生物必修2 遗传与进化笔记.doc

. 必修2 遗传与进化遗传因子的发现实验：成功的原因：正确选用实验材料。豌豆：自花传粉，闭花授粉。常纯合有易于区分的形状由一对相对性状到多对相对性状用统计学方法进行分析假说演绎法（观察现象提出假说演绎推理实验验证）人工异花传粉：人工去雄套袋人工授粉套袋目的：防止外来花粉干扰。一对相对性状的杂交实验相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型性状分离：杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象对分离现象的解释：生物的性状是由遗传因子决定的 体细胞中遗传因子是成对存在的 形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同配子中 受惊时，雌雄配子的结合是随机对分离现象解释的验证：测交实验，性状分离比1:1分离定律第2节孟德尔的豌豆杂交实验两对相对性状的杂交实验：对自由组合现象的解释对自由组合现象的解释和验证自由组合定律孟德尔遗传规律的再发现等位基因：控制相对性状的基因表现型为基因型与环境共同作用的结果 基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用一、减数分裂进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的（染色体数目减半）的细胞分裂，在减数分裂过程中，染色体只复制（一次）而细胞分裂（两次），减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半。精子的形成过程睾丸 曲细精管减：同源染色体配对联会 四分体中的非姐妹染色单体交叉互换 同源染色体分离，分别移向细胞两极（非同源染色体自由组合）染色体减半减：染色体不再复制，着丝点分裂 姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极同源染色体：配对的两条染色体，形状大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方。一个精原细胞产生2种精子（4个）很多精原细胞（2n）2n种精子卵细胞形成过程卵巢 卵泡细胞质不均等分配 1个卵原细胞形成1个卵细胞精（卵）原细胞初级精（卵）母细胞次级精（卵）母细胞精（卵）细胞（或极体）2.受精作用配子中染色体组合的多样性受精作用卵细胞和精子相互识别，融合成为受精卵的过程。意义：减数分裂和受精作用对于维持生物前后代细胞中（染色体数目的恒定）对于生物的（遗传和变异）都是十分重要的第2节 基因在染色体上萨顿的假说：蝗虫细胞作材料 类比推理（1）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有相对稳定的形态结构。（2）体细胞中成对存在，配子中只有一个（3）体细胞中一个来自父方，一个来自母方（4）自由组合即：基因和染色体行为存在着明显的平行关系基因位于染色体上的实验证据摩尔根： 果蝇（眼色）：易饲养，繁殖快，后代多 基因在染色体上呈线性排列孟德尔遗传定律的现代解：分离定律实质：在杂合子细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性：在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。自由组合定律实质：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。第1节 伴性遗传基因位于性染色体上，遗传总是和性别相关联人类红绿色盲症 X隐特点;（1）患者男性多于女性。（2）交叉遗传。（3）母病子必病，女病父必病。抗维生素D佝偻病 X显伴性遗传在实践中的应用鸡 雌 ZW 雄 ZZ 基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质对遗传物质的早期推测认为蛋白质是遗传物质的观点占主导地位肺炎双球菌的转化实验First 格里菲斯注射R型活细菌 小鼠 不死亡注射S型活性菌 小鼠 死亡加热杀死的S型 小鼠 不死亡R型活或加热杀死的S型 小鼠 死亡，分离出S型活细菌结论：存在转化因子Second 艾弗里R型菌+S型菌的DNAR型菌、S型菌R型菌+S型菌的蛋白质或多糖荚膜R型菌R型菌+S型菌的DNA+DNA酶R型菌结论：DNA是使细菌产生稳定遗传变化的物质噬菌体侵染细菌的实验赫尔希蔡思 放射性同位素标记T2噬菌体：吸附注入合成组装释放步骤：标记侵染搅拌离心结果：搅拌目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离离心：使上清液析出重量较轻的T2噬菌体，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌结论：DNA是真正的遗传物质DNA是主要遗传物质，对大多数生物的遗传物质是DNA少部分RNADNA病毒 流感SARS HIV 烟草花叶病毒 第2节 DNA分子的结构DNA双螺旋结构模型的构建： 沃森、克里克DNA分子的结构特点：（1）两头链反向平行方式盘旋成双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖核苷酸和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架。（3）碱基通过氢键连接，碱基互补配对原则。GC ATDNA作为遗传物质具备的特点能精确地复制自己。指导蛋白质合成从而控制生物性状和新陈代谢。储存遗传信息结构比较稳定第3节DNA复制对DNA分子复制的推测 沃森、克里克 自我复制假说DNA半保留复制的实验证据DNA分子复制的过程时期：有丝分裂的间期，减少第一次分裂前的间期特点：边解旋边复制；半保留复制DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板（DNA两条母链）原料（游离的4种脱氧核苷酸）、能量、酶（解旋酶、DNA聚合酶），等基本条件DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确地模板，通过碱基互补配对原则保证了复制能都准确进行。意义：保持了遗传信息的连续性 第4节基因是有遗传效应的DNA片段生物多用性和特异性的物质基础DNA分子的多样性、特异性多样性 碱基排列顺序的千变万化特异性 碱基特定的排列顺序 基因指导蛋白质的合成基因的表达：基因通过指导蛋白质的合成来控制生物性状的过程遗传信息的转录转录：在细胞核（主要），叶绿体、线粒体中，以DNA的1条链为模板合成mRNA模板：DNA的1条链 原料：游离的核糖核苷酸能量：ATP 酶：RNA聚合酶原则：碱基互补配对原则 产物：mRNA遗传信息的翻译密码子：mRNA上决定氨基酸种类的三个相邻碱基64种，决定氨基酸种类61种，终止UAA、UAG、UGA，起始AUG、GUG、统一性，所有生物通用一套密码子简并性：一种氨基酸可能有几个密码子（容错性）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。模板;mRNA 原料：氨基酸能量ATP 酶：蛋白质聚合酶搬运工具：tRNA 装配机器：核糖体 第2节，基因对性状的控制中心法则的提出及发展逆转录病毒HIV、 SARSRNA复制 烟草花叶病毒基因、蛋白质与性状的关系1基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状 白化症状：缺少酪酸酶，酪氨酸转为黑色素2.基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物性状囊性纤维病基因与性状的关系并不都是简单的线性关系单基因 多基因 基因与环境细胞质基因（线粒体、叶绿体）半自主自我复制 基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组基因突变的实例镰刀形细胞贫血症 谷氨酸（常）缬氨酸（异）基因突变：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。 有丝、减的间期基因突变的原因和特点提高突变率的因素、物理因素，紫外线，x射线，其他辐射 化学因素，亚硝酸，碱基类似物，苯，黄曲霉素 生物因素，某些病毒的遗传物质 自发 DNA分子复制发生错误，碱基组成改变特点：普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害性意义：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基因重组基因重组：生物在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因，重新组合。 非同源染色体自由组合，非等位基因自由组合 同源染色体的基因随非姐妹染色体交叉互换 转基因意义：生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义 第2节染色体变异可用显微镜观察到染色体结构的变异缺失 猫叫综合症（15号染色体部分缺失） 缺刻翅果蝇重复 果蝇棒状眼颠倒 一条染色体上易位 非同源染色体上 染色体结构的改变，使排列在染色体上的（基因的数目）或（排列顺序）发生改变导致性状的变异。染色体数目的变异染色体组：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传、变异2倍体、多倍体：由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个（三个或三个以上）染色体组的个体。举例：2倍体（人、果蝇、玉米），三倍体（香蕉），四倍体（马铃薯） 多倍体优点：器官大型化 茎秆粗壮，叶片果实和种子比较大，糖类、蛋白质等营养物质含量多。人工诱导：低温处理，秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。原理：抑制纺锤体的形成。单倍体：体细胞中含有本物质配子染色体数目的个体 特点：弱小，高度不育，育种：明显缩短育种年限。 第3节人类遗传病 人类常见遗传病的类型遗传物质改变而引起的人类疾病单基因遗传病，常显：并指、多指、软骨发育不全（一位等位基因控制）X显：抗维生素D佝偻症 常隐：白化病、先天性聋哑、镰刀型细胞贫血症、本病酮尿症 X隐：进行性肌营养不良、色盲、血友病多基因遗传病：唇裂、高血压、冠心病、哮喘病、青少年型糖尿病（两队以上等位基因控制）染色体异常遗传病 常：21三体综合征，猫叫综合症 性：性腺发育不良遗传病的检测和预防遗传咨询产前诊断：羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查、基因诊断人类基因组计划与人类健康24=22+X+Y意义：人类可以清晰地认识到人类基因的组成，结构，功能及其相互关系，对于人类疾病的诊治和预防具有重要意义。从杂交育种到基因工程第1节 杂交育种与诱变育种杂种优势：优良性状往往由显性基因控制第2节 基因工程及其应用基因工程的原理基因工程，又叫（基因拼接技术）或（DNA重组技术），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，放到另一种生物的细胞壁，定向改造生物的遗传性状。 限制性内切酶：专一性、识别性特定的核苷酸序列，特定切点切割DNA连接酶 脱氧核、磷酸运载体：质粒（细菌及酵母菌）噬菌体、动植物病毒质粒：拟核或细胞核能自主复制的很少的环状DNA分子运载体特点：标记基因。能自我复制。具有多个限制酶切点，便与外源基因相连。步骤：1提取目的基因 2目的基因与运载体结合 3将目的基因导入受体细胞 4目的基因的检测与鉴定基因工程的应用基因工程与作物育种，农作物：高产、稳产、具有优良品质、抗逆性抗棉铃中的转基因抗虫棉，基因来自苏云金杆菌基因工程与药物研制、药品：高质量，低成本胰岛素（大肠杆菌）干扰素、乙肝疫苗转基因生物和转基因食品的安全性现代生物进化理论第1节， 现代生物进化理论的由来拉马克的进化学说拉马克;生物进化论的奠基人，进化学说反对神创论和物种不变论地球上的所有生物都不是神造的，而是由更老的生物进化来的生物是由低等到高等逐渐进化的生物各种适应性特征的形成都是由于（用进废退和获得性遗传）达尔文的自然选择学说过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存意义：从事实出发、论证生物是不断进化的，解释生物进化的原因生物的统一性 共同的祖先 多样性、进化的结果 致命打击神创论，物种不变论，辩证唯物主义世界观局限：对于遗传和变异的本质，不能做出科学解释，接受用进废退，获得性遗传局限于个体水平，并非种群 强调物种形成是渐变结果，不能解释物种大爆发达尔文以后进化论的发展1. 性状水平基因水平。 遗传变异的本质2. 摒弃获得性遗传。 个体种群3. 形成以自然选择学说为核心的现代生物进化理论第3节现代生物进化理论的主要内容一.、种群基因频率的改变与生物进化种群是生物进化的基本单位种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体可交配并产生可育后代基因库：一个种群基因库中某个基因占全部等位基因的比率生物进化实质：种群基因频率改变 种群非常大。雌雄个体自由交配并产生后代无迁入迁出自然选择不起作用基因突变（A+a）=A+2A.a=AA+Aa+aa=1突变和基因重组产生进化的原材料突变：基因突变、染色体变异可遗传变异自然选择决定生物进化的方向2.隔离与物种的形成物种的概念物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物生殖隔离：不同物种之间不能相互交配，交配成功也不能产生可