必修2遗传与进化知识点总结晨读版Word下载.docx
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⑵实质:
精子的细胞核和卵细胞的细胞核的融合
⑶方式:
①动物的受精作用(见书)
②被子植物的双受精过程:
花粉粒产生的两个精子进入胚囊中,一个精子与卵细胞结合形成受精卵(2N),一个精子与两个极核结合形成受精极核(3N)
注意:
花粉粒产生的两个精子的遗传物质(基因)完全相同,卵细胞和两个极核的遗传物质(基因)也是完全相同的。
⑷结果:
受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的水平。
其中一半的染色体来自精子(父方),一半的染色体来自卵细胞(母方)。
拓展思考:
如果把染色体改成DNA或遗传物质,这种说法还对吗?
⑸意义:
生物通过减数分裂和受精作用对维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定性,对于生物的遗传和变异都是十分重要的。
二、DNA是主要的遗传物质
1、1928年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验:
⑴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
⑵实验过程(看书):
思考:
该实验中关键的是哪一步骤?
该实验的对照设置是什么?
⑶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”。
2、1944年艾弗里的实验:
⑴实验方法及过程:
⑵实验证明:
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)
3、1952年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验
⑴T2噬菌体结构和组成:
外壳:
蛋白质内部:
DNA分子
⑵实验方法:
同位素标记法
①该实验的设计思路是什么?
为什么用T2噬菌体作为实验材料?
②该实验是怎样把T2噬菌体的蛋白质和DNA分子区分开的?
③该实验的实验原理是什么?
怎样才能让T2噬菌体带上35S和32P标记?
⑶实验过程:
注:
上清液含未侵染的T2噬菌体和侵染后T2噬菌体外壳,沉淀物含被感染的细菌。
⑷实验结论:
子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。
DNA是遗传物质)
4、1956年烟草花叶病毒感染烟草实验证明:
在只有RNA的病毒中,RNA是遗传物质。
5、小结:
细胞生物(真核、原核)
非细胞生物(病毒)
核酸
DNA和RNA
DNA
RNA
遗传物质
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。
三.DNA的结构:
1、DNA的结构组成
①两条长链按_反向__平行方式盘旋成_双螺旋结构。
②_脱氧核糖_和_磷酸_交替连接,排列在DNA分子的外侧,构成基本骨架,_碱基_排列在内侧。
③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且配对有一定的规律:
A与T配对;
G与C配对。
2.DNA分子的特点:
⑴稳定性:
①碱基对间的氢键;
②规则的双螺旋结构
⑵多样性:
碱基对(或脱氧核苷酸对)排列顺序(遗传信息)的千变万化,
如有n对碱基构成的DNA分子就有4n种
⑶特异性:
每个DNA分子的碱基对的排列顺序是特定的,每个DNA分子的特异性
遗传信息的特异性
生物的特异性。
3.计算
①在DNA双链中,任意两个不互补碱基之和相等,并为碱基总数的一半。
②DNA双链中的两种互补的碱基数相等(A=T,G=C),嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。
③DNA双链中的一条单链的A+G/T+C的值与另一条互补链的A+G/T+C的值互为倒数;
整个DNA分子中A+G/T+C的值为1
④DNA双链中,一条单链的A+T/G+C的值与另一条互补链的A+T/G+C的值是相等的,也与整个DNA分子中A+T/G+C的值相等。
4.DNA的复制:
⑴场所:
主要在细胞核;
时间:
细胞分裂(有丝分裂和减数分裂)间期。
⑵特点:
①边解旋边复制②半保留复制
⑶基本条件:
①模板:
亲代DNA分子的两条母链;
②原料:
细胞中的四种脱氧核苷酸;
③能量:
是通过水解ATP提供;
④酶:
DNA解旋酶,DNA聚合酶等。
⑷结果:
1DNA→2子代DNA(完全相同)
⑸意义:
将遗传信息准确地从亲代传给子代,从而保持遗传信息的连续性。
DNA的复制有关的计算:
▲1个DNA分子复制n次,后代就有2n个DNA分子,2n+1个脱氧核苷酸链.而保留原来亲代DNA分子母链的子代DNA分子永远是2个,占2/2n;
原来的2条母链占全部脱氧核苷酸链的比例为2/2n+1(即1/2n)。
例如一个DNA分子经过3次复制后,保留有原来母链的子代DNA分子占全部子代DNA分子的比例为(1/4);
原来的母链占全部脱氧核苷酸链的比例为(1/8).
▲1个DNA分子复制n次,后代就有2n个DNA分子,则需要从周围环境中吸收组成2n-1个DNA分子的游离脱氧核苷酸。
①DNA分子能准确复制的原因?
DNA的双螺旋结构,它为复制提供了精确的模板;
碱基互补配对的原则,保证了复制的准确
②如何证明DNA分子的方式是半保留复制?
(密度梯度离心法及并分析其子一代、子二代、子三代和n代的离心结果)已知某一DNA分子用15N标记(0代),将含有该标记DNA分子的细胞(或某种细菌)转移到只含14N的培养基中培养(进行DNA复制)若干代后,其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如下表:
5.RNA分子的组成:
(与DNA从结构、基本单位、五碳糖、碱基等方面列表比较)
拓展问题:
⑴DNA与RNA之间有什么联系?
⑵DNA与RNA的判定方法:
①若有核糖,一定为RNA;
若有脱氧核糖,一定为DNA。
②若含T,一定为DNA;
若含U,一定为RNA。
所以用放射性同位素标记T或U,可探知DNA或RNA。
若大量利用T,可认为进行DNA的合成;
若大量利用U,可认为进行RNA的合成。
③若嘌呤≠嘧啶,肯定不是双链DNA(如果含有T则可能为单链DNA,否则可能为RNA)。
但若是细胞中所有核酸的嘌呤≠嘧啶,则可能既有双链DNA又有RNA。
6.基因的本质:
遗传信息蕴藏在DNA上4种碱基的排列顺序之中;
DNA上分布着多个基因,基因是有遗传效应的DNA片段。
拓展:
⑴染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系
⑵基因、染色体、蛋白质、性状的关系
⑶基因的基本功能
①遗传信息的传递:
通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。
②遗传信息的表达:
发生在生物个体发育过程中,是通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程,通过遗传信息的表达控制个体发育过程。
四、遗传信息的表达
————指导蛋白质的合成
1.转录
(1)在细胞核中,以DNA双链中的一条为摸板合成mRNA的过程。
(2)①信使(mRNA),将基因中的遗传信息传递到蛋白质上,是链状的;
RNA②转运RNA(tRNA),三叶草结构,识别密码子和运载特定的氨基酸;
(单链)③核糖体RNA(rRNA),是核糖体中的RNA。
(3)过程(场所、摸板、条件、原料、产物、去向等)
场所:
细胞核
模板:
DNA的一条链
原料:
核糖核苷酸
条件:
ATP、RNA聚合酶
产物:
mRNA
碱基互补配对:
G-C、C-G、T-A、A-U
遗传信息流动:
DNA—mRNA
(了解什么是前体mRNA和转录的终止序列?
)
2.翻译
(1)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。
(2)实质:
将mRNA中的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列。
(3)密码子:
mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。
密码子有64个。
其中AUG,GUG这是起始密码;
UAA、UAG、UGA为终止密码。
(4)反密码子:
每个tRNA的一端有3个碱基可与mRNA上的密码子互补配对,叫反密码子。
特别提醒:
遗传信息、密码子、反密码子的关系
①遗传信息是指DNA上特定的脱氧核苷酸排列顺序。
②密码子是mRNA上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基。
密码子共64种,但决定氨基酸的只有61种。
③反密码子是tRNA的反密码环上能与mRNA的密码子互补配对的三个相邻碱基,因此tRNA有61种。
每种氨基酸对应一种或几种密码子,可由一种或几种tRNA转运;
但一种密码子只能决定一种氨基酸,且一种tRNA只能转运一种氨基酸。
(5)翻译过程:
场所:
细胞质(核糖体)
20种氨基酸
ATP、酶、tRNA
蛋白质
G-C、C-G、
U-A、A-U
(密码子与反密码子)
mRNA—蛋白质
数量关系:
基因中碱基数:
mRNA中碱基数:
蛋白质中氨基酸数=6:
3:
1
▲某基因中含有1200个碱基,则由它控制合成的一条肽链的最多含有肽键的个数是(199个)
五、基因对性状的控制:
1.中心法则:
在真核和原核细胞内发生的是哪些过程?
★RNA的复制和逆转录只发生在少数的RNA病毒感染其宿主细胞后
2.基因、蛋白质和性状的关系
(1)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,如白化病等。
(2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如镰刀型细胞贫血等。
提示:
对真核细胞基因结构中外显子和内含子的转录以及基因表达的调控只作了解!
六、DNA的粗提取和鉴定(可不管)
㈠植物细胞中的DNA的提取(看书)
⑴原理:
①洗涤液可使细胞膜破裂,蛋白质破裂,使蛋白质与DNA分享开来
②DNA能溶于NaCl但不溶于酒精,加入酒精可使DNA溶液中析出。
⑵材料:
⑶试剂及用途:
⑷方法:
(5)DNA鉴定:
在DNA粗提取和鉴定试验中为什么不能用甲基绿代替二苯胺检测?
关注:
甲基绿主要是用来检测DNA在细胞中的分布的,是定性实验,甲基绿染色需要在显微镜下才能看到。
二苯胺鉴定DNA的存在,混合后通过水浴加热可以直接观察到其颜色变化
(变蓝)。
六、遗传信息的传递规律
性状—指生物体的特征(形态特征,生理特征,行为方式)
相对特征—一种生物的同一种性状的不同表现类型。
显性性状—一对相对性状的亲本杂交,子一代(F1)显现出来的性状
隐性性状—一对相对性状的亲本杂交,子一代(F1)未显现出来的性状
1、显性基因—控制显性性状的基因,用大写字母(D)表示
隐性基因—控制隐性性状的基因,用小写字母(d)表示
表现型—指生物个体表现出来的性状,如:
豌豆的高茎和矮茎。
基因型—与表现型有关的基因组成,如:
高茎豌豆是基因型是DD或Dd
纯合子—遗传因子(基因)组成相同的个体
杂合子—遗传因子(基因)组成不同的个体
等位基因—控制相对性状的基因,如:
D和d
自交—自花传粉,泛指基因型相同的个体相交,
(如:
植物的自花传粉)
测交—让F1与隐性纯合子杂交,用来测定F1基因型.
(测交是检验某生物个体是纯合子,还是杂合子的有效方法)
正交和反交:
二者是相对而言的,
如甲(♀)×
乙(♂)为正交,则甲(♂)×
乙(♀)为反交;
如甲(♂)×
乙(♀)为正交,则甲(♀)×
乙(♂)为反交。
2、常见遗传学符号
符号
P
F1
F2
×
♀
♂
含义
亲本
子一代
子二代
杂交
自交
母本
父本
3、孟德尔对遗传机制的探究
选材:
①豌豆的许多性状只存在一对相对形式,易于鉴别
②豌豆一次能繁殖许多后代,易收集数据用于分析
③豌豆是严格的自花传粉(闭花受粉)植物,可避免外来花粉粒的干扰,因此自然条件下的豌豆都是纯种
杂交方法:
父本母本(去雄、受粉前后套袋)
4.基因分离定律:
具有一对相对性状的两个生物纯合子杂交时,子一代只表现出显性性状;
子二代出现
了性状分离现象,并且显性性状与隐性性状的数量比接近于3:
1
5.基因分离定律的实质是:
在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体的等位基因,具有一定的独立性;
生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
杂合子和纯合子的鉴别方法
若后代无性状分离,则待测个体为纯合子
测交法
若后代有性状分离,则待测个体为杂合子
自交法
4.常见问题解题方法
(1)如后代性状分离比为显:
隐=3:
1,则双亲一定都是杂合子(Dd)
即Dd×
Dd3D_:
1dd
(2)若后代性状分离比为显:
隐=1:
1,则双亲一定是测交类型。
即为Dd×
dd1Dd:
(3)若后代性状只有显性性状,则双亲至少有一方为显性纯合子。
即DD×
DD或DD×
Dd或DD×
dd
5.基因型是性状表现的内存因素,表现型则是基因型的表现形式。
表现型=基因型+环境条件。
6.两对相对性状杂交试验中的有关结论
(1)两对相对性状由两对等位基因控制,且两对等位基因分别位于两对同源染色体。
(2)F1减数分裂产生配子时,等位基因一定分离,非等位基因(位于非同源染色体上的非等位基因)自由组合,且同时发生。
(3)F2中有16种组合方式,9种基因型,4种表现型,比例9:
3:
YYRR1/16
YYRr2/16
双显(Y_R_)YyRR2/169/16黄圆
YyRr4/16
纯隐(yyrr)yyrr1/161/16绿皱
YYrr1/16
单显(Y_rr)YYRr2/163/16黄皱
yyRR1/16
单显(yyR_)yyRr2/163/16绿圆
上述结论只是符合亲本为YYRR×
yyrr,但亲本为YYrr×
yyRR,F2中重组类型为10/16,亲本类型为6/16。
7.基因自由组合定律的实质是:
位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。
在进行减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
在基因的自由组合定律的范围内,有n对等位基因的个体产生的配子最多可能有2n种。
拓展应用:
F1等位基因对数
F1形成配子数
F2的基因型数
F2的表现型数
F2的表型分离比
2
……
4
3
9
9:
n对
2n
3n
(3:
1)n
遗传规律相关题型及解题思路:
1、正推类型:
⑴求亲代产生的配子种类(根据减数分裂的特点)
⑵由亲代求子代的基因型和表现型及某种基因型或表现型的概率
解题思路:
首先想法确定亲本的基因型,再根据分枝法或棋盘法写出后代的基因型、表现型;
再求某种基因型或表现型时要注意观察亲本基因型的特点,从而针对性求。
最后求概率时要注意:
一是所求子代的表现型是已知还是未知,二是亲本的基因型如不确定,要考虑亲本每种基因型的比例。
提醒:
⑴遗传学的二大遗传规律,基础是基因的分离规律。
故此,解决该类题目的关键是让学生熟练掌握一对相对性状的杂交组合情况,附表如下:
亲本组合
子代基因型
子代表现型
种类
比例
AA×
AA
一种:
显性
aa
Aa
两种:
AA、Aa
1:
Aa×
Aa、aa
显性、隐性
三种:
AA、Aa、aa
2:
aa×
隐性
⑵两对或两对以上基因独立遗传,遵循基因的自由组合规律。
善用分离组合思想。
2、逆推类型:
由子代的基因型推亲代的基因型(表现型)
⑴首先确定相对性状的显隐关系:
①依概念判断。
具有相对性状的纯合体亲本杂交,F1表现出来的那个亲本的性状为显性性状。
②依“自交后代的性状”判断。
若出现性状分离,则亲本性状为显性性状;
或是新出现的性状为隐性性状;
或占3/4比例的性状为显性性状。
③杂合子所表现出的性状为显性性状。
⑵再结合亲本的表现型写出可定的基因或基因型。
⑶最后由子代的隐性个体突破。
⑷若亲本的表现型未知,则可由子代的性状分离比推之。
1;
1等
8、性别决定与伴性遗传
⑴XY型的性别决定方式:
分析X染色体的来源和去路
⑵写出下列婚配组合的子代的基因型
①XBXBxXBY②XBXbxXBY③XbXbxXBY
④XBXBxXbY⑤XBXbxXbY⑥XbXbxXbY
口诀:
无中生有为隐性,有中生无为显性。
⑶伴性遗传的特点与判断
遗传病的遗传方式
遗传特点
实例
常染色体隐性遗传病
患者为隐性纯合体
白化病、苯丙酮尿症、
常染色体显性遗传病
正常人为隐性纯合子
多/并指、软骨发育不全
伴X染色体隐性遗传病
隔代遗传,交叉遗传,患者男性多于女性,母患子必患,女患父必患
色盲、血友病
伴X染色体显性遗传病
交叉遗传,患者女性多于男性,父患女必患,子患母必患
抗VD佝偻病
伴Y染色体遗传病
传男不传女,只有男性患者
人类中的毛耳
第五章遗传信息的改变
一、基因突变
1.特点:
①普遍性②频率低③有害性④随机⑤多向性和可逆性(不定向性)
2.原因:
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。
3.时间:
有丝分裂间期或减数第一次分裂间期的DNA复制时
4.意义:
①产生新基因②生物变异的根本来源③进化的原始材料
5.因素:
物理、化学、生物因素
6.实例:
镰刀型细胞贫血症
7.应用:
诱变育种
二、基因重组
1.细菌的基因重组:
细菌的接合生殖实现基因重组
2.高等生物的基因重组
⑴在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。
⑵时间:
减数第一次分裂前期(交叉互换)或后期(非同源染色体上的非等位基因间的自由组合)
⑶意义:
①产生新的基因型②生物变异的来源之一③对进化有意义
3.基因的人工重组—基因工程
三、染色体变异
1.结构的变异:
缺失重复易位颠倒
2.数目的变异:
包括细胞内的个别染色体增加或减少和以染色体组的形式成倍地增加减少。
⑴染色体组
细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长
发育、遗传和变异的全部遗传信息的染色体。
如:
人的为22常+X或22常+Y
⑵类型:
二倍体或多倍体:
由受精卵发育成的个体,体细胞中含几个染色体组就是几倍体;
单倍体:
由未受精的生殖细胞(精子或卵细胞)发育成的个体均为单倍体(可能有1个或多个染色体组)。
▲人工诱导多倍体的方法:
用秋水仙素处理萌发的种子和幼苗。
原理:
当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时,能够抑制细胞分裂前期纺锤体形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍。
多倍体植株特征:
茎杆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
▲单倍体植株获得方法:
花药离休培养。
几种育种方法比较:
杂交育种
多倍体育种
单倍体育种
处理
P→F1→F2
在F2中选育
用射线、激光、
化学药物处理
用秋水仙素处理萌发后的种子或幼苗
花药离体培养
原理
基因重组
基因突变
抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍
诱导花粉直接发育,
再用秋水仙素.
优
缺
点
方法简单,
可预见强,
但周期长.
加速育种,改良性状,但有利个体不多,需大量处理.
器官大,营养物质含量高,但发育延迟,结实率低.
缩短育种年限,
成活率较低.
例子
水稻的育种
高产量青霉素菌株
无籽西瓜
抗病植株的育成
四、人类遗传病:
常染色体性染色体
隐性基因镰刀型贫血、白化病、先天聋哑红绿色盲
单基因遗传病显性基因多指、并指、软骨发育不全抗VD佝偻病
多
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