高中生物必修二知识点大全Word格式.docx
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小孢子母细胞
卵原细胞
大孢子母细胞
细胞质分裂情况
两次分裂都均等
减Ⅰ的初级卵母细胞和减Ⅱ的次级卵母细胞皆不均等分裂。
只有减Ⅱ过程中第一极体是均等分裂,
分裂结果
1精原细胞→4精细胞(生殖细胞)
1卵原细胞→1卵细胞(生殖细胞)+3极体(消失)
是否变形
变形
不需变形
相同点
①染色体的行为和数目变化规律相同。
②产生的子细胞数目都是4个,且细胞中染色体数目减半。
【特别提示】
1、判断同源染色体条件:
①形态、大小基本相同;
②一条来自父方,一条来自母方;
③联会。
2、精原细胞和卵原细胞
的染色体数目与体细胞的相同。
因此,它们属于体细胞,通过有丝分裂的方式增殖,但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。
3、减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂,原因是同源染色体分离并进入不同的子细胞。
所以减数第二次分裂过程中无同源染色体。
(四)减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律
(五)减数分裂形成子细胞种类:
假设某生物的体细胞中含n对同源染色体,则:
它的精(卵)原细胞进行减数分裂可形成2n种精子(卵细胞);
它的1个精原细胞进行减数分裂形成2种精子。
它的1个卵原细胞进行减数分裂形成1种卵细胞。
(六)配子中染色体组合多样性的原因:
(1)减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合。
(2)四分体中非同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换。
(七)细胞分裂图像辨析:
姐妹分家只看一极
一看染色体数目:
奇数为减Ⅱ
二看有无同源染色体:
没有为减Ⅱ
三看同源染色体行为:
确定有丝或减Ⅰ
注意:
若细胞质为不均等分裂,则为卵原细胞的减Ⅰ或减Ⅱ的后期。
同源染色体分家—减Ⅰ后期(初级卵母细胞)姐妹分家—减Ⅱ后期(次级卵母细胞)
例:
判断下列细胞正在进行什么分裂,处在什么时期?
答案:
减Ⅱ前期减Ⅰ前期减Ⅱ前期减Ⅱ末期有丝后期减Ⅱ后期减Ⅱ后期减Ⅰ后期
有丝前期减Ⅱ中期减Ⅰ后期减Ⅱ中期减Ⅰ前期减Ⅱ后期减Ⅰ中期有丝中期
①该鉴别方法近适用于二倍体。
②染色组为偶数的多倍体进行减数分裂,其减Ⅱ细胞中也有同源染色体,可根据子细胞的染色体数目减半推断是减数分裂。
③含一个染色体组的单倍体体细胞进行有丝,分裂细胞中无同源染色体,可根据子细胞内染色体数与母细胞相同推断为有丝分裂。
(八)模型建构说明减数分裂过程:
图A表示某二倍体雄性动物(2N=4)体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系,图B表示细胞分裂图象,请分析回答:
1、图A中a~c柱表示染色体的是a,图B中表示二倍体体细胞分裂的时期是甲。
2、图A中Ⅲ的数量关系对应图B中的丙,该细胞中有1个染色体组。
3、图A中的数量关系由Ⅰ变化为Ⅱ的过程,细胞核内发生的分子水平的变化是DNA复制;
由Ⅱ变化为Ⅲ,相当于图B中的乙→丙过程。
4、符合图A中Ⅳ对应的细胞所示数量关系的某细胞名称是卵细胞或(第二)极体。
与图A中Ⅲ和Ⅳ对应内不可能存在同源染色体。
(九)配子的形成与生物个体发育的联系
1、受精作用:
(1)概念及部位:
受精作用是指精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。
精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面,不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合,使受精卵中染色体数目又恢复到体细胞的数目,其中有一半来自精子,另一半来自卵细胞。
高等动物在输卵管完成受精。
(2)实质:
精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合。
(3)有性生殖产生的后代呈现多样性。
①配子中染色体组合具有多样性。
②受精时卵细胞和精子结合具有随机性。
(4)减数分裂与受精作用的意义:
有利于生物在自然选择中的进化;
维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,促进了遗传物质的重新组合。
对于生物的遗传和变异具有重要的作用。
如右图表示:
二、【实验】观察细胞的减数分裂(书P14)
1、取材:
植物的花药,动物的精巢。
2、过程:
(看书、了解)
第二节有性生殖
一、生殖的类型:
有性生殖:
有性生殖是由亲代产生有性生殖细胞或配子,经过两性生殖细胞(如精子和卵细胞)的结合,成为合子(如受精卵)。
再由合子发育成新个体的生殖方式。
无性生殖:
是指不经过生殖细胞的结合,由母体直接产生出新个体的生殖方式。
如酵母菌的出芽生殖、植物组织培养产生新个体、动物体细胞克隆产生新个体、通过胚胎分割产生众多个体等。
二、绿色开花植物的有性生殖与个体发育
1、个体发育过程:
包括大小孢子的形成和发育、精卵结合、以及受精卵生长发育为植物体等过程。
(1)大小孢子的形成和发育
有丝分裂
减数分裂
小孢子母细胞小孢子2个精子
(2N)(N)(N)
大孢子母细胞大孢子卵细胞(N)
(2N)(N)2个极核(每个N)
假设植物为二倍体,每个染色体组中染色体条数为N)
(2)精卵结合:
花粉管内的两个精子释放到胚囊中,一个精子与卵细胞结合,形成受精卵,将来发育成胚,另一个精子与两个极核结合,将来发育成胚乳。
像这样,两个精子分别与卵细胞和极核融合的过程称为双受精。
这是被子植物(又称绿色开花植物)有性生殖特有的现象。
(3)受精卵生长发育为植物体
●种子的形成:
●种子萌发发育为新植物体
【特别注意】
果实中的种皮和果皮由母体的体细胞发育而来,染色体组成与母体相同。
三、脊椎动物的个体发育包括:
胚胎发育:
受精卵→幼体。
卵裂(主要有丝分裂)
阶段:
囊胚(囊胚中的空腔叫囊胚腔)
原肠胚(具有内胚层、外胚层、中胚层和原肠腔等结构)等
胚后发育:
幼体→性成熟个体
方式:
直接发育(爬行类、鸟类、哺乳类)
变态发育(两栖类、昆虫)
四、有性生殖的意义:
由于两性生殖细胞分别来自不同的亲本,因此,由合子发育成的后代就具备了双亲的遗传特性,具有更强的生活能力和变异性,这对于生物的生存和进化具有重要的意义。
第七单元遗传的分子基础
第四章遗传的分子基础
第一节探索遗传物质的过程
一、人类对遗传物资的探索过程:
(一)1928年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验:
1、肺炎双球菌有两种类型类型:
●S型细菌:
菌落光滑,菌体有夹膜,有毒性
●R型细菌:
菌落粗糙,菌体无夹膜,无毒性
小
鼠
2、实验过程:
注射
R型活细菌→不死亡
S型活细菌→死亡,分离出S型活细菌
加热杀死的S型细菌→不死亡
R型活细菌+加热杀死的S型细菌→死亡,分离出S型活细菌
3、实验证明:
无毒性的R型活细菌与被加热杀死的有毒性的S型细菌混合后,转化为有毒性的S型活细菌。
这种性状的转化是可以遗传的。
推论(格里菲思):
在第四组实验中,已经被加热杀死S型细菌中,必然含有某种促成这一转化的活性物质—“转化因子”。
这种转化因子将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。
①加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。
②R型细菌转化S型细菌的原因是S型菌的DNA进入R型细菌内,与R型菌DNA实现重组,表现出S型菌的性状,此变异属于基因重组。
(二)1944年艾弗里的实验:
1、实验设计思路:
对S型细菌中的物质进行提取、分离,分别单独观察各种物质的作用,体现了实验设计中的对照原则。
如右图
DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
(即:
DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质。
(三)1952年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验
把DNA和蛋白质区分开来,直接地、单独地去观察DNA和蛋白质的作用。
2、实验材料:
T2噬菌体
(1)结构:
没有细胞结构,只有DNA和蛋白质外壳。
如右图所示
(2)生活习性:
专门寄生在大肠杆菌体内。
(对比实验)
(1)用35S标记噬菌体:
让标记的噬菌体侵染大肠杆菌后搅拌并离心。
①上清液中含35S,即亲代噬菌体蛋白质外壳;
②沉淀中无35S,即子代噬菌体。
(2)用32P标记噬菌体:
①上清液中无32P,即亲代噬菌体蛋白质外壳;
②沉淀中有32P,即子代噬菌体。
3、实验结论:
在噬菌体中,亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA,而不是蛋白质,即:
DNA是遗传物质。
该实验不能证明蛋白质不是遗传物质,因蛋白质没有进入细胞内。
①噬菌体侵染细菌包括:
吸附、注入、合成、组装、释放5个步骤。
②噬菌体侵染细菌后,合成子代噬菌体蛋白质外壳所需的原料——氨基酸全部来自细菌,场所——核糖体来自细菌。
而组成子代噬菌体的DNA既有来自侵入细菌的亲代噬菌体的,也有利用细菌体内的原料——脱氧核苷酸新合成的。
(四)1956年烟草花叶病毒感染烟草实验
1、实验过程:
提取烟草花叶病毒的RNA和蛋白质,分别感染烟草,用从烟草花叶病毒中提取的蛋白质不能使烟草感染花叶病,但从烟草花叶病毒中提取的RNA却能使烟草感染花叶病。
2、实验证明:
在只有RNA的病毒中,RNA是遗传物质。
二、生物的遗传物质
1、作为遗传物质必需具备的4个条件
(1)在生长和繁殖的过程中,能够精确地复制自己,使前后代具有一定的连续性。
(2)能够指导蛋白质的合成,从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。
(3)具有贮存大量遗传信息的潜在能力。
(4)结构比较稳定,但在特殊情况下又能发生突变,而且突变后还能继续复制,并能遗传给后代。
2、生物体内遗传物质的判别
细胞生物(真核、原核)
非细胞生物(病毒)
核酸
DNA和RNA
仅有DNA
仅有RNA
遗传物质
DNA
RNA
举例
细菌、蓝藻、真菌、动植物等
烟草花叶病毒、艾滋病病毒、SARS病毒等
(1)因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以DNA是主要的遗传物质。
(2)蛋白质一般不作为遗传物质的原因:
①不能自我复制,而且它在染色体中的含量往往不固定。
②分子结构也不稳定(易变性)。
③不能遗传给后代。
(3)特例:
阮病毒只含蛋白质成分,不含核酸,故认为阮病毒的遗传物质是蛋白质。
第二节DNA的结构和DNA的复制:
一、DNA分子结构的主要特点:
(一)DNA分子的结构:
1、DNA的组成元素:
C、H、O、N、P
2、DNA的基本单位:
脱氧核糖核苷酸(4种)
3、DNA的结构:
沃森和克里克提出“DNA双螺旋结构模型”内容是:
①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。
②外侧:
脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。
内侧:
由氢键相连的碱基对组成。
③碱基配对有一定规律:
A=T;
G≡C。
(碱基互补配对原则)
①单链上的磷酸二酯键,可以被限制性内切酶切断,也可以用DNA连接酶和DNA聚合酶复原。
②碱基对之间的氢键,可用解旋酶断开,也可升温断裂,适宜条件下可自动复原。
(二)DNA的特性:
1、多样性:
碱基对的排列顺序是千变万化的(排列种数:
4n,n为碱基对对数)。
从而构成了DNA分子的多样性,也决定了遗传信息的多样性。
2、特异性:
每个特定DNA分子的碱基排列顺序是特定的。
所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息,这就构成了DNA分子的特异性。
3、稳定性:
指DNA分子双螺旋结构空间结构的相对稳定性。
原因有:
a.DNA分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成,从头至尾没有变化。
b.碱基配对方式始终不变,即A=T;
G≡C
(三)DNA的功能:
携带遗传信息(DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息)。
(四)与DNA有关的计算:
1、在双链DNA分子中:
①A=T、G=C②任意两个非互补的碱基之和相等;
且等于全部碱基和的一半
A+G=A+C=T+G=T+C=1/2全部碱基
2、在DNA的两条单链之间:
①百分比关系:
Ø
若一条链中互补碱基的和占该链比率为a%,则:
另一条链中该比率也为a%
双链中该比率也为a%
一条链中非互补碱基的和占该链比率为b%,
则另一条链中该比率为1-b%
②比值关系:
若一条链中两组互补碱基和的比值a,则:
另一条链中该比值也为a
双链中该比值也为a
一条链中两组非互补碱基和的比值为b,
则另一条链中该比值为1/b
(3)在一个双链DNA分子中,某碱基占碱基总量的百分数等于其在每条链中百分数和的一半。
A双%=(A1%+A2%)/2
(五)设计和制作DNA分子双螺旋结构模型
1、制作磷酸、脱氧核糖、碱基模型
(注意:
磷酸=脱氧核糖=碱基(碱基中:
A=T、G=C))
2、制作脱氧核糖核苷酸模型(注意:
连接位置(1、3位置))
3、制作DNA分子平面模型
①制作第一条链注意:
①连接位置4-P②用一半脱氧核苷酸。
②制作第二条链注意:
①碱基顺序(互补);
②脱氧核苷酸方向(相反)。
③连接两条链注意:
A=T(订2针);
G≡C(订3针)
4、制作DNA分子立体模型(两端反向扭转)
二、DNA的复制
1、概念:
以亲代DNA分子两条链为模板,合成子代DNA的过程
2、时间:
有丝分裂间期和减Ⅰ前的间期
3、场所:
主要在细胞核
4、过程:
(看书)①解旋②合成子链③子、母链盘绕形成子代DNA分子
5、特点:
半保留复制(子代DNA=母链+子链)
附:
半保留复制的实验证据:
(看书P62积极思维)
6、原则:
碱基互补配对原则
7、条件:
①模板:
亲代DNA分子的两条链
②原料:
4种游离的脱氧核糖核苷酸
③能量:
ATP
④酶:
解旋酶、DNA聚合酶等
8、结果:
形成了两个完全一样的DNA分子。
9、DNA能精确复制的原因:
①独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;
②碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。
10、意义:
(1)遗传:
DNA分子复制,使遗传信息从亲代传递给子代,从而确保了遗传信息的连续性。
(2)变异:
复制时出现差错——基因突变。
11、与DNA复制有关的计算:
复制出DNA数=2n(n为复制次数);
含亲代链的DNA数=2
三、基因和遗传信息的关系:
(一)基因在染色体上:
1、萨顿假说推论:
基因在染色体上,也就是说染色体是基因的载体。
因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
2、摩尔根的实验证据:
P红眼(雌)×
白眼(雄)
↓
F1红眼(雌、雄)
↓(F1雌雄交配)
F2红眼(雌、雄)白眼(雄)
3/41/4
假设:
控制白眼的基因(w)在X染色体上,Y染色体不含等位基因。
解释:
验证:
测交
研究成就:
发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法,绘出了果蝇各种基因在染色体上相对位置图,说明基因在染色体上呈线性排列。
2、现代分子生物学技术能够用特定的分子与染色体上某个基因结合,这个分子又能被带有荧光标记的物质识别,通过荧光显示,知道基因在染色体上的位置。
(二)基因与DNA的关系:
基因是有遗传效应的DNA片段。
(三)DNA分子的多样性和特异性:
(见第8页DNA分子的特性)
(四)脱氧核苷酸序列与遗传信息的关系:
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中;
碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,而碱基的特定排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性。
(五)基因和遗传信息的关系:
1、基因:
是DNA分子上具有遗传效应的片段,每个DNA分子上含有很多个基因。
2、遗传信息:
是基因中脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序。
3、遗传信息传递:
通过DNA(基因)分子的复制完成。
4、基因的表达:
遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子结构上,从而使后代表现出与亲代相似的性状。
第三节基因控制蛋白质的合成(遗传信息的转录和翻译)
一、RNA的结构:
1、组成元素:
2、基本单位:
核糖核苷酸(4种)
3、结构:
一般为单链(如右图)
二、基因:
1、基因与DNA的关系:
(1)基因是具有遗传效应的DNA片段。
(DNA分子中存在不是基因的片段)
(2)每个DNA分子含有多个基因。
(3)基因主要是细胞核中在染色体上。
(细胞核中DNA上的基因称核基因,细胞质中DNA上的基因称质基因。
2、DNA片段中的遗传信息
(1)DNA分子能够储存足够量的遗传信息。
(2)遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。
(3)DNA分子的多样性源于碱基排列顺序的多样性。
(4)DNA分子的特异性源于每个DNA分子的碱基的特定的排列顺序。
3、基因与性状的关系:
基因是控制生物性状的结构单位和功能单位。
4、生物多样性和特异性的物质基础:
DNA分子的多样性和特异性。
三、基因控制蛋白质合成:
1、转录:
(1)概念:
在细胞核中,以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
叶绿体、线粒体也有转录)
(2)过程特点:
边解旋边转录,完成转录后的DNA仍然保留远来的双链结构。
(3)条件:
模板:
DNA的一条链(模板链)
原料:
4种游离的核糖核苷酸
能量:
酶:
解旋酶、RNA聚合酶等
(4)原则:
碱基互补配对原则(A—U、T—A、G—C、C—G)
(5)产物:
信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)、转运RNA(tRNA)
2、翻译:
游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
附:
密码子:
遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,叫做一个“遗传密码子”。
(2)实验:
遗传密码是怎么破译的?
(看书P69)
看书P70表4-1,回答下列问题
1、密码子共有____个。
起始密码子有___个。
是否决定氨基酸____。
终止密码子有___个。
是否决定氨基酸___,所以决定氨基酸的密码子有____种。
2、一个密码子只能决定____种氨基酸。
一种氨基酸是否只有一种密码子?
______
3、当某DNA碱基发生改变,是否一定会导致生物性状发生改变?
_______
1、641是3不决定612、1不是3、不一定
以mRNA为模板,tRNA为运载工具,在核糖体中,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。
mRNA
氨基酸(约20种)
多种酶
搬运工具:
tRNA
装配机器:
核糖体
多肽链
转运RNA上与mRNA上密码子配对的3个碱基称为反密码子,共61个,若一条肽链共有21个氨基酸组成,则合成该肽链时需要的转运RNA可能有61种,实际最多21种。
3、与基因表达有关的计算
(1)DNA中模板链与mRNA之间:
满足DNA中两条链之间的百分比关系和比值关系
(2)基因中碱基数:
mRNA分子中碱基数:
氨基酸数=6:
3:
1
四、基因对性状的控制
1、中心法则:
克里克提出:
遗传信息可以从DNA流向DNA,即完成DNA的自我复制过程,也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即完成遗传信息的转录和翻译过程。
后来有科学家在RNA肿瘤病毒发现了逆转录酶,它是以RNA为模板,合成DNA的酶,这说明遗传信息也可以从RNA流向DNA,RNA自我复制过程的发现说明遗传信息也可以从RNA流向RNA,从而补充和发展了“中心法则”。
上述遗传信息的流动都要遵循碱基互补配对原则。
2、基因控制性状的方式:
(1)通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状;
(2)通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。
第八单元遗传的基本规律
第三章遗传和染色体
第一节基因的分离定律
第二节基因的自由组合定律
一、孟德尔遗传实验的科学方法:
1、假说——演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法。
即在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论。
如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。
2、孟德尔实验获得成功的原因
(1)正确选用实验材料豌豆——严格的自花传粉、闭花受粉植物,自然条件下都是纯种;
相对性状明显;
花较大,易于人工操作。
(2)由单因子到多因子的研究方法;
(3)应用统计学方法对实验结果进行分析;
(4)科学地设计了试验的程序——用假说——演绎法证明。
二、基因的分离规律
(一)相对性状
1、性状:
生物体所表现出来的的形态特征、生理特征或行为方式等。
2、相对性状:
同一种生物的同一种性状的不同表现类型。
判断下列性状是否属于相对性状(是的打√,不是的打×
):
1.水稻的早熟与晚熟(√)2.人的卷发与直发(√)
3.棉花的长绒与粗绒(×
)4.人的五指与多指(√)
5.番茄的红果与圆果(×
)6.人的高鼻梁与塌鼻梁(√)
7.狗的黑毛与羊的白毛(×
)
(二)孟德尔一对相对性状的杂交实验
1、实验过程(看书)
2、对分离现象的解释
3、对分离现象解释的验证:
①现有一株紫色豌豆,如何判断它是显性纯合子(AA)还是杂合子(Aa)?
②表现型为显性性状的动物如何判断它是显性纯合子还是杂合子?
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