1、1省宜兴一中 2009 年高中生物学业水平测试复习（必修 2）21 遗传的细胞基础1、细胞的减数分裂概念：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：成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。2、精子和卵细胞的形成过程精子的形成： 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 间期：染色体复制1 个初级精母细胞（2n） 1 个初级卵母细胞（2n）联会、四分体（交叉互换） （2n） 联会、四分体（交叉互换）（2n）同源染色体排列在赤道板上（2n） 同源染色体
2、排列在赤道板上（2n）配对的同源染色体分离（2n） 配对的同源染色体分离细胞质均等分裂 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）着丝点分裂，姐妹染色单体分开 着丝点分裂，姐妹染色单体分开4 个精细胞：（n） 1 个卵细胞：（n）+3 个极体（n）变形 4 个精子（n）3、精子的形成与卵细胞形成的比较：不 同 点比较项目精子的形成 卵细胞的形成相同点染色体复制 复制一次第一次分裂 一个初级精母细胞（2n）产生两个大小相同的次级精母细胞（n）一个初级卵母细胞（2n） （细胞质不均等分裂）产生一个次级卵母细胞（n）和一个第一极体（n）同源染色体联会，形成四分体，
3、同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞质分裂，子细胞染色体数目减半第二次分裂 两个次级精母细胞形成四个同样大小的精细胞（n）一个次级卵母细胞（细胞质不均等分裂）形成一个大的卵细胞(n)和一个小的第二极体。第一极体分裂（均等）成两个第二极体着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极，细胞质分裂，子细胞染色体数目不变2有无变形 精细胞变形形成精子 无变形分裂结果 产生四个有功能的精子(n)只产生一个有功能的卵细胞(n)精子和卵细胞中染色体数目均减半注：卵细胞形成无变形过程，而且是只形成一个卵细胞，卵细胞体积很大，细胞质中存有大量营养物质，为受精卵发育准备的。4、减数分裂过程中染色体的行为变化减
4、数第一次分裂间期：染色体的复制（包括 DNA 的复制和蛋白质的合成）减数第一次分裂主要特征：同源染色体联会、形成四分体（交叉互换） 、同源染色体分开分别移向细胞两极。减数第二次分裂主要特征：着丝点分裂，姐妹染色单体分开分别移向细胞的两极。5、减数分裂过程中染色体的数目变化精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 精子染色体数目 2N 2N N（减 II 后期为2N）N N染色单体 0 4N 2N 0 0DNA 含量 2N 4N 2N N N6、减数分裂和有丝分裂主要异同点比较项目 减数分裂 有丝分裂染色体复制次数及时间 一次，减数第一次分裂的间期一次，有丝分裂的间期细胞分裂次数 二次 一次
5、联会四分体是否出现 出现在减数第一次分裂 不出现同源染色体分离 减数第一次分裂后期 无着丝点分裂 发生在减数第二次分裂后期 后期子细胞的名称及数目 性细胞，精细胞 4 个或卵 1个、极体 3 个体细胞，2 个子细胞中染色体变化 减半，减数第一次分裂 不变子细胞间的遗传组成 不一定相同 一定相同7. 识别细胞分裂图形（区分有丝分裂、减数第一次分裂、减数第二次分裂）（1） 、方法（点数目、找同源、看行为）第 1 步：如果细胞内染色体数目为奇数，则该细胞为减数第二次分裂某时期的细胞。第 2 步：看细胞内有无同源染色体，若无则为减数第二次分裂某时期的细胞分裂图；若有则为减数第一次分裂或有丝分裂某时期的
6、细胞分裂图。第 3 步：在有同源染色体的情况下，若有联会、四分体、同源染色体分离，非同源染色体自由组合等行为则为减数第一次分裂某时期的细胞分裂图；若无以上行为，则为有丝分裂的某一时期的细胞分裂图。（2）例题：判断下列各细胞分裂图属何种分裂何时期图。3解析：甲图细胞的每一端均有成对的同源染色体，但无联会、四分体、分离等行为，且每一端都有一套形态和数目相同的染色体，故为有丝分裂的后期。乙图有同源染色体，且同源染色体分离，非同源染色体自由组合，故为减数第一次分裂的后期。丙图不存在同源染色体，且每条染色体的着丝点分开，姐妹染色单体成为染色体移向细胞两极，故为减数第二次分裂后期。7. 受精作用：指卵细胞
7、和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。注：受精卵核内的染色体由精子和卵细胞各提供一半，但细胞质几乎全部是由卵细胞提供因此后代某些性状更像母方。减数分裂和受精作用的意义：减数分裂形成的配子多样性，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，使后代必然呈现多样性。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。就有性生殖的生物来讲，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数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。22 遗传的分子基础一、人类对遗传物质的探索过程（理解）1.证明 DNA 是遗传物质的实验:(1)肺炎双球菌的转化实验a.格里菲斯的体内转化实验:过程:从第
8、 4 组实验的小鼠尸体上分离出了 S 型细菌，而且这些细菌的后代是 S 型细菌。这四组实验中,第 4 组位实验组,其余 3 组均作为对照.结论:在加热杀死的 S 型细菌中,存在转化因子,促使 R 型细菌转化为 S 型细菌.注意:此实验不能说明 DNA 是遗传物质.b.艾弗里的体外转化实验(细菌培养实验):4过程:结论:DNA 是细菌的遗传物质,蛋白质和其他物质不是遗传物质.但是艾弗里的实验仍然不被人所信服,最根本的原因在于没有蒋 DNA 和蛋白质彻底分离开.(2) T2 噬菌体侵染细菌的实验利用的技术： 放射性同位素标记法应用:光合作用.呼吸作用过程 ;分泌蛋白合成和运输的过程 ;DNA 半保
9、留复制过程等研究.T 2 噬菌体是一种病毒,主要成分为蛋白质和 DNA.对蛋白质的标记用 35S,对 DNA 标记用32P.进行标记的目的就是为了将 DNA 和蛋白质分开,分别研究 DNA 和蛋白质对遗传的作用.过程a 标记噬菌体含 35S 的培养基 含 35S 的细菌 35S 蛋白质外壳含 35S 的噬菌体 培 养 培 养含 32P 的培养基 含 32P 的细菌 内部 DNA 含 32P 的噬菌体 培 养 培 养b 噬菌体侵染细菌含 35S 的噬菌体 细菌体内没有放射性 35S 侵 染 细 菌含 32P 的噬菌体 细菌体内有放射线 32P 侵 染 细 菌结论:DNA 是遗传物质.(3)绝大多
10、数生物的遗传物质为 DNA,少数病毒的遗传物质为 RNA(例如:烟草花叶病毒.HIV.SARS.流感病毒等),因此 DNA 是主要的遗传物质.(4)生物遗传物质的归纳:生物类型 核酸种类 遗传物质原核生物 DNA 和 RNA DNA真核生物 DNA 和 RNA DNA病毒 DNA 或 RNA DNA 或 RNA（5）DNA 作为遗传物质的条件：a、能自我复制 b、结构相对稳定 5c、储存遗传信息（碱基对的排列顺序就代表遗传信息） 。 d、能够控制性状。二、DNA 分子1、DNA 分子结构的主要特点（1）DNA 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。 （DNA 分子的双螺旋结
11、构模型是由 沃森 和 克立克 提出来的。 ）（2）DNA 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（腺嘌呤）一定与 T（胸腺嘧啶）配对；G （鸟嘌呤）一定与 C（胞嘧啶）配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。附：一些根据碱基互补配对原则推导的数学公式：DNA 双链中：A=T；G=C ； （A+G）/ （T+C）=1 ；（A+C）=（T+G） 一条链中 A+T 与另一条链中的 T+A 相等，一条链中的 C+G 等于另一条链中的 G+C如果一条链中的（A+T）/（C+G）=a，那
12、么另一条链中其比例也是 a 如果一条链中的（A+C ）/（G+T）=b，那么另一条链上的比值为 1/b 另外还有两个非互补碱基之和占 DNA 碱基总数的 50% （A+T）在 DNA 单链中所占比例=（A+T）在 DNA 双链中所占比例（G+C）在 DNA 单链中所占比例=（G+C ）在 DNA 双链中所占比例(4) DNA 与 RNA 的异同点核酸项目 DNA RNA结构 通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构 通常是单链结构基本单位 脱氧核苷酸（4 种） 核糖核苷酸（4 种）五碳糖 脱氧核糖 核糖碱基 A、G、C、T A、G、 C、U产生途径 DNA 复制、逆转录 转录、RNA 复制存在部
13、位主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上主要位于细胞质中功能 传递和表达遗传信息mRNA：转录遗传信息，翻译的模板tRNA：运输特定氨基酸rRNA：核糖体的组成成分2、DNA 分子的特点：多样性（碱基排列顺序的千变万化） 、特异性（每个 DNA 分子碱6基的特定的排列顺序）和稳定性。DNA 分子能够储存遗传信息；碱基对的排列顺序就代表遗传信息。3、DNA 的复制过程（1）解旋：利用细胞提供的 ATP、在解旋酶的作用下，打开氢键，把螺旋的双链解开。（2）合成子链：以解开的每一段母链为模板，以四种游离的脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在 DNA 聚合酶的作用下，各自
14、合成子链。（3）形成子代 DNA：每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，从而形成 2 个与亲代 DNA 完全相同的子代 DNA 分子。4、DNA 复制特点：边解旋边复制；半保留复制。5、DNA 复制的实质及意义：DNA 通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。6、1 个 DNA 分子复制 n 次，可形成 2 n 个子代 DNA；含亲代 DNA 母链的 DNA 分子占子代 DNA 总数的 2/2 n7.判断核酸种类（1）如有 U 无 T，则此核酸为 RNA；（2）如有 T 且 A=T C=G，则为双链 DNA；（3）如有 T 且 A T C G ，则为单链 DNA ；
15、（4）U 和 T 都有，则处于转录阶段。8. 与 DNA 复制有关的碱基计算(1).一个 DNA 连续复制 n 次后，DNA 分子总数为：2 n(2).第 n 代的 DNA 分子中，含原 DNA 母链的有 2 个，占 1/(2n-1)(3).若某 DNA 分子中含碱基 T 为 a，则连续复制 n 次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a(2 n-1)第 n 次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a2 n-1三、基因1、基因的概念：具有遗传效应的 DNA 片段。2、基因在染色体上（1）萨顿假说：基因由染色体携带从亲代传递给下一代。即基因就在染色体上。基因在染色体上呈线性排列。研究方法：类比推
16、理（2）基因在染色体上的实验证据：摩尔根果蝇眼色的实验：(A 红眼基因 a白眼基因 X、Y果蝇的性染色体)P：红眼（雌） 白眼（雄） P： XAXA XaY F1： 红眼 F1 ： XAXa XAY F1 雌雄交配 F2：红眼（雌雄） 白眼（雄） F2： XAXA XAXa XAY XaY 3、基因的表达(1)转录:7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过程:DNA 双链解开以 DNA 的一条链为模板，根据碱基互补配对原则，合成一条
17、 mRNA合成的 mRNA 从 DNA 链上释放转录与复制的异同阶段项目复制 转录时间 细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期 生长发育的连续过程进行场所 主要细胞核 主要细胞核模板 以 DNA 的两条链为模板 以 DNA 的一条链为模板原料 4 种脱氧核苷酸 4 种核糖核苷酸条件 需要特定的酶和 ATP 需要特定的酶和 ATP过程在酶的作用下，两条扭成螺旋的双链解开，以解开的每段链为模板，按碱基互补配对原则（AT、CG、TA、GC）合成与模板互补的子链；子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构在细胞核中，以 DNA 解旋后的一条链为模板，按照AU、GC、TA、CG 的碱基互补配对原则，形成 mRNA
18、，mRNA 从细胞核进入细胞质中，与核糖体结合产物 两个双链的 DNA 分子 一条单链的 mRNA特点边解旋边复制；半保留式复制（每个子代 DNA 含一条母链和一条子链）边解旋边转录；DNA 双链分子全保留式转录（转录后DNA 仍保留原来的双链结构）遗传信息的传递方向遗传信息从亲代 DNA 传给子代 DNA 分子遗传信息由 DNA 传到 RNA(2)翻译定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以 mRNA 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。8场所：细胞质中的核糖体上 条件：ATP、酶、原料（氨基酸） 、模板（mRNA）信息传递方向：mRNA 到蛋白质。密码子：mRNA 上 3
19、 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。RNA 的种类：mRNA 、tRNA、rRNA翻译与转录的异同点（下表）：阶段项目 转录 翻译定义 在细胞核中，以 DNA 的一条链为模板合成 mRNA 的过程 以信使 RNA 为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场所 细胞核 细胞质的核糖体模板 DNA 的一条链 信使 RNA信息传递的方向 DNAmRNA mRNA蛋白质原料 含 A、U、C、G 的 4 种核苷酸 合成蛋白质的 20 种氨基酸产物 信使 RNA 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质实质 是遗传信息的转录 是遗传信息的表达4、基因、蛋白质与性状的关系：(
20、1). 中心法则：遗传信息可以从 DNA 流向 DNA，既 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）。图解如下：(2)、基因通过控制酶的合成来控制生物物质代谢，进而来控制生物体的性状。(3)、基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。23 遗传的基本规律一、基本概念：（1）等位基因位于一对同源染色体的相同位置，控制相对性状的基因。非等位基因包括非同源染
21、色体上的基因及同源染色体的不同位置的基因。（2）基因具有遗传效应的 DNA 片断，在染色体上呈线性排列。二、孟德尔实验成功的原因：（1）正确选用实验材料：豌豆是严格自花传粉和闭花授粉植物，自然状态下一般是纯种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9（3）分析方法：统计学方法对结果进行分析（4）实验程序：假说-演绎法观察分析提出假说演绎推理实验验证三、孟德尔豌豆杂交实验（一）一对相对性状的杂交：P：高豌豆矮豌豆 P：AAaa F1： 高豌豆 F1： Aa自交 自交F2：高豌豆 矮豌豆 F2：AA Aa aa3 ： 1 1 ：2 ：1（二）二对相对性状的杂交：P： 黄圆绿皱 P
22、：AABBaabb F1： 黄圆 F1： AaBb自交 自交F2：黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 F2：A-B- A-bb aaB- aabb9 ：3 ： 3 ： 1 9 ：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 3/169 种基因型： 完全纯合子 AABB aabb AAbb aaBB 共 4 种1/16=4/16半纯合半合 AABb aaBb AaBB Aabb 共 4 种2/16=8/16完全杂合子 AaBb 共 1 种4/16=1/16 四、基因分离定律与基因自由组合定律的比较基因分离定律 基因自由组合定律F
23、1等位基因位置 一对等位基因位于一对同源染色体上 两对等位基因分别位于两对同源染色体上实质 同源染色体上的等位基因彼此分离同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合F1形成配子的种类 2 种 4 种基因型比 1：2：1 1：2：1：2：4：1：2：1：2F2 表现型比 3：1 9：3：3：1F1侧交后代表现型比 1：1 1：1：1：1联系在形成配子时，两个基因定律同时起作用。在减数分裂时，同源染色体上的等位基因都要分离；等位基因分离时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。10五、遗传规律与减数分裂的关系发生时期 染色体与基因行为 配 子基因的分离定律 减后期 同源染色体分开
24、等位基因分离配子中含等位基因中的一个基因的自由组合定律 减后期非同源染色体自由组合非同源染色体上的非等位基因自由组合配子中含不同的基因组合六、杂合子和纯合子的鉴别方法若后代无性状分离，则待测个体为纯合子测交法若后代有性状分离，则待测个体为杂合子若后代无性状分离，则待测个体为纯合子自交法若后代有性状分离，则待测个体为杂合子注意：植物一般用自交法，动物一般用测交法七、伴性遗传类型：X 染色体显性遗传：抗维生素 D 佝偻病等X 染色体隐性遗传：人类红绿色盲、血友病Y 染色体遗传：人类毛耳现象（一） 、X 染色体隐性遗传：如人类红绿色盲1、致病基因 Xa 正常基因：X A 2、患者：男性 XaY 女性
25、 XaXa正常：男性 XAY 女性 XAXA XAXa（携带者） 3、遗传特点： （1）人群中发病人数男性大于女性 （2）隔代遗传现象（3）交叉遗传现象：男性女性男性（二） 、X 染色体显性遗传：如抗维生素 D 佝偻病1、致病基因 XA 正常基因：X a 2、患者：男性 XAY 女性 XAXA XAXa 正常：男性 XaY 女性 XaXa 3、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（3）交叉遗传现象：男性女性男性（三） 、Y 染色体遗传：人类毛耳现象遗传特点：基因位于 Y 染色体上，仅在男性个体中遗传（四） 、性别类型：XY 型：XX 雌性 XY 雄性大多数高等生物：
26、人类、动物、高等植物11XW 型：ZZ 雄性 ZW 雌性 鸟类、蚕、蛾蝶类八、遗传病类型的鉴别：（一）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（二）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4、已知显性遗传，儿病母亲正常常、显性遗传（三）在完成（一）的判断后，用假设法来推断24 生物的变异一、基因突变和基因重组1、镰刀型贫血症的原因DNA 的碱基对发生替换mRNA 分子中的碱基对发生变化 氨基
27、酸改变蛋白质改变性状改变2、基因突变的概念：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。时间:有丝分裂或减数第一次分裂间期3、基因突变的原因和特点：原因：物理原因（X 射线、紫外线） 、化学原因（亚硝酸、碱基类似物） 、生物因素。特点：a、普遍性 b、随机性 c、低频性 d、有害性 e、不定向性4、基因突变的意义：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。5、基因重组的概念：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。6、类型：a、减 I 后期：非同源染色体上的非等位基因的自由组合。b、四分体交叉互换：同源染色体
28、上等位基因间的自由组合时间：减数第一次分裂过程中（减数第一次分裂后期和四分体时期）7、基因重组的意义：基因重组产生新的基因型，也是生物变异的来源之一，对生物的进化的进化也具有重要的意义。8、应用：诱变育种、杂交育种。 （具体见第 6 章 第一节 ）9、基因突变与基因重组的区别基因突变 基因重组本质 基因的分子结构发生改变，产生 不同基因的重新组合，不产生新基12了新基因，也可以产生新基因型，出现了新的性状。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
29、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。发生可能 突变频率低，但普遍存在。 有性生殖中非常普遍。二、染色体变异结构变异1、染色体变异 个别增减数目变异 成倍增减2、染色体组（1）概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物发育的全部遗传信息，这样的一组染色体，叫染色体组。Eg：雌果蝇的一个卵细胞（配子） 。（2）特点：不含同源染色体，但含有每对同源染色
30、体中的一条。3、二倍体（1）概念：指体细胞中含有两个染色体组的个体 （2）举例：人、水稻4、多倍体（1）概念：指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体（2）成因：有丝分裂的过程中，染色体完成复制，但不分开（3）特点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，含有机物多（4）应用：人工诱导多倍体育种5、单倍体（1）概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体（2）成因：由配子发育而成（3）特点：单倍体植株长得弱小，而且高度不育（4）应用：单倍体育种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 。（2） 根据基因型判断细胞中的染色体数目，根据细胞的基本型确定控制每一
31、性状的基因 出现的次数，该次数 就等于染色体组数。13（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。四种育种方法的比较杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异方法 杂交 激光、射线或化学药品处理秋水仙素处理萌发种子或幼苗花药离体培养后加倍优点 可集中优良性状 时间短
32、器官大和营养物质含量高 缩短育种年限缺点 育种年限长 盲目性及突变频率较低动物中难以开展 成活率低，只适用于植物举例 高杆抗病与矮杆感病杂交获得矮杆抗病品种高产青霉菌株的育成三倍体西瓜 抗病植株的育成四、 基因工程及其应用1、概念：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，定向地改造生物的遗传性状。2、工具：（1）基因的“剪刀”：限制性内切酶(作用部位：磷酸二酯键)（2）基因的“针线”：DNA 连接酶(作用部位：磷酸二酯键)（3）基因的“运载工具”：运载体（质粒、噬菌体、动植物病毒）3、基因操作的基本步骤：(1)、提取目的基因 (2)、目的基因与运
33、载体结合（以质粒为运载体） 。(3)、将目的基因导入受体细胞。 (4)、目的基因的表达和检测4.基因工程的应用（1）农牧业：转基因动植物的培育（2）医药卫生：生产基因药物胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、14疫苗（3）食品工业（4）环境保护：转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄露的石油，处理工业废水。5、转基因生物和转基因食品的安全性2、5.人类遗传病1、 概念：通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病。2、分类：单基因遗传病，多基因遗传病和染色体异常遗传病。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需要测 24 条染色体
34、(22 条常染色体 +XY)上的 DNA 碱基排列顺序 。中、美、德、英、法、日参加了这项工作。 （中国承担 1%测序任务）显性遗传病：并指、多指、肌强直常染色体单基因 隐性遗传病：白化病、苯丙酮尿症、侏儒症遗传病 显性：抗维生素 D 佝偻病X性染色体 隐性：红绿色盲、血友病、进行肌营养不良人类遗 Y 毛耳病（只有男性患者）传病 多基因遗传病：原发性高血压、冠心病、青少年型糖尿病数目异常 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（如：特纳氏综合症） 26 现代生物进化理论一、拉马克进化学说：用进废退、获得性遗传二、达尔文自然选择学说
35、：1、 主要内容：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存2、 自然选择：在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程。自然选择是一个缓慢的长期的历史过程。3、 意义：自然选择学说能够科学地解释生物进化原因以及生物的多样性和适应性。4、 不足：对遗传和变异本质，不能做出科学解释。对生物进化的解释局限在个体水平。三、现代生物进化理论的主要内容以自然选择学说为核心一、种群基因频率的改变与生物进化（一）种群是生物进化的基本单位1、种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群。15种群特点：种群中的个体不是机械的集合在一起，而是通过种内关系组成一个有机的整体，个体间可以彼此交配，并通过繁殖将各自的基因传
36、递给后代。2、基因库3、基因频率、基因型频率及其相关计算基因频率= An.32A1基因型频率= 该 种 群 个 体 总 数该 基 因 型 的 个 体 数 目两者联系：（1）种群中一对等位基因的频率之和等于 1，基因型频率之和也等于 1。（2）一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+ 杂合子的频率。2（二）突变和基因重组产生进化的原材料可遗传的变异：因突变、染色体变异、基因重组突变包括基因突变和染色体变异突变的有害或有利不是绝对的，取决于生物的生存环境（三）自然选择决定生物进化的方向生物进化的实质是基因频率的改变二、隔离与物种的形成（一） 、物种的概念1、物种的概念地理隔离 量变 一般形成亚
37、种（例如东北虎和华南虎）2、隔离生殖隔离 质变 形成物种 注：一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。（二） 、种群与物种的区别与联系种群 物种概念 生活在一定区域的同种生物的全部个体 能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物范围 较小范围内的同种生物的个体 分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成判断标准种群必须具备“三同” ；即同一时间、同一地点、同一物种主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代联系 一个物种可以包括许多种群，同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同亚种，进而可能形成多个新种。地理隔离 阻断基因交流 不同的突
38、变基因重组和选择 基因频率向不同方向改变 种群基因库出现差异 差异加大 生殖隔离 新物种形成三、共同进化与生物多样性的形成16（一） 、共同进化1、概念不同物种间的共同进化2、含义生物与无机环境之间的相互影响和共同演变（二） 、生物多样性的形成基因多样性1、生物多样化的内容 物种多样性生态系统多样性2、生物多样性形成的进化历程（1）关键点：真核生物出现后有性生殖方式的出现，生物进化速度明显加快；寒武纪大爆发：形成生态系统的第三极（消费者） ，对植物的进化产生影响；原始两栖类的出现：生物登陆改变着环境，陆地上复杂的环境为生物的进化提供了条件。（2）进化顺序简单 复杂 水生 陆生 低等 高等 异样 自养 厌氧 需氧 无性 有性 单细胞 多细胞 细胞内消化 细胞外消化
