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遗传因子的发现
第1、2节孟德尔的豌豆杂交实验
一、基本概念:(一般了解)
、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离; 、自交、测交
、等位基因、非等位基因、显性基因、隐性基因;、杂合子
:表现型是基因型与环境相互作用的结果。
二、孟德尔实验成功的原因:
(1)正确选用实验材料:㈠豌豆是严格自花传粉植物(闭花授粉),自然状态下一般是纯种
㈡具有易于区分的性状
(2)由一对相对性状到多对相对性状的研究(从简单到复杂)
(3)对实验结果进行统计学分析
(4)严谨的科学设计实验程序:假说-------演绎法
★三、孟德尔豌豆杂交实验
(一)一对相对性状的杂交:
P:高茎豌豆×矮茎豌豆DD×dd
↓↓
F1:高茎豌豆F1:Dd
↓自交↓自交
F2:高茎豌豆矮茎豌豆F2:DDDddd
3:11:2:1
基因分离定律的实质:在减数分裂形成配子过程中,等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代
(二)二对相对性状的杂交:
P:黄圆×绿皱P:YYRR×yyrr
↓↓
F1:黄圆F1:YyRr
↓自交↓自交
F2:黄圆绿圆黄皱绿皱F2:Y--R--yyR--Y--rryyrr
9:3:3:19:3:3:1
在F2代中:
4种表现型:两种亲本型:黄圆9/16绿皱1/16
两种重组型:黄皱3/16绿皱3/16
9种基因型:纯合子YYRRyyrrYYrryyRR共4种×1/16
半纯半杂YYRryyRrYyRRYyrr共4种×2/16
完全杂合子YyRr共1种×4/16
基因自由组合定律的实质: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。
基因和染色体的关系
★第一节:减数分裂和受精作用:(这部分内容考纲要求理解,希望同学们能弄懂并记住)
一、减数分裂:是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,成熟生殖细胞中染色数目比原始生殖细胞的减少一半。
★二、有性生殖细胞的形成:
部位:动物的精巢、卵巢;植物的花药、胚珠
精子的形成:3、卵细胞的形成
1个精原细胞(2n)1个卵原细胞(2n)
↓间期:染色体复制细胞体积增大↓间期:染色体复制细胞体积增大
DNA加倍,染色体不加倍DNA加倍,染色体不加倍
1个初级精母细胞(2n)1个初级卵母细胞(2n)
↓前期:联会、四分体、交叉互换(2n)↓前期:联会、四分体交叉互换(2n)
中期:同源染色体排列在赤道板上(2n) 中期:同源染色体排列在赤道板上(2n)
后期:配对的同源染色体分离(2n)后期:配对的同源染色体分离(2n)
末期:细胞质均等分裂,染色体数目减半末期:细胞质不均等分裂
2个次级精母细胞(n)1个次级卵母细胞+1个极体(n)
↓前期:(n)↓前期:(n)
中期:(n)中期:(n)
后期:着丝点断裂,染色单体分开成为后期:着丝点断裂,染色单体分成两组染色体,染色体体数目加倍(2n)为两组染色体,染色体体数目加倍(2n)
末期:细胞质均等分裂(n)末期:细胞质不均等分裂(n)
4个精细胞(n)1个卵细胞(n)+3个极体(n)
↓变形↓
4个精子(n)三个极体都退化消失,只形成一个卵细胞
★三、受精作用及其意义:
1、受精作用: 精子和卵细胞相互识别,融合成为受精卵的过程。
2、受精作用的意义:减数分裂形成的配子多样性及精子和卵细胞结合的随机性,导致后代性状的多样性,这种多样性有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。
减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细
胞中染色体的数目恒定,对于生物的遗传和变异,都有重要意义。
、减数分裂和受精作用中DNA、染色体的变化
4nDNA
染色体
2n
n
0
精(卵)原细胞精(卵)原细胞受精卵时间
的有丝分裂的减数分裂受精作用的有丝分裂
四、细胞分裂的鉴别:
1、细胞质是否均等分裂:不均等分裂——减数分裂中的卵细胞的形成
2、细胞中染色体数目:若为奇数——减数第二分裂(次级精母细胞、次级卵母细胞、
减数第二分裂后期,看一极)
若为偶数——有丝分裂、减数第一分裂、
3、细胞中染色体的行为:有同源染色体——有丝分裂、减数第一分裂
联会、四分体现象、同源染色体的分离——减数第一分裂
无同源染色体——减数第二分裂
4、姐妹染色单体的分离一极无同源染色体——减数第二分裂后期
一极有同源染色体—有丝分裂后期
无同源染色体,则为有丝分裂
三判断(同源染色体行为)
5、减数分裂和有丝分裂鉴别
(技巧:一数二看三判断)
一数(染色体数目)
奇数(减II)
二看(同源染色体)
有同源染色体
联会、四分体分离,则
为减I
偶数
无同源染色体(减II)
第二节、基因在染色体上:因和染色体行为存在明显的平行关系。
第三节、伴性遗传
1、概念:遗传控制基因位于性染色体上,因而总是与性别相关联。
2、X染色体隐性遗传:如人类红绿色盲
患者:男性XaY女性XaXa
正常:男性XAY女性XAXAXAXa(携带者)
遗传特点:人群中发病人数男性大于女性;交叉遗传现象。
3、X染色体显性遗传:如抗维生素D佝偻病
遗传特点:(1)人群中发病人数女性大于男性(2)连续遗传现象
4、Y染色体遗传:遗传特点:基因位于Y染色体上,仅在男性个体中遗传
5、遗传病类型的鉴别:
1)先判断显性、隐性遗传:
父母无病,子女有病——隐性遗传(无中生有)
隔代遗传现象——隐性遗传
父母有病,子女无病——显性遗传(有中生无)
连续遗传、世代遗传——显性遗传
2)再判断常、性染色体遗传:
1、父母无病,女儿有病——常、隐性遗传
2、已知隐性遗传,母病儿子正常——常、隐性遗传
3、已知显性遗传,父病女儿正常——常、显性遗传
第三章基因的本质
第一节DNA是主要的遗传物质
一、DNA是主要的遗传物质
(1)肺炎双球菌的转化实验过程和结论(2)噬菌体侵染细菌实验的过程和结论
实验名称
实验过程及现象
结论
细菌的转化
体内转化
,小鼠正常。
,小鼠死亡。
,小鼠正常。
“活的无毒R型细菌+加热杀死的有毒S型细菌”,小鼠死亡。
DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。
体外转化
,无毒菌全变为有毒菌。
:①DNA②蛋白质③糖类④无机物。分别与无毒菌混合培养,①能使无毒菌变为有毒菌;②③④与无毒菌一起混合培养,没有发现有毒菌。
噬菌体侵染细菌
用放射性元素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA,让其在细菌体内繁殖,在与亲代噬菌体相同的子代噬菌体中只检测出放射性元素32P
DNA是遗传物质
(1)某些病毒的遗传物质是RNA(2)绝大多数生物的遗传物质是DNA
第二节DNA分子的结构
★:
①DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧
③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有一定的规律:A=T/UG=C
★
①稳定性:DNA分子中脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变
②多样性:DNA分子中碱基对的排列顺序多种多样(主要的)、碱基的数目和碱基的比例不同
③特异性:DNA分子中每个DNA都有自己特定的碱基对排列顺序
★。
,嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。
★,与分子内每一条链上的该比例相同。
★第三节DNA的复制
:细胞核;时间:细胞分裂间期。(即有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期)
:边解旋边复制
:半保留复制
:①模板:开始解旋的DNA分子的两条单链;
②原料:是游离在细胞中的4种脱氧核苷酸;
③能量:由ATP提供;
④酶:酶是指一个酶系统,不仅仅是指一种解旋酶。
:将遗传信息从亲代传给子代,从而保持遗传信息的连续性
第四节基因是有遗传效应的DNA片段
1、基因的定义:基因是有遗传效应的DNA片段
2、DNA是遗传物质的条件:a、能自我复制b、结构相对稳定c、储存遗传信息
d、能够控制性状。
3、DNA分子的特点:多样性、特异性和稳定性。
第四章基因的表达
★第一节基因指导蛋白质的合成
转录
定义:在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。
场所:细胞核模板:DNA的一条链信息的传递方向:DNAmRNA
原料:含A、U、C、G的4种核糖核苷酸产物:信使RNA
翻译
定义: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排列顺序的蛋白质,这一过程叫做翻译。场所:细胞质(核糖体)
条件:ATP、酶、原料、模板(mRNA)信息传递方向:mRNA蛋白质。
密码子:mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基又称为1个密码子.
翻译位点:一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点。(一种tRNA携带相应的氨基酸进入相应的位点).
第2节基因对性状的控制
1、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流向蛋白质,也不能从蛋白质流向DNA或RNA。近些年还发现有遗传信息从RNA到RNA(即RNA的自我复制)也可以从RNA流向DNA(即逆转录)。
2、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过程,进而控制生物体的性状,如白化病等。
(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,如镰刀型细胞贫血等。
(3)基因型与表现型的关系:基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。
生物体性状的多基因因素:基因与基因;基因与基因产物;与环境之间多种因素存在复杂的相互作用,共同地精细的调控生物体的性状。
第5章基因突变及其他变异
★第一节基因突变和基因重组
1、镰刀型贫血症的原因:DNA的碱基对发生变化———mRNA分子中的碱基发生变化———氨基酸改变———蛋白质改变———性状改变
2、基因突变
概念: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,叫做
基因突变。
原因:物理原因、化学原因、生物因素。
特点:a、普遍性b、随机性:体细胞的突变不能直接传给后代,生殖细胞的则可能。
c、低频性d、多数有害性e、不定向性
意义:它是新基因产生的途径;是生物变异的根本来源;是生物进化的原始材料。
3、基因重组
概念:是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。
类型:a、非同源染色体上的非等位基因自由组合。b、四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换
第2节染色体变异(了解)
1、缺失猫叫综合症果蝇的缺刻翅
染色体结构的变异增添果蝇的棒状眼
染色体变异易位夜来香的变异
倒位
染色体数目的变异:个别染色体增减;以染色体组的形式成倍增减
2、染色体组
(1)概念:例如:雌果蝇的一个卵细胞。
(2)特点:不含同源染色体,但含有每对同源染色体中的一条。
3、多倍体
特点:形态上加大,物质含量增高(蛋白质、糖、脂肪含量增高),发育迟,结实率低。
成因:低温或秋水仙素使纺缍体形成受破坏,染色体数目加倍。多倍体育种:无子西瓜
单倍体:由配子直接发育而来的个体,体细胞只含本物种配子的染色体数目。与体细胞中含有的染色体组数目无关。
特点:弱小,高度不孕。单倍体育种:花药离体培养
第3节人类遗传病
常染色体
单基因遗传病性染色体
人类遗
传病 多基因遗传病:易受环境影响,群体中发病率高
数目异常
原因
染色体异结构异常
常遗传病:常染色体:21三体综合症、猫叫综合症
类型
性染色体:性腺发育不良
2、危害遗传咨询婚前检测与预防
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: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。中、美、德、英、法、日参加了这项工作。
第6章从杂交育种到基因工程
1、比较:
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
2、转基因生物和转基因食品的安全性
两种观点是:1、转基因生物和转基因食品不安全,要严格控制
2、转基因生物和转基因食品是安全的,应该大范围推广。
第七章现代生物进化理论
★现代生物进化理论的主要内容
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:生活在一定的区域的同种生物的个体叫做种群
基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫做这个种群的基因库
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率,叫做基因频率。
突变和基因重组产生进化的原材料
①生物可遗传变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。基因突变和染色体变异统称为突变。
②突变和重组是随机、不定向的,提供了生物进化的原材料,不能决定生物进化的方向。
3、自然选择决定生物进化的方向:种群的基因频率会发生定向改变
隔离与物种的形成
隔离在物种形成中的作用:
生殖
隔离
地理
隔离
自然
选择
基因频率发生改变
种群小种群(产生许多变异)新物种
最早的生物化石是距今:35亿年。生物进化历程的主要依据是:化石
无性生殖→有性生殖原核生物→真核生物
简单→复杂 低等→高等水生→陆生单细胞→多细胞
共同进化与生物多样性的形成
共同进化——不同物种之间、生物与无机环境之间要相互影响中不断进化和发展
生物多样性——主要包括三个层次:基因多样性、物种多样性和生态系统多样性