代基因型种类:2×3×2=12种aaBbCc概率:1/2×1/2子代基因型种类:2×3×2=12种aaBbCc概率:1/2×1/2×1/2=1/8AaBbCc×aaBbCC→Bb×Bb→1/4BB2/4Bb1/4bb3种→AaBbCc×aaBbCC→Cc×CC→1/2CC1/2Cc2种练习3:已知亲代为YyRr×YyRr,求子代基因型种类及Yyrr所占比例?YyRr×YyRr→Yy×Yy→1/4YY2/4Yy1/4yy3种→子代基因型种类:3×3=9种YyRr×YyRr→Rr×Rr→1/4RR1/2Rr1/4rr3种Yyrr比例:1/2×1/4=1/8(4)子代表型种类及概率【例4】已知亲代为AaBbCc×aaBbCC,求子代表型种类及隐隐显性个体所占比例?子代表型种类=2×2×1=4种隐隐显概率=1/2×1/子代表型种类=2×2×1=4种隐隐显概率=1/2×1/4×1=1/8AaBbCc×aaBbCC→Bb×Bb→3/4显1/4隐2种→AaBbCc×aaBbCC→Cc×CC→1显1种练习4:已知亲代为YyRr×YyRr,求子代表型种类及黄圆豌豆所占比例?YyRr×YyRr→Yy×Yy→3/4黄1/4绿2种→子代基因型种类:2×2=4种YyRr×YyRr→Rr×Rr→3/4圆1/4皱2种黄圆豌豆比例:3/4×3/4=9/16(5)据子代性状分离比推测亲本基因型①9:3:3:1→(3:1)(3:1)→(Aa×Aa)(Bb×Bb)→AaBb×AaBb②1:1:1:1→(1:1)(1:1)→(Aa×aa)(Bb×bb)→AaBb×aabb、Aabb×aaBb③3:1:3:1→(3:1)(1:1)→(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb④3:1→(3:1)1→一对基因符合杂合子自交,另一对基因后代只表现一种性状(文字说明)⑤1:1→(1:1)1→一对基因符合杂合子测交,另一对基因后代只表现一种性状(文字说明)4.异常分离比分析F1自交后代(AaBb×AaBb)F1测交后代(AaBb×aabb)比值基因型组合比值基因型组合9:3:3:1(正常)9AB:3Abb:3aaB:1aabb1:1:1:1(正常)1AaBb:1Aabb:1aaBb:1aabb9:79AB:(3Abb:3aaB:1aabb)1:31AaBb:(1Aabb:1aaBb:1aabb)15:1(9AB:3Abb:3aaB):1aabb3:1(1AaBb:1Aabb:1aaBb):1aabb9:6:19AB:(3Abb:3aaB):1aabb1:2:11AaBb:(1Aabb:1aaBb):1aabb9:3:49AB:3Abb:(3aaB:1aabb)或9AB:3aaB:(3Abb:1aabb)1:1:21AaBb:1Aabb:(1aaBb:1aabb)或1AaBb:1aaBb:(1Aabb:1aabb)第二章基因和染色体的关系第一节减数分裂和受精作用一、减数分裂1.有丝分裂:染色体复制1次,形成2个子细胞,子细胞与母细胞染色体数相同。1.减数分裂:染色体复制1次,细胞分裂2次,形成4个子细胞,成熟生殖细胞中的染色体数比原始生殖细胞的减少一半。进行有性生殖的生物才能进行减数分裂。减数分裂是一种特殊的有丝分裂。2.哺乳动物精子形成场所是睾丸的曲细精管中,卵细胞形成场所是卵巢。3.精(卵)原细胞通过有丝分裂增殖,通过减数分裂形成精子(卵细胞)。4.同源染色体:一条来自父方,另一条来自母方,形状和大小一般相同,减数分裂中能联会的两条染色体。如图A中的1和2、3和4,图B中的5和7、6和8。辨析:着丝点断裂,姐妹染色单体分开形成的两条子染色体不是(是/不是)同源染色体。X、Y染色体大小、形状不同,但它们能联会,所以是(是/不是)同源染色体。图A中a和a′、b和b′叫做姐妹染色单体,a和b(b′)叫做非姐妹染色单体。5.联会:同源染色体两两配对的现象叫做联会,如图A中的1和2、3和4。6.四分体(二价体):联会后的每对同源染色体因含有4条染色单体而叫做四分体。数量关系:1个四分体(二价体)=1对同源染色体=2个着丝点=2条染色体数量关系:1个四分体=4条染色单体=4个DNA分子。7.交叉互换:四分体中的非姐妹染色单体之间常发生缠绕,并交换一部分染色体片段的现象,如图C。交叉互换发生于减数第一次分裂前(减Ⅰ前)期。8.减数分裂过程中细胞名称的变化减数第一次分裂(减Ⅰ)减数第二次分裂(减Ⅱ)子细胞精子形成过程1精原细胞1初级精母细胞2次级精母细胞4精细胞eq\o(──→,\s\up7(变形))4精子卵细胞形成过程1卵原细胞1初级卵母细胞(小)1极体2极体(大)1次级卵母细胞(大)卵细胞、(小)极体9.1个精原细胞→4个精细胞eq\o(──→,\s\up7(变形))4个精子4.1个卵原细胞→1个卵细胞[不需要(需要/不需要)变形]+3个极体。10.减数分裂各时期的特点减数分裂Ⅰ:[细胞中有(有/无)同源染色体]间期Ⅰ:主要特征是进行染色体的复制,即完成DNA的复制和有关蛋白质的合成。前期Ⅰ(又称四分体时期):同源染色体联会,形成四分体,四分体散乱分布;四分体中的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换。中期Ⅰ:四分体整齐排列在细胞中央的赤道板两侧。后期Ⅰ:同源染色体分离,非同源染色体自由组合。末期Ⅰ:1个初级精母细胞均等分裂,形成2个次级精母细胞。1个初级卵母细胞不均等分裂,形成1个较大的次级卵母细胞和1个较小的极体。减数第分裂Ⅱ:[细胞中无(有/无)同源染色体]间期Ⅱ:通常没有或时间很短,染色体不再复制。前期Ⅱ:染色体散乱分布。中期Ⅱ:染色体着丝点整齐排列在细胞中央的赤道板上。后期Ⅱ:着丝点断裂,姐妹染色单体分开,并移向细胞两极。末期Ⅱ:每个次级精母细胞都均等分裂,共形成4个精细胞。次级卵母细胞不均等分裂,形成1个较大的卵细胞和1个较小的极体;极体均等分裂成2个极体。11.减数分裂中,染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ(结束)。12.有同源染色体的细胞:处于有丝分裂和减数分裂Ⅰ的细胞;无同源染色体的细胞:处于减数分裂Ⅱ的细胞及减数分裂Ⅱ结束形成的子细胞。13.不均等分裂的细胞有:初级卵母细胞、次级卵母细胞,据此可判断性别是雌性。均等分裂的细胞有:体细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、极体。14.染色体呈X的细胞细胞中染色体数:染色单体数:核DNA数=1:2:2。对应时期:有丝分裂前中期、减Ⅰ前中后末期、减Ⅱ前中期。11.着丝点断裂后的细胞:染色体数:核DNA数=1:1。15.着丝点断裂的时期是有丝分裂后期和后期Ⅱ,结果导致染色体数目增倍。同源染色体分离的时期是后期Ⅰ。16.减Ⅱ后期细胞中染色体数与减Ⅰ的相同(相同/不同)。17.有丝分裂、减数分裂中物质含量变化曲线判断技巧(熟练运用)(1)终点与起点相比:数目相同的是有丝分裂的曲线,数目减半的是减数分裂的曲线。(2)有斜线的是核DNA数量变化曲线,无斜线的是染色体数量变化曲线。斜线部分表示进行DNA复制。(3)分裂结束细胞一分为二会导致染色体数和核DNA数减半。归纳:有丝分裂前中期、减Ⅰ和减Ⅱ后末期的细胞中染色体数目相同;染色体数最多的时期是18.一条染色体上DNA含量变化曲线分析有丝分裂后末期;染色体数最少时期是减Ⅱ前中期。曲线图各段对应时期(形成原因)AD:对应有丝分裂间期或减数分裂Ⅰ间期,其中AB段为G1期,BC段为S期,CD段为G2期,BC段形成原因是进行DNA复制DE:对应有丝分裂前、中期或减Ⅰ前中后末期、减Ⅱ前中期EF:表示着丝点断裂,姐妹染色单体分开。对应有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期FG:对应有丝分裂后、末期或减数分裂Ⅱ后、末期19.有丝分裂和减数分裂细胞图像判别(熟练运用)图像特点分裂方式及时期细胞名称图1染色体散乱分布;有同源染色体,但不联会有丝分裂前期体细胞图2四分体散乱分布;有同源染色体,且联会形成四分体前期Ⅰ初级精(卵)母细胞图3染色体散乱分布;无同源染色体前期Ⅱ次级精(卵)母细胞、极体图4染色体着丝点整齐排列在赤道板上;有同源染色体,不联会有丝分裂中期体细胞图5四分体整齐排列在赤道板两侧中期Ⅰ初级精(卵)母细胞图6染色体着丝点整齐排列在赤道板上;无同源染色体中期Ⅱ次级精(卵)母细胞、极体有丝分裂后期体细胞图9同源染色体分离后期Ⅰ均分初级精母细胞雄图10不均分初级卵母细胞雌图11着丝点断裂,姐妹染色单体分开;每一极都没有同源染色体后期Ⅱ均分次级精母细胞、极体图12不均分次级卵母细胞雌二、受精作用1.导致配子中染色体组合多样性的原因(配子多样性原因)(1)前期Ⅰ:四分体中的非姐妹染色单体间发生交叉互换。分析:一个精原细胞,若不发生交叉互换,可产生4个2种精细胞,特点是两两相同,两组互补。若发生交叉互换,可产生4个4种精细胞,特点是各不相同。(2)后期Ⅰ:同源染色体分离的同时,非同源染色体自由组合。分析:某生物染色体组成为YyRr,分析下面问题:(不考虑交叉互换)①一个精原细胞可产生2种精子,即YR和yr或Yr和yR;一个雄性个体可产生4种精子,即YR和yr和Yr和yR。②一个卵原细胞可产生1种卵细胞,即YR或yr或Yr或yR;一个雌性个体可产生4种卵细胞,即YR和yr和Yr和yR。2.受精作用:一个卵细胞和一个精子相互识别、融合成为受精卵的过程。(1)精子和卵细胞相互识别的物质基础是细胞膜上的糖蛋白,融合依赖于膜的流动性。(2)受精卵中的染色体一半来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方);而细胞质几乎全部来自卵细胞(母方)。(3)受精卵中的遗传物质(DNA)是否父母双方各提供一半?不是,母方提供的更多。3.进行有性生殖的生物,减数分裂和受精作用能维持前后代体细胞中染色体数目的恒定。4.高等生物的生活史5.观察减数分裂采用雄性生殖器官,最常用的动物材料和植物材料分别是精巢和花药。第二节基因在染色体上1.基因在染色体上(1)提出人:萨顿,方法是类比推理法。①假说内容:基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的,即基因在染色体上。②假说依据:基因和染色体行为存在着明显的平行关系。表现在以下4个方面:a.生殖过程中: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过程中,也有相对稳定的形态结构。b.存在方式:在体细胞中基因和染色体都成对存在。在配子中基因和染色体都只有每对中的1个。c.来源:体细胞中成对的基因和染色体都是一个(条)来自父方,另一个(条)来自母方。c.形成配子时:非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减Ⅰ后期也是自由组合。(2)证明人:摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因在染色体上,实验方法是假说—演绎法。2.基因的载体:染色体(主要载体)、线粒体、叶绿体。3.并非所有生物都有性染色体,性染色体只存在于由性染色体决定性别的生物体内。4.人和果蝇都是XY型性别决定的生物,雌性性染色体组成为XX,雄性性染色体组成为XY。5.果蝇体细胞中有4对同源染色体,其中3对是常染色体,1对是性染色体。具体如下:雌果蝇:体细胞染色体组成:3对+XX或6条+XX,雌果蝇:卵细胞染色体组成:3条+X。雄果蝇:体细胞染色体组成:3对+XY或6条+XY,雄果蝇:精子染色体组成:3条+X、3条+Y。6.果蝇做遗传学实验材料的优点:易饲养;繁殖快;后代数量多;染色体数目少,便于观察分析等。7.摩尔根果蝇杂交实验(1)实验现象实验现象分析P红眼(雌)×白眼(雄)↓杂交F1红眼(雌、雄)↓F1雌雄交配F2红眼(雌、雄)白眼(雄)3/41/4①果蝇红眼与白眼是一对相对性状②F1全为红眼,说明红眼是显性性状③F2红眼:白眼=3:1,说明眼色遗传符合分离定律,红眼与白眼受一对等位基因控制④白眼性状的表现与性别相联系(2)实验现象的解释解释遗传图解①控制眼色的基因位于X染色体上,Y染色体上没有(有/没有)相关等位基因②红眼基因用R表示,白眼基因用r表示,则各种果蝇的基因型及表型:性别雌蝇雄蝇基因型XRXRXRXrXrXrXRYXrY表型红眼红眼白眼红眼白眼P红眼(雌)×白眼(雄)XRXRXrY配子XRXrYF1XRXr红眼(雌)XRY红眼(雄)↓雌雄交配F2XRYXRXRXR红眼(雌)XRY红眼(雄)XrXRXr红眼(雌)XrY白眼(雄)(3)之后摩尔根通过测交实验验证了解释,从而得出实验结论:基因位于染色体上。8.摩尔根新发现:基因在染色体上呈线性排列,一条染色体上有许多个基因。9.分离定律的实质:等位基因随同源染色体的分开而分离。(时间:后期Ⅰ)自由组合定律的实质: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。(时间:后期Ⅰ)第三节伴性遗传1.伴性遗传:由性(常/性)染色体上的基因控制的、与性别相关联的性状遗传,如红绿色盲、血友病、抗维生素D佝偻病、果蝇眼色等性状的遗传。2.性别既受性(常/性)染色体控制,也与其上部分基因有关,但性染色体上的基因并不都与性别决定有关,如色盲基因。3.人体细胞中有23对同源染色体,其中22对是常染色体,1对是性染色体。具体如下:女性:体细胞染色体组成:22对+XX;卵细胞染色体组成:22条+X。男性:体细胞染色体组成:22对+XY;精子染色体组成:22条+X、22条+Y。4.人类红绿色盲:是X染色体隐性遗传病。(注:血友病也是X染色体隐性遗传病)(1)人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表型女性男性基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY表型正常正常(携带者)色盲正常色盲(2)遗传特点:①患者中男性多于女性;②隔代交叉遗传;③女患者的父亲和儿子必患。练习:亲代女性携带者×男性色盲亲代女性色盲×男性正常XBXbXbYXbXbXBY配子XBXbXbY配子XbXBY子代XBXbXbXbXBYXbY子代XBXbXbY女携带女色盲男正常男色盲女携带男色盲后代患病概率1/2;男性患病概率1/2,后代患病概率1/2;男性患病概率1,患病男性概率1/4;女性患病概率1/2,患病男性概率1/2;女性患病概率0,患病女性概率1/4,女性携带者概率1/2。患病女性概率0,女性携带者概率1。5.抗维生素D佝偻病:是X染色体显性遗传病。(1)基因型和表型女性男性基因型XDXDXDXdXdXdXDYXdY表型患者患者正常患者正常(2)遗传特点:①患者中女性多于男性;②世代连续遗传;③男患者的母亲和女儿必患。6.人类外耳道多毛症:伴Y染色体遗传病。遗传特点:①患者全为男性,女性全正常;②世代连续遗传,传男不传女。7.人类遗传病判断方法(拿捏)注:体细胞中性染色体的来源和去路母亲父亲XY女儿儿子母(父)父(母)XX女(儿)女(儿)无中生有为隐母亲父亲XY女儿儿子母(父)父(母)XX女(儿)女(儿)女性患病为常隐,女性正常为常显,男性患病有两况。男性正常有两况。8.鸟类(如鸡)是ZW型性别决定的生物,雌性性染色体组成为ZW,雄性性染色体组成为ZZ。9.实验设计:设计实验根据子代性状就可判断子代性别,亲本组合为:同型性染色体隐(显/隐)性亲本×异型性染色体显(显/隐)性亲本(图解如下)XY型:亲本XbXb(♀)×(♂)XBYZW型:亲本ZbZb(♂)×(♀)ZBW↓↓子代XBXbXbY子代ZBZbZbW显性(雌)隐性(雄)显性(雄)隐性(雌)10.判断基因是位于常染色体还是位于X染色体上(1)若已知性状的显隐性:隐性雌性个体×纯合显性雄性个体→子代性状表现是否与性别关联方法结果预测及结论隐性雌性×显性雄性若子代中雌雄个体具有相同的性状分离比,则基因位于常染色体上显性隐性X若在常染色体上P♀aa×AA♂若在常染色体上P♀aa×AA♂↓F1Aa(雌雄表现型相同)若在X染色体上P♀XaXa×XAY♂↓F1XAXaXaY(雌雄表现型不同)(2)若不知性状的显隐关系,利用正交和反交实验进行比较方法结果预测及结论正反交法若正交和反交结果相同,则基因位于常染色体上若正交和反交结果不同,且子代性状表现与性别有关,则基因位于X染色体上(3)根据子代雌雄群体中表现型比判断若雌雄群体中表现型比相同,说明该性状与性别无关联,则基因位于常染色体上。若雌雄群体中表现型比不同,说明该性状与性别有关联,则基因位于X染色体上。【例】已知果蝇群体中各表现型在雌蝇和雄蝇中比例,判断控制两对相对性状的基因位置灰身、直毛灰身、分叉毛黑身、直毛黑身、分叉毛雌蝇3/401/40雄蝇3/83/81/81/8分析可知:控制灰身和黑身的基因在常染色体上,控制直毛和分叉毛的基因在X染色体上。11.判断基因是只位于X染色体上,还是位于X、Y染色体的同源区段实验方法:隐性雌性个体×纯合显性雄性个体→子代性状表现是否与性别相关联方法结果预测及结论隐性雌性×纯合显性雄性若子代中雌性个体全表现为显性性状,雄性个体全表现为隐性性状,则该基因只位于X染色体上若子代全表现为显性性状,则该基因位于X、Y染色体的同源区段若只若只在X染色体上PXaXa×XAY↓F1XAXaXaY(雌性为显性,雄性为隐性)若在X、Y同源区段上PXaXa×XAYA↓F1XAXaXaYA(雌雄均为显性性状)12.判断非等位基因位于一对同源染色体上还是非同源染色体(1)实验依据:根据基因是否遵循基因的自由组合定律进行判断。(2)实验方法:让具有两对相对性状的杂合体(如基因型为AaBb的个体)进行自交或测交:若自交后代表现型之比是9:3:3:1或测交后代表现型之比是1:1:1:1,则说明这两对等位基因位于非同源染色体上,遵循基因的自由组合定律;若自交后代表现型之比是3:1或测交后代表现型比是1:1,则说明这两对等位基因位于一对同源染色体上,只遵循基因的分离定律。口诀:无中生有为隐性,隐性遗传看女病,父子无病非伴性。有中生无为显性,显性遗传看男病,母女无病非伴性。新人教版生物学必修2《遗传与进化》知识梳理第三章基因的本质第一节DNA是主要的遗传物质1.肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌类型及特点类型菌体菌落毒性S型细菌有多糖类的荚膜表面光滑有R型细菌没有多糖类的荚膜表面粗糙无(1)格里菲思体内转化实验①实验过程及现象不死亡死亡不死亡死亡S型不死亡死亡R型S型②结论:加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”,能将R型活细菌转化为S型活细菌。(2)艾弗里体外体内转化实验①实验方法:将S型细菌中的物质分离出来,分别与R型细菌混合培养,独立地观察各自的作用。②实验过程及现象(填右图)结果发现:只有加入S型细菌的DNA,R型细菌才能转化为S型细菌。DNA纯度越高,转化效率越高。③实验结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物RRSR质,即DNA是遗传物质。也证明了蛋白质、多糖RRSRDNA水解产物不是遗传物质。尾部头部图3-4尾部头部图3-4T2噬菌体的模式图DNA蛋白质(1)实验人:赫尔希和蔡斯。(2)T2噬菌体病毒①结构特点:无(有/无)细胞结构,组成成分是蛋白质和DNA。②代谢特点:只能寄生在大肠杆菌体内。③增殖特点:侵染大肠杆菌后,在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质(氨基酸、脱氧核苷酸等)来合成自身的组成成分,进行大量增殖。(3)实验方法:同位素标记法,用35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA分子。(4)实验过程(实验分为两组,相互对照)①标记大肠杆菌②标记噬菌体含35S的培养基+大肠杆菌→含35S的大肠杆菌含35S的大肠杆菌+噬菌体→含35S的噬菌体含32P的培养基+大肠杆菌→含32P的大肠杆菌含32P的大肠杆菌+噬菌体→含32P的噬菌体③用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,保温一段时间后搅拌、离心搅拌的目的:使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心的目的:让离心管的上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒,沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。④放射性检测组别放射性高低原因分析35S标记蛋白质外壳组上清液高沉淀物低搅拌不充分32P标记DNA分子组上清液低原因1:保温时间过短,部分亲代噬菌体未完成侵染原因2:保温时间过长,部分被感染的大肠杆菌破裂释放出子代噬菌体沉淀物高(5)实验结果:细菌裂解释放出的子噬菌体中,能(能/不能)检测到32P标记的DNA,不能(能/不能)检测到35S标记的蛋白质。(6)实验结论:实验表明噬菌体侵染细菌时,DNA进入到细菌体内,而蛋白质外壳留在外面。实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质,还证明了DNA能自我复制,在前后代之间保持连续性;DNA能控制蛋白质的合成。该实验不能(能/不能)证明蛋白质不是遗传物质,因蛋白质外壳未进入细菌。3.烟草花叶病毒(TMV)感染烟草实验(1)结构特点:无(有/无)细胞结构,组成成分是蛋白质和RNA。(2)实验方法及现象:将TMV的组成成分提取出来,分别注入烟草体内。结果发现只有注入RNA才能使烟草表现出花叶病。(3)实验结论:RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。4.细胞生物(包括真核、原核生物)体内的核酸有DNA和RNA两种,但遗传物质是DNA。DNA病毒体内的核酸是DNA,遗传物质是DNA;RNA病毒体内的核酸是DNA,遗传物质是DNA。5.核酸是生物的遗传物质。所有细胞生物(包括真核、原核生物)和大部分病毒(如噬菌体)的遗传物质是DNA,少部分病毒(如TMV、HIV、流感病毒)的遗传物质是RNA,所以DNA是主要的遗传物质。第二节DNA的结构1.DNA双螺旋结构模型的构建者:沃森和克里克。(方法:物理模型构建法)2.DNA的组成单位:脱氧核糖核苷酸,其化学组成包括磷酸、脱氧核糖、含氮碱基,结构简图为。构成DNA的碱基有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)四种。DNA的组成元素有C、H、O、N、P五种。3.DNA的立体结构——规则的双螺旋结构(主要特点如下)(1)两条链按反向平行方式盘绕成双螺旋结构。(2)脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。注:A与T之间形成2个氢键(A=T),G与C之间形成3个氢键(G≡C)。热稳定性高的DNA分子中G≡C碱基对较多DNA分子的平面结构DNA分子的空间结构(3)两条链上的碱基通过氢键注:A与T之间形成2个氢键(A=T),G与C之间形成3个氢键(G≡C)。热稳定性高的DNA分子中G≡C碱基对较多DNA分子的平面结构DNA分子的空间结构G鸟嘌呤G鸟嘌呤A腺嘌呤脱氧核糖磷酸腺嘌呤脱氧核糖核苷酸氢键碱基对磷酸二酯键脱氧核苷酸链片段4.碱基互补配对原则的相关计算(1)在双链DNA中,A=T、G=C;任意两个不互补碱基之和相等,并为碱基总数的50%,即A+G=T+C=A+C=T+G=50%。(2)双链DNA中,互补碱基之和的比值,在两条单链和双链中都相等。如:若eq\f(A1+T1,G1+C1)=n,则eq\f(A2+T2,G2+C2)=n,eq\f(A+T,G+C)=n。(互补等)(3)双链DNA中,不互补碱基之和的比值,在两条互补链中互为倒数,在双链中比值为1。如:若eq\f(A1+G1,T1+C1)=m,则eq\f(A2+G2,T2+C2)=eq\f(1,m)(不互补倒);eq\f(A+G,T+C)=1。5.核酸种类的判断(1)若含有T或脱氧核糖,则为DNA;若含有U或核糖,则为RNA。(嘌呤数)(嘧啶数)(2)若A=T,G=C或A+G=T+C,则为双链DNA;若嘌呤数≠嘧啶数,则为单(嘌呤数)(嘧啶数)第三节DNA的复制1.概念:指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。(表示为:DNA→DNA)2.时间:发生在细胞分裂的间期,即有丝分裂间期和减数分裂Ⅰ前的间期。3.场所:细胞核(主要场所)、线粒体和叶绿体。4.过程:解旋提供模板→合成互补子链→重新螺旋形成两个新的DNA分子。5.条件:模板:DNA的两条链;原料:4种游离的脱氧核糖核苷酸;5.条件:能量:ATP;酶:解旋酶、DNA聚合酶。6.特点:过程:边解旋边复制,方式:半保留复制。7.准确复制的原因(1)DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板。(2)通过碱基互补配对原则,保证了复制能够准确的进行。8.意义:DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代传递给子代,从而保持了遗传信息的连续性。14N1代14N1代15N15N14N15N15N14N14N15N14N14N14N14N15N14N14N2代14Nn代……n代1个含15N的DNA分子,放在含14N脱氧核苷酸的环境中复制n次,产生子代DNA2n个,其中:(1)含15N的DNA分子有2个;含14N的DNA分子有2n个。(2)只含15N的DNA分子有0个;只含14N的DNA分子有2n-2个。(3)脱氧核苷酸链有2×2n条,其中含15N的链有2条,含14N的链有2n+1-2条。(4)若某DNA分子含某种碱基m个,如果该DNA分子复制n次,则需消耗含该碱基的游离脱氧核苷酸数为m·(2n-1)个;第n次复制需消耗含该碱基的游离脱氧核苷酸数为m·2n-1个。10.DNA分子半保留复制的实验方法:同位素标记法(同位素示踪)、密度梯度离心法。第四节基因通常是有遗传效应的DNA片段1.基因的本质:基因通常是有遗传效应的DNA片段。不是任何一个DNA片段都是基因。2.一个DNA分子上有许多个基因,每一个基因都是特定的DNA片段,有着特定的遗传效应。3.基因是控制生物性状的结构单位和功能单位。4.基因中的脱氧核苷酸(碱基)总数<DNA中的脱氧核苷酸(碱基)总数。(填“<”“=”“>”)5.DNA分子能够储存足够量的遗传信息;遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。6.等位基因的根本区别:碱基排列顺序不同。7.DNA的特性:多样性:碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性。3.DNA的特性:特异性:碱基的特定的排列顺序,构成了每一个DNA分子的特异性。8.DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。4种脱氧4种脱氧核苷酸基因DNA染色体基本组成单位基因在染色体上呈排列特定的碱基排列顺序代表遗传信息每个基因含许多个脱氧核苷酸具有遗传效应的DNA片段每个DNA分子中含有许多个基因主要载体每条染色体上含有1个或2个DNA分子10.DNA(基因)的载体:染色体(质)(主要载体)、线粒体和叶绿体。第四章基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成1.DNA和RNA的比较比较项目DNARNA全称脱氧核糖核酸核糖核酸组成单位脱氧(核糖)核苷酸核糖核苷酸组成元素C、H、O、N、P化学组成共有磷酸、A、G、C特有脱氧核糖、T核糖、U结构规则的双螺旋结构通常呈单链(比DNA短,能通过核孔)种类mRNA、tRNA、rRNA三种分布细胞核(主要)、线粒体、叶绿体主要分布在细胞质中鉴定DNA+甲基绿→绿色RNA+吡罗红→红色功能细胞生物和大部分病毒的遗传物质(DNA是主要的遗传物质)①RNA病毒的遗传物质②模板搬运工③rRNA与蛋白质结合形成核糖体④少数RNA具有催化作用2.转录和翻译过程的比较(基因表达,即基因指导蛋白质的合成,包括转录和翻译两个过程)项目转录翻译图例概念以DNA一条链为模板合成RNA的过程以mRNA为模板合成蛋白质的过程场所细胞核(主要)、线粒体、叶绿体细胞质中的核糖体上条件①模板:DNA的一条链②原料:4种游离的脱氧核糖核苷酸③能量:ATP④酶:RNA聚合酶①模板:mRNA②原料:氨基酸③能量:ATP④酶:多种酶⑤搬运工:tRNA碱基互补配对方式DNAATGC配对方式3种mRNAAUGC配对方式2种↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓mRNAUACGtRNAUACG方向0图例中转录方向:从右向左0(技巧:mRNA伸出的一端为转录起点)0图例中翻译方向:从左向右0(注:核糖体沿着mRNA移动,mRNA与核糖体结合部位有2个tRNA结合位点)特点①边解旋边转录;②转录结束DNA恢复双螺旋结构(DNA全保留)一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条相同的肽链,因此,少量mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质(意义)图中翻译方向从左向右(肽链短→长)产物RNA(包括mRNA、tRNA、rRNA)0具一定氨基酸排列顺序的蛋白质0(需在内质网和高尔基体中加工成蛋白质)数量关系DNA中碱基数:mRNA中碱基数:蛋白质中氨基酸数=6:3:13.密码子(遗传密码)(1)概念:mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。(2)种类:共64种,其中能决定氨基酸的密码子只有61种,有三种终止密码子。①起始密码子:翻译的起始信号,有2种,能(能/不能)决定氨基酸。氢反密码子氨基酸②终止密码子:翻译的终止信号,有3种,不能氢反密码子氨基酸③普通密码子:有59种,能(能/不能)决定氨基酸。(3)特点:①除终止密码子外,每种密码子都只能决定1种氨基酸。(专一性)②一种氨基酸可对应一种或多种密码子(简并性,可保证生物③生物界所有生物共用一套密码子。遗传性状的稳定性)。4.tRNA(填充右图)(1)作用:识别mRNA上的密码子,转运特定氨基酸到核糖体中。(2)种类:有61种,因为终止密码子无对应的反密码子(tRNA)。(3)特点:①每种tRNA只能识别并转运1种特定的氨基酸。(专一性)②一种氨基酸可对应一种或多种tRNA。练习:图中tRNA识别的密码子是UGG,携带的氨基酸是色氨酸。5.据蛋白质合成中遗传信息的传递过程,在表格的空白处填入相应的字母,并分析归纳下列问题:DNA双链a链GTATACAGTb链CATATGTCAmRNAGUAUACAGUtRNACAUAUGUCA氨基酸缬氨酸(密码子为GUA)酪氨酸(密码子为UAC)丝氨酸(密码子为AGU)(1)DNA中碱基排列顺序代表遗传信息,a链和b链的遗传信息不同(相同/不同)。(2)表中转录形成mRNA的模板链是DNA的b(a/b)链,DNA中的A对应mRNA中的U。mRNA与模板链互补,与非模板链基本相同,只是用U代替T。(3)遗传信息在DNA上,密码子(遗传密码)在mRNA上,反密码子在tRNA上。(4)在这段mRNA中包含3个密码子,编码3个氨基酸,需要3个tRNA才能把所需氨基酸转运到核糖体中,也就是说tRNA数等于氨基酸数。6.真核细胞染色体DNA(核DNA)转录、翻译特点:先转录后翻译,时间场所不同。6.原核细胞DNA转录、翻译特点:边转录边翻译,转录翻译同时同地进行。真核细胞染色体真核细胞染色体DNA的转录和翻译(先转录后翻译,时间场所不同)原核细胞中的转录和翻译(边转录边翻译,转录翻译同时同地进行)转录方向:从左向右翻译方向:从下到上7.体细胞主要是通过有丝分裂进行增殖的,因此同一个体不同细胞中染色体相同,DNA相同;细胞分化(实质是基因的选择性表达)增加了细胞的种类,因此同一个体不同细胞中mRNA不完全相同,蛋白质不完全相同,酶不完全相同。(填“相同”“不同”“不完全相同”)8.写出下列物质中“A”的名称④④A—P~P~P①ATCGTGCTTA②磷酸③AP核糖腺嘌呤脱氧核糖核苷酸腺嘌呤脱氧核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤腺苷第二节基因表达与性状的关系1.中心法则:由克里克提出,总结了遗传信息在细胞内的传递规律。如右图所示:(1)各过程名称:①DNA复制;②转录;③翻译;④RNA复制;⑤逆转录。其中过程⑤需要逆转录酶。(2)在正常细胞中能发生①②③过程,④⑤过程只能发生在被RNA病毒感染的宿主细胞中。(3)中心法则各过程都遵循碱基互补配对原则。2.中心法则各过程比较过程信息流动方向条件场所模板原料能量酶其他DNA复制DNA→DNADNA的两条链脱氧核糖核苷酸ATP解旋酶DNA聚合酶细胞核(主要)、线粒体、叶绿体转录DNA→RNADNA的一条链核糖核苷酸ATPRNA聚合酶细胞核(主要)、线粒体、叶绿体翻译mRNA→蛋白质mRNA氨基酸ATP多种酶tRNA核糖体核糖体RNA复制RNA→RNARNA核糖核苷酸ATPRNA复制酶RNA病毒感染的宿主细胞逆转录RNA→DNARNA脱氧核糖核苷酸ATP逆转录酶3.DNA两大功能(1)传递遗传信息:通过DNA复制完成的,发生于亲代产生子代的繁殖过程或细胞分裂过程中。(2)表达遗传信息:通过转录和翻译完成的,发生在个体发育过程中。4.不同生物的遗传信息流动过程生物种类遗传信息传递表达过程图细胞生物、DNA病毒(如T2噬菌体,发生在被其感染的宿主细胞中)大多数RNA病毒(如烟草花叶病毒,发生在被其感染的宿主细胞中)逆转录病毒(如致癌的RNA病毒、HIV,发生在被其感染的宿主细胞中)5.基因对性状的控制:基因控制生物体性状是通过控制蛋白质的合成来实现的,有两条途径:(1)间接控制:基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。实例:淀粉分支酶基因异常→不能转录翻译出淀粉分支酶→淀粉含量低,蔗糖含量高→皱粒豌豆酪氨酸酶基因异常→不能转录翻译出酪氨酸酶→不能将酪氨酸转化为黑色素→白化病(2)直接控制:基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。实例:CFTR基因缺失3个碱基对→CFTR蛋白缺少一个氨基酸→CFTR蛋白结构异常→囊性纤维病血红蛋白基因异常→血红蛋白结构异常→血红蛋白功能异常→镰刀型细胞贫血症6.基因与性状的关系并不都是简单的线性(一一对应)关系。一个基因可能影响多种性状,一种性状也可能由多个基因控制。如身高由多个基因决定,也与后天营养、锻炼等有关。7.表现型是基因型和环境共同作用的结果。如水毛茛的叶形,水中呈丝状,空气中呈片状。8.细胞质基因(1)分布:线粒体和叶绿体中。(2)功能:①能进行DNA复制复制。②通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。注:线粒体DNA和叶绿体DNA转录、翻译特点:边转录边翻译,同时同地进行。(3)遗传特点:①母系遗传,子代性状与母本相同。受精卵中的细胞质几乎全部来自母方。②不遵循(遵循/不遵循)孟德尔遗传规律,杂交后代无一定的性状分离比。第五章基因突变及其他变异第一节基因突变和基因重组一、基因突变不可遗传变异:仅由环境因素改变引起的变异,遗传物质未改变(改变/未改变)。1.变异eg:由于水肥充足,小麦出现穗多粒大的形状;人由于晒太阳而使皮肤变黑等。可遗传变异:由遗传物质改变引起的变异,来源有基因突变、基因重组和染色体变异。eg:在棕色猕猴的自然种群中出现了白色的猕猴等。2.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。基因突变的实例:人类镰刀型细胞贫血症,可用显微镜观察红细胞的形状做出诊断。直接原因:血红蛋白分子中的一个氨基酸被替换。根本原因:血红蛋白基因中的一个碱基对被替换。3.对蛋白质和生物性状的影响类型对肽链(蛋白质)的影响对性状的影响替换影响小,只改变肽链中1个氨基酸的种类或不改变性状改变:突变前后转录形成的密码子决定不同氨基酸性状不变:突变前后转录形成的密码子决定同种氨基酸增添缺失影响大,插入或缺失位点后的氨基酸序列全部改变性状一定(一定/不一定)改变练习:若基因的中部增添(缺失)1个碱基对,则出现的情况有:①在增添(缺失)部位对应的mRNA中形成终止密码子,翻译出的肽链变短(变长/变短)。②使转录出的mRNA中的密码子位置后移,翻译出的肽链变长(变长/变短),增添(缺失)位点后氨基酸序列全部改变(不变/改变)。4.对后代的影响(1)配子突变:若发生在配子中,将遵循(遵循/不遵循)遗传规律传递给后代。(2)体细胞突变:若发生在体细胞中,一般不能(能/不能)遗传。但有些植物的体细胞发生基因突变,可通过无性繁殖(如扦插、嫁接)传递。此外,人体某些体细胞中的原癌基因和抑癌基因的多次突变,有可能发展为癌细胞。5.诱发基因突变的因素:物理因素:如紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA。(外因)5.诱发基因突变的因素:化学因素:如亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基。(外因)5.诱发基因突变的因素:生物因素:如某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA。6.基因突变的内因:DNA分子复制时偶尔发生错误、DNA的碱基组成发生改变等。7.发生时期:主要发生于细胞分裂的间期,即有丝分裂间期和减数第一次分裂间期。8.特点(1)普遍性:无论是低等生物还是高等生物都可能发生。(发生范围:所有生物)(2)随机性:可发生在生物个体发育的任何时期、细胞内不同的DNA分子上、同一DNA分子的不同部位。(3)不定向性:一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因。基因突变的方向和环境没有明确的因果关系,即环境不能(能/不能)决定基因突变的方向。显性突变:aa→Aa,当代表现(表现/不表现),一旦发生即可表现出相应性状。隐性突变:AA→Aa,当代不表现(表现/不表现),后代生物个体中一旦表现即为纯合体。(4)低频性:自然状态下,基因突变的频率是很低的。但人为诱发突变的频率较高(高/低)。(5)多害少利性。基因突变对生物自身大多是有害的。9.结果:产生新的基因,控制新的性状。改变了基因的种类,但不改变基因的数量和在染色体上的位置。10.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。二、基因重组1.概念:指生物体在进行有性生殖的减数分裂过程中,控制不同性状的基因重新组合。2.类型类型发生时期实质自由组合型减Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因自由组合。交叉互换型减Ⅰ前期同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换。3.结果:产生新的基因型,出现新的表现型。4.意义:是生物变异的重要来源,对生物进化具有重要意义。5.姐妹染色单体上含有等位基因的原因分析(见右图)(1)若为体细胞(有丝分裂),则原因是发生了基因突变。(2)若为生殖细胞(减数分裂),则原因是发生了基因突变或基因重组。(3)若问A、a形成的根本原因,则原因是发生了基因突变。(4)若提示“间期”,则原因是发生了基因突变。若提示“减数第一次分裂前期”,则原因是发生了基因重组。判断变异类型:判断变异类型:图1:易位eq\o(──→,\s\up7(属于))染色体变异图2:交叉互换eq\o(──→,\s\up7(属于))基因重组第二节染色体变异1.基因突变和染色体变异的比较(1)基因突变:分子水平的变化,显微镜下不能观察到。(2)染色体变异:细胞水平的变化,显微镜下能观察到。染色体变异包括染色体结构变异和染色体数量变异。2.染色体结构变异类型概念图示结果对生物的影响缺失染色体某一片段缺失,如人的猫叫综合征染色体上基因的数量改变大多数染色体结构变异对生物体是有害的,有的甚至会导致生物体死亡重复染色体中某一片段重复易位染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上染色体上基因的位置改变倒位染色体中某一片段位置颠倒180°3.染色体数目变异图5-9雄果蝇的染色体组图解(1)类型①细胞内个别染色体的增加或减少,如人类的图5-9雄果蝇的染色体组图解②细胞内染色体以染色体组的形式成倍的增加或减少,如三倍体无子西瓜、雄峰。(2)染色体组①三要素:属于非同源染色体、形态和功能各不相同、含有控制该种生物生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息。练习:右图雄果蝇体细胞中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y为一个染色体组。②计算:染色体组数=相同形态染色体的条数=eq\f(染色体数,染色体形态数)=控制同一性状的基因个数1个染色体组中染色体条数=染色体形态数=控制不同性状的基因种类数练习:图1中有3个染色体组,每组中有3条染色体图2中有4个染色体组,每组中有2条染色体图3中有3个染色体组,每组中有2条染色体(3)二倍体和多倍体①概念:由受精卵发育而来,体细胞中含有2个染色体组的个体,叫做二倍体,如人、果蝇。①概念:由受精卵发育而来,体细胞中含有三个染色体组的个体,叫做三倍体,如香蕉。①概念:由受精卵发育而来,体细胞中含有四个染色体组的个体,叫做四倍体,如马铃薯。②多倍体植株特点:茎秆粗壮、叶片、果实和种子比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量高。③多倍体育种(人工诱导多倍体)a.方法:用低温或秋水仙素(最常用且最有效)处理萌发的种子或幼苗。b.原理:秋水仙素(或低温)作用于细胞分裂的前期,能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。(如AaBbeq\o(────→,\s\up7(秋水仙素))AAaaBBbb)c.举例:三倍体无子西瓜的培育。第一年杂交:母本是四倍体植株,父本是二倍体植株,杂交目的是获得三倍体种子。第二年杂交:母本是三倍体植株,父本是二倍体植株,杂交目的是刺激子房发育成果实。三倍体西瓜无种子的原因:减数分裂过程中同源染色体联会紊乱,不能产生正常的配子。(4)单倍体①概念:由配子直接发育而来,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫单倍体,如雄峰。注意:单倍体体细胞中含有一个或多个染色体组;体细胞中含有一个染色体组的一定是单倍体。如二倍体的单倍体体细胞中有一个染色体组,六倍体的单倍体体细胞中有三个染色体组。②单倍体植株特点:植株长得弱小,且高度不育。③单倍体育种a.方法:常用花药离体培养的方法获得单倍体幼苗,再经过人工诱导使染色体数目加倍,重新恢复到正常植株的染色体数目。实例分析:现有AABB、aabb两个纯合品种,需要培育基因型为aaBB的优良新品种。过程①叫做杂交,主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起,原理是基因重组。过程②进行减数分裂,产生了AB、Ab、aB、ab四种配子。过程③叫做花药离体培养,花药(花粉)取自F1代,涉及的生物技术是植物组织培养,原理是植物细胞的全能性。过程④是人工诱导,常用的化学试剂是秋水仙素,也可用低温处理,处理对象是幼苗。图中此育种方法选出的符合生产要求的品种占1/4。b.优点:明显缩短育种年限,后代都是纯合子。4.【实验】低温诱导植物染色体数目的变化(1)原理:低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,结果植物细胞染色体数目发生变化。(2)步骤:根尖培养(不定根长至1cm)→低温诱导(4℃)→材料固定(试剂为卡诺氏液)→冲洗(试剂为体积分数为95%的酒精)→制作装片(步骤为解离→漂洗→染色→制片)→观察(先低后高)。注:卡诺氏液的作用:固定细胞的形态。能将染色体染成深色的试剂有:龙胆紫溶液、醋酸洋红液、改良苯酚品红溶液。(3)现象:视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞(少数)。(4)结论:低温能诱导植物染色体数目加倍。第三节人类遗传病1.人类遗传病(1)概念:通常指由于遗传物质改变而引起的人类疾病。(2)类型:分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病。类型举例遗传特点单基因遗传病(受一对等位基因控制)常显多指(趾)、并指(趾)、软骨发育不全男女发病率相等、连续遗传常隐白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症男女发病率相等、隔代遗传X显抗维生素D佝偻病患者中女>男、连续遗传男性患者的母亲和女儿必患X隐红绿色盲、血友病患者中男>女、隔代遗传
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