必修2 遺傳與進化遺傳因子的發現實驗：成功的原因：正確選用實驗材料。豌豆：自花傳粉，閉花授粉。常純合有易于區分的形狀由一對相對性狀到多對相對性狀用統計學方法進行分析假說演繹法（觀察現象提出假說演繹推理實驗驗證）人工異花傳粉：人工去雄套袋人工授粉套袋目的：防止外來花粉干擾。一對相對性狀的雜交實驗相對性狀：一種生物的同一種性狀的不同表現類型性狀分離：雜種后代中，同時出現顯性性狀和隱性性狀的現象對分離現象的解釋：生物的性狀是由遺傳因子決定的 體細胞中遺傳因子是成對存在的 形成配子時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進入不同配子中 受驚時，雌雄配子的結合是隨機對分離現象解釋的驗證：測交實驗，性狀分離比1:1分離定律第2節孟德爾的豌豆雜交實驗兩對相對性狀的雜交實驗：對自由組合現象的解釋對自由組合現象的解釋和驗證自由組合定律孟德爾遺傳規律的再發現等位基因：控制相對性狀的基因表現型為基因型與環境共同作用的結果 基因和染色體的關系第1節減數分裂和受精作用一、減數分裂進行有性生殖的生物，在產生成熟生殖細胞時進行的（染色體數目減半）的細胞分裂，在減數分裂過程中，染色體只復制（一次）而細胞分裂（兩次），減數分裂的結果是，成熟生殖細胞中的染色體數目比原始生殖細胞減少一半。精子的形成過程睪丸 曲細精管減：同源染色體配對聯會 四分體中的非姐妹染色單體交叉互換 同源染色體分離，分別移向細胞兩極（非同源染色體自由組合）染色體減半減：染色體不再復制，著絲點分裂 姐妹染色單體分開，分別移向細胞兩極同源染色體：配對的兩條染色體，形狀大小一般相同，一條來自父方，一條來自母方。一個精原細胞產生2種精子（4個）很多精原細胞（2n）2n種精子卵細胞形成過程卵巢 卵泡細胞質不均等分配 1個卵原細胞形成1個卵細胞精（卵）原細胞初級精（卵）母細胞次級精（卵）母細胞精（卵）細胞（或極體）2.受精作用配子中染色體組合的多樣性受精作用卵細胞和精子相互識別，融合成為受精卵的過程。意義：減數分裂和受精作用對于維持生物前后代細胞中（染色體數目的恒定）對于生物的（遺傳和變異）都是十分重要的第2節 基因在染色體上薩頓的假說：蝗蟲細胞作材料 類比推理（1）基因在雜交過程中保持完整性和獨立性。染色體在配子形成和受精過程中有相對穩定的形態結構。（2）體細胞中成對存在，配子中只有一個（3）體細胞中一個來自父方，一個來自母方（4）自由組合即：基因和染色體行為存在著明顯的平行關系基因位于染色體上的實驗證據摩爾根： 果蠅（眼色）：易飼養，繁殖快，后代多 基因在染色體上呈線性排列孟德爾遺傳定律的現代解：分離定律實質：在雜合子細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性：在減數分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。自由組合定律實質：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的，在減數分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。第1節 伴性遺傳基因位于性染色體上，遺傳總是和性別相關聯人類紅綠色盲癥 X隱特點;（1）患者男性多于女性。（2）交叉遺傳。（3）母病子必病，女病父必病。抗維生素D佝僂病 X顯伴性遺傳在實踐中的應用雞 雌 ZW 雄 ZZ 基因的本質第1節DNA是主要的遺傳物質對遺傳物質的早期推測認為蛋白質是遺傳物質的觀點占主導地位肺炎雙球菌的轉化實驗First 格里菲斯注射R型活細菌 小鼠 不死亡注射S型活性菌 小鼠 死亡加熱殺死的S型 小鼠 不死亡R型活或加熱殺死的S型 小鼠 死亡，分離出S型活細菌結論：存在轉化因子Second 艾弗里R型菌+S型菌的DNAR型菌、S型菌R型菌+S型菌的蛋白質或多糖莢膜R型菌R型菌+S型菌的DNA+DNA酶R型菌結論：DNA是使細菌產生穩定遺傳變化的物質噬菌體侵染細菌的實驗赫爾希蔡思 放射性同位素標記T2噬菌體：吸附注入合成組裝釋放步驟：標記侵染攪拌離心結果：攪拌目的：使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離離心：使上清液析出重量較輕的T2噬菌體，沉淀物中留下被感染的大腸桿菌結論：DNA是真正的遺傳物質DNA是主要遺傳物質，對大多數生物的遺傳物質是DNA少部分RNADNA病毒 流感SARS HIV 煙草花葉病毒 第2節 DNA分子的結構DNA雙螺旋結構模型的構建： 沃森、克里克DNA分子的結構特點：（1）兩頭鏈反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。（2）DNA分子中的脫氧核糖核苷酸和磷酸交替連接，排在外側，構成基本骨架。（3）堿基通過氫鍵連接，堿基互補配對原則。GC ATDNA作為遺傳物質具備的特點能精確地復制自己。指導蛋白質合成從而控制生物性狀和新陳代謝。儲存遺傳信息結構比較穩定第3節DNA復制對DNA分子復制的推測 沃森、克里克 自我復制假說DNA半保留復制的實驗證據DNA分子復制的過程時期：有絲分裂的間期，減少第一次分裂前的間期特點：邊解旋邊復制；半保留復制DNA分子的復制是一個邊解旋邊復制的過程，復制需要模板（DNA兩條母鏈）原料（游離的4種脫氧核苷酸）、能量、酶（解旋酶、DNA聚合酶），等基本條件DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確地模板，通過堿基互補配對原則保證了復制能都準確進行。意義：保持了遺傳信息的連續性 第4節基因是有遺傳效應的DNA片段生物多用性和特異性的物質基礎DNA分子的多樣性、特異性多樣性 堿基排列順序的千變萬化特異性 堿基特定的排列順序 基因指導蛋白質的合成基因的表達：基因通過指導蛋白質的合成來控制生物性狀的過程遺傳信息的轉錄轉錄：在細胞核（主要），葉綠體、線粒體中，以DNA的1條鏈為模板合成mRNA模板：DNA的1條鏈 原料：游離的核糖核苷酸能量：ATP 酶：RNA聚合酶原則：堿基互補配對原則 產物：mRNA遺傳信息的翻譯密碼子：mRNA上決定氨基酸種類的三個相鄰堿基64種，決定氨基酸種類61種，終止UAA、UAG、UGA，起始AUG、GUG、統一性，所有生物通用一套密碼子簡并性：一種氨基酸可能有幾個密碼子（容錯性）翻譯：游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質。模板;mRNA 原料：氨基酸能量ATP 酶：蛋白質聚合酶搬運工具：tRNA 裝配機器：核糖體 第2節，基因對性狀的控制中心法則的提出及發展逆轉錄病毒HIV、 SARSRNA復制 煙草花葉病毒基因、蛋白質與性狀的關系1基因通過控制酶的合成來控制代謝的過程，進而控制生物體的性狀 白化癥狀：缺少酪酸酶，酪氨酸轉為黑色素2.基因通過控制蛋白質的結構，直接控制生物性狀囊性纖維病基因與性狀的關系并不都是簡單的線性關系單基因 多基因 基因與環境細胞質基因（線粒體、葉綠體）半自主自我復制 基因突變及其他變異第1節基因突變和基因重組基因突變的實例鐮刀形細胞貧血癥 谷氨酸（常）纈氨酸（異）基因突變：DNA分子中發生堿基對的（替換）、（增添）、和（缺失），而引起的（基因結構）的改變。 有絲、減的間期基因突變的原因和特點提高突變率的因素、物理因素，紫外線，x射線，其他輻射 化學因素，亞硝酸，堿基類似物，苯，黃曲霉素 生物因素，某些病毒的遺傳物質 自發 DNA分子復制發生錯誤，堿基組成改變特點：普遍性、隨機性、低頻性、不定向性、多害性意義：基因突變是新基因產生的途徑，是生物變異的根本來源，是生物進化的原始材料基因重組基因重組：生物在進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因，重新組合。 非同源染色體自由組合，非等位基因自由組合 同源染色體的基因隨非姐妹染色體交叉互換 轉基因意義：生物變異的來源之一，對生物進化有重要意義 第2節染色體變異可用顯微鏡觀察到染色體結構的變異缺失 貓叫綜合癥（15號染色體部分缺失） 缺刻翅果蠅重復 果蠅棒狀眼顛倒 一條染色體上易位 非同源染色體上 染色體結構的改變，使排列在染色體上的（基因的數目）或（排列順序）發生改變導致性狀的變異。染色體數目的變異染色體組：細胞中的一組非同源染色體，在形態和功能上各不相同，但又互相協調，共同控制生物的生長、發育、遺傳、變異2倍體、多倍體：由受精卵發育而來的個體，體細胞中含有兩個（三個或三個以上）染色體組的個體。舉例：2倍體（人、果蠅、玉米），三倍體（香蕉），四倍體（馬鈴薯） 多倍體優點：器官大型化 莖稈粗壯，葉片果實和種子比較大，糖類、蛋白質等營養物質含量多。人工誘導：低溫處理，秋水仙素處理萌發的種子或幼苗。原理：抑制紡錘體的形成。單倍體：體細胞中含有本物質配子染色體數目的個體 特點：弱小，高度不育，育種：明顯縮短育種年限。 第3節人類遺傳病 人類常見遺傳病的類型遺傳物質改變而引起的人類疾病單基因遺傳病，常顯：并指、多指、軟骨發育不全（一位等位基因控制）X顯：抗維生素D佝僂癥 常隱：白化病、先天性聾啞、鐮刀型細胞貧血癥、本病酮尿癥 X隱：進行性肌營養不良、色盲、血友病多基因遺傳病：唇裂、高血壓、冠心病、哮喘病、青少年型糖尿病（兩隊以上等位基因控制）染色體異常遺傳病 常：21三體綜合征，貓叫綜合癥 性：性腺發育不良遺傳病的檢測和預防遺傳咨詢產前診斷：羊水檢查、B超檢查、孕婦血細胞檢查、基因診斷人類基因組計劃與人類健康24=22+X+Y意義：人類可以清晰地認識到人類基因的組成，結構，功能及其相互關系，對于人類疾病的診治和預防具有重要意義。從雜交育種到基因工程第1節 雜交育種與誘變育種雜種優勢：優良性狀往往由顯性基因控制第2節 基因工程及其應用基因工程的原理基因工程，又叫（基因拼接技術）或（DNA重組技術），按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，放到另一種生物的細胞壁，定向改造生物的遺傳性狀。 限制性內切酶：專一性、識別性特定的核苷酸序列，特定切點切割DNA連接酶 脫氧核、磷酸運載體：質粒（細菌及酵母菌）噬菌體、動植物病毒質粒：擬核或細胞核能自主復制的很少的環狀DNA分子運載體特點：標記基因。能自我復制。具有多個限制酶切點，便與外源基因相連。步驟：1提取目的基因 2目的基因與運載體結合 3將目的基因導入受體細胞 4目的基因的檢測與鑒定基因工程的應用基因工程與作物育種，農作物：高產、穩產、具有優良品質、抗逆性抗棉鈴中的轉基因抗蟲棉，基因來自蘇云金桿菌基因工程與藥物研制、藥品：高質量，低成本胰島素（大腸桿菌）干擾素、乙肝疫苗轉基因生物和轉基因食品的安全性現代生物進化理論第1節， 現代生物進化理論的由來拉馬克的進化學說拉馬克;生物進化論的奠基人，進化學說反對神創論和物種不變論地球上的所有生物都不是神造的，而是由更老的生物進化來的生物是由低等到高等逐漸進化的生物各種適應性特征的形成都是由于（用進廢退和獲得性遺傳）達爾文的自然選擇學說過度繁殖、生存斗爭、遺傳和變異、適者生存意義：從事實出發、論證生物是不斷進化的，解釋生物進化的原因生物的統一性 共同的祖先 多樣性、進化的結果 致命打擊神創論，物種不變論，辯證唯物主義世界觀局限：對于遺傳和變異的本質，不能做出科學解釋，接受用進廢退，獲得性遺傳局限于個體水平，并非種群 強調物種形成是漸變結果，不能解釋物種大爆發達爾文以后進化論的發展1. 性狀水平基因水平。 遺傳變異的本質2. 摒棄獲得性遺傳。 個體種群3. 形成以自然選擇學說為核心的現代生物進化理論第3節現代生物進化理論的主要內容一.、種群基因頻率的改變與生物進化種群是生物進化的基本單位種群：生活在一定區域的同種生物的全部個體可交配并產生可育后代基因庫：一個種群基因庫中某個基因占全部等位基因的比率生物進化實質：種群基因頻率改變 種群非常大。雌雄個體自由交配并產生后代無遷入遷出自然選擇不起作用基因突變（A+a）=A+2A.a=AA+Aa+aa=1突變和基因重組產生進化的原材料突變：基因突變、染色體變異可遺傳變異自然選擇決定生物進化的方向2.隔離與物種的形成物種的概念物種：能夠在自然狀態下相互交配并且產生可育后代的一群生物生殖隔離：不同物種之間不能相互交配，交配成功也不能產生