高中生物 《遗传与进化》复习 新人教版必修2Word格式.docx

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相同点

①染色体的行为和数目变化规律相同。

②产生的子细胞数目都是4个，且细胞中染色体数目减半。

1、同源染色体条件：

①形态、大小基本相同；

②一条来自父方，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。

4、减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律

5、减数分裂形成子细胞种类：

假设含n对等位基因，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个精原细胞可形成2种精子。

它的1个卵原细胞可形成1种卵细胞。

五、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。

六、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤：

姐妹分家只看一极

一看染色体数目：

奇数为减Ⅱ

二看有无同源染色体：

没有为减Ⅱ

三看同源染色体行为：

确定有丝或减Ⅰ

注意：

若细胞质为不均等分裂，则为卵原细胞的减Ⅰ或减Ⅱ的后期。

同源染色体分家——减Ⅰ后期（初级卵母细胞）

姐妹分家——减Ⅱ后期（次级卵母细胞）

第二节有性生殖

有性生殖：

有性生殖是由亲代产生有性生殖细胞或配子，经过两性生殖细胞（如精子和卵细胞）的结合，成为合子（如受精卵）。

再由合子发育成新个体的生殖方式。

意义：

由于两性生殖细胞分别来自不同的亲本，因此，由合子发育成的后代就具备了双亲的遗传特性，具有更强的生活能力和变异性，这对于生物的生存和进化具有重要的意义。

4.1探索遗传物质的过程

一、1928年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验：

1、肺炎双球菌有两种类型：

●S型细菌：

菌落光滑，菌体有夹膜，有毒性

●R型细菌：

菌落粗糙，菌体无夹膜，无毒性

2、实验过程（看书）

3、实验证明：

无毒性的R型活细菌与被加热杀死的有毒性的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型活细菌。

这种性状的转化是可以遗传的。

推论：

已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质—“转化因子”。

二、1944年艾弗里的实验：

1、实验过程：

看书

2、实验证明：

DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

蛋白质等不是

三、1952年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验

1、T2噬菌体结构和元素组成：

3、实验结论：

子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。

（即：

DNA是遗传物质）

①噬菌体侵染细菌包括：

吸附、注入、合成、组装、释放5个步骤。

②噬菌体侵染细菌后，合成子代噬菌体蛋白质外壳所需的原料——氨基酸全部来自细菌，场所——核糖体来自细菌。

而组成子代噬菌体的DNA既有来自侵入细菌的亲代噬菌体的，也有利用细菌体内的原料——脱氧核苷酸新合成的。

四、1956年烟草花叶病毒感染烟草实验

提取烟草花叶病毒的RNA和蛋白质，分别感染烟草，用从烟草花叶病毒中提取的蛋白质不能使烟草感染花叶病，但从烟草花叶病毒中提取的RNA却能使烟草感染花叶病。

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

仅有DNA

仅有RNA

遗传物质

DNA

RNA

因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。

4.2DNA的结构和DNA的复制：

DNA的结构

组成元素：

C、H、O、N、P基本单位：

脱氧核糖核苷酸（4种）

沃森和克里克提出“DNA双螺旋结构模型”内容是：

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）

①单链上的磷酸二酯键，可以被限制性内切酶切断，也可以用DNA连接酶和DNA聚合酶复原。

②碱基对之间的氢键，可用解旋酶断开，也可升温断裂，适宜条件下可自动复原。

特性：

①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）。

从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。

②特异性：

每个特定DNA分子的碱基排列顺序是特定的。

所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息，这就构成了DNA分子的特异性。

③稳定性：

指DNA分子双螺旋结构空间结构的相对稳定性。

原因有：

a．DNA分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成，从头至尾没有变化。

b．碱基配对方式始终不变，即A＝T；

G≡C

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）。

与DNA有关的计算：

（1）在双链DNA分子中：

①A=T、G=C

②任意两个非互补的碱基之和相等；

且等于全部碱基和的一半。

例：

A+G=A+C=T+G=T+C=1/2全部碱基

（2）在DNA的两条单链之间：

①百分比关系:

若一条链中互补碱基的和占该链比率为a%，则:

另一条链中该比率也为a%，双链中该比率也为a%。

若一条链中非互补碱基的和占该链比率为b%，则另一条链中该比率为1－b%

②比值关系:

若一条链中两组互补碱基和的比值a，则：

另一条链中该比值也为a，双链中该比值也为a。

若一条链中两组非互补碱基和的比值为b，则另一条链中该比值为1/b

在一个双链DNA分子中，某碱基占碱基总量的百分数等于其在每条链中百分数和的一半。

A双%=（A1%+A2%）/2

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

基因对性状的控制

1、中心法则：

克里克提出：

上述遗传信息的流动都要遵循碱基互补配对原则。

2、基因控制性状的方式：

（1）通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状；

（2）通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。

人类基因组计划及其意义

计划：

完成人体24条染色体上的全部基因的遗传作图、物理作图、和全部碱基的序列测定。

可以清楚的认识人类基因的组成、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的意义

3.1基因的分离定律

性状：

生物体所表现出来的形态特征、生理特征或行为方式等。

相对性状：

同一种生物的同一种性状的不同表现类型。

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：

在杂种后代中出现不同于亲本性状的现象。

基因：

控制性状的遗传因子（DNA分子上有遗传效应的片段）

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。

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）。

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（如基因型为AA的个体）隐性纯合子（如基因型为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）（如基因型为Aa的个体）

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）

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）

基因分离定律的实质:

在减I分裂后期，等位基因随着同源染色体的分开而分离。

基因分离定律的两种基本题型：

●正推类型：

（亲代→子代）

亲代基因型

子代基因型及比例

子代表现型及比例

⑴

AA×

AA

全显

⑵

Aa

AA:

Aa=1:

1

⑶

aa

⑷

Aa×

Aa:

aa=1:

2:

显:

隐=3:

⑸

Aa:

aa=1:

隐=1:

⑹

aa×

全隐

●逆推类型：

（子代→亲代）

至少有一方是AA

Aa

孟德尔遗传实验的科学方法：

正确地选用实验材料；

由单因子到多因子的研究方法；

应用统计学方法对实验结果进行分析；

科学地设计了试验的程序。

杂合子连续自交问题：

杂合子（Aa）连续自交，n次后（Aa）：

（1/2）n纯合子（AA+aa）：

1-（1/2）n（注：

AA=aa）

3.2基因的自由组合定律

实质：

在减I分裂后期，非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。

基因自由组合定律两种基本题型：

共同思路：

“先分开、再组合”

●正推类型（亲代→子代）

例4：

具有n对等位基因（各对等位基因独立遗传）的个体自交，则:

①该个体产生雌配子的种数为_______，该个体产生雄配子的种数为_______。

②子代基因型的种数为_______，子代基因型的比值为_____________。

③子代表现型的种数为_______，子代表现型的比值为___________。

答案：

①2n2n②3n（1:

1）n③2n（3:

1）n

●逆推类型（子代→亲代）

（1）若某生物只产生2种配子YR、yR，且比值为1:

1，则该生物的基因型为__________。

（2）若某生物产生4种配子YR、yR、Yr、yr，且比值为1:

1:

YyRRYyRr

指导杂交育种：

在水稻中，高杆（D）对矮杆（d）是显性，抗病（R）对不抗病（r）是显性。

现有纯合矮杆不抗病水稻ddrr和纯合高杆抗病水稻DDRR两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻ddRR，应该怎么做？

（用遗传图解说明）

性别决定和伴性遗传

一、1、性别决定　　概念：

是指雌雄异体的生物决定性别的方式。

2、染色体分类：

（1）按来源分为：

同源染色体和非同源染色体。

（2）按与性别的关系分为：

常染色体和性染色体。

3、性别决定方式：

（1）XY型性别决定方式：

●染色体组成：

雄性：

n－1对常染色体+XY雌性：

n－1对常染色体+XX

●性比：

一般1:

1

●常见生物：

全部哺乳动物、大多数雌雄异体的植物，多数昆虫、一些鱼类和两栖类。

（2）ZW型性别决定方式：

n－1对常染色体+ZZ雌性：

n－1对常染色体+ZW

1　　　　　　常见生物：

鸟类等。

二、1、伴性遗传概念：

由性染色体上的基因决定的性状在遗传时与性别联系在一起，这类性状的遗传被称为伴性遗传。

2、伴性遗传的种类：

伴X遗传伴X隐性遗传

I伴X显性遗传

伴Y遗传

注：

遵循的遗传规律

常染色体和性染色体上的基因都遵循基因的分离定律和基因的自由组合定律。

常染色体和性染色体上的基因属于非同源染色体上的非等位基因，其遗传遵循自由组合定律。

3、伴性遗传基因型的写法

先写出性染色体，男性XY，女性XX，再在X染色体的右上角写上基因（Y上不写）

已知红绿色盲是由位于X染色体上的隐性基因（b）控制的，正常性状是由显性基因（B）控制的。

请完成下面表格。

女性♀

男性♂

基因型

表现型

正常

（纯合子）

（携带者）

色盲

4、三种伴性遗传的特点：

伴X隐性遗传：

①男＞女②隔代遗传（交叉遗传）③母病子必病，女病父必病

伴X显性遗传：

①女＞男②连续发病③父病女必病，子病母必病

伴Y遗传：

①男病女不病②父→子→孙

5、家族系谱图中遗传病遗传方式的快速判断

无中生有为隐性→病女父或子正常为常隐

有中生无为显性→病男母或女正常为常显

附：

常见遗传病类型（要记住）：

伴X隐：

色盲、血友病　　　　　　　　　　常隐：

先天性聋哑、白化病

伴X显：

抗维生素D佝偻病　　　　　　　常显：

多（并）指

第五节关注人类遗传病

（一）单基因遗传病

1、概念：

由一对等位基因控制的遗传病。

2、类型：

显性遗传病伴Ｘ显：

抗维生素Ｄ佝偻病

常显：

多指、并指、软骨发育不全

隐性遗传病伴Ｘ隐：

色盲、血友病

常隐：

先天性聋哑、白化病、镰刀型细胞贫血症、黑尿症、苯丙酮尿症

（二）多基因遗传病

由多对等位基因控制的人类遗传病。

2、常见类型：

腭裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等。

单基因遗传病和多基因遗传病合称基因病。

（三）染色体异常遗传病（简称染色体病）

染色体异常引起的遗传病。

（包括数目异常和结构异常）

常染色体遗传病结构异常：

猫叫综合征

数目异常：

21三体综合征（先天智力障碍）

性染色体遗传病：

性腺发育不全综合征（性染色体组成：

XO）

先天性睾丸发育不全综合征（性染色体组成：

XXY）

XYY综合征

试分析当某人的性染色体组成为XO、XXY、XYY时，是什么原因造成的？

三、遗传病的监测和预防

1、禁止近亲结婚：

每个人都可能携带5-6个不同的隐性致病基因，在近亲结婚的情况下，双方从共同祖先那里继承同一种致病基因的机会大大增加。

2、遗传咨询：

医生对咨询对象进行身体检查、了解家庭病史，对是否患有某种遗传病作出诊断。

→分析遗传病的传递方式。

→推算出后代的再发风险率。

→向咨询对象提出防治对策和建议，如终止妊娠，进行产前诊断等。

3、产前诊断：

是在胎儿出生前，医生用专门的检测手段，如羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊断等手段，确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病。

第四章遗传的分子基础

生物变异的类型

●不可遗传的变异（仅由环境变化引起）

●可遗传的变异（由遗传物质的变化引起）（基因突变，基因重组，染色体变异）

基因突变：

是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变等变化。

镰刀型细胞贫血症

•直接原因：

组成血红蛋白的一条肽链上的氨基酸发生改变（谷氨酸→缬氨酸）

•根本原因：

DNA模板链上的碱基发生改变（CTT→CAT）

时间：

细胞分裂间期（DNA复制时期）由于这时稳定的双螺旋解旋形成单链DNA，稳定性大大下降，极易受到外界因素干扰使原来的碱基序列发生改变，导致基因发生改变。

类型：

自发突变：

在没有人为因素的干预下，基因产生的变异。

人工诱变：

在人为因素干预下发生的基因突变。

人为因素包括：

（物理因素：

X射线、激光等；

化学因素：

亚硝酸盐，碱基类似物等；

生物因素：

病毒、细菌等。

特点：

（发生频率低，方向不确定，多害少利，随机发生，普遍性）

随机性体现在：

可以发生在生物个体发育的任何时期；

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。

结果：

使一个基因变成它的等位基因（新基因）。

是产生新基因的途径；

是生物变异的根本来源；

是生物进化的原始材料。

基因重组

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。

种类：

（1）自由组合重组：

减Ⅰ后，非同源染色体上的非等位基因也自由组合。

（2）交叉互换重组：

减Ⅰ前四分体时期，同源染色体非姐妹染色单体之间交换。

（3）重组DNA技术重组：

●概念：

是指将从一个生物体内分离得到或人工合成的目的基因转入另一个生物细胞（受体细胞）中，使后者获得新的遗传性状或表达所需要的产物的技术。

●工具：

分子手术刀：

限制性核酸内切酶（简称限制酶）。

一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。

分子针线：

DNA连接酶。

该酶连接的位置是被限制酶切开了的相邻脱氧核苷酸之间的化学键（磷酸二酯键）。

分子运输车：

载体。

目前常用的载体有质粒、噬菌体、和动植物病毒。

质粒是最早应用的载体，它存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子。

●过程：

①分离目的基因：

从生物细胞内直接分离或人工合成。

（提供目的基因的细胞称供体细胞）

②体外重组DNA：

用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，在DNA连接酶的作用下形成重组DNA。

③将目的基因导入受体细胞：

将带有目的基因的重组DNA导入受体细胞，基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、酵母菌和动植物细胞等。

④筛选、培养受体细胞：

筛选并大量培养已获得重组DNA分子的受体细胞。

⑤目的基因的的表达：

目的基因在受体细胞中表达产生蛋白质。

产生新的基因型

也是生物变异的来源之一；

对生物的进化也具有重要意义。

染色体变异的类型

包括染色体结构的变异和染色体数目的变异。

（通过显微镜一般可观察到。

1、染色体结构的变异：

缺失、重复、倒位、易位（看书P43图并理解）

使染色体上基因的数目和排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。

（多不利或致死）

实例：

猫叫综合征（5号染色体部分缺失）

2、染色体数目的变异

类型

●个别染色体增加或减少：

21三体综合征（多1条21号染色体）

●以染色体组的形式成倍增加或减少：

实例：

三倍体无子西瓜

染色体组：

（1）概念：

二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。

（2）特点：

①一个染色体组中无同源染色体，形态和功能各不相同；

（是一组非同源染色体）

②一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。

（3）染色体组数的判断：

方法一：

染色体组数=细胞中任意一种同源染色体条数

方法二：

染色体组数=基因型中控制同一性状的基因个数（同一读音的大小写）

（4）每个染色体组中染色体条数=细胞中染色体的种数

由配子发育成的个体叫单倍体。

（单倍体特点（植物）：

植株弱小，高度不育）由受精卵发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就叫几倍体，如含两个染色体组就叫二倍体，含三个染色体组就叫三倍体，以此类推。

体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。

（多倍体特点：

茎杆粗壮；

叶片、果实和种子都比较大；

糖类和蛋白质等营养物质的含量增加，但结实率低，发育延迟。

常规育种方法小结

诱变育种

杂交育种

多倍体育种

单倍体育种

方法

用物理或化学因素处理生物

杂交

用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

花药（粉）离体培养＋秋水仙素处理加倍

原理

基因突变

染色体变异

实例

高产青霉菌株的育成

矮杆抗病水稻的培育

三倍体无子西瓜的培育、八倍体小黑麦的培育

优缺点

加速育种进程，大幅度地改良某些性状，但有利变异个体少。

方法简便，但要较长年限选择才可获得纯合子。

器官较大，营养物质含量高，但结实率低，成熟迟。

后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。

5.1生物进化理论的发展

一、拉马克的进化学说：

用进废退；

获得性遗传。

二、达尔文的自然选择学说

1、理论要点：

自然选择学说（内容包括：

过度繁殖→生存斗争→遗传和变异→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）

③强调物种形成都是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。

三、现代达尔文主义（核心和基础：

仍然是自然选择学说。

种群是生物进化的基本单位

要点　自然选择决定进化方向

突变、选择和隔离是物种形成和生物进化机制

（一）种群是生物进化的基本单位

1、种群：

（不仅是生物生殖的基本单位；

而且是生物进化的基本单位。

在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。

2、种群基因库：

一个种群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：

群体中某一等位基因在该位点上可能出现的比例。

4.基因型频率：

某种基因型的个体在群体中所占的比例。

5、基因（型）频率的计算：

①按定义计算：

②某个等位基因的频率=它的纯合子的频率+½

杂合子频率

6、遗传平衡定律

●内容：

如果一个种群符合下列条件：

①大群体；

②随机交配③无突变；

④无选择；

⑤无迁移或基因交流。

则这个种群的基因频率和基因型频率保持不变。

（三）自然选择决定进化方向

1、可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。

‘

2、基因突变产生新的等位基因，这可能使种群的基因频率发生变化。

3、突变的频率虽然很低，但一个种群中往往由许多个体组成，而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。

4、突变的有害和有利不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。

5、由于变异都是随机的、不定向的，因此只提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化方向。

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