高中生物必修二总复习

必修二总复习,考点二、减数分裂与受精作用,减数第一次分裂,中期,前期,末期,次级精母细胞,初级精母细胞,后期,同源染色体联会形成四分体,同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换,同源染色体排列在赤道板上,着丝点排列在赤道板的两侧,同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合,染色体数目减半,减数第二次分裂,前期,中期,后期,次级精母细胞,精细胞,精子,思考,着丝点分裂，姐妹染色单体分离,没有,两,四,变形,减数分裂各时期特点,减数分裂过程中染色体和DNA的变化曲线,染色体变化,DNA变化,间期,n,2n,3n,4n,减数第 一次分裂,前,中,后,末,前,中,后,末,有丝分裂、减数分裂图象的辨别,一 看 染 色 体 数 目,奇数,有,减,偶数,无,无上述行为,有联会、四分体、 同源染色体分离、 着丝点位于赤道 板两侧,减,有丝分裂,减,减前期,减前期,减中期,有丝中期,减中期,减末期,有丝后期,减后期,减后期,减后期,1.概念：,2.结果：,3.意义：,卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。,受精卵的染色体数目恢复到体细胞数目；其中一半来自父方，一半来自母方,（1）后代呈现多样性，有利进化 （2）减数分裂和受精作用维持生物前后代体细胞染色体数目恒定,二、受精作用,2,4,时期,（有丝分裂）,（减数分裂）,（受精作用）,（有丝分裂）,DNA,染色体,概念:细胞中的一组 ，它们在 ，但是携带着控制一种生物生长发育的 ，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。,三、染色体组概念：,特点:1、由非同源染色体组成，,2、携带生长发育的全部遗传信息。,思考：染色体组中有无等位基因？,非同源染色体,形态和功能上各不相同,全部遗传信息,1、下图中，表示含有一个染色体组的细胞是,C,2、某生物的基因型为AAaaBbbbCCCc，那么它有多少个染色体组 A、2、 B、3 C、4 D、8,C,染色体组数的判断办法：,2、“相同” 基因的个数,1、每组同源染色体中染色体的条数,（控制同一性状）,1.区别是细胞核遗传还是细胞质遗传 若系谱图中，女患者的子女全部患病，正常女性的子女全正常，即全部子女的表现型与母亲相同，则为细胞质遗传与线粒体或叶绿体DNA有关的遗传。 2确定是否为伴Y遗传 若系谱图中女性全正常，患者全为男性，而且患者的父亲、儿子全为患者，则为伴Y遗传。,考点三、系谱图中遗传病遗传方式的判断,3确定是常染色体遗传还是伴X遗传 (1)首先确定是显性遗传还是隐性遗传 “无中生有”是隐性遗传病，如： “有中生无”是显性遗传病，如： 代代遗传，则最大可能为显性。,(2)确定是常染色体还是X染色体 若是隐性找女患，其父亲和儿子都患病，则最大可能为伴X隐性遗传；只要上述条件有一个不满足，则一定为常染色体隐性遗传。 若是显性找男患，其母亲和女儿都患病，则最大可能为伴X显性遗传；只要上述条件有一个不满足，则一定为常染色体显性遗传。,口诀,判断致病基因是显性还是隐性： 无中生有为隐性，有中生无为显性 常染色体的隐性遗传特点： 无中生有为隐性，生女患病为常隐 常染色体的显性遗传特点： 有中生无为显性，生女正常为常显,一般常染色体、性染色体遗传的确定,（常、隐）,（常、显）,最可能（伴X、显）,最可能（伴X、隐）,最可能（伴Y遗传）,第三章 基因的本质,脱氧核苷酸、基因、DNA 、染色体之间的关系,染色体,DNA,基因,脱氧核苷酸,染色体是DNA的 主要载体,每个染色体上有1个或2个DNA分子,基因是有遗传效应 的DNA片段,每个DNA分子上有许多基因,基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息,每个基因由许多(成百上千)脱氧核苷酸组成,DNA是主要的 遗传物质,4n,(n为碱基对数),一、DNA是主要的遗传物质,DNA是遗传物质,肺炎双球菌转化实验,噬菌体侵染细菌实验,格里菲思肺炎双球菌体内转化实验,艾弗里肺炎双球菌体外转化实验,同位素标记法,蛋白质的组成元素： DNA的组成元素：,C、H、O、N、S,C、H、O、N 、P,（标记32P）,（标记35S ）,标记噬菌体方法：,在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养基中培养细菌,分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体,1）绝大多数生物的遗传物质是DNA,2.DNA在细胞中分布：,3. 不是所有生物都具有染色体。,4.一切生物的遗传物质都是核酸（DNA或RNA） .,1.DNA是主要的遗传物质,2）病毒的遗传物质是DNA或RNA。 如噬菌体：DNA 烟草花叶病毒：RNA,小结：,染色体、线粒体、叶绿体 （原核细胞的拟核、质粒等）,二、DNA分子双螺旋结构的特点,（） DNA分子是由两条链组成。这两条链按 盘旋成双螺旋结构。 （）DNA分子中的 和 交替连接，排列在 ，构成基本骨架； 排列在内侧。 （）两条链上的碱基通过 连成碱基对，并且遵循 原则，即： 。,脱氧核糖,磷酸,外侧,氢键,碱基互补配对,A - T,G - C,反向平行,碱基,三、DNA分子的结构特性:,1、分子结构的稳定性,2、分子结构的多样性,3、分子结构的特异性,（1）碱基互补配对原则 （2）规则的双螺旋空间结构,碱基对的排列顺序千变万化,每一个DNA分子都有自己独特的结构,(A+T）/(G+C)代表DNA分子的特异性,四、DNA分子中碱基计算规律,1、互补碱基两两相等，A=T G=C 2、两不互补的碱基之和比值相等，即 (A+G)/(T+C) = 1 3、任意两不互补的碱基之和占碱基总量的50，即A+C=T+G=50% 4、DNA分子的一条链上（A+T)/(C+G)=a, (A+C)/(T+G)=b,则该链的互补链上相应比例分别为a和1/b. 5、双链DNA分子中，配对的两个碱基之和在各单链中的比例与总链的比例及mRNA的比例相等。即：(A+T)%=(A+T)% =(A+T)总%=(A+U)mRNA%；,核糖体,A U C G,多肽链,mRNA,氨基酸,AU C G TA,1个单链RNA,DNA一条链,核糖核苷酸,主要在细胞核,A T C G,2个双链DNA,DNA两条链,脱氧核苷酸,主要在细胞核,细胞分裂间期,个体整个生命过程,ATP,ATP,ATP,半保留复制； 边解旋边复制,边解旋边转录； 转录后DNA恢复原状,翻译结束；mRNA被降解,模板,原料,能量,酶,解旋酶、 DNA聚合酶,解旋酶、 RNA聚合酶,蛋白质合成酶,传递遗传信息,表达遗传信息，决定生物性状,五：复制、转录和翻译的比较,六、基因的定义与功能,基因是具有遗传效应的DNA片段。基因中特定的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息。 功能：,1、传递功能,DNA的复制,2、表达功能,指导蛋白质合成，从而控制生物体的性状,(转录+翻译),区别：遗传病、先天性疾病、家族性疾病,遗传病：,先天性疾病：,家族性疾病：,遗传病,先天性疾病,遗传病,家族性疾病,遗传物质发生改变。,出生前已形成的畸形或疾病，出生后即表现出来的疾病。,在家族成员中发病率高，有家族聚集现象。,受一对等位基因控制,受多对等位基因控制,因染色体异常所引起,七、人类常见的遗传病类型,显性,隐性,显性,隐性,遗传与性别无关，男女患病率相等，常表现为代代遗传,遗传与性别无关，男女患病率相等，遗传表现为不连续性,并指、多指、软骨发育不全,白化病、镰刀型细胞贫血症、先天性聋哑、苯丙酮脲症,女性患者多于男性，具有代代遗传，男患者的母女一定患病,男性患者多于女性，交叉、隔代遗传，女性患者的父子一定患病,抗维生素D佝偻病,红绿色盲、血友病、进行性肌营养不良,患者都是男性，有父传子、子 传孙的传递规律,外耳道多耳毛症,（一）、单基因遗传病分类,(二)多基因遗传病：,受两对以上的等位基因控制的人类遗传病,特点：发病受遗传因素和环境因素双重影响， 表现出家族聚集现象，在群体中的发病率高。 如唇裂、无脑儿、原发性高血压和青少年糖尿病等。,1.常染色体异常遗传病,猫叫综合征：,（三）染色体异常遗传病,特点：由于染色体的变异引起遗传物质较大的改变，故其症状严重，甚至胚胎时期就自然流产。,21三体综合征:,2.性染色体异常遗传病,考点一：基因突变,1.基因突变的概念：,由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变。就叫做基因突变。,2、基因突变的时间,细胞分裂的间期（DNA复制时）,3、基因突变的特点,普遍性:,随机性:,低频性:,多害少利性：,不定向性：,4、基因突变的结果,产生新的等位基因和新的基因型； 可能会引起表现型的变化。,5、基因突变的意义, 基因突变产生新的基因； 是生物变异的根本来源； 为生物进化提供了原始材料。,基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，染色体上基因的数目和位置并未改变。,二、基因重组,1、概念：,2、类型,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., 非同源染色体上的非等位基因自由组合, 同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换, 基因工程：外源基因的导入,基因重组仅存在于有性生殖的真核生物,3、时间,减数第一次分裂的后期和前期（四分体时期）,4、基因重组的结果,不产生新基因，但产生新的基因型,5、基因重组的意义,生物变异的主要来源 生物进化的重要因素,特别提醒：基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源，是形成生物多样性的重要原因。,(1)在人工操作下，基因工程、肺炎双球菌的转化都实现了基因重组。 (2)基因突变可产生新基因，进而产生新性状；基因重组只能是原有基因的重新组合，可产生新的基因型，进而产生新的表现类型。,基因突变和染色体变异的区别,基因突变：染色体上某一个位点上基因的改变，光学显微镜下不可见。,可用显微镜直接观察到的比较明显的染色体变化。,染色体变异:,类型,染色体结构变异,染色体数目变异,个别染色体增减,染色体成倍增减,（缺失、重复、易位、倒位）,缺失,重复,倒位,易位,考点一、染色体结构变异,两条非同源染色体间片段的移接,猫叫综合症 果蝇缺刻翅,果蝇棒状眼,人类慢性粒细胞白血病,结构变异的结果：染色体结构变异会使基因的数目和排列顺序发生改变,染色体组:细胞中的一组 ，它们在 ，但是携带着控制一种生物生长发育的 ，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。,特点:1、由非同源染色体组成，,2、携带生长发育的全部遗传信息。,非同源染色体,形态和功能上各不相同,全部遗传信息,2、染色体组成倍的增减,染色体组数的判断办法： 1、图形题就看每组同源染色体中染色体的条数 （染色体数目/染色体形态数） 2、基因型题就看同种类型字母的个数,1.根本区别是来源不同：,两,三个或三个以上,配子,考点四：二倍体、多倍体和单倍体,作用原理： ; 作用时期: .,2.多倍体：, 多倍体植株特点： 茎秆粗壮，叶片、果实和种子多较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加。但发育迟缓、结实率低。,人工诱导多倍体的方法,低温处理或用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,细胞分裂前期,抑制纺锤体的形成，是染色体加倍, 低温诱导多倍体的实验：,A优点：低温条件容易创造和控制、成本低、对人无害、易于操作。,B流程： 培养取材制片观察,1cm，4，36h,0.5cm1cm 卡诺试液固定,改良苯酚品红染液,与正常植株相比，单倍体植株弱小，一般高度不育。, 单倍体植株特点：,3.单倍体, 概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目 的个体叫做单倍体。,注：单倍体中含偶数个染色体组可育；含奇数个染色体组则不育； 其原因为：当染色体组为奇数，则在减数分裂形成配子时，同源染色体无法正常联会或联会紊乱，不能产生正常的配子。,青霉素高产菌株,有利变异少，具有不确定性，需处理大量 材料,提高突变率，大幅度改良某些性状。,利用物理或化学因素处理,基因突变,诱变育种,三倍体无子西瓜,普通小麦纯合体,杂交水稻,实例,发育延迟，结实率较低，在动物中难以开展。,技术复杂， 需与杂交育种配合,育种年限长,缺点,器官大，营养物质含量高,缩短育种年限,集各优良性状于一身,优点,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,花药离体培养后再用秋水仙素处理使加倍,杂交自交 杂交杂种,方法,染色体变异,染色体变异,基因重组,原理,多倍体育种,单倍体育种,杂交育种,分子水平,年年制种,五、基因工程,概念： 按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，再放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。操作水平为DNA分子水平。 原理： 基因重组,一、基本工具,1、限制性核酸内切酶（限制酶）,基因的“剪刀”,2、DNA连接酶,基因的“针线”,3、运载体,基因的“运输工具”,特点：,能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。,EcoR限制酶 Sma限制酶,黏性末端,平末端,1、限制性核酸内切酶（限制酶）,基因的“剪刀”,2、DNA连接酶,基因的“针线”,3、运载体,基因的“运输工具”,A、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。 B、具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。 C、具有某些标记基因，便于进行筛选。 D、对宿主细胞必须是无害的。 E、大小应合适，以便提取和在体外进行操作。,（1）运载体必须具备的条件：,（2）常用运载体主要有：,质粒、噬菌体的衍生物、某些动植物病毒,二、基本操作程序,1、目的基因的获取,2、基因表达载体的构建（核心),3、将目的基因导入受体细胞,4、目的基因的检测与鉴定,（1）从基因文库中获取目的基因 （2）利用PCR技术扩增目的基因 （3）化学方法人工合成,1、目的基因的获取,2、基因表达载体的构建（核心),3、将目的基因导入受体细胞,4、目的基因的检测与鉴定,（1）基因表达载体（重组DNA）组成：,启动子+目的基因+终止子+标记基因,（2）所需工具酶：,限制酶、DNA连接酶,启动子是一段特殊的DNA片段，位于基因首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动转录； 终止子是一段特殊的DNA片段，位于基因尾端，使转录停止。,1、目的基因的获取,2、基因表达载体的构建（核心),3、将目的基因导入受体细胞,4、目的基因的检测与鉴定,转化：目的基因进入受体细胞，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。,导入植物细胞 导入动物细胞 导入微生物细胞,1.农杆菌转化法（双子叶和裸子植物） 2.基因枪法 （单子叶植物） 3.花粉管通道法（简便、经济）,显微注射技术（受精卵）,Ca2处理（感受态细胞）,1、目的基因的获取,2、基因表达载体的构建（核心),3、将目的基因导入受体细胞,4、目的基因的检测与鉴定,是否插入目的基因（DNA分子杂交技术） 提取基因组DNA目的基因探针是否显示杂交带 是否转录（分子杂交技术） 提取mRNA目的基因探针是否显示杂交带 是否翻译 提取蛋白质抗原抗体杂交是否显示杂交带 个体水平鉴定 1.抗虫或抗病的接种实验 2.与天然产品进行功能比较,三、应 用,1、作物育种,2、药物研制,3、环境保护,如：抗虫棉,工程菌胰岛素、干扰素、乙肝疫苗,超级细菌降解有害化学物质，吸收重金属，分解石油,第7章,现代生物进化理论,一、拉马克的进化学说,1.拉马克认为生物进化原因: 一是“用进废退”； 二是“获得性遗传”,指环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的,小结：,变异是定向的，环境和动物的意愿可决定变异方向；进化方向由生物自身决定。,2.拉马克学说的历史进步意义是：,第一个提出进化学说；反对神创论和物种不变论.,二、自然选择学说,1.自然选择学说的主要内容：,过度繁殖 生存斗争 遗传和变异 适者生存,产生很多后代，为进化提供了选择的基础,是进化的动力和选择的手段,是生物进化内在因素,是生物进化的结果,2.意义 :,（1）科学解释了生物进化的原因，使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。 （2）它揭示了生命现象的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先，生物的多样性和适应性是进化的结果。,（3）强调物种形成是渐变的，不能很好地解释 物种大爆发等现象,（1）不能解释遗传和变异的本质；,达尔文接受了拉马克关于器官用进废退和获得性遗传的观点。,如果个体出现可遗传的变异，相应基因必须在群体里扩散并取代原有的基因，这样新的生物类型才可能形成。,（2）对进化的解释局限于个体水平；,3. 局限性:,小结：,变异是不定向的，自然选择是定向的； 进化方向是由自然选择决定的。,三、现代进化理论的内容,1、 是生物进化的基本单位 2、 产生进化的原材料 3、 决定生物进化的方向 4、 导致物种的形成 5、 导致生物多样性的形成,种群,突变和基因重组,自然选择,隔离,共同进化,特点：种群个体间具有年龄和性别的差异，并不是机械的结合在一起。 个体之间存在关系是：彼此可以交配实现基因交流，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。,1、种群是生物进化的基本单位,基因频率的计算方法：,已知各种基因型的个体数，求基因频率,已知各种基因型的百分比，求基因频率,“哈迪温伯格定律 ”（p+q）2=p2+2pq+q2,、已知各种基因型的个体数，求基因频率,A基因的个数 A基因的个数+等位基因a的个数,A基因频率=,变式： X染色体上基因的基因频率的计算：,Xb的基因频率,Xb XB+Xb,（注：不计算y）,、已知各种基因型的百分比，求基因频率,A基因频率AA基因型频率+ 1/2 Aa基因型频率,例5、据调查,某校高中生关于某性状基因型的比例为XBXB（42.32%）、XBXb（7.36%）、XbXb（0.32%）、XBY（46%）、XbY（4%），则该地区XB和Xb的基因频率分别是 A 60%、8% B 80%、92% C 78%、92% D 92%、8%,D,、利用“哈迪温伯格定律 ”，求基因频率,条件（理想环境）： 种群大； 种群中个体间的交配是随机的； 没有突变发生； 没有新基因加入； 没有自然选择。 （p + q ）2 p2 + 2pq + q2,结论：一个有性生殖的自然种群中，在符合以上5个条件的情况（理想状态）下，各等位基因的频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。,2、突变和基因重组产