高一必修二生物期中复习资料.doc

一、遗传因子的发现1.孟德尔豌豆杂交实验（1） 实验操作：去雄套袋人工授粉套袋（去雄要在花蕊成熟之前，去掉雄蕊再套袋是为了防止其他花粉与雌蕊相接触而完成受精作用，对哪株豌豆去雄，它就是母本）（2） 方法：假说演绎法（最后检验假说阶段完成的是利用F1的测交）测交：验证遗传基本规律理论解释的正确性，可用于高等动物纯合子、杂合子的检验（Aa*aa）自交：植物自花授粉，可提高种群中纯合子的比例，用于植物纯合子、杂合子的检验（Aa）Ps.萨顿利用类比推理，提出基因在染色体上的假说；摩尔根利用假说演绎法找到基因在染色体上的实验证据；DNA的半保留复制的提出也运用了假说演绎法。孟德尔提出的问题是建立在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上的；所做出的假设的核心内容是生物体的性状是由遗传因子决定的，遗传因子在体细胞中成对存在，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，配子中只含由每对遗传因子中的一个；他所发现的规律可以用来解释有性生殖生物中细胞核的遗传现象。（3）等位基因：位于一对同源染色体的同一位置上；能控制一对相对性状，具有一定的独立性；在减数第一次分裂后期分裂；等位基因遵循分离定律；减数分裂时发生自由组合的是非同源染色体上的非等位基因，而不是所有的非等位基因，同源染色体上的非等位基因不遵循自由组合定律 （4）（一）P：高茎豌豆矮茎豌豆 DDdd F1： 高茎豌豆 F1： Dd 自交 自交 F2：高茎豌豆 矮茎豌豆 F2：DD Dd dd 3 ： 1 1 ：2 ：1基因分离定律的实质：在减数分裂形成配子过程中，等位基因随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（二）两对相对性状的杂交： P： 黄圆绿皱 P： YYRRyyrr F1： 黄圆 F1： YyRr 自交 自交 F2：黄圆 绿圆 黄皱 绿皱 F2：Y-R- yyR- Y-rr yyrr 9 ：3 ： 3 ： 1 9 ： 3 ： 3 ：1在F2 代中：4 种表现型： 两种亲本型：黄圆9/16 绿皱1/16 两种重组型：黄皱3/16 绿皱3/16 9种基因型： 纯合子 YYRR yyrr YYrr yyRR 共4种1/16 半纯半杂 YYRr yyRr YyRR Yyrr 共4种2/16 完全杂合子 YyRr 共1种4/16 基因自由组合定律的实质：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。（5） 性状分离比的模拟实验随机抓取，抓完一次要放回，为的是保证两种配子比例相同甲乙配子的数量可以不同，一般是雄配子比较多，但是一个桶里的一定要是1:1（6）杂合子连续自交后代 a曲线代表纯合子的比例，b曲线代表显性（隐性）纯合子，c曲线代表杂合子杂合子数量是1/2 纯合子就是用1-杂合子的数量，显性/隐性纯合子再除以2（7）关于自由组合定律自由组合定律使用与多对相对性状的遗传；控制不同形状的遗传因子的分离和组合是互不干扰；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（所以说决定不同性状的遗传因子分离是随机的，这句话是错误的）（8）孟德尔成功的原因正确选用实验材料：豌豆自花传粉，闭花授粉，具有易于区分的性状 由一对相对性状到多对相对性状的研究 （从简单到复杂） 对实验结果进行统计学分析严谨的科学设计实验程序：假说-演绎法二、基因和染色体的关系1.减数分裂概念：减数分裂是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。（注：体细胞主要通过有丝分裂产生，有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。）过程（1）减数第一次分裂间期：染色体复制(包括DNA复制和蛋白质的合成)。前期：同源染色体两两配对（称联会），形成四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间常常交叉互换。（注意只有同源区域才可互换）中期：同源染色体成对排列在赤道板上后期：同源染色体分离；非同源染色体自由组合。末期：细胞质分裂，形成2个子细胞。（2） 减数第二次分裂（无同源染色体）前期：染色体排列散乱。中期：每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上。后期：姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。并分别移向细胞两极。末期：细胞质分裂，每个细胞形成2个子细胞，最终共形成4个子细胞。精子与卵细胞形成的异同点精子的形成卵细胞的形成不同点形成部位精巢（哺乳动物称睾丸）卵巢过程有变形期无变形期子细胞数一个精原细胞形成4个精子一个卵原细胞形成1个卵细胞+3个极体相同点精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半 补充1. 卵细胞的形成经历了两次细胞质不均等分裂2. 卵细胞形成之后不需要变形，但是精细胞需要变形成精子注意点（1）同源染色体：形态、大小基本相同；一条来自父方，一条来自母方。（2）精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞相同。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。减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律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。配子中染色体组合多样性的原因同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合；同源染色体上的非姐妹染色单体发生交叉互换来自同一个精原细胞的细胞基因型是互补的 比如ACd和acD观察细胞的减数分裂一般选择雄性个体,因为雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵细胞；在动物卵巢里的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，次级卵母细胞只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才会继续完成减数第二次分裂。观察的是蝗虫精母细胞的减数分裂关于姐妹染色单体：是指同一着丝点连接着的两条染色单体，同源染色 体的非姐妹染色单体在四分体时期可以发生交叉互换2.受精作用的特点和意义特点：受精作用是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，使受精卵中染色体的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。 意义：减数分裂和受精作用对于维持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具有重要的作用。注意点：受精作用的实质是精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合受精卵中的核物质一半来自与母方，一半来自于父方，但是细胞质几乎全部来自于卵细胞（因此说受精卵中的遗传物质来自父母双方的各占一半是错误的）3.减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤：细胞质是否均等分裂：不均等分裂减数分裂中的卵细胞的形成细胞中染色体数目： 若为奇数减数第二次分裂（次级精母细胞、次级卵母细胞、减数第二次分裂后期，看一极）若为偶数有丝分裂、减数第一次分裂、细胞中染色体的行为： 有同源染色体有丝分裂、减数第一次分裂联会、四分体现象、同源染色体的分离减数第一次分裂无同源染色体减数第二次分裂姐妹染色单体的分离 一极无同源染色体减数第二次分裂后期 一极有同源染色体有丝分裂后期注意：若细胞质为不均等分裂，则为卵原细胞的减或减的后期。减前期 减前期 减前期 减末期 有丝后期 减后期 减后期 减后期有丝前期 减中期 减后期 减中期 减前期 减后期 减中期 有丝中期Ps.只有减数分裂的中期会躺着，有丝分裂中期是竖着的；有丝分裂后期上半部分一定有两个一样，而减数第二次分裂上半部分两个一定不一样4. 基因在染色体上（1） 萨顿假说：运用类比推理法；内容是基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体上；依据是基因和染色体在行为上存在着明显的平行关系。（基因发生突变而染色体没有发生变化则不能体现这个规律） 基因 染色体体细胞成对存在，一个来自于母方，一个来自于父方成对存在，一个来自于母方，一个来自于父方减数第一次分裂等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合同源染色体分离，非同源染色体自由组合配子只含成对基因中的一个只含每对同源染色体中的一个受精作用受精卵中成对的基因一个来自于母方，一个来自于父方受精卵中的同源染色体一个来自于母方，一个来自于父方注意点：细胞中的基因不是都位于染色体上，也有的在线粒体，叶绿体中。孟德尔遗传定律的研究和萨顿假说的提出采用的方法不同，前者是假说演绎法，后者是类比推理法（2） 基因位于染色体上的实验证据摩尔根果蝇实验实用果蝇的优点：易饲养，繁殖快，后代多，有许多易于区分的相对性状过程 该图表示的是雄性果蝇，判断的依据是性染色体是一个x一个y；细胞中有4对同源染色体，有2个染色体组，其中一个染色体组可以表示为、X；现在要对果蝇进行基因序列检测，需要5条染色体上的基因进行测序，它们分别是、X、Y（无论是给出的雌的还是雄的，都是这五个）；控制果蝇眼色遗传的基因在X染色体上，X显；XY代表一对同源染色体，Y上虽然没有控制眼睛颜色的基因，但并不代表这上面没有基因；能直接判断出全部个体性别的子代颜色要求：一红一白，无杂合关于类比推理：之前学到过的实验有细胞器与工厂车间相类比、将原生质层看成是半透膜、将ATP看成是能量通货，现金5. 伴性遗传概念：遗传控制基因位于性染色体上，因而总是与性别相关联。三种伴性遗传的特点：伴性遗传方式 遗传特点 实例伴X隐性遗传男 女隔代（交叉）遗传女病，其父子必病色盲、血友病伴X显性遗传女男 连续发病 男病，其母女必病抗维生素D、佝偻病伴Y遗传只有男病父子孙常见遗传病类型 常隐：先天性聋哑、白化病常显：多(并)指6. 染色体、DNA以及基因的关系（1） 染色体是DNA的主要载体（也有部分在叶绿体和线绿体上）（2） 基因是有遗传效应的DNA片段（3） 基因在染色体上呈线性排列S型R型菌落光滑 粗糙菌体有多糖类荚膜无多糖类荚膜毒性有毒性，使小鼠患败血症死亡无毒3、 基因的本质1. DNA是主要的遗传物质肺炎双球菌的转化实验英国格里菲思（体内）、美国艾弗里（体外）Ps.关于肺炎双球菌实验名称实验过程及现象结论细菌的转化来源:Z+xx+k.Com体内 转化1 注射活的无毒R型细菌，小鼠正常。来源:学_科_网2注射活的有毒S型细菌，小鼠死亡。来源:学,科,网Z3注射加热杀死的有毒S型细菌，小鼠正常。4注射“活的无毒R型细菌+加热杀死的有毒S型细菌”，小鼠死亡。来源:学+科+网Z+X+X+K加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子（即DNA）蛋白质等不是遗传物质体外 转化5.对S型细菌中的物质进行提纯：DNA蛋白质糖类无机物。分别与无毒菌混合培养，能使无毒菌变为有毒菌；与无毒菌一起混合培养，没有发现有毒菌。Ps.在转化过程中并没有发生基因突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌中，其实质是基因重组；在加热杀死S型细菌时，它的蛋白质变性失活，但它的DNA只是双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时又会恢复噬菌体侵染细菌实验赫尔希和蔡斯（1）关于噬菌体：它拥有的蛋白质外壳含特征元素S；DNA中含有特征元素P 增殖需要的条件 内容 模板噬菌体的DNA合成噬菌体DNA的原料大肠杆菌所提供的四种脱氧核苷酸合成噬菌体蛋白质 原料大肠杆菌的氨基酸 场所大肠杆菌的核糖体（2）噬菌体的复制式增殖（3）实验方法：放射性同位素标记法（4）实验过程：用放射性元素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，让其在细菌体内繁殖，在与亲代噬菌体相同的子代噬菌体中只检测出放射性元素32P（5）细节：噬菌体侵染细菌实验能证明DNA是遗传物质最关键的思路是将DNA和蛋白质彻底分开，分别单独去观察它们各自的作用用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，方法是准备一个含有35S的细菌培养基，加入未标记的大肠杆菌，培养一段时间后，把大肠杆菌放入新的培养基中，让未被标记的噬菌体侵染它，从而得到含有35S标记的噬菌体。同样也可以标记含32P的大肠杆菌。大肠杆菌培养液是用来培养大肠杆菌的，若用32P来标记噬菌体DNA可以是培养液中的营养成分有32P用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现上清液中有放射性的物质存在（本来上清液中应该只有蛋白质所含有的S元素），这些放射性物质的来源可能是：时间过长，部分子代噬菌体释放，离心后留在了上清液中；时间过短，部分噬菌体未侵染大肠杆菌搅拌的作用：使蛋白质外壳完全分离如果是用N元素去标记的话，那么蛋白质和DNA中都会有放射性元素（6） 结论：DNA是遗传物质2 两个实验的比较（1） 肺炎双球菌体外转化实验的结论是证明了DNA，蛋白质不是遗传物质。噬菌体侵染细菌实验能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质根本就没有进入细菌体内（2） 两个实验都不能证明DNA是主要的遗传物质。3. 遗传物质的类型（烟草花叶病毒是以RNA为遗传物质）因为生物体中绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是生物的主要遗传物质。4. 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）（彻底水解之后得到的产物是脱氧核糖、磷酸、含氮碱基）（3）DNA的结构：由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构（双螺旋结构的提出者是沃森和克里克）。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。碱基配对有一定规律： A T；G C。（碱基互补配对原则）（CG键占得比例越大，DNA结构越稳定） （4）特点稳定性：DNA分子中脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变多样性：DNA分子中碱基对的排列顺序多种多样（主要的）、碱基的数目和碱基的比例不同特异性：DNA分子中每个DNA都有自己特定的碱基对排列顺序（5） 1在两条互补链中的比例互为倒数关系。2.任意两个不互补的碱基和相等，占总碱基数的二分之一5. DNA的复制（1）实验材料：大肠杆菌 方法