2必修2遺傳與進化

1、必修2：遺傳與進化單元內(nèi)容標準與認知層次具體內(nèi)容遺傳的細胞基礎(chǔ)闡明細胞減數(shù)分裂并模擬 分裂過程中染色體的變化減數(shù)分裂 概念和意義(b)概念：有性生殖的生物，其原始生殖細胞（如精原細胞、卵原細胞）產(chǎn)生成熟生殖細胞（如精細胞、卵細胞）的過程中，染色體復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次，使得新產(chǎn)生的生殖細胞中染色體數(shù)目為體細胞的一半。意義：減數(shù)分裂和受精作用對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的減數(shù)分裂 發(fā)生部位和時間(a)部位：性腺(生殖器官) 雄性動物-睪丸曲細精管 雌性動物-卵巢卵泡時間：原始生殖細胞產(chǎn)生成熟生殖細胞的過程中減數(shù)分裂中 染色體變化(b)減數(shù)

2、分裂過程中，染色體在 間 期復制；在 減數(shù)第一次分裂 期間， 同源染色體 聯(lián)會、居中、彼此分離，導致染色體數(shù)目 減半 ；在減數(shù)第二次分裂時， 著絲點 分裂， 姐妹染色單體 分開，這次分裂過程與有絲分裂類似。舉例說明配子形成過程高等動物精子 形成過程(b) 有絲分裂 染色體復制 同源染色體聯(lián)會分離 著絲點分裂 變形精原 精原 初級精 次級精 精 精細胞 細胞 母細胞 母細胞 細胞 子 姐妹染色單體分離高等動物卵細胞 形成過程(b)舉例說明受精過程受精作用過程 及其意義(b)概念：精子和卵細胞相互識別、融合為受精卵的過程過程：精子頭部進入卵細胞；卵細胞阻止其他精子進入；核融合意義：受精卵中染色體又

3、恢復到體細胞中數(shù)目，一半來自父方，一半來自母方減數(shù)分裂和受精作用對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的相關(guān)概念同源染色體(非同源染色體)：形態(tài)和大小一般相同，一條來自父方，一條來自母方，減數(shù)分裂時兩兩配對的兩條染色體聯(lián)會：同源染色體兩兩配對四分體：配對的同源染色體中含有4條染色單體(同源染色體的非姐妹染色單體可能會交叉互換)染色體DNA變比 減數(shù)/有絲分裂比較 有絲分裂 減數(shù)分裂分裂起始細胞 體細胞 原始生殖細胞染色體復制次數(shù) 1 1細胞分裂次數(shù) 1 2同源染色體聯(lián)會、分離行為 有 無子細胞類型 體細胞 成熟生殖細胞數(shù)目 2 4染色體數(shù) 不變 減半

4、子細胞染色體組成 有同源染色體 一般無同源染色體相同點 染色體復制、形成紡錘體單元內(nèi)容標準與認知層次具體內(nèi)容遺傳的分子基礎(chǔ)上總結(jié)人類對遺傳物質(zhì)的探索過程肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化 實驗(c)（S、R）型肺炎雙球菌能使小鼠患敗血癥死亡。格里菲斯：把加熱殺死的S型菌和活的無毒R型菌混合注射到小鼠體內(nèi)，致死結(jié)論：加熱殺死的S型菌內(nèi)含有使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的轉(zhuǎn)化因子艾 弗 里：從活的S型菌中抽提DNA、蛋白質(zhì)、多糖、DNA+DNA酶等分別與活的無毒R型菌混合并注射到小鼠體內(nèi)，只有混入DNA的能致死 結(jié)論：DNA是轉(zhuǎn)化因子（DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)）噬菌體侵染細菌的實驗(c)分別用32P、35S標記不同的噬菌體

5、的 DNA 、 蛋白質(zhì)外殼 ，分別侵染細菌，攪拌離心，分析上清液(噬菌體及外殼)和沉淀(細菌)中的放射性。 上清液 沉淀 上清液 沉淀結(jié)果：32P標記 無 有 35S標記 有 無 結(jié)論：DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)煙草花葉病毒 感染煙草的實驗煙草花葉病毒主要成分包括 、 ，分別用它們感染煙草。結(jié)論：生物的遺傳物質(zhì)所有生物的遺傳物質(zhì)是 核酸 ，絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 DNA ；動、植物、真菌、細菌等原核生物遺傳物質(zhì)是DNA；病毒遺傳物質(zhì)是 DNA或RNA ；生物主要的遺傳物質(zhì)是 DNA ，極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 RNA 。概述DNA分子結(jié)構(gòu)主要特點DNA分子雙螺旋 結(jié)構(gòu)的建立過程(a)1953年，

6、 沃森 和 克里克 發(fā)現(xiàn)了DNA分子的 雙螺旋 結(jié)構(gòu)，使生物學的研究進入 分子 生物學階段。DNA分子的 結(jié)構(gòu)層次及 DNA分子雙螺旋 結(jié)構(gòu)的基本要點(b)組成元素：C、H、O、N、P基本單位：脫氧核苷酸（一分子磷酸+一分子脫氧核糖+一分子含氮堿基ATGC）平面結(jié)構(gòu)：兩條脫氧核苷酸鏈（脫氧核糖和磷酸交替連接磷酸二酯鍵）空間結(jié)構(gòu)：兩條長鏈反向平行，脫氧核糖和磷酸交替連接排列外側(cè)-基本骨架 含氮堿基互補配對（A=T，GC），由氫鍵連接，排列在內(nèi)側(cè) 形成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA分子結(jié)構(gòu)的 穩(wěn)定性、特異性和 多樣性(b)多樣性：DNA分子中的堿基對(脫氧核苷酸)的排列順序是千變?nèi)f化的特異性：每個DNA分

7、子中的堿基對(脫氧核苷酸)的排列順序是特定的穩(wěn)定性：DNA分子中外側(cè)脫氧核糖和磷酸交替連接排列不變，內(nèi)側(cè)堿基互補配對原則不變，雙螺旋結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定說明基因和遺傳信息的關(guān)系基因的概念(b)基因是有遺傳效應(yīng)的核酸片段，控制生物的性狀，是遺傳的基本功能單位基因、DNA、染色體和遺傳信息的關(guān)系(b)基因中堿基對的排列順序就是基因的遺傳信息；基因主要是有遺傳效應(yīng)的DNA片段；一條DNA上可能有多個基因。染色體主要成分包括DNA和蛋白質(zhì)；1條染色體一般含有1個DNA.分子。染色體是基因的主要載體，基因在染色體上呈線性排列基因與染色體之間行為的平行關(guān)系(b)（1）獨立性：基因在雜交過程中保持完整性和獨立性；染

8、色體在配子形成和受精過程中具有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)。（2）存在方式：在體細胞中基因、染色體成對存在，在配子中只有一個。（3）來源：體細胞中成對的基因、染色體都是一個來自父方,一個來自母方。（4）分配：非等位基因在形成配子時自由組合；非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期是自由組合的。概述DNA分子復制DNA分子復制的 時間、條件(a)DNA復制：產(chǎn)生兩個跟親代DNA完全相同的新DNA分子的過程時間：細胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期場所：主要在細胞核中條件：模板親代DNA分子的兩條母鏈 原料游離的4種脫氧核苷酸 酶 DNA解旋酶(打開氫鍵)，DNA聚合酶(形成磷酸二酯鍵)等 能量ATP 堿基互補

9、配對原則：A-T，T-A，G-C，C-GDNA分子復制的 過程(a)解旋：DNA解旋酶(打開氫鍵)以親代DNA的兩條母鏈為模板合成子鏈復旋：形成兩條子代DNADNA分子復制的 特點(b)半保留復制：DNA復制后產(chǎn)生的每個子代DNA分子中，都有一條單鏈是原DNA保留下來的，而另一條單鏈是新合成的。邊解旋邊復制精確復制（獨特雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確模板，堿基互補配對原則基因突變）DNA復制的意義(b)將遺傳信息從親代傳給子代，保持了遺傳信息的穩(wěn)定性、連續(xù)性單元內(nèi)容標準與認知層次具體內(nèi)容遺傳的分子基礎(chǔ)下概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯遺傳信息的轉(zhuǎn)錄(b)概念：DNA上的遺傳信息傳遞到RNA上的過程，轉(zhuǎn)錄的結(jié)果是形

10、成mRNA場所：細胞核模板：DNA分子的其中一條鏈（模板鏈）原料：4種游離的核糖核苷酸酶：RNA聚合酶能量：ATP堿基互補配對原則（DNA-mRNA）：A-U，T-A，G-C，C-G遺傳信息的翻譯(b)概念：在核糖體上，以mRNA為模板，按照遺傳密碼合成蛋白質(zhì)的過程場所：核糖體模板：mRNA（每三個相鄰的核糖核苷酸稱為一個密碼子）遺傳密碼原料：20種氨基酸運載工具：tRNA（反密碼子）化學反應(yīng)：脫水縮合反應(yīng)，形成肽鏈能量：ATP堿基互補配對原則（mRNA-tRNA）：A-U，U-A，G-C，C-G基因?qū)π誀畹目刂?b)中心法則：遺傳信息的傳遞渠道主要傳遞渠道：中心法則補充： DNA中的遺傳信息

11、mRNA中遺傳密碼蛋白質(zhì)中氨基酸排列順序脫氧核苷酸(堿基對)的排列順序 核糖核苷酸(堿基對)的排列順序蛋白質(zhì)是生物性狀的體現(xiàn)者，DNA通過控制蛋白質(zhì)的合成控制生物的性狀。逆轉(zhuǎn)錄概念：以RNA為模板，合成DNA的過程模板：RNA 原料：4種游離的脫氧核苷酸酶：逆轉(zhuǎn)錄酶能量：ATP堿基互補配對原則（RNA-DNA）：A-T，U-A，G-C，C-G相關(guān)計算關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)：雙鏈DNA分子中：A=T G=C 即A+G=T+C或A+C=T+G 也即是（A+G）/（T+C）=1一條鏈中堿基A的數(shù)量等于另一條鏈中堿基T的數(shù)量（A=T）同理T1 = A2 ，G1 = C2，C1 = G2 A1+T1=T2+

12、A2 G1+C1=C2+G2如果（A1+T1）/（G1+C1）=a 則 （A2+T2）/（G2+C2）= （A1+G1）/（T1+C1）= b 則 （A2+G2）/（T2+C2）= （A1+T1）%=（A2+T2）%=總（A+T）%， 同理（G1+C1）%=（G2+C2）%=總（G+C）%關(guān)于DNA分子復制：標記某DNA分子，經(jīng)過n次復制后，被標記的DNA分子占 ，被標記的單鏈占 含有100對堿基的DNA分子，內(nèi)含40個胸腺嘧啶，連續(xù)復制3次，需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸 個。關(guān)于遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯：某蛋白質(zhì)含有n個氨基酸，則控制其合成的mRNA、DNA分別至少含有堿基 、 個 已知一段mRN

13、A中含有30個堿基，其中A和G共有12個，那么轉(zhuǎn)錄這個mRNA的DNA中C和T至少有 個完成表格DNA雙鏈TACACCTCAGTAATGTGGAGTCAT信使RNAAUGUGGAGUCAU轉(zhuǎn)運RNAUACACCUCAGUA氨基酸甲硫氨酸色氨酸絲氨酸組氨酸單元內(nèi)容標準與認知層次具體內(nèi)容遺傳的基本規(guī)律上分析孟德爾遺傳實驗的科學方法相關(guān)概念及其 相互之間的關(guān)系染色體基因性狀 同源染色體等位基因相對性狀 顯性基因、隱性基因顯性性狀、隱性性狀同源染色體分離等位基因分離性狀分離 非同源染色體自由組合非等位基因自由組合性狀重組遺傳實驗（遺傳圖解）：自花/異花/閉花傳粉、自交/雜交/測交、親本/父本/母本/子

14、一代/子二代、去雄、套袋 基因型 + 環(huán)境表現(xiàn)型 純合子性狀穩(wěn)定 雜合子性狀分離常染色體等位基因雌雄無顯著差異（常染色體遺傳）性染色體等位基因雌雄有顯著差異（伴性遺傳）一對相對性狀的豌豆雜交實驗(c)兩對相對性狀的豌豆雜交實驗(c)孟德爾遺傳實驗獲得成功的原因(b)1.選擇豌豆作為實驗材料。嚴格自花、閉花傳粉；具有多個穩(wěn)定的、區(qū)別明顯的相對性狀；豆子留在豆莢內(nèi)，便于統(tǒng)計分析。2.運用科學思維方式。先從一對相對性狀入手，再研究兩對或多對相對性狀，由簡單到復雜，先易后難。3.運用了統(tǒng)計學方法。4.應(yīng)用了“假設(shè)推理”方法，并設(shè)計了測交驗證法。孟德爾對遺傳學的貢獻(a)1865年植物雜交試驗，提出基因

15、分離定律和自由組合定律遺傳學之父；1900年，孟德爾定律被重新提出，生物學進入實驗生物學階段。闡明基因的分離定律和自由組合定律基因的分離定律及其實質(zhì)(b)基因分離定律：控制一對相對性狀的一對等位基因互相獨立、互不沾染，在形成配子時彼此分離，分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。基因分離定律的實質(zhì)：等位基因隨著同源染色體的分離而分開。基因的自由組合定律及其實質(zhì)(b)基因自由組合定律：控制兩對(或多對)相對性狀的兩對(或多對)等位基因的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，等位基因彼此分離，同時非等位基因自由組合?；蜃杂山M合定律的實質(zhì)：在等位基因隨著同源染色體的分離而分開的同時，非同源染色體上

16、的非等位基因自由組合?；蚍蛛x定律和自由組合定律在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用(b)1.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)雜交育種（利用基因的自由組合定律，集中優(yōu)良性狀）2.醫(yī)學實踐可以對遺傳病的發(fā)病情況作出概率推測，為優(yōu)生優(yōu)育、遺傳病的防治提供理論依據(jù)單元內(nèi)容標準與認知層次具體內(nèi)容遺傳的基本規(guī)律下舉例說明基因與性狀的關(guān)系基因、環(huán)境因素與生物性狀的關(guān)系(b)關(guān)系式：基因型 + 環(huán)境表現(xiàn)型 基因型相同，表現(xiàn)型不一定相同（可能環(huán)境不同）； 表現(xiàn)型相同，基因型不一定相同（顯性性狀有純合和雜合之分）概述 伴性遺傳性染色體和 性別決定(b)性染色體：與性別決定有直接關(guān)系的染色體。其它的為常染色體。性別決定：雌雄異體的生物決定性別的方式（由性

17、染色體決定只是其中一種）。 XY型性別決定：雌性44+XX，雄性44+XYZW型性別決定：雌性44+ZW，雄性44+ZZ伴性遺傳的概念 及遺傳特點(b)伴性遺傳：位于性染色體上基因所控制的性狀表現(xiàn)出與性別相聯(lián)系的遺傳方式伴性遺傳特點：正交、反交的結(jié)果不一樣 性狀分離比在不同性別間不一致 符合基因的分離(自由組合)定律？伴X隱性遺傳：交叉遺傳(男性患者往往通過女兒傳遞給自己的外孫) 色盲 男性患者多于女性(紅綠色盲，男7%,女 0.49% ) 血友病 女性患者的父親、兒子必患病伴X顯性遺傳：往往不隔代 抗VD 女性患者多于男性(女患病比例a,男 ) 佝僂病 男性患者的母親、女兒必患病伴Y遺傳(外

18、耳道多毛)：父傳子，子傳孫，傳男不傳女伴性遺傳在實踐中的應(yīng)用(b)1.育種（基因的自由組合定律）2.預(yù)測、預(yù)防遺傳病人類遺傳病列出人類遺傳病的類型單基因病、多基因病和染色體病(a)遺傳?。荷臣毎蚴芫牙锏倪z傳物質(zhì)發(fā)生改變導致的疾病單基因遺傳病：由一對基因控制（單個基因異常引起）的遺傳病常染色體隱性：白化病、苯丙酮尿癥常染色體顯性：短指、多指、軟骨發(fā)育不全伴X隱性：紅綠色盲、血友病、伴X顯性：抗VD佝僂病伴Y遺傳：外耳道多毛判斷依據(jù)： 判斷是否為伴Y遺傳、細胞質(zhì)遺傳(母系遺傳，母病所有孩子病) 判斷顯性、隱性遺傳 顯性：一般沒有隔代（有中生無-父母病，孩子中有不病的） 隱性：一般有隔代(無中

19、生有-父母正常，孩子有患病的) 如果是顯性，判斷常染色體顯性、伴X顯性 伴X顯性：所有該病男性患者的母親、女兒必患病 如果是隱性，判斷常染色體隱性、伴X隱性 伴X隱性：所有該病女性患者的父親、兒子必患病多基因遺傳病：由多對基因控制的遺傳病，如唇裂、腭裂、先天性心臟病、精神分裂癥、青少年行糖尿病、高血壓、冠心病等 特點：存在家族聚集現(xiàn)象；易受環(huán)境因素的影響。染色體異常遺傳?。河捎谌旧w的數(shù)目、形態(tài)或結(jié)構(gòu)異常引起的遺傳病 常染色體遺傳?。贺埥芯C合征、先天愚型(21-三體綜合征) 性染色體遺傳?。禾丶{氏綜合癥(性腺發(fā)育不良，X0)、睪丸發(fā)育不全(XXY)簡述人類遺傳病的監(jiān)測和預(yù)防人類遺傳病對人類的危

20、害(a)人類遺傳病研究方法調(diào)查發(fā)病率：取樣調(diào)查法 調(diào)查遺傳方式：家譜法（家系分析法）人類遺傳病的危害：個體健康；家庭負擔；社會負擔。優(yōu)生的措施(a)1.禁止免近親結(jié)婚（直系血親和三代以內(nèi)旁系血親禁止結(jié)婚） 可能含有相同隱性致病基因，提高后代隱性疾病的患病率2.適齡生育（25-30-34歲）3.遺傳咨詢：推測攜帶致病基因的可能性，估計后代發(fā)病率，給予婚育指導4.產(chǎn)前診斷：羊膜腔穿刺和絨毛細胞檢查說出人類基因組計劃及其意義人類基因組計劃(a)人類基因組：24條染色體(22常+X+Y)的DNA序列注意與染色體組的區(qū)別1990年開始，我國1999年參與（1%）,2003年初步完成基因診斷與治療(a)基

21、因診斷：基因探針(一般為單鏈DNA分子)DNA分子雜交情況基因治療：將正?；?qū)肴毕菁毎麅?nèi)，回注到病人體內(nèi)單元內(nèi)容標準與認知層次具體內(nèi)容生物的變異生物變異種 類：不遺傳的變異（環(huán)境改變）和可遺傳的變異（遺傳物質(zhì)改變）主要來源：基因重組、基因突變和染色體變異（染色體畸變）舉例說出基因重組及其意義基因重組及其意義(a)基因重組：生物在進行 有性 生殖時，控制不同性狀的基因重新組合，導致后代不同于親本類型的現(xiàn)象或過程。產(chǎn)生原因：(1)基因的交叉互換(四分體時期同源染色體的非姐妹染色單體之間)(2)基因的自由組合(減數(shù)分裂非同源染色體上非等位基因自由組合)(3)DNA分子重組(基因工程)：將目的基因

22、導入受體細胞意 義：是生物變異的重要來源，在生物進化上有重要意義基因重組與 雜交育種(a)依據(jù)原理：是基因的自由組合定律或基因重組主要過程：選擇優(yōu)良品種雜交F1F1自交F2：人工選擇根據(jù)需要連續(xù)自交得性狀穩(wěn)定遺傳品種（隱性優(yōu)良性狀不需要這步）特 點：可預(yù)見性強育種時間長，優(yōu)良性狀難尋。舉例說明基因突變的特征和原因基因突變的概念 及其意義(b)基因突變：在細胞分裂間期，由于個別堿基對的增添、缺失或改變而引起的DNA分子（或基因）結(jié)構(gòu)（遺傳信息）的改變意 義：產(chǎn)生新的基因，是變異的根本來源，為生物進化提供原始材料基因突變的原因 及其特點(b)產(chǎn)生原因：個別堿基對的增添、缺失或改變（突變的程度不同：

23、缺1、2、3？）主要特點：普遍性 多方向性 稀有性(突變率低) 有害性 可逆性基因突變與 誘變育種(b)主要過程：用物理或化學方法處理（大量萌動的種子）人工選擇，得新品種特 點：提高變異頻率，大幅改良性狀有利變異少，工作量大簡述染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異染色體結(jié)構(gòu)的變異(a)染色體結(jié)構(gòu)變異是指染色體片段的缺失、重復、倒位和易位。大多數(shù)的染色體結(jié)構(gòu)變異對生物體是 有害 的，甚至會導致生物體的死亡。染色體數(shù)目的變異(a)染色體數(shù)目變異可分為 個別染色體數(shù)目 變異和 染色體組數(shù)目 變異，前者是指 個別 染色體的 增加或缺失 ，后者是指染色體數(shù)目以 染色體組 的形式成倍的 增加或減少 。染色體變異的意義

24、：生物變異的來源，對生物進化有一定意義染色體組、二倍體、多倍體和單倍體(a)染色體組細胞中的一組非同源染色體，它們在形態(tài)和功能上各不相同，但攜帶者控制一種生物生長發(fā)育、遺傳變異的全部信息，這樣一組染色體叫一個染色體組。二倍體由 受精卵 發(fā)育而來的個體，體細胞中含有 2 個染色體組的個體多倍體由 受精卵 發(fā)育而來的個體，體細胞中含有 多 個染色體組的個體單倍體由 配子 發(fā)育而來的個體，體細胞中含有本物種 配子 染色體數(shù)目的個體單倍體育種與 多倍體育種(a)依據(jù)原理：染色體變異（染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍的增加或減少）多倍體育種：過程舉例：秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，得到多倍體染色體組倍數(shù)不

25、同的個體間雜交，得到所需品種 主要特點：多倍體形態(tài)大、營養(yǎng)多往往結(jié)實率低，生長期長單倍體育種：過程：選擇優(yōu)良品種雜交F1F1花藥離體培養(yǎng)，得單倍體幼苗秋水仙素處理，得純合品種人工選擇優(yōu)良品種 特點：明顯縮短育種年限技術(shù)復雜，需結(jié)合雜交育種雜交育種 單倍體育種 秋水仙素作用原理： 抑制細胞分裂時紡錘體的形成 培育三倍體無籽西瓜： 得到四倍體 父本 母本 ( 二倍體) ( 四倍體) 得三倍體種子開花時二倍體花粉刺激得無籽西瓜轉(zhuǎn)基因技術(shù)又叫做基因工程或DNA重組技術(shù)。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀?；静襟E：單元內(nèi)容標準與認知層次具體內(nèi)容生物的進化達爾文自然選擇學說主要觀點：過度繁殖，生存斗爭，遺傳變異(變異在環(huán)境改變之前)，適者生存特 點：科學地解釋了_生物進化_的原因，以及生物的_多樣_性和_統(tǒng)一_性；局限性在于未能正確解釋_遺傳變異_的本質(zhì)，以及對生物進化的解釋局限于_個體_水平。說明現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容物種、種群、基因庫和基因頻率的概念(b)種群是生物進化的基本單位。物種分布在一定的自然區(qū)域，具有一定的形態(tài)結(jié)