含答案必修二.docx

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含答案必修二

遗传与进化

2.1遗传的细胞基础——减数分裂

细胞的减数分裂过程

1．减数分裂是进行有性生殖的生物在产生生殖细胞时，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，减数分裂的结果是生殖细胞中的染色体数目比体细胞的减少一半。

2．精原细胞是原始的雄性生殖细胞，每个体细胞中的染色体数目都与精原细胞的相同。

3．在减数第一次分裂的间期，精原细胞的体积增大，染色体复制，成为初级精母细胞，复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成，由同一个着丝点连接。

4．配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做同源染色体，同源染色体两两配对的现象叫做联会。

5．联会后的每对同源染色体含有四条姐妹染色单体，叫做四分体。

6．配对的两条同源染色体彼此分离，分别向细胞的两极移动发生在减一后时期。

7．减数分裂过程中染色体的减半发生在减一末期。

8．每条染色体的着丝点分裂，两条姐妹染色体也随之分开，成为两条染色体发生

在减二后时期。

配子形成过程

1．在减数第一次分裂中形成的两个次级精母细胞，经过减数第二次分裂，形成了四个精细胞，与初级精母细胞相比，每个精细胞都含有数目减半的染色体。

2．初级卵母细胞经减数第一次分裂，形成大小不同的两个细胞，小的叫做极体，大的叫做次级卵母细胞，次级卵母细胞进行第二次分裂，形成一个大的卵细胞和一个小的极体，因此一个初级卵母细胞经减数分裂形成一个卵细胞和三个极体。

受精过程

1．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。

2．经受精作用受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自父方（精子），另一半来自母方（卵细胞）。

3.下面A、B、C三图分别表示某生物（假定体细胞中只含有两对染色体）的三个正在分裂的细胞，据图回答：

ABC

⑴A图表示减一分裂后期，此细胞中含有4条染色体，8条染色单体，8个DNA分子，分裂后形成的子细胞名称是次级精母细胞。

⑵B图表示有丝分裂后期，此细胞中含有8条染色体，4对同源染色体，分裂后形成的子细胞属于体细胞。

⑶C图表示减二分裂后期，细胞中含有4条染色体，0条染色单体，0对同源染色体。

2.2遗传的分子基础

人类对遗传物质的探索过程

1.肺炎双球菌的转化试验：

菌落

菌体

毒性

S型细菌

表面光滑

有荚膜

有

R型细菌

表面粗糙

无荚膜

无

（1）过程：

R型活细菌注入小鼠体内小鼠不死亡。

S型活细菌注入小鼠体内小鼠死亡。

杀死后的S型细菌注入小鼠体内小鼠不死亡。

无毒性的R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后注入小鼠体内，小鼠死亡。

从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖等物质，分别加入R型活细菌中培养，发现只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌。

（2）结果分析：

①→④过程证明：

加热杀死的S型细菌中含有一种“转化因子”；⑤过程证明：

转化因子是DNA。

结论：

DNA是遗传物质。

2．噬菌体侵染细菌的实验：

（1）过程：

T2噬菌体的蛋白质被35S标记，侵染细菌。

T2噬菌体内部的DNA被32P标记，侵染细菌。

（2）结果分析：

测试结果表明：

侵染过程中，只有32P进入细菌，而35S未进入，说明只有亲代噬菌体的DNA进入细胞。

子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。

DNA才是真正的遗传物质。

3．RNA是遗传物质的证据：

（1）提取烟草花叶病毒的蛋白质不能使烟草感染病毒。

（2）提取烟草花叶病毒的RNA能使烟草感染病毒。

4．结论：

绝大多数生物的遗传物质是DNA，DNA是主要的遗传物质。

极少数的病毒的遗传物质不是DNA，而是RNA。

5.写出下列生物的遗传物质

人（DNA）噬菌体（DNA）大肠杆菌（DNA）

烟草花叶病毒（RNA）SARS病毒（RNA）

DNA分子结构的主要特点

1．DNA是一种高分子化合物，每个分子都是由成千上百个4种脱氧核苷酸聚合而成的长链。

2．结构特点：

由两条脱氧核苷酸链盘旋而成的双螺旋结构。

外侧：

由磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架。

内侧：

两条链上的碱基通过氢键形成碱基对。

碱基对的形式遵循互补配对，即A一定要和T配对，G一定和C配对。

3．双链DNA中腺嘌呤（A）的量总是等于T的量．鸟嘌呤（G）的量总是等于C的量。

基因和遗传信息的关系

1．一条染色体上有1个DNA分子，一个DNA分子上有许多个基因，基因在染色体上呈现线性排列。

每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的碱基序列，这说明DNA中蕴涵了大量的遗传信息。

2．概念：

DNA分子上分布着多个基因，基因是具有遗传效应的DNA片段。

3．DNA能够储存足够量的遗传信息，遗传信息蕴藏在碱基对的排列顺序之中，构成了DNA分子的多样性。

DNA分子的复制

1．DNA的复制概念：

是以DNA为模板合成DNA的过程。

2．时间：

DNA分子复制是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期。

3．场所：

细胞核。

4．过程：

（1）解旋：

DNA首先利用线粒体提供的能量在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。

（2）合成子链：

以解开的每一段母链为模板，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的子链。

（3）形成子代DNA：

每一条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构，从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA。

5．特点：

（1）DNA复制是一个边解旋边复制的过程。

（2）由于新合成的DNA分子中，都保留了原DNA的一条链，因此，这种复制叫半保留复制。

6．条件：

DNA分子复制需要的模板是DNA，原料是游离的脱氧核糖核苷酸，需要能量ATP和有关的酶。

7．功能：

传递遗传信息。

DNA分子通过复制，使亲代的遗传信息传给子代。

遗传信息的转录和翻译

1．RNA是在细胞核中，以DNA一条链为模板合成的，这一过程称为转录；合成的RNA有三种：

mRNA，tRNA，rRNA。

2．RNA与DNA的不同点是：

五碳糖是核糖而不是脱氧核糖，碱基组成中有U而没有T（胸腺嘧啶）；从结构上看，RNA一般是单链，而DNA是双螺旋。

3．翻译是指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（多肽链）的过程。

4．mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸。

每3个这样的碱基称为1个密码子。

5．蛋白质合成的“工厂”是核糖体，搬运工是tRNA。

每种tRNA只能转运并识别1种氨基酸，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基，称为反密码子。

6．1957年，克里克提出中心法则：

遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。

但是，遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质，也不能从蛋白质流向RNA或DNA。

遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径，是中心法则的补充。

模板

原料

产物

场所

复制

DNA

游离的脱氧核苷酸

DNA

细胞核

转录

DNA

游离的核糖核苷酸

mRNA

细胞核

翻译

mRNA

游离的氨基酸

蛋白质

细胞质中核糖体

2.3遗传的基本规律

孟德尔遗传实验的科学方法

选择豌豆作为杂交实验材料是孟德尔获得成功的重要原因。

这是因为①豌豆具有易于区分的相对性状；②豌豆是自花传粉、闭花受粉植物，自然条件下是纯种；③豌豆花大，便于进行去雄和人工授粉；④豌豆子代数目多，有利于结果的统计与分析。

基因的分离规律和自由组合规律

1．豌豆的圆粒种子与豌豆的皱粒种子为一对相对性状。

2．在孟德尔关于一对相对性状高、矮的实验中，F1代的表现型是高茎，F1基因型是Dd，F1自交产生的F2有3种基因型，比例为1：

2：

1：

F2有2种表现型，比例为3：

1。

3.两只灰毛兔交配，产生的子代既有灰毛，又有白毛，则显性性状为灰毛。

4.一株高茎豌豆的基因型可能是DD、Dd。

矮茎自交后代的表现型是矮茎。

5.杂合高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，后代中出现矮茎豌豆的概率是50％。

6.一对表现型正常的夫妇，第一胎生了一个白化病儿子，这对夫妇的基因型：

父Aa，母Aa。

这对夫妇再生一个白化病儿子的几率是12.5%，再生一个白化病孩子的几率是25%。

7.鉴定一株高茎豌豆是纯合子还是杂合子的最简便方法是自交。

欲鉴定一只白羊（已知白毛对黑毛是显性）是纯合子还是杂合子的方法是测交。

8.在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因发生减一后，非同源染色体上的非等位基因发生减一后。

9.在孟德尔关于黄色圆粒与绿色皱粒豌豆的杂交实验中，F1代的表现型是黄圆，F1基因型是YyRr，F1产生4种配子，F1自交产生的F2有9种基因型，F2有4种表现型，比例为9:

3:

3:

1。

基因和性状的关系

1．基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。

2．基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

3．基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细的调控着生物体的性状。

伴性遗传

1．伴X隐性遗传的遗传特点：

（1）隐性致病基因及其等位基因只位于X染色体上。

（2）男性患者多于女性患者。

（3）往往有隔代遗传现象。

（4）女患者的儿子一定患病。

（母病子必病）

2．伴X显性遗传的遗传特点：

（1）显性的致病基因及其等位基因只位于X染色体上。

（2）女性患者多于男性患者。

（3）具有世代连续性。

（4）男患者的女儿一定患病。

（父病女必病）

4．表示一个家系的图中，通常以正方形代表男，圆形代表女，以罗马数字代表（如I、Ⅱ等）代，以阿拉伯数字表示（如1、2等）个体。

5．色盲基因、血友病基因位于X染色体上，白化病基因位于常染色体上。

6.写出男性色盲患者的基因型：

XbY，写出女性色盲患者的基因型：

XbXb。

7.一位母亲色盲，生了四个儿子，有4个色盲。

一个女性色盲携带者（XBXb）与一个正常男性婚配，所生儿子的基因型可能是XBY、XbY，儿子是色盲的几率是50％。

8.男性体细胞内的性染色体是XY，女性体细胞内的性染色体是X。

9.一对夫妇生一个男孩的几率是50%。

10.男孩若色盲，则色盲基因来自母亲。

2.4生物的变异

基因重组及其意义

1．基因重组是指在生物体进行减数分裂的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。

2.兄弟姐妹间的性状差异主要来自哪种变异？

基因重组。

3.基因重组发生的时期是减一前和减一后。

4．杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法，它依据的主要遗传学原理是基因重组。

基因突变的特征和原因

1．DNA分子中发生碱基对的增添、缺失、改变，而引起的基因结构的改变叫基因突变。

2．基因突变有如下特点：

在生物界普遍存在，不定向、随机、多有害，频率很低。

3．基因突变的意义在于：

它是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。

4．诱变育种是利用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、激光等）

或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。

其优点是提高突变率、短时间内获得更多的优良变异类型、抗病力强、产量高、品质好。

染色体结构变异和数目变异

1．染色体变异包括结构变异和数目变异。

染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因的数目或者排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。

染色体数目变异可分为两类：

一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增长或减少。

2．染色体组是指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的全部遗传信息。

生物变异在育种上的应用

1．人工诱导多倍体最常用而且最有效的方法是用秋水仙素加倍，其作用机理是能抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，染色体完成了复制但不能移向两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。

2．培育单倍体最常见的方法是花药离体培养，培育多倍体最常见的方法是秋水仙素诱导。

单倍体细胞中的染色体数目与本物种配子中染色体数目是什么关系？

相等。

单倍体育种的优点是缩短育种年限。

转基因生物和转基因食品的安全性

1．基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。

通俗地说，就是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，定向地改造生物的遗传技术。

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。

3．基因工程生产药品的优点是高效率、高质量、低成本。

4．目前关于转基因生物和转基因产品的安全性，有两种观点，一种观点是转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制；另一种观点是转基因生物和转基因食品是安全的，应该大范围推广。

2.5人类遗传病

人类遗传病的类型人类遗传病的监测和预防

1．人类遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病，主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体病三大类。

2．单基因遗传病是指受1对等位基因控制的遗传病，可能由显性致病基因引起，也可能由隐性致病基因引起。

3．多基因遗传病是指受2对以上的等位基因控制的遗传病，主要包括一些先天性发育异常和一些常见病，在群体中的发病率较高。

4．染色体异常遗传病由染色体异常引起，如21三体，又叫先天性愚型，患者比正常人多了一条21号染色体，是由于减数分裂时21号染色体不能正常分离而形成。

人类基因组计划及其意义

1．人类基因组计划正式启动于1990年，目的是测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。

一共测量24条染色体的序列。

2.6生物的进化

现代生物进化理论的主要内容

1．现代生物进化理论的主要内容包括：

生物进化的基本单位是种群，生物进化的实质是种群基因频率的改变，生物进化的原材料是可遗传的变异_，自然选择决定生物进化的方向。

物种形成的必要条件是生殖隔离。

2．种群是生活在一定区域中的同种生物的全部个体。

3．种群的基因库是该种群中所有个体所包含的全部基因。

4．可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异，其中基因突变和染色体变异统称为突变。

基因突变产生新的基因，就可能使种群的基因频率发生变化。

可遗传的变异提供了生物进化的原材料。

5．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。

6．物种是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。

7．隔离是不同种群的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。

常见的隔离

有地理隔离和生殖隔离。

8．生殖隔离即不同物种之间一般是不能交配的，即使交配成功也不能产生可育后代。

地理隔离即同一种生物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。

生物进化与生物多样性的形成

1．共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。

2．生物多样性包括三个层次的内容：

遗传多样性、物种多样性

和生态系统多样性。