生物必修2总复习Word下载.docx
《生物必修2总复习Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物必修2总复习Word下载.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
9．基因突变的应用
诱变育种——用人工诱导基因突变的方法提高变异频率，创造人类需要的变异
类型，从中选择、培育出优良的生物品种。
（1）常用的方法：
X射线、Y射线、紫外线等；
化学因素：
亚硝酸、硫酸二乙酯等。
（2）优点：
提高突变频率，缩短育种周期，大幅度改良某些性状。
（3）缺点：
①成功率低；
②产生大量不合格突变型；
③诱发的个体产生有利的不多，必须处理大量实验材料。
（4）例子：
大豆“黑农五号”、青霉菌的选育、太空育种等
三、基因重组
1．概念：
是指在生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合的过程。
2．基因重组的类型
自由组合：
减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合）
交换重组：
四分体时期，同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交叉互换而交换
3．基因重组的意义：
基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化有重要意义
四、基因突变与基因重组的区别（表1）
表1
基因突变
基因重组
本质
基因的分子结构发生改变，产生了新基因，也可以产生新基因型，出现了新的性状。
不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。
发生时间及
原因
细胞分裂间期DNA分子复制时，由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。
减数第一次分裂后期中，随着同源染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合；
四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换。
条件
外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。
有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。
意义
生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。
生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因。
特点
突变频率低，但普遍存在。
有性生殖中非常普遍。
第2节染色体变异
一、染色体结构的变异
染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。
2．变异类型：
（1）缺失：
染色体中某一片段的缺失；
例如：
猫叫综合征。
是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，因为患病儿童哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。
猫叫综合征患者的两眼距离较远，耳位低下，生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍；
果蝇的缺刻翅的形成。
（2）重复：
染色体增加了某一片段；
果蝇的棒眼现象就是X染色体上的部分重复引起的。
（3）倒位：
染色体某一片段的位置颠倒了180°
，造成染色体内的重新排列；
如女性习惯性流产（第9号染色体长臂倒置）。
（4）易位：
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上或同一条染色体上的不同区域；
惯性粒白血病（第14号与第22号染色体部分易位）。
二、染色体数目的变异
1．染色体组
（1）概念：
细胞内的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
（2）特点：
①一个染色体组内没有同源染色体；
②形态、大小、功能均不相同；
③一个染色体组含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。
2．染色体组数目的判断
（1）细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组（图一）。
问：
图中细胞含有几个染色体组？
（4个）
（2）根据基因型判断细胞中的染色体数目，控制每一性状的基因出现几次，该次数就等于染色体组数（图二）。
问：
（4个）
（3）根据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。
染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数
果蝇的体细胞中含有8条染色体，4对同源染色体，即染色体形态数为4（X、Y视为同种形态染色体），染色体组数目为2。
人类体细胞中含有46条染色体，共23对同源染色体，即染色体形态数是23，细胞内含有2个染色体组。
3．二倍体
由受精卵发育的，具有两个染色体组的细胞或个体称为二倍体（2n）；
（2）实例：
果蝇、玉米、洋葱就是二倍体。
几乎全部的动物和过半数以上的高等植物，都是二倍体。
4．多倍体
由受精卵（或合子）发育而成的，具有三个或三个以上染色体组的细胞或个体统称为多倍体。
香蕉（3n）；
马铃薯（4n）；
普通小麦（6n）；
小黑麦（8n）。
帕米尔高原的植物65%的种类是多倍体。
（3）多倍体育种
①原理：
温度骤变、适当浓度的秋水仙素能在不影细胞活力的条件下抑制纺锤体生成或破坏纺锤体。
导致染色体复制且着丝点分裂后不能分配到两
个细胞中或者细胞不能分裂，从而使细胞内的染色体数目加倍。
人工诱导多倍体的方法很多，如：
低温处理、原生质体融合将两个物种的体细胞融合在一起，诱导形成异源多倍体等；
但目前常用且有效的方法是：
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
②秋水仙素发挥作用的时期：
细胞分裂前期。
③优点：
植株、果实、种子等粗大，营养物质含量高。
缺点：
生长发育延迟，结实率低。
④三倍体无籽西瓜的培育过程图示：
注：
亲本中要用四倍体植株作为母本，二倍体作为父本，两次使用二倍体花粉的作用是不同的。
第一次：
二倍体的花粉提供精子；
第二次，二倍体的花粉刺激三倍体西瓜的子房产生生长素，使果实发育。
虽然，三倍体无籽西瓜一般不能产生种子，但并不排除有结出种子的可能。
因为三倍体产生配子中，具有N和2N的染色体是有功能的，能受精，虽然出现几率很低，但仍有可能产生并完成受精而产生种子。
只不过种子不能完成发育。
5．单倍体
由配子发育而来，体细胞中含有本物种配子的染色体数目的个体。
（2）形成原因：
①自然条件：
由有性生殖细胞（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。
如蜜蜂中的雄峰（未受精的卵细胞发育而来）；
②人工条件：
一般利用花粉离体培养获得；
如单倍体玉米，小麦等。
③特点：
植株弱小，高度不育.
（3）单倍体育种方法：
6．总结：
对于一个个体称单倍体还是几倍体，关键看什么？
关键看它是受精卵发育成的，还是配子直接发育而成的。
由受精卵发育成
的个体，细胞中有几个染色体组就叫几倍体；
由配子发育而成的个体无论细胞中有几个染色体组都叫单倍体。
7．列表比较多倍体育种和单倍体育种（表2）：
表2
多倍体育种
单倍体育种
原理
染色体组成倍增加
染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种（指每对染色体上成对的基因都是纯合的）
常用
方法
秋水仙素处理萌发的种子、幼苗
花药的离体培养后，人工诱导染色体加倍
优点
器官大，提高产量和营养成分
明显缩短育种年限
缺点
适用于植物，在动物方面难以开展
技术复杂一些，须与杂交育种配合
8．常见的一些关于单倍体与多倍体的问题
（1）一倍体一定是单倍体吗？
单倍体一定是一倍体吗？
（一倍体一定是单倍体；
单倍体不一定是一倍体。
）
（2）二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组，这种说法对吗？
为什么？
（对，因为在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半。
（3）如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体，这种说法对吗？
（不对，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种，因此，只能称为单倍体。
（4）单倍体中可以只有一个染色体组，但也可以有多个染色体组，对吗？
（对。
如果本物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组；
如果本物种是四倍体，则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。
三．正确理解基因突变、基因重组、染色体变异的联系和区别（表3）1．联系：
都是可遗传变异的来源。
2．区别（如表3）
三、基因重组、基因突变及染色体变异的比较（见表3）
比较项目
染色体变异
发生时期
减数分裂第一次分裂的前、后期
分裂间期
植物细胞有丝分裂过程中，未受精的卵细胞、花粉花药直接发育而成
产生原因
通过杂交，控制不同性状的非等位基因的自由组合，或交叉互换时重新组合
自然突变或人工诱变，使基因的结构发生改变，包括DNA碱基对的增添、缺失、种类改变，排列顺序变化
在自然和人工诱导下使染色体数目成倍增加或成倍减少（即多倍体或单倍体）
是否产生新基因
不产生新基因，但产生新的基因型
产生新基因
和新基因型
不产生新基因
在生物变异
中的地位
生物变异的原因；
如通过选择加以保留，可产生生物的新类型
生物变异的主要来源；
生物进化的重要因素；
创造生物新类型的重要方法之一
是产生或培育植物新类型的方法之一
（表3）
四、杂交育种、人工诱变育种、单倍体育种、多倍体育种比较（如表4）
表4
杂交育种
人工诱变育种
依据原理
基因重组得到
纯种或杂种
染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种
染色体组成倍增加
常用方法
1.杂交→自交→选优→自交
2.杂交→“杂交”
辐射诱变、激光诱变
花药的离体培养，后秋水仙素处理再加倍
秋水仙素处理萌发种子、幼苗
使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上
可以提高变异频率或出现新性状，加速育种进程
明显缩短育种年
限
器官巨大型，提高产量和营养成分
时间长，须及时发现优良性状
有利变异少，须大量处理实验材料，具有不确定性
适用于植物，但结实率低。
在动物难于开展
第3节人类遗传病
一、人类遗传病总结（见表5）
表5
遗传病类型
病例
单基因遗传病
显性遗传
a.常染色体显性：
多指、并指、短指、多指、软骨发育不全。
b．伴X显性遗传：
抗VD佝偻病。
隐性遗传
a．常染色体隐性：
白化病、苯丙酮尿症。
b．伴X隐性遗传：
红绿色盲、血友病、果蝇白眼、进行性肌营养不良。
多基因遗传病
青少年型糖尿病、原发性高血压、唇裂、无脑儿。
家族聚集，易受环境影响
染色体异常
数目异常
a．常染色体病：
21三体综合征（发病的根本原因是患者体细胞内多了一条21号染色体。
b．性染色体异常：
性腺发育不良。
结构异常
a．缺失：
猫叫综合征（5号染色体缺失一段）。
b．倒位：
女性习惯性流产（第9号染色体长臂倒置）。
c．惯性粒白血病（第14号与第22号染色体部分易位）。
二、人类遗传病与优生
（1）优生的措施：
禁止近亲结婚、进行遗传咨询、提倡适龄生育、产前诊断。
（2）禁止近亲结婚的原因：
近亲结婚的夫妇从共同祖先那里继承同一种致病基因的机会大大增加，所生子女患隐性遗传病的概率大大增加。
三、细胞质遗传
1．细胞质遗传的特点：
母系遗传（原因：
受精卵中的细胞质几乎全部来自母细胞）；
后代没有一定的分离比（原因：
生殖细胞在减数分裂时，细胞质中的遗传物质随机地、不均等地分配到子细胞中去）。
2．细胞质遗传的物质基础：
在细胞质内存在着DNA分子，这些DNA分子主要位于线粒体和叶绿体中，可以控制一些性状。
3．细胞核遗传和细胞质遗传各自都有相对的独立性。
这是因为，尽管在细胞质中找不到染色体一样的结构，但质基因和核基因一样，可以自我复制，可以通过转录和翻译控制蛋白质的合成，也就是说，都具有稳定性、连续性、变异性和独立性。
但细胞核遗传和细胞质遗传又相互影响，很多情况是核质互作的结果。
第六章从杂交育种到基因工程
第2节基因工程及其应用
一、基因工程的概念
也叫做基因拼接技术或DNA重组技术。
即按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的性状。
原理：
操作水平：
DNA分子水平
操作环境：
生物体外
结果：
定向地改造生物的性状，获得人类所需要的品种。
二、基因工程的操作步骤
1．获得目的基因
1）方法：
①从供体细胞的DNA中直接分离基因：
从供体细胞中提取DNA，然后用限制性核酸内切酶切割DNA，以获得目的基因；
②人工合成基因。
2）使用的工具：
基因的“剪刀”----限制性核酸内切酶（限制酶）
识别特定核苷酸序列，切割特定DNA位点（裂解磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键），具有特异性。
a．分布：
主要在微生物中。
b．作用特点：
特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。
c．结果：
产生黏性未端（碱基互补配对）。
例：
大肠杆菌的一种限制酶（EcoRⅠ）能识别GAATTC序列，并在G和A之间切开。
3）黏性末端
被限制酶切开的DNA两条链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。
2、目的基因与运载体结合
1）做法：
用与提取目的基因相同的限制酶切割质粒（运载体）使之出现一个切口，将目的基因插入切口处，让目的基因的黏性末端与切口上的黏性末端互补配对后，在DNA连接酶的作用下连接形成重组DNA分子。
2）使用的工具
①基因的“针线”----DNA连接酶：
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，这样一个重组的DNA分子才能形成。
a．连接的部位：
磷酸二酯键，不是氢键。
b．结果：
两个相同的黏性未端的连接。
②基因的“运载体”----质粒、病毒、噬菌体等
a.质粒：
存在于细菌拟核外或酵母菌核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。
b.动植物病毒：
改造的猴肾病毒SV40、逆转录病毒和昆虫杆状病毒等。
c.噬菌体：
改造的感染大肠杆菌的λ噬菌体、M13、f1、fd噬菌体等。
3）作为运载体需要具备的特点:
①能够在宿主细胞内复制并稳定保存；
②具有多个限制酶切点以便与不同的外源基因相连；
③具有标记基因，便于进行筛选。
3、将目的基因导入受体细胞
目前常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
4、目的基因的表达和检测：
处理的受体细胞中真正摄入了目的基因的很少，必须
将它从中检测出来。
检测方法如：
质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，
如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。
表达：
受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。
如：
抗
虫棉基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死；
胰岛素基
因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。
三、基因工程的应用
1、基因工程与作物育种
运用基因工程技术，不但可以培养优质、高产、抗逆性好的农作物及畜、禽新品种，还可以培养出具有特殊用途的动、植物。
1）基因工程育种的特点：
目的性强、克服远缘杂交不亲和性、育种周期短。
2）抗虫基因作物的使用，不仅减少了农药的用量，大大降低了生产成本，而且还减少了农药对环境的污染。
2、基因工程与药物研制
基因工程生产药品的优点是：
效率高、成本低、品质好。
3、环境保护：
基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。
4、基因诊断和基因治疗
1）基因诊断：
是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本的遗传信息，达到检测疾病的目的。
2）基因治疗：
是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。
四、转基因生物和转基因食品的安全性
目前关于转基因生物和转基因产品的安全性，有两种观点，一是转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制；
另一种是转基因生物和转基因食品是安全的，应该大范围推广。
五、各种育种方法总结（见表6）
表6
类别方式
主要处理方法
主要优（缺）点
先让表现型不同的个体进行杂交，得F1后再经多次“自交、选择”最终获得纯合的优良品种
优点：
方法简便，使位于不同个体的优良性状集中到一个个体上
育种时间长，局限于同种或亲缘关系较近的物种
诱变育种
物理方法：
激光或辐射等
化学方法：
化学药剂处理
（秋水仙素、硫酸二乙酯）
可以提高变异的频率；
大幅度改良某些性状；
加速育种进程
有利变异少，工作量大，盲目性强
染色体数目变异（染色体数目先成倍减少后成倍增加）
花药（F1）离体培养出单倍体幼苗；
对单倍体幼苗再经人工诱导（如秋水仙素）使染色体数目加倍，得到纯种
自交后代不发生性状分离；
技术复杂
染色体数目变异（染色体数目成倍增加）
用秋水仙素处理幼苗或萌发的种子
培育出自然界没有的生物品种；
茎秆粗壮、器官大、产量高、营养丰富等
技术复杂，发育缓慢，结实率低，一般只适合于植物
转基因育种
“提”、“装”、“导”、“检”，“选”
可以按人的意愿定向改造生物，目的性强
技术复杂。
安全性问题多
细胞工程育种
植物体
细胞杂
交育种
细胞的全能性、细胞膜的流动性
“去壁”
“诱融”
“组培”
克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出植物新品种
技术复杂，工作量大，操作繁琐
动物体细胞克隆育种
细胞的全能性
核移植和胚胎移植
培育繁殖优良生物品种，用于保存濒危物种，有选择地繁殖某性别动物
激素育种
利用生长素培育无籽番茄、无籽黄瓜、无籽辣椒
例题：
下图中A－E表示几种不同育种方法
甲
A.
乙
B.
C.AABBDD×
RRABDRAABBDDRR
普通小麦黑麦不育杂种小黑麦
DDTT×
ddttF1F2能稳定遗传的
D.高秆矮秆矮秆抗锈病的品种
抗锈病易染锈病
ddttF1配子幼苗能稳定遗传的
E.高秆矮秆矮秆抗锈病的品种
F.其它生物基因
植物细胞新细胞具有新性状的植物体
A：
克隆B：
诱变育种C：
多倍体育种D：
E：
单倍体育种F：
基因工程
第七章现代生物进化理论
第1节现代生物进化理论的由来
一、拉马克的进化学说
1．内容
（1）生物都不是神创的，而是由更古老的生物传衍来的。
这对当时人们普遍信奉的神创造成一定冲击，因此具有进步意义。
（2）生物是由低等到高等逐渐进化的。
拉马克几乎否认物种的真实存在，认为生物只存在连续变异的个体。
（3）对于生物进化的原因，他认为：
一是“用进废退”的法则；
二是“获得性遗传”的法则。
但这些法则缺乏事实依据，大多来自于主观推测。
2．局限性
（1）用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持
（2）过于强调环境的变化直接导致物种的改变。
实际上环境的变化如果未引起遗传物质的变化，就不会使生物发生可遗传的变异
3．意义
（1）第一次提出比较完整的进化学说
（2）反对神创论和物种不变论
二、达尔文自然选择学说
达尔文自然选择学说的内容：
过度繁殖；
生存斗争；
遗传变异；
适者生存。
1．达尔文自然选择学说的主要内容
1）过度繁殖——生物生存的条件、选择的基础
生物体普遍具有很强的繁殖能力，能产生很多后代，不同个体间有一定的差异。
2）生存斗争——进化的动力、外因、条件
大量的个体由于资源空间的限制而进行生存斗争。
在生存斗争中大量个体死亡，只有少数的个体生存下来。
生存斗争包括三方面：
①生物与无机环境的斗争；
②种内斗争；
③种间斗争。
生存斗争对某些个体的生存不利，但对物种的生存是有利的，并推动生物的进化。
3）遗传变异——进化的内因
在生物繁殖的过程中普遍存在着遗传变异现象，生物的变异是不定向的，有的变异是有利的，有的是不利的，其中具有有利变异的个体就容易在生存斗争中获胜生存下去，反之，具有不利变异个体就容易被淘汰。
4）适者生存——选择的结果
达尔文把适者生存，不适者被淘汰叫自然选择。
自然选择只选择适应环境的变异类型，通过多次选择，使生物的微小有利变异通过繁殖遗传给后代，得以积累和加强，使生物更好的适应环境，逐渐产生了新类型。
所以说变异是不定向的，但自然选择是定向的，决定着进化的方向。
2．达尔文认为长颈鹿的进化原因
原因是：
长颈鹿产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）；
它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）；
它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；
颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了（适者生存）。
3．达尔文的自然选择学说的历史局限性和意义
（1）先进性：
它论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因提出了合理的解释。
（2）局限性
①对于遗传和变异的本质未能作出科学的解释。
②对于生物进化的解释也局限于个体水平。
③强调物种的形成是渐变的结果，不能解释物种大爆发的现象。
4．达尔文的自然选择学说的内在联系
（1）过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争。
（2）变异是不定向的，具有有利变异的个体通过遗传在后代中得到积累和加强，产生适应环境的新类型，这是生物多样性和适应性形成的原因。
因此遗传和变异是生物进化的内在因素（基础）。
（3）自然选择是通过生存斗争来实现的，生存斗争是生物进化的动力。
（4）适者生存是自然选择的结果。
注意：
变异是不定向的，自然选择是定向的，决定着生物进化的方向。
三、达尔文以后的进化理论
随着生物科学的发展，关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平，人们逐渐认识到遗传和变异的本质。
获得性遗传的观点被摈弃。
关于自然选择的作用等问题的研究，已经从生物个体为单位，发展到以种群为基本单位。
这样就形
升级会员 