高中生物必修2提纲.docx
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高中生物必修2提纲
长沙市田家炳实验中学2009年高二生物学业水平测试
必修2复习提纲
人类是怎样认识基因的存在的?
遗传因子的发现
基因在哪里?
基因与染色体的关系
基因是什么?
基因的本质
基因是怎样行使功能的?
基因的表达
基因在传递过程中怎样变化?
基因突变与其他变异
人类如何利用生物的基因?
从杂交育种到基因工程
生物进化历程中基因频率是如何变化的?
现代生物进化理论
第一章遗传因子的发现
[知识网络]
隐性基因隐性性状
性状分离杂合子相对性状
显性基因显性性状
[要点整合]一、孟德尔的豌豆杂交实验
(一)
1.选材:
豌豆自花传粉、闭花受粉纯种
性状易区分且稳定稳定遗传
2.过程:
人工异花传粉一对相对性状正交
P(亲本)高茎DD×矮茎dd互交反交
F1(子一代)高茎Dd纯合子、杂合子
F2(子二代)高茎DD:
高茎Dd:
矮茎dd
1:
2:
1性状分离比为3:
1
3.解释:
①性状由遗传因子决定。
(区分大小写)②因子成对存在。
③配子只含每对因子中的一个。
④配子的结合是随机的。
4.验证:
测交(F1)Dd×dd
高1:
1矮F1是否产生两种比例为1:
1的配子
5.分离定律:
在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
二、孟德尔的豌豆杂交实验
(二)
1.黄圆YYRRX绿皱yyrr
黄圆YyRr
黄圆Y_R_:
黄皱Y_rr:
绿圆yyR_:
绿皱yyrr亲本类型
9:
3:
3:
1重组类型
2.自由组合定律:
控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;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。
相关概念
1、显性性状与隐性性状
显性性状:
具有相对性状的两个亲本杂交,F1表现出来的性状。
隐性性状:
具有相对性状的两个亲本杂交,F1没有表现出来的性状。
性状分离:
在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。
2、显性基因与隐性基因
显性基因:
控制显性性状的基因。
隐性基因:
控制隐性性状的基因。
基因:
控制性状的遗传因子(DNA分子上有遗传效应的片段)
等位基因:
决定1对相对性状的两个基因(位于一对同源染色体上的相同位置上)。
3、纯合子与杂合子
纯合子:
由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体(能稳定的遗传,不发生性状分离):
显性纯合子(如AA的个体)
隐性纯合子(如aa的个体)
杂合子:
由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体(不能稳定的遗传,后代会发生性状分离)
4、表现型与基因型
表现型:
指生物个体实际表现出来的性状。
基因型:
与表现型有关的基因组成。
关系:
基因型+环境→表现型)
5、杂交与自交
杂交:
基因型不同的生物体间相互交配的过程。
自交:
基因型相同的生物体间相互交配的过程。
测交:
让F1与隐性纯合子杂交。
(可用来测定F1的基因型,属于杂交)
第二章基因与染色体的关系
[知识网络]
依据:
基因与染色体行为的平行关系减数分裂与受精作用
基因在染色体上证据:
果蝇杂交(白眼)伴性遗传:
色盲与抗VD佝偻病
现代解释:
遗传因子为一对同源染色体上的一对等位基因
[要点整合]一、减数分裂和受精作用
1.概念:
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的减少一半。
(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。
)
2.过程:
●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发生对等片段的交叉互换。
中期:
同源染色体成对排列在赤道板上(两侧)。
后期:
同源染色体分离(等位基因分离);非同源染色体(非等位基因)自由组合。
末期:
细胞质分裂,形成2个子细胞。
●减数第二次分裂(无同源染色体)
前期:
染色体排列散乱。
中期:
每条染色体的着丝点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。
注:
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。
染色体同源染色体联会成着丝点分裂
精原复制初级四分体(交叉互换)次级单体分开精变形精
细胞精母分离(自由组合)精母细胞子
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
细胞质分裂
均等
2次不均等分裂
子细胞数
4个精子
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
3.同源染色体:
AaBb①形状(着丝点位置)和大小(长度)相同,分别来自父方与母方的
②一对同源染色体是一个四分体,含有两条染色体,四条染色单体
③区别:
同源与非同源染色体;姐妹与非姐妹染色单体
④交叉互换
4.减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律:
5.判断分裂图象
奇数减Ⅱ或生殖细胞散乱中央分极
染色体不有丝
有配对前中后
偶数同源染色体有减Ⅰ期期期
无减Ⅱ
6.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。
7.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。
[反馈练兵]例:
判断下列细胞正在进行什么分裂,处在什么时期?
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
二、基因在染色体上
1.内容:
基因在染色体上(染色体是基因的载体)
2.依据:
基因与染色体行为存在着明显的平行关系。
①在杂交中保持完整和独立性;②成对存在;③一个来自父方,一个来自母方;④形成配子时自由组合。
3.证据:
摩尔根果蝇的限性遗传
红眼XWXWX白眼XwY
XWY红眼XWXw
红眼XWXW:
红眼XWXw:
红眼XWY:
白眼XwY
①一条染色体上有许多个基因;②基因在染色体上呈线性排列。
4.现代解释孟德尔遗传定律:
①分离定律:
等位基因随同源染色体的分开独立地遗传给后代。
②自由组合定律:
非同源染色体上的非等位基因自由组合。
三、伴性遗传
遗传病的遗传方式
遗传特点
实例
常染色体隐性遗传病
隔代遗传,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
代代相传,正常人为隐性纯合体
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
色盲、血友病
伴X染色体显性遗传病
代代相传,交叉遗传,患者女性多于男性
抗VD佝偻病
伴Y染色体遗传病
传男不传女,只有男性患者没有女性患者
人类中的毛耳
口诀:
无中生有为隐性,隐性遗传看女病。
父子患病为伴性。
有中生无为显性,显性遗传看男病。
母女患病为伴性。
第三章基因的本质
[知识网络]
肺炎双球菌转化实验
证据
噬菌体侵染细菌实验基因是有遗传效应的DNA片段;
基因的是控制生物性状的最基本单位;
双螺旋DNA的结构本质其中四种脱氧核苷酸的排列顺
序代表遗传信息。
半保留DNA的复制
[要点整合]一、DNA是主要的遗传物质
1.肺炎双球菌转化实验:
⑴体内转化:
1928年英国的格里菲思
①活R,无毒活小鼠
②活S,有毒小鼠死小鼠;分离出活S
③加热杀死的S,无毒活小鼠
④活R+加热杀死的S,无毒死小鼠;分离出活S
转化因子是什么?
⑵体外转化:
1944年美国的艾弗里和同事
多糖或蛋白质R型
活SDNA+R型培养基R型+S型
DNA水解物R型
转化因子是DNA。
结论:
DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质。
2.噬菌体侵染细菌实验:
1952年赫尔希和蔡斯(同位素标记法)
32P标记DNA
35S标记蛋白质
3.烟草花叶病毒实验:
在只有RNA的病毒中,RNA是遗传物质。
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
DNA
DNA
RNA
二、DNA的分子结构
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:
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)
4.DNA的特点:
①稳定性:
脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变
②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)
③特异性:
每个DNA都有自己特定的碱基对排列顺序
5.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)。
6.与DNA有关的计算:
①A=T、G=C
②在双链DNA分子中,两条互补链中
的比例互为倒数关系;
③在整个DNA分子中,嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和;
④整个DNA分子中,
与分子内每一条链上的该比例相同。
三、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:
①解旋②合成子链③复旋:
子、母链盘绕形成子代DNA分子
5、特点:
边解旋边复制、半保留复制
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、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。
9、意义:
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。
10、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
四、基因是有遗传效应的DNA片段
一条染色体上有一个DNA分子;一个DNA分子上有许多基因;基因是DNA片段,是不连续分布在DNA上的;基因是控制生物性状的结构和功能单位;不同的基因含有不同的遗传信息。
第四章基因的表达
[知识网络]
有遗传效应控制mRNA蛋白质
的DNA片段基蛋白质结构性状影响环境
是控制生物因酶的合成控制代谢
的基本单位中心法则
[要点整合]一、基因指导蛋白质的合成
1.RNA的结构:
组成元素:
C、H、O、N、P
基本单位:
核糖核苷酸(4种)
结构:
一般为单链,分子量小。
种类:
①信使(mRNA),将基因中的遗传信息传递到蛋白质上,是链状的;
②转运RNA(tRNA),三叶草结构,识别遗传密码和运载特定的氨基酸;
③核糖体RNA(rRNA),是核糖体中的RNA。
2.过程:
转录:
⑴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。
⑵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:
ATP酶:
解旋酶、RNA聚合酶等
⑶原则:
碱基互补配对原则(A—U、T—A、G—C、C—G)
⑷产物:
信使RNA(mRNA)
翻译:
⑴概念:
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。
⑵密码子:
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”。
反密码子:
tRNA上的三个碱基
⑶条件:
模板:
mRNA原料:
氨基酸(20种)
能量:
ATP酶:
多种酶
搬运工具:
tRNA装配机器:
核糖体
⑷原则:
碱基互补配对原则
⑸产物:
具特定氨基酸序列的蛋白质
3.与基因表达有关的计算:
基因中碱基数:
mRNA分子中碱基数:
氨基酸数=6:
3:
1
二、基因对性状的控制
1、中心法则:
2、基因控制性状的方式:
⑴通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状;
⑵通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。
⑶有些性状是由多个基因决定,而且性状也与环境有关。
第五章基因突变及其他变异
[知识网络]不可遗传的
变异基因突变物、化、生诱变育种
可遗传的基因重组杂交育种
染色体变异多倍体、单倍体育种
[要点整合]一、基因突变
1.定义:
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。
2.时间:
有丝分裂间期或减数第一次分裂间期的DNA复制时
3.原因:
物理、化学、生物因素
4.特点:
①普遍性②随机性③频率低④多害少利性⑤不定向性
基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期;
基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。
5.结果:
使一个基因变成它的等位基因。
6.意义:
变异的根本来源;进化的原始材料。
7.实例:
镰刀型细胞贫血
二、基因重组
1.概念:
是指生物体在进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合的过程。
2.种类:
①基因的自由组合:
减数分裂(减Ⅰ后期)形成配子时,随着非同源染色体的自由组合,位于这些染色体上的非等位基因也自由组合。
组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。
②基因的交叉互换:
减Ⅰ四分体时期,同源染色体上(非姐妹染色单体)之间等位基因的交换。
结果是导致染色单体上基因的重组,组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。
③重组DNA技术
3.结果:
产生新的基因型
4.意义:
生物变异的来源之一;对进化有意义。
三、染色体变异
1.缺失猫叫综合症果蝇的缺刻翅
结构的变异重复果蝇的棒状翅
易位夜来香的变异
倒位
数目结构的变异:
个别染色体;染色体组的增加与减少
2.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
3.一倍体雌性配子二倍体
单倍体直接发育受精卵生物体
多单倍体雄性配子多倍体(秋水仙素)
多倍体育种:
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
秋水仙素可抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍。
单倍体育种:
花药离体培养,再用秋水仙素加倍,得纯合体。
四、人类遗传病
1.人类遗传病是指由于遗传物质改变而引起的疾病。
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
多基因遗传病:
原发性高血压、冠心病、哮喘病、青少年糖尿病
染色体异常:
21三体综合症
2.危害婚前检测与预防遗传咨询
监测与预防产前诊断:
羊水、B超、孕妇血细胞检查、基因诊断
3.人类基因组计划(HGP):
人体DNA所携带的全部遗传信息
①主要内容:
绘制人类基因组四张图:
遗传图、物理图、序列图、转录图
②1999年7月中国参与,解读3号染色体短臂上3000万个碱基,占1%。
③结果表明:
人类基因组有大约31.6亿个碱基对,已发现的基因约有3万-3.5万个。
第六章从杂交育种到基因工程
[知识网络]
单倍体
选择育种杂交育种诱变育种多倍体转基因
[要点整合]一、比较四种育种
杂交育种
诱变育种
多倍体育种
单倍体育种
处理
PF1F2
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,
组合优良性状
人工诱发基因突变
破坏纺锤体的形成,
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,
但方法复杂,
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
二、基因工程
提取目的基因剪刀:
限制性核酸内切酶(专一性)
目的基因与运载体结合(运载体:
质粒、噬菌体、动植物病毒等)
将目的基因导入受体细胞(细菌、酵母菌、动植物细胞)
目的基因的检测与表达(检测运载体的标记基因及受体细胞是否表现出特定的性状)
第七章现代生物进化理论
[知识网络]
拉马克:
用进废退、获得性遗传
达尔文:
过渡繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存(自然选择学说)
基本单位:
种群
实质:
基因频率的改变
原材料:
突变与重组
现代进化理论形成物种决定方向:
自然选择
必要条件:
隔离
生物多样性:
基因、物种、生态系统
[要点整合]一、拉马克的进化学说
1.理论要点:
用进废退;获得性遗传
2.进步性:
认为生物是进化的。
二、达尔文的自然选择学说
1.理论要点:
自然选择(过度繁殖→生存斗争→遗传变异→适者生存)
2.进步性:
能够科学地解释生物进化的原因以及生物的多样性和适应性。
3.局限性:
①不能科学地解释遗传和变异的本质;
②自然选择对可遗传的变异如何起作用不能作出科学的解释。
(对生物进化的解释仅局限于个体水平)
三、现代生物进化理论
(一)种群是生物进化的基本单位;是生物繁殖的单位;
1、种群:
生活在一定区域的同种生物的全部个体。
这些个体并不是机械的集合在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传给后代。
2、基因库:
一个种群中的全部个体所含有的全部基因构成了该种群的基因库。
3、基因频率:
在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比例。
某个等位基因的频率=它的纯合子的频率+1/2杂合子频率
(二)基因突变、基因重组、染色体变异产生生物进化的原材料;
基因突变产生新的等位基因,可能使种群的基因频率发生改变;基因突变和染色体变异统称为突变;这些突变通过基因重组,形成多种多样的基因型。
(三)自然选择决定进化方向;
在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。
(生物进化的实质是种群基因频率的改变)
(四)突变、选择和隔离是物种形成和生物进化的机制;
1、物种:
指分布在一定的自然地域,具有一定的形态结构和生理功能特征,而且在自然状态下能相互交配并产生可育后代的一群生物个体。
2、隔离:
地理隔离:
同一物种由于地理上的障碍而分成不同的种群,使得种群间不能发生基因交流的现象。
生殖隔离:
指不同物种的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代的现象。
3、物种的形成:
⑴物种形成的常见方式:
地理隔离(长期)→生殖隔离
⑵物种形成的标志:
生殖隔离
⑶物种形成的3个环节:
●可遗传的变异:
为生物进化提供原材料
●选择:
使种群的基因频率定向改变
●隔离:
是新物种形成的必要条件
种群小种群(产生许多变异)新物种
(五)共同进化与生物多样性的形成;
1.共同进化:
不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
2.真核细胞出现后,出现了有丝分裂和减数分裂,从而出现了有性生殖,使由于基因重组产生的变异量大大增加,所以生物进化的速度大大加快。
3.寒武纪出现了大量的无脊椎动物,从而构成了生态系统的第三级——消费者。
4.蕨类植物和原始两栖类的登陆,改变了陆地的环境,复杂多样的陆地生态系统逐渐形成。
5.生物多样性产生的原因:
是生物不断进化的结果;而生物多样性的产生又加速了生物的进化。
6.生物多样性包括:
遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
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