必修二重点知识汇总-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

必修二知识总结 第一章 遗传因子的发现高频知识点复习 1.1孟德尔的豌豆杂交实验（一） 1.豌豆做遗传学实验材料的优点： ①豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉的植物，自然状态下一般都是纯种。 ②豌豆有易于区分的相对性状。 ③子代数量多，统计结果更可靠。 ④豌豆的花大，人工异花传粉易于操作。 2.相对性状：同种生物的同一性状的不同表现类型。 3.人工异化传粉的步骤：去雄 → 套袋 → 人工传粉 → 套袋。 注意：去雄是指除去母本未成熟花的全部雄蕊，去雄的目的是防止自花传粉；套袋的目的是防止外来花粉干扰。 雌雄异化的植物不需要去雄 4.一对相对性状的豌豆杂交实验（熟记，会写遗传图解） 5.一对相对性状的杂交、自交实验 实验现象及过程 分析 P 高茎 × 矮茎 ↓　 F1 高茎 F2 高茎（787）：矮茎（277） 3 ：1 杂交：基因型不同的个体交配。 自交：基因型相同的个体交配 具有相对性状的纯和亲本杂交，F1显现出来的性状叫显性性状；未显现出来的性状叫隐性性状； F1自交，F2出现性状分离的现象，分离比为高经：矮茎=3：1 在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象叫性状分离。 6.对分离现象的解释（1866年，孟德尔提出“遗传因子”概念；1909年，约翰逊将其更名为“基因”） ①生物的性状由遗传因子（基因）决定。决定显性性状的为显性遗传因子（显性基因），用大写字母（如D）表示；决定隐性性状的为隐性遗传因子（隐性基因），用小写字母（如d）表示。 ②体细胞中遗传因子成对存在。遗传因子组成相同的个体叫纯合子，如DD、dd；遗传因子组成不同的个体叫杂合子，如Dd。 ③配子中遗传因子成单存在。生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，配子中只含有每对遗传因子中的一个。纯合子产生1种配子，杂合子产生2种配子。 ④受精时，雌雄配子的结合是随机的。 7.对分离现象解释的验证 ①方法：测交，即用F₁（待测个体）与隐性纯合子杂交。 ②目的： a. 测定F1产生配子的种类及比例。 b. 测定F1（待测个体）的遗传因子组成（基因组成）。 c. 测定F1在形成配子时遗传因子的行为。 ③测交结果：杂种子一代高茎（Dd）与隐性纯合子矮茎（dd）杂交，Dd产生的配子有D、d两种，比值为1∶1；dd产生的配子只有d一种。测交后代基因型及比值为Dd∶dd = 1∶1，表型及比值为高茎∶矮茎 = 1∶1 。 8.孟德尔豌豆杂交实验的实验方法: 假说一演绎法 提出问题：F1代为什么只有高茎，矮茎去哪里了？F2代又出现了矮茎，高茎与矮茎的比为3：1 提出假说：①生物的性状由遗传因子（基因）决定。②体细胞中遗传因子成对存在。③配子中遗传因子成单存在。生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，配子中只含有每对遗传因子中的一个。④受精时，雌雄配子的结合是随机的。 演绎推理（纸上谈兵，没有实际操作）：设计测交实验（F1代高茎与矮茎杂交）并做出预测：子代高茎：矮茎=1：1 实验验证：进行测交实验并统计结果，发现高茎：矮茎比例接近1：1 得出结论：假设与结果一致，假说成立 9.性状分离比的模拟实验 模拟内容: ①甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官。 ②甲,乙两个小桶内的彩球分别代表雌雄配子，小球数多的小桶代表雄性生殖器官（注:两个小桶内的小球数可不相同，两种彩球即D和d的数量必须相同） ③不同彩球的随机组合，模拟雌雄配子的随机结合 ④每次抓取后需将小球放回原来的小桶中 ⑤抓取次数要足够多（注意球的质地和大小要相同） (2)结果和结论: 彩球组合类型数量比为DD:Dd:dd≈1:2:1 彩球代表的显 隐性数值比为 显性:隐性≈3:1. 拓展 3.甲乙两位同学用小球做模拟孟德尔遗传定律的实验。甲同学每次从Ⅰ、Ⅱ小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合，乙同学每次分别从Ⅲ、IV小桶中随机抓取一个小球并记录，错误的是（ c） A.两位同学每次从小桶中抓取的小球记录后要放回原桶 B.乙同学的实验可模拟非同源染色体上非等位基因自由组合的过程 C.实验中每个小球大小都应相等，四个小桶内的小球总数都应保持一致 D.甲同学的实验模拟的是遗传因子的分离和配子随机结合的过程 10.分离定律 （1）概念：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。 （2）发生时间：减数第一次分裂后期 （3）研究对象：位于一对同源染色体上的等位基因 （4）实质：在形成配子时，成对的遗传因子发生分离 F1产生两种类型的配子 （5）适用条件：进行有性生殖的真核生物的核遗传，只研究一对相对性状 11.F2代出现3：1的性状分离比的条件 ①F1形成两种类型配子，数目相等且正活力相同 ②雌雄配子结合机会相等 ③F2不同基因型个体存活率相等 ④观察的样本足够多 ⑤显性基因对隐性基因的作用是完全的 方法 1.验证分离定律的方法 (1)测交法：F1 × 隐性纯合子―→子代性状分离比为1∶1⇒F1产生两种数量相等的配子，遵循分离定律。 (2)自交法：F1自交子代性状分离比为3∶1⇒F1产生了两种数量相等的配子，遵循分离定律。 (3)花粉鉴定法 ①原理及过程：非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同的颜色；取F1的花粉放在载玻片上，加一滴碘液。 ②结果：一半花粉呈蓝黑色，一半花粉呈橙红色，遵循分离定律。 2.显隐性的判断方法(设A、B为一对相对性状) (1)杂交法 若A×B→A，则A为显性，B为隐性。 (2)自交法 (3)根据子代性状分离比判断：具有一对相对性状的亲本杂交→F2性状分离比为3∶1→分离比占3/4的性状为显性性状。 3.纯合子与杂合子的判定 (1)测交法(已知显、隐性性状) 待测个体×隐性纯合子 (2)自交法(已知或未知显、隐性性状) (3)配子鉴定法：若某个体能产生两种类型的配子，则为杂合子；若只产生一种类型的配子，则为纯合子。 1.2孟德尔的豌豆杂交实验（二） 1.两对相对性状的杂交实验 亲本类型： F2中与亲本性状表现相同的个体（黄色圆粒和绿色皱粒） 重组类型： F2中与亲本性状表现不同的个体（绿色圆粒和黄色皱粒） 2.提出假说﹣﹣对自由组合现象的解释 1.理论解释（提出假说）: (1）两对相对性状由两对遗传因子控制 (2)F1产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。 (3)F1产生的雌配子和雄配子各有 4种：YR、Yr、yR、yr，且数量比为 1:1:1:1 (4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。 2.遗传图解熟记并能默写出来 总结：F2表现型共有4种分别是：黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒、绿色皱粒 F2基因型共有9种分别是： YYRR 、 YyRR 、 yyRR 、 YYRr 、 YyRr 、 yyRr 、 YYrr 、 Yyrr 、 yyrr 纯合子：YYRR、yyRR、YYrr、yyrr各占1/16共占1/4. 单杂合子：YyRR、YYRr、yyRr、Yyrr各占2/16共占1/2. 双杂合子：YyRr共占1/4. 3.对自由组合现象解释的验证一测交实验（课本P10) 1.方法：测交法， 即让杂种子一代（YyRr）与隐性纯合子（yyrr）杂交。 2.测交作用 (1）测定F1产生的配子类型及比例。 (2）测定F1遗传因子的组成。 (3）判定F1在形成配子时控制不同性状的遗传因子的分离和组合的行为。 3.遗传图解及结论：图解要熟记并默写 结论：测交后代分离比接近1:1:1:1，符合预期的设想，从而证实F1是 YyRr ，产生4种配子，比例是1:1:1:1 在形成配子时，每对遗传因子彼此彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。 4.孟德尔豌豆杂交实验的实验方法: 假说一演绎法 提出问题：F1代只有黄色圆粒，F2代除了亲本型黄色圆粒和绿色皱粒还出现了黄色皱粒和绿色圆粒，比例为9：3：3：1 提出假说： (1）两对相对性状由两对遗传因子控制 (2)F1产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。 (3)F1产生的雌配子和雄配子各有 4种：YR、Yr、yR、yr，且数量比为 1:1:1:1 (4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。 演绎推理（纸上谈兵，没有实际操作）：设计测交实验（F1代黄色圆粒和绿色皱粒杂交）并做出预测：子代黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=1：1：1：1 实验验证：进行测交实验并统计结果，发现子代黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒接近1：1：1：1 得出结论：假设与结果一致，假说成立 5、自由组合定律：（课本P11) 1.内容 (1)发生时间：形成配子时。 (2)遗传因子间的关系：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的。 (3)实质：决定同一性状的成对遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合. 2.理解： ①同时性：决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合是同时进行的。 ②独立性：决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合互不干扰，各自独立分配到配子中去。 ③普遍性：自由组合定律广泛存在于生物界，是现在世界上的生物种类多样性的重要原因之一 3.适用范围：进行有性生殖的真核生物，两对或两对以上控制不同相对性状的遗传，控制两对或两对以上性状的遗传因子分别位于两对及两对以上同源染色体。 6、孟德尔实验方法的启示及遗传规律的再发现 1．分析孟德尔获得成功的原因 (1）正确选用豌豆作实验材料是成功的首要条件 (2）对相对性状遗传的研究，从一对到多对 (3）对实验结果进行统计学分析 (4）运用假说--演绎法这一科学方法 2．孟德尔遗传规律的再发现 丹麦生物学家约翰逊将孟德尔的遗传因子命名为基因，并提出表型和基因型的概念 表型：生物体表现出来的性状，如豌豆的高茎、矮茎。 基因型：与表型有关的基因组成，如高茎豌豆的基因型为DD或Dd，矮茎豌豆基因型为dd 关系： 基因型决定表现型 表型=基因型+环境 基因型相同，表现型不一定相同（受环境影响） 表型相同，基因型不一定相同 等位基因：同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因，如D和d。 非等位基因：控制不同性状的基因 7.F2代出现9：3：3：1的条件 ①所研究的每一对相对性状只受一对遗传因子的控制且均为完全显性 ②不同类型的雌雄配子都能发育良好且受精机会相等 ③所有后代都应处于比较一致的环境中且存活率相等 ④实验的群体足够大，个体数量足够多 ⑤控制不同性状的遗传因子独立遗传 ⑥F1产生4种配子，比例为1：1：1：1 8、孟德尔遗传规律的应用 1.在杂交育种中，人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。 2.在医学实践中，人们可以根据分离定律和自由组合定律，对某些遗传病在后代中的患病概率作出科学的推断，从而为遗传咨询提供理论依据。 第二章基因和染色体的关系高频知识点复习 2.1减数分裂和受精作用 减数分裂 1.减数分裂相关的概念 (1)同源染色体：减数分裂过程中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同 ，一条来自父方 ，一条来自母方 。 注意：XY是同源染色体但形状大小不同，姐妹染色单体形状大小相同但不是同源染色体 (2)联会：在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象。 (3)四分体：联会后的每对同源染色体含有4 条染色单体，叫作四分体。 注意：1.减数分裂是一种特殊的有丝分裂。2.一个四分体有2条染色体、4条染色单体、4个DNA分子 2.精子的形成过程 （1）场所：高等动植物：有性生殖器官；人和其他哺乳动物：睾丸 （2）细胞名称的变化 注意：精细胞的变性过程不属于减数分裂过程 （3）.减数分裂Ⅰ的主要特征：【P18】 1同源染色体配对——联会； 2四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换； 3同源染色体分离，分别移向细胞的两极。 结果：一个初级精母细胞形成2个次级精母细胞，一个初级卵母细胞形成1个次级卵母细胞和1个极体细胞。 （4）减数分裂Ⅱ的主要特征：每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极，一般不存在同源染色体。 结果：2个次级精母细胞形成4个精细胞；1个次级卵母细胞形成1个卵细胞和1个极体细胞，第一极体形成2个极体细胞。 注意： 1.减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数分裂Ⅰ。 2.原始生殖细胞中的染色体=体细胞的染色体。 3.精原细胞（或卵原细胞）的可以通过有丝分裂增殖；产生精细胞（或卵细胞）的细胞分裂方式是减数分裂。 4.在减数分裂过程中：染色体数目减半发生在减数第一次分裂，四分体存在时期是减数第一次分裂前期。 5.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。在减数分裂前，染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。 3.精子和卵细胞形成的异同 4.减数分裂照片： 有丝分裂和减数分裂细胞图像比较 1.精子形成过程中染色体、核DNA数量变化模型 (1)甲为精原细胞；乙为初级精母细胞；丙、丁为次级精母细胞；戊为精细胞。 2．有丝分裂和减数分裂柱状图 3．每条染色体中DNA含量或染色体与核DNA比值变化 图中曲线既适用于有丝分裂也适用于减数分裂。 受精作用 1.1、受精作用：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程【Ｐ27】 注意：识别过程体现了细胞膜进行细胞间信息交流的作用；融合过程体现了细胞膜的流动性 2、受精作用的实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合，使彼此的染色体会合在一起。 3、受精作用的结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，保证了物种染色体数目的稳定，其中有一半的染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)【Ｐ27】 注：这里不能写遗传物质一半来自父方一半来自母方，因为遗传物质有核遗传物质（父母各一半）和质遗传物质 （主要来自母方 4、减数分裂和受精作用的意义： (1)子代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性； (2)对于维持每种生物(有性生殖的生物)前后代体细胞中染色体数目的恒定和生物的遗传和变异都具有重要意义。 5.配子染色体组合多样性的原因是：减数第一次分裂前期四分体中的非姐妹染色单体间的互换和减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合（它们属于基因重组----有性生殖的生物产生变异的主要来源）。双亲后代具有多样性的原因是：配子染色体组合的多样性和受精过程中卵细胞和精子结合的随机性 6.“13 三体综合征”的原因： ①父方或母方减数第一次分裂两条 13 号染色体没有分离而是进入了同一个次级精（卵）母细胞，再经过减数分裂 II，就会形成含有两条 13 号染色体的精子或卵细胞 减数第一次分裂同源染色体未分开 ②减数分裂 II 时 13 号染色体的着丝粒分裂，形成了两条 13 号染色体，但没有分别移向细胞的两极，而是进人了同一个精子或卵细胞 减数第二分裂姐妹染色单体未分开 这样异常的精子或卵细胞就含有 24 条染色体，其中 13 号染色休是两条。当一个正常的卵细胞或精子与上述异常的精子或卵细胞结合成受精卵时，则该受精卵含 47 条染色体，其中 13 号染色体是 3 条。 7.骡是马和驴杂交产生的后代。马和驴的体细胞中分别有 32 对和 对染色体，骡的体细胞增殖是通过正常的有丝分裂进行的，而它们的睾丸或卵巢中的原始生殖细胞却不能发生正常的减数分裂，因此骡不能繁殖后代。原因是： 骡的体细胞中含有 63 条染色体，其中 32 条来自马，31 条来自驴。由于这 63 条染色体没有同源染色体，无法联会， 导致骡的生殖细胞不能进行正常的减数分裂，无法形成配子，因此骡不能繁殖后代。【P28】 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 1.选用雄性个体的生殖器官作为实验材料原因：雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子的数量，而且在卵巢中看不到完整的减数分裂。 2.观察蝗虫精原细胞的减数分裂装片时，能看到几种不同染色体数目的细胞分裂图像：蝗虫精巢中的精原细胞（染色体数为2n）既进行有丝分裂，又进行减数分裂，所以可以观察到染色体数目为n、2n、4n等不同的细胞分裂图像。 3.不能看到一个精原细胞分裂形成精细胞的动态过程：因为细胞经过解离处理后，已经死亡。 受精作用前后的曲线分析 (1)细胞中核DNA含量变化曲线 ①ab段为减数分裂前的间期，bc段为减数分裂Ⅰ，cd段为减数分裂Ⅱ。 ②e点表示进行受精作用。 ③ef段为有丝分裂前的间期，fg段为有丝分裂。 (2)细胞中染色体数变化曲线 ①O～a表示减数分裂前的间期及减数分裂Ⅰ，a～c表示减数分裂Ⅱ。 ②d点表示进行受精作用。 ③d～f表示受精卵有丝分裂前的间期和有丝分裂。 拓展 2．一般情况下减数分裂产生配子的种类 (1)只考虑非同源染色体自由组合，不考虑互换的情况。（Y与y，R与r分别表示两对同源染色体） (2)若考虑互换，会增加配子的种类，如一个含n对同源染色体的生物产生的配子种类会大于2n种。 3．1个有3对同源染色体AaBbCc（A和a、B和b、C和c表示同源染色体，下同）的卵原细胞实际能产生几种类型的卵细胞？1个有3对同源染色体AaBbCc的精原细胞实际能产生几种类型的精子？1个体细胞中具有3对同源染色体AaBbCc的生物体可能产生几种类型的精子？（不考虑互换）( A ) A．1，2，8 B．1，2，3 C．3，3，3 D．2，2，8 3．减数分裂异常情况分析 (1)如果减数分裂Ⅰ异常（同源染色体未分离），而减数分裂Ⅱ正常，则所形成的次级精母细胞异常，进而使产生的配子全部异常，如图所示（仅列举一种情况）： (2)如果减数分裂Ⅰ正常，减数分裂Ⅱ时一个次级精母细胞分裂异常（姐妹染色单体分开后形成的染色体移向细胞同一极），则所产生的配子一半正常，一半异常，如图所示（仅列举一种情况）： 【例3】　如图1所示为含两对同源染色体的某动物的初级精母细胞，其在减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体的相应片段发生互换形成了如图2所示的四个精细胞，则来自同一个次级精母细胞的是( B ) 同为同一次， 补为同一初， 同补同一体 A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 【例4】　如图表示染色体组成为AaCcDd的生物产生的精细胞。试根据细胞内染色体的组合分析，在不考虑互换的情况下，下列相关叙述错误的是( D ) A．上述精细胞至少来自4个精原细胞 B．⑤⑧可能来自同一个精原细胞 C．上述精细胞至少来自8个次级精母细胞 D．①⑦可能来自同一个精原细胞 2.2基因在染色体上 1.萨顿假说的内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因在染色体上 2.假说的依据：基因与染色体行为存在明显的平行关系。 基因与染色体行为的平行关系 基因行为 染色体行为 独立性 基因在杂交过程中保持完整性和独立性 染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构 存在方式 在体细胞中基因成对存在，在配子中只有成对的基因中的一个 在体细胞中染色体成对存在，在配子中只有成对的染色体中的一条 来源 体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方 体细胞中成对的染色体(即同源染色体)一条来自父方，一条来自母方 分配 非等位基因在形成配子时自由组合 非同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期也是自由组合的 3.萨顿用到的方法：类比推理法 4.果蝇用作为遗传学研究的实验材料的优势： ①易饲养②繁殖快③有易于区分的相对性状④染色体数少。 5.摩尔根用实验证明基因在染色体上，用到的方法：假说-演绎法。 除此之外他还发现了基因的连锁互换定律，人们称之为遗传学第三定律； 证明基因在染色体上呈线性排列。一条染色体上有多个基因 6. 摩尔根实验的现象是：F1代雌雄个体全为红眼，F2代红眼：白眼=3:1，白眼只在雄性个体中 提出的问题是：F2为什么白眼只出现在雄性个体？ 提出的假说是：控制白眼基因位于X染色体上，Y染色体上无它的等位基因 演绎推理：设计两个测交实验 ①测交实验一：F1代红眼雌和亲代白眼雄杂交，后代会出现红眼雌：红眼雄：白眼雌：白眼雄=1：1：1：1 ②测交实验二：用测交实验一得到的白眼雌和亲代红眼雄杂交，后代雌性均为红眼，雄性均为白眼 实验验证：摩尔根亲自做实验，结果与预想的一致 得出结论：控制白眼基因位于X染色体上，Y染色体上无它的等位基因 5.基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离（减数分裂Ⅰ后期），分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 6.基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；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. 8. 等位基因分离可能发生的的时期：减数第一次分裂后期（同源染色体分离）和减数第二次分裂后期（减数第一次分裂前期四分体的非姐妹染色单体发生交换，在减数第二次分裂后期着丝粒分裂此时可能出现等位基因的分离） 9.判断基因位于常染色还是X染色体方法： XY 型生物：用隐雌显雄杂交。若子代雄全隐，雌全显可证明是伴 X 染色体遗传。 对于ZW型的则是隐雄显雌杂交。速记：同隐异显 10性别决定方式 ①性染色体决定：XY型和ZW型；②温度决定：鳄鱼和乌龟；③染色体数目决定:蜜蜂的蜂王和工蜂是32条染色体，雄峰16条 雌性同体生物无性别之分：玉米，蚯蚓 拓展 3.判断两对等位基因位于一对或两对同源染色体上的方法 配子种类：AB、Ab、aB、ab 配子比例：1∶1∶1 自交性状分离比9∶3∶3∶1 测交性状分离比1∶1∶1∶1 配子种类：AB、ab 配子比例：1∶1 自交性状分离比3∶1 测交性状分离比1∶1 配子种类：Ab、ab 配子比例：1∶1 自交性状分离比1∶2：1 测交性状分离比1∶1 【例4】　根据如图所示基因在染色体上的分布情况判断，下列选项不遵循自由组合定律的是( A ) 【例5】　某动物细胞中位于常染色体上的基因A、B、C分别对a、b、c为显性。用两个纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1，则F1体细胞中三对基因在染色体上的位置是( B ) 4．某种雌雄同花的植物，花的颜色由两对基因（A和a，B和b）控制，A基因控制红色色素合成（AA和Aa的效应相同），B基因为修饰基因，淡化颜色的深度（BB使红色完全消失而表现为白色，Bb使红色变淡而表现为粉色）。 为了探究两对基因（A和a，B和b）是在一对同源染色体上，还是在两对同源染色体上，某课题小组选用基因型为AaBb的植株进行自交实验。 (1)实验假设：这两对基因在染色体上的位置有三种类型，如图所示，竖线表示染色体，黑点表示基因在染色体上的位点。 (2)实验步骤： 第一步：基因型为AaBb的植株自交。 第二步：观察并统计子代植株花的颜色和比例。 (3)实验可能的结果（不考虑基因突变、互换等变异）及相应的结论： ①若子代植株花的颜色及比例为 　红色∶粉色∶白色＝3∶6∶7　 ，则两对基因在两对同源染色体上（符合第一种类型）。 ②若子代植株花的颜色及比例为 　粉色∶白色＝1∶1　 ，则两对基因在一对同源染色体上（符合第二种类型）。 ③若子代植株花的颜色及比例为 　红色∶粉色∶白色＝1∶2∶1　 ，则两对基因在一对同源染色体上（符合第三种类型）。 2.3伴性遗传 1.伴性遗传的概念：基因位于性染色体上，在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫作伴性遗传。位于性染色体上的基因，在遗传中遵循孟德尔遗传规律。 注意：性染色体上的基因只与性别有关并不都决定性别；在常染色体上的基因也可以与性别有关，比如从性遗传 X染色体不都比Y大，果蝇的Y染色体大 XY性别决定的生物雌雄之比为1:1是因为雄性能产生含X的精子和含Y的精子比例为1:1 2.位于 X 染色体上的隐性基因的遗传特点是：患者中男性远多于女性；男性患者的基因只能从母亲那里传 来，以后只能传给女儿。表现为隔代交叉遗传【P37】 位于 X 染色体上的显性基因的遗传特点是：患者中女性多于男性，但部分女性患者病症较轻；男性患者与正常 女性婚配的后代中，女性都是患者，男性正常。【P37】 表现为世代遗传 2.雏鸡可以根据羽毛特征把雌性和雄性区分开 用芦花雌鸡（Z B W）与非芦花雄鸡（Z b Z b ） 交配，那么 F1中，雄鸡都是芦花鸡（Z B Z b ），雌鸡都是非芦花鸡（Z bW）。 拓展 1.关于“患病男孩”与“男孩患病”概率的计算 (1)常染色体遗传 ①患病男孩的概率＝患病孩子的概率×(1/2)；②男孩患病的概率＝患病孩子的概率。 (2)伴性遗传 ①患病男孩的概率＝患病男孩在后代全部孩子中的概率； ②男孩患病的概率＝后代男孩中患病的概率。 【例6】　人的色觉正常(B)对红绿色盲(b)是显性，为伴性遗传；褐眼(A)对蓝眼(a)是显性，为常染色体遗传。有一个蓝眼色觉正常的女子与一个褐眼色觉正常的男子婚配，生了一个蓝眼患红绿色盲的男孩，这对夫妇再生出蓝眼患红绿色盲男孩的概率和再生出的男孩为蓝眼患红绿色盲的概率分别是( C ) A．1/4和1/4 B．1/8和1/8 C．1/8和1/4 D．1/4和1/8 2.判断基因在染色体上的位置 1.探究基因位于常染色体上还是位于X染色体上 (1)杂交实验法 ①在显隐性已知的条件下，可设计的实验思路为： 纯合隐性♀×纯合显性♂⇒ ②在显隐性未知（或已知）的条件下，且亲本均为纯合子时，可设置正反交实验： 提醒：此方法还可以用于判断基因是位于细胞核中还是细胞质中。若正反交结果不同，且子代只表现母本的性状，则控制该性状的基因位于细胞质中。 (2)调查实验法 2．判断基因仅位于X染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上 (1)适用条件：已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。 (2)基本思路 ①纯合隐性♀×纯合显性♂⇒ ②杂合显性♀×纯合显性♂⇒ 3．探究基因位于X、Y染色体的同源区段还是位于常染色体上 设计思路：隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交，获得的F1全表现为显性性状，再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表型情况。即： 【例3】　果蝇的红眼和白眼由一对等位基因(W/w)控制。让一只纯合的红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇交配得到F1，F1全为红眼，F1雌雄个体随机交配得到F2。为了确定W/w是位于常染色体上，还是位于X染色体上，下列数据中不需要统计的是( D ) A．F2中雌性个体的性状分离比 B．F2中雄性个体的性状分离比 C．F2中白眼果蝇的性别比例 D．F2中红眼果蝇与白眼果蝇的比例 【例6】　果蝇的长翅和残翅是一对相对性状，受等位基因B/b控制，现让雌雄长翅果蝇杂交，F1中长翅∶残翅＝3∶1。回答下列问题： (1)在长翅和残翅这对相对性状中，显性性状是 　长翅　 。 (2)依上述实验结果， 　不能　 （填“能”或“不能”）判断等位基因B/b位于常染色体还是X染色体上，原因是 　B/b基因不论位于常染色体上，还是位于X染色体上都可以获得上述实验结果　 。 (3)若基因B/b位于X染色体上，让F1中雌雄果蝇随机交配，则F2中残翅雄果蝇占 　1/8　 。 (4)请以F1为实验材料，设计实验判断B/b基因位于常染色体上还是X染色体上，写出简要实验思路并预期实验结果。 方案1：观察并统计F1中残翅果蝇的性别。若残翅果蝇全为雄性，则B/b基因位于X染色体上；若残翅果蝇中既有雄性又有雌性，则B/b基因位于常染色体上。 方案2：让F1中雌雄长翅果蝇相互交配，统计后代的雌雄果蝇的表型及比例。若F2中雌果蝇全为长翅，雄果蝇中长翅∶残翅＝3∶1，则B/b基因在X染色体上；若F2雌雄果蝇中长翅∶残翅均为8∶1，则B/b基因位于常染色体上。　 第三章 遗传因子的发现高频知识点复习 3.1 DNA是主要的遗传物质 一．遗传物质可能具有什么特点？（教材P42问题探讨1） 提示：遗传物质结构比较稳定，要能储存大量的遗传信息，可以准确地进行复制并传递给下一代等 二.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验的过程、现象及结论 注意：1.R型菌转变为S型菌的过程实质上是广义的基因重组 2.加热会使蛋白质变性失活，DNA会解旋，但温度降低后DNA 的结构又会恢复，所以DNA并没有失活 3.肺炎链球菌体内转化实验中，小鼠体内的S型细菌、R型细菌数量的变化情况如图所示。R型细菌数量变化曲线的解读 ①ab段：将加热致死的S型细菌与R型细菌混合后注射到小鼠体内的初期，小鼠体内还没有形成大量的抵抗R型细菌的物质，故该时间段内R型细菌数量增多。 ②bc段：小鼠体内形成大量的抵抗R型细菌的物质，致使R型细菌数量减少。 ③cd段：c点对应的时间点之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖，所以cd段R型细菌数量增多。 三.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 注意： 1.S型菌数量比R型菌少，是因为转化的效率很低。 2.第1组为空白对照，第2-5组均为实验组，第2-4组证明蛋白质、脂质、RNA不是转化因子，第5组证明DNA是转化因子 3.此实验证明DNA是S型菌的遗传物质，蛋白质不是。 4.自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” a．加法原理：与常态比较，人为 增加 某种影响因素的称为“加法原理”。 例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，利用了“加法原理”。 b．减法原理：与常态比较，人为去除 某种影响因素的称为“减法原理”。 例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，利用了“减法原理” 四、噬菌体侵染细菌的实验 1．实验者：赫尔希和蔡斯 。对T2噬菌体标记时，为什么选32P标记DNA？35S标记蛋白质？（教材P45相关信息） 在T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA。仅蛋白质分子中含硫，磷几乎都在DNA分子中。 2．实验方法： 放射性同位素标记法、密度梯度离心法等 。 3．实验材料：T2噬菌体 和大肠杆菌。 (1)T2噬菌体的结构及生活方式 (2)噬菌体的增殖 ①合成T2噬菌体的DNA的模板：进入大肠杆菌体内的T2噬菌体的 遗传物质 。 ②合成T2噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的 四种脱氧核苷酸 。 ③合成T2噬菌体的蛋白质的原料：大肠杆菌的氨基酸；场所：大肠杆菌的 核糖体 。 4.实验过程 低 高 高 低 先得到分别含有35S的T2噬菌体和32P的T2噬菌体，用上述噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌，保温搅拌离心观察上清液和沉淀物的放射性高低 ①如何得到含35S的T2噬菌体和32P的T2噬菌体 先用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，再用大肠杆菌培养噬菌体 ②保温的目的:让噬菌体的遗传物质侵入大肠杆菌 ③搅拌的目的：让吸附在细菌表面的噬菌体与细菌分离 ④离心的目的：让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被感染的大肠杆菌 5．实验结果及结论 亲代T2噬菌体 大肠杆菌细胞内 子代T2噬菌体 实验结论 32P标记DNA 有 有 DNA 是T2噬菌体的遗传物质 35S标记蛋白质 无 无 技法：亲代噬菌体DNA带标，子代噬菌体少带标；亲代噬菌体蛋白质带标，子代噬菌体都不带标 大肠杆菌带标，子代噬菌体都带标 6.实验分析 (1)T2噬菌体侵染细菌时， DNA 进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳 仍留在细胞外。 (2)子代T2噬菌体的各种性状是通过 亲代的DNA 遗传的。 注意： 1. 该实验是对比实验，没有对照组 2. 上清液和沉淀物放射性分析 (1)32P标记的T2噬菌体上清液出现放射性原因：保温时间过短，部分噬菌体未侵染大肠杆菌；保温时间过长，部分噬菌体增殖后释放出来 (2)35S标记的T2噬菌体沉淀物中出现放射性原因：搅拌不充分，少量T2噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面 3. 肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的思路都是设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究它们的作用 五、烟草花叶病毒的实验 烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者引起的病斑不同，如图甲。将TMV的遗传物质和蛋白质分离，并分别单独感染健康烟叶，结果如图乙。科学家将不同病毒的遗传物质与蛋白质重新组合形成“杂种病毒”，然后感染健康烟叶，如图丙 (1)图乙实验结果说明了什么？说明TMV的蛋白质外壳不能感染烟叶，而RNA能感染烟叶。 (3)推测图丙实验结果是什么？从烟叶中分离出来的子代病毒是哪种类型？ 结果是烟叶被感染，出现b病斑；杂种病毒中含有HRV的遗传物质，故其产生的子代为HRV。 综上所述，由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质 1. 2.探究遗传物质的实验方法 3.2 DNA的结构 一、　DNA双螺旋结构模型的构建 1．构建者： 沃森和克里克 。 2．构建过程 二、DNA的结构链：两条链 方向：反向平行 （若一条单链从5′端到3′端，那么另一条单链的走向是 从3′端到5′端 。） 结构：双螺旋 外侧基本骨架： 脱氧核糖 和磷酸 交替连接。内侧： 碱基 碱基互补配对：两条链上的碱基通过 氢键 形成[ 碱基对 ，且T（ 胸腺嘧啶 ）一定与A（ 腺嘌呤 ）配对，C（ 胞嘧啶 ）一定与G（ 鸟嘌呤 ）配对。 注意: 1．沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法 2．真核生物DNA分子是链状的，每个磷酸与1或2个脱氧核糖连接，一个脱氧核糖与1个或2个磷酸相连。若是原核生物是环状DNA分子，每个磷酸均与2个脱氧核糖连接 3．G—C碱基对有3个氢键，A-T碱基对有两个氢键，含有G—C碱基对比较多的DNA分子的热稳定性高。 4．两条链中相邻的两个碱基通过氢键相连；一条链上相邻的两个碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖 三、DNA的稳定性和多样性 (1)稳定性 ①DNA由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。 ②DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。 ③DNA双螺旋结构的中间为碱基对，碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳定。 ④DNA的两条链之间对应的碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对。 (2)多样性：DNA中碱基对（脱氧核苷酸对）的排列顺序多种多样，由n个碱基对排列而成DNA时，可有4n种排列方式，这样便构成了DNA的多样性，也决定了遗传信息的多样性。但是一个确定的基因，碱基对的排列方 式只有1种 (3)特异性：每种DNA都有区别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。 四、DNA中碱基相关计算 (1)分析依据：碱基互补配对原则。 (2)基本数量关系 A1＝T2、T1＝A2、G1＝C2、C1＝G2。 (3)计算规律 ①规律一：双链DNA分子中，互补碱基两两相等，即A＝T、C＝G，且嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。 ②规律二：双链DNA分子中，任意两个不互补的碱基之和恒等，即A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G；并且任意两个不互补的碱基之和占碱基总量的50%，即(A＋C)%＝(T＋G)%＝50%(A＋T＋C＋G)。 ③规律三：双链DNA分子中，任意两个不互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数，双链中为1。即： 不补则倒 ④规律四：双链DNA分子中，任意两个互补碱基之和的比值在任意一条链及整个DNA分子中都相等。即： 补则等 ⑤规律五：不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。 ⑥规律六：若＝b%，则＝%。 ⑦规律七：若已知A在双链中所占的比例为c%，则A1在单链中所占的比例无法确定，但最大值为2c%，最小值为0。 3.3 DNA的复制 一、对DNA复制的推测 1．半保留复制 (1)提出者： 沃森和克里克 。 (2)观点：DNA复制的方式为 半保留复制 。 (3)假说的内容 ①解旋：DNA复制时，DNA 双螺旋 解开，互补的碱基之间的 氢键 断裂。 ②复制：解开的两条单链 分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根据 碱基互补配对 原则，通过形成 氢键 ，结合到作为模板的单链上。 ③结果：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来 DNA分子中的一条链 。 2．全保留复制 DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是 新合成 的。 二、DNA半保留复制的实验证据 1．实验材料： 大肠杆菌 。 2．实验方法：假说—演绎法。 3．实验技术： 同位素标记 技术和离心技术。 4．实验原理：15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度 大 ，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的氮元素的DNA。 5．实验过程 ①用含 15NH4Cl 的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时，大肠杆菌的DNA几乎都是 15N 标记的。 ②将大肠杆菌转移到含有 14NH4Cl 的普通培养液中。 ③在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA。 ④将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。 6．实验预期 1．实验结论：DNA的复制是以 半保留 的方式进行的。 2．如果是全保留复制，出现的应该都是轻带和重带 3．第二个试管的结果证明了DNA以半保留的方式进行复制的 三、DNA复制的过程 1．DNA复制的概念：以 亲代DNA 为模板合成子代DNA 的过程。 2．时间：在真核生物中，这一过程是在 细胞分裂前的间 期，随着 染色体 的复制而完成的。 3．过程场所：真核生物主要是细胞核，叶绿体、线粒体。原核生物主要是拟核，细胞质（质粒）。病毒：在活的宿主细胞内。 时间：细胞分裂前的间期 模板：DNA两条链 原料：4种脱氧核苷酸 能：ATP 酶:DNA聚合酶、解旋酶、DNA连接酶 产物:两个DNA分子 特点：边解旋边复制 ，半保留复制 方向:子链5’-3’, 母链3’-5’ 7．准确复制的原因 (1)DNA独特的 双螺旋 结构，为复制提供了精确的模板。(2)通过 碱基互补配对 ，保证了复制能够准确地进行。 8．意义：将 遗传信息 从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了 遗传信息 的连续性。 注意： 1.解旋酶作用于氢键，使氢键断裂，但氢键的形成不需要酶的催化 2.DNA聚合酶连接单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，DNA连接酶的作用是连接DNA片段之间的磷酸二酯键 3.两个子代DNA的位置及分开时间：复制产生的两个子代DNA分子位于一对姐妹染色单体上，由着丝粒连在一起，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝粒分裂时分开，分别进入两个子细胞中 4.DNA复制的起点和方向 (1)原核生物：单起点双向复制 (2)真核生物：多起点双向复制 在复制速率相同的前提下，右图DNA是从其最右边开始复制的，提高了DNA复制的效率。 四、与DNA复制相关的计算 某DNA分子中，含有p个碱基对，其中腺嘌呤有q个，将该DNA分子用15N标记，其复制所需原料含14N，其连续复制n次。过程如图所示。 (1)DNA分子数 (2)脱氧核苷酸链数 子代DNA分子数 2n 含15N的DNA分子数 2 含14N的DNA分子数 2n 只含14N的DNA分子数 2n－2 子代DNA中脱氧核苷酸链数 2n+1 含15N的脱氧核苷酸链数 2 含14N的脱氧核苷酸链数 2n+1－2 (3)消耗脱氧核苷酸数 消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸数 (2n－1)q 消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数 (2n－1)(p－q) 3.4　基因通常是有遗传效应的DNA片段 一、DNA片段中的遗传信息 1．遗传信息：蕴藏在4种碱基的 排列顺序 之中。 2．DNA分子的多样性和特异性 (1)多样性： 碱基排列顺序 的千变万化。(2)特异性：每一个DNA分子都有特定的 碱基排列顺序 。 3．生物体多样性和特异性与DNA的关系 (1)DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的 物质基础 。 (2)生物体的多样性和特异性是DNA分子多样性和特异性的客观体现。 4．基因的本质 (1)基因通常是有 遗传效应的DNA片段 。(2)有些病毒的遗传物质是RNA，其基因是有遗传效应的RNA片段。 第四章基因的表达高频知识点复习 4.1　基因指导蛋白质的合成 一、RNA的结构和功能 1．RNA适于作DNA的信使的原因 (1)RNA的分子组成与DNA的很相似，也是由核苷酸连接而成，核苷酸也含有4种碱基，可以准确传递遗传信息。 (2)RNA一般为单链，且比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 3．RNA的主要种类及其功能 (1)细胞生物中的RNA种类和功能 ①信使RNA(mRNA)：携带 遗传信息 、蛋白质合成的模板。 ②转运RNA(tRNA)： 识别并转运氨基酸 。 ③核糖体RNA(rRNA)：核糖体的组成成分。 (2)病毒中的RNA：携带遗传信息，病毒的遗传物质。 二、遗传信息的转录场所：真核生物主要是细胞核，叶绿体、线粒体。原核生物主要是拟核，细胞质（质粒）。病毒：在活的宿主细胞内。 时间：生长发育的任何时期 模板：DNA一条链 原料：4种核糖核苷酸 能：ATP 酶:RNA聚合酶 产物:RNA分子 特点：边解旋边转录 方向:mRNA 5’-3’, 模板链3’-5’ 注意: (1)转录不是整个DNA发生转录，而是其中的基因发生转录，不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同。 (2)细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，需要能量。 (3)完成正常使命的RNA易迅速降解，保证生命活动的有序进行。 (4)质基因（线粒体和叶绿体中的基因）控制蛋白质合成过程中也进行转录。 (5)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA和rRNA。 (6)转录的模板：同一DNA分子中，转录的模板链不是固定的一条。也就是说，可能这个基因的转录是以DNA的一条链为模板，另一个基因的转录是以同一个DNA的另一条链为模板。 三、遗传信息的翻译场所：核糖体 时间：生长发育的任何时期 模板：mRNA 原料：氨基酸 能：ATP 酶:多种酶 产物:多肽 特点：真核先转录后翻译；原核边转录边翻译 方向:mRNA 5’-3’ 核糖体沿着mRNA从5’--3’移动，读取密码子 2．密码子 mRNA上决定1个氨基酸的 3个相邻 的碱基叫作1个密码子。 共有 64 种密码子。编码氨基酸的有62种 密码子的特点： ①简并性：多数氨基酸都有几种密码子②专一性：一种密码子只决定一种氨基酸 ③通用性：所有生物公用一套密码子 3．tRNA的结构和功能特点1.每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。一种氨基酸可以由一种或多种tRNA 2.tRNA的3’端携带氨基酸 3.tRNA是由多个核苷酸构成的，且有氢键。反密码子与密码子相互配对，从3’向5’配对 1.有分裂能力的细胞（干细胞、形成层细胞、生发层细胞）或DNA病毒（T2噬菌体）能进行①②③ 2.高度分化的细胞（神经细胞、表皮细胞、叶肉细胞）能进行②③ 3.RNA病毒（烟草花叶病毒）能进行④③ 4.HIV病毒能进行①②③⑤ 5.哺乳动物成熟红细胞无任何信息流 四、中心法则 1．提出者：克里克。 2．内容 3.生命是物质、能量和信息的统一体 (1) DNA、RNA 是信息的载体。(2)蛋白质 是信息的表达产物。(3) ATP 为信息的流动提供能量。 五、基因表达过程中数量关系的相关计算6n+6 3n+3 不考虑终止密码子 考虑终止密码子 4.2　基因表达与性状的关系 一、　基因表达产物与性状的关系 1．基因控制性状的间接途径 白化病、皱粒豌豆证明基因通过控制 酶的合成 来控制 代谢过程 ，进而控制生物体的性状。 2．基因控制性状的直接途径 性纤维化、镰刀型细胞贫血症证明基因通过控制 蛋白质的结构 直接控制生物体的性状。 二、基因的选择性表达与细胞分化 1．生物体多种性状的形成，都是以 细胞分化 为基础的。 2．不同类型的细胞中，表达的基因类型 (1)管家基因：在所有细胞中 都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持 细胞基本生命活动 所必需的，如核糖体蛋白基因。 (2)奢侈基因：只在某类细胞中 特异性表达 的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因。 3．细胞分化的本质： 基因的选择性表达 。 4.在细胞分化过程中，每个细胞的DNA（基因）tRNA、rRNA相同，但mRNA、蛋白质不一定相同、细胞器的种类和数量也不同 5.细胞分化的分子水平标志是合成了某种细胞特有的蛋白质 ；细胞水平标志是形成不同种类的细胞　 三、表观遗传 1．表观遗传 (1)概念：生物体基因的碱基序列 保持不变 ，但 基因表达和表型 发生可遗传变化的现象。 (2)发生时间：表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、 发育 和衰老的整个生命活动过程中。 (3)类型：表观遗传的类型有DNA的 甲基化 ，构成染色体的组蛋白 的甲基化和乙酰化等。 (4)实例：柳穿鱼和小鼠性状改变。同卵双胞胎性状上有微小差异，蜂王和工蜂 (5)表观遗传的特点 ①可遗传性：一般认为，表观遗传是可遗传的变异。 ②不变性：基因的碱基序列保持不变。 ③可逆性：DNA的甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可以发生去甲基化。 ④普遍性：每种生物个体表观遗传普遍存在 注意：①表观遗传中对基因修饰之后所表现出来的性状可能不遵循孟德尔遗传规律。 ②表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因。 ③表观遗传一般是影响到基因的转录过程，进而影响蛋白质的合成。 2．基因与性状的关系 (1)基因与性状的关系并不是简单的一一对应，具体表现为： ①一个基因可以控制一个性状。 ②一个性状可以受到 多 个基因的影响。例如人的身高。 ③一个基因也可以影响 多 个性状。例如水稻中的Ghd7基因。 (2)生物体的性状还受环境 影响。例如后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。 (3)基因与基因 、基因与 基因表达产物 、 基因与环境 之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的 性状 。 第5章 基因突变及其他变异高频知识点复习 5.1　基因突变和基因重组 一、基因突变 1.镰刀型细胞贫血症 ①直接原因是血红蛋白分子中的谷氨酸 缬氨酸 。 ②根本原因：控制血红蛋白合成的基因中碱基对。 2.基因突变的概念：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失 ，而引起的 基因碱基序列 的改变 注意：基因的种类变了，但位置和数量不变 3．基因突变的遗传性：基因突变若发生在 配子 中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在 体细胞 中，一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生了基因突变，可以通过 无性 生殖遗传。 注意： 1.基因突变一定会引起基因中碱基排列顺序发生改变。不一定会引起生物体性状的改变。 2.基因突变不一定都产生等位基因。病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。 3.基因突变不一定都能遗传给后代。 ①基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。 ②如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。 4．基因突变对蛋白质或生物性状的影响 (1)基因突变对蛋白质的影响 (2)基因突变对生物性状的影响 二、细胞的癌变 1．与癌变相关的基因 (1)原癌基因 ①作用：一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的。 ②异常：原癌基因 突变或过量表达 而导致相应蛋白质活性过强，可能引起细胞癌变。 (2)抑癌基因 ①作用：抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进 细胞凋亡 。 ②异常：抑癌基因突变导致相应的蛋白质 活性减弱或失去活性 ，可能引起细胞癌变。 2．根本原因： 原癌基因或抑癌 基因发生突变，导致正常细胞的生长和增殖失控而变成癌细胞。 3．癌细胞的特征 (1)能够无线增殖。（最主要的特征）(2)形态结构 发生显著变化。 (3)细胞膜上的糖蛋白 等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移，等等。 注意： 1.正常人体内也有原癌基因和抑癌基因 2.原癌基因和抑癌基因是一类基因，不是一个基因 3.只有原癌基因和抑癌基因都发生突变后才可能引发癌变 三、　基因突变的原因、特点和意义 1．基因突变的原因 (1)外因：①物理因素：如 紫外线、X射线、其他射线等。② 化学因素：如亚硝酸盐、碱基类似物等。 ③生物因素：某些病毒的遗传物质等。 (2)内因：DNA分子复制偶尔发生错误等。 2．基因突变的特点 (1)普遍性：在生物界中普遍存在。 (2)随机性：可以发生在生物个体发育的任何时期、细胞内不同的 DNA分子上和同一个DNA分子的 不同部位 。 (3)不定向性：一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因或新基因 (4)低频性：在自然状态下，基因突变的频率是很低的 5）多害少利性。基因突变的有利有害取决于环境 3．基因突变的意义 (1)产生新基因 的途径。(2)生物变异的根本来源。(3)为生物的进化提供丰富的原材料。 四、基因重组 1．概念：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。 注意：基因重组一般发生在真核生物中。一对等位基因控制的性状不能重组，只能分离；控制不同性状的基因至少要两对或两对以上的基因才能重组 2．类型 类型 发生时期 实质 图示 自由组合型 减数第一次分裂后期 非同源染色体上的 非等位基因 自由组合 互换型 减数第一次分裂前期 同源染色体上的 等位基因 随着非姐妹染色单体的互换而发生交换 3.意义：能够产生 基因组合多样化 的子代，是生物变异的来源之一，对生物的进化 具有重要意义。 注意： 1.基因重组发生在减数分裂过程中，精子卵细胞的随机结合造成的后代多样不是基因重组 2.基因重组不能产生新基因，但是能产生新的基因型和新性状 3.一对等位基因控制的性状不能重组，只能分离 4.基因重组一般只发生在真核生物有性生殖过程中 有丝分裂中姐妹染色单体上基因不同是基因突变导致，如左图甲。 减数分裂中姐妹染色单体上基因不同是基因突变或基因重组导致，左图乙是基因突变，丙是基因重组（有互换现象） 5.2　染色体变异 一、染色体变异 1．概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。 2．类型：染色体数目的变异和染色体结构的变异。 注意：①原核生物、病毒、无染色体，不会发生染色体变异 ②染色体变异可发生在有丝分裂和减数分裂中 ③染色体变异显微镜下可见，基因重组和基因突变在显微镜下不可见 二、染色体数目的变异 1．染色体数目变异的类型 (1)细胞内个别染色体的增加或减少。 (2)细胞内的染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。 2．染色体组 (1)概念：每套非同源染色体称为一个染色体组。 (2)组成特点：①形态和功能不同的非同源染色体。②含有本物种全套的遗传信息③无同源染色体 （3）染色体组数的判断方法 ①根据染色体形态判断 同一形态的染色体→有几条就有几个染色体组，如果蝇体内同一形态的染色体有2条，果蝇含有2个染色体组。 ②根据基因型判断 控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组（每个染色体组内不含等位或相同基因）。如图所示，a～d中依次含4、2、3、1个染色体组。 ③根据染色体数和形态数的比值判断 染色体数与形态数的比值意味着每种形态染色体数目的多少，每种形态的染色体有几条，即含几个染色体组。如果蝇体内该比值为8条/4种形态＝2，则果蝇含2个染色体组。 ④根据细胞分裂图判断（以二倍体生物为例） ①表示减数分裂Ⅰ前期，该细胞中有2个染色体组。②表示减数分裂Ⅱ前期，该细胞中有1个染色体组。 ③表示减数分裂Ⅰ后期，该细胞中有2个染色体组。④表示有丝分裂后期，该细胞中有4个染色体组。 3．二倍体和多倍体、单倍体 (1)概念及特点 二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两 个染色体组的个体 多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上 染色体组的个体 多倍体与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。缺点：发育迟缓、结实率低 (2)人工诱导多倍体 ①方法：用低温处理或用秋水仙素诱发等。 ②处理对象：萌发的种子或幼苗。（因为分生能力强） 注意：处理种子所有细胞中的染色体都加倍；处理幼苗地上部细胞（茎、叶、花）加倍，地下部细胞不加倍 ③原理：能够抑制正在分裂的细胞中纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。 注意：①是抑制纺锤体形成，着丝粒照常分裂 ②秋水仙素作用时期是有丝分裂前期。染色体加倍的时间是有丝分裂后期 ③秋水仙素可以诱发染色体变异和基因突变 （3）．多倍体育种 (1)原理：染色体数目变异。 (2)过程①过程a传粉是为了杂交得到三倍体种子，过程b传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。 ②获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上，获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上。 ③无子的原因：三倍体西瓜进行减数分裂时，由于同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子。 (3)实例：三倍体无子西瓜的培育过程 （4）单倍体 1.概念：由配子（雌配子如蜜蜂，雄配子如花药离体培养得到的植株）发育而来，体细胞中的染色体数目与本物种 配子染色体数目相同的个体。 2.单倍体植株特点：与正常植株相比，单倍体长得弱小，且（由二倍体植株形成的单倍体植株） 高度不育 。 注意：①单倍体不仅仅有一个染色体组（四倍体的单倍体有2个染色体组） ②单倍体并非都不可育（四倍体的单倍体有2个染色体组，还能产生配子，可育）。单倍体一般不会产生种子 ③含有一个染色体组的一定是单倍体④单倍体是指个体不是指配子 3单倍体的应用——单倍体育种 ①方法（以二倍体植株为例） 花药单倍体幼苗 染色体数目加倍，得到正常的纯合子 ②优点：明显缩短育种年限 ；得到的植株都是纯合体 4．单倍体育种 (1)原理：染色体数目变异。 (2)过程 用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种，培育矮秆抗病小麦的过程，如图所示： 注意：a其中单倍体育种的核心步骤为①花药离体培养和②秋水仙素处理诱导染色体数目加倍。 b单倍体育种中，可用秋水仙素处理萌发的幼苗，不能处理种子是因为单倍体一般不产生种子 三．生物变异的原理在育种中的应用 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 常用 方法 杂交 辐射、激光、空间诱变等 花药离体培养，秋水仙素处理单倍体幼苗 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 优点 操作简单，目标性强 提高突变频率，加速育种进程 明显缩短育种年限，自交的后代不发生性状分离 操作简单，能在较短的时间内获得所需品种 缺点 育种时 间长 有利变异少，需大量处理实验材料 技术复杂，需与杂交育种配合 只适用于植物，发育延迟，结实率低 实例 矮秆抗病小麦 青霉素高产菌株 “京花1号”小麦 三倍体无子西瓜 四、低温诱导植物细胞染色体数目的变化 1．实验原理 用低温处理植物的 分生组织 细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞 ，植物细胞的染色体数目发生变化。 2．实验步骤与现象注意： ①卡诺氏液作用：固定细胞形态 ②95%酒精作用：制作解离液，冲洗卡诺氏液 ③制作装片时漂洗用的是清水，目的是洗去多余的解离。染色用碱性染料龙胆紫或醋酸洋红溶液 ④先低倍镜观察再高倍镜观察，结果是大多数细胞是两个染色体组，少数细胞是四个染色体组 ⑤看到染色体数是32条的不一定加倍成功，有丝分裂后期的细胞也是32条染色体 ⑥看不到染色体数目加倍的细胞的常见原因分析： (1)没有剪取分生区。 (2)低温诱导时间不足。 (3)解离不充分或漂洗不彻底。 (4)染色时间控制不当，看不清染色体。 (5)直接用高倍镜进行观察。 ⑦低温诱导多倍体的形成有哪些优点？ 低温条件容易创造和控制，成本低对人体无害 易于操作 (1)实验步骤 (2)实验现象 3．实验注意事项 五、染色体结构的变异 1．概念：由染色体结构 改变而引起的变异。 2．类型 图解 变化 名称 举例 染色体b片段 缺失 缺失 果蝇缺刻翅的形成 染色体b片段增加 重复 果蝇棒状眼的形成 染色体的某一片段(d、g)移接到另一条非同源染色体 上 易位 果蝇花斑眼的形成 同一条染色体上某一片段(a、b)位置颠倒 倒位 果蝇卷翅的形成 3.结果 (1)使排列在染色体上的基因数目或排列顺序 发生改变，从而导致性状的变异。 (2)大多数染色体结构变异对生物体是不利 的，有的甚至会导致生物体死亡。 核心归纳 1．染色体结构变异与基因突变的比较 项目 基因突变 染色体结构变异 变化 实质 基因发生碱基的替换、缺失、增添 染色体上的基因片段缺失、重复、倒位及易位 对象 碱基 基因 结果 碱基的排列顺序改变 基因数目或排列顺序改变 镜检 不可见 可见 2．染色体易位与同源染色体的非姐妹染色单体互换的比较 项目 染色体易位 同源染色体的非姐 妹染色单体互换 图解 区别 发生于非同源染色体之间 发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间 属于染色体结构变异 属于基因重组 可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到 3.基因重组、基因突变、染色体变异的比较 比较 基因重组 基因突变 染色体变异 实质 控制不同性状的基因重新组合 基因碱基序列的改变 染色体结构或 数目的变化 适用范围 通常发生在真核生物进行有性生殖产生配子时 任何生物均可发生 真核生物核遗传中发生 产生结果 产生新的基因型 产生新的基因 可引起基因数目或排列顺序的变化 类型 ①非同源染色体上的非等位基因的自由组合 ②同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换 ①自然突变 ②人工诱变 ①染色体结构的变异 ②染色体数目的变异 意义 是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义 是生物变异的根本来源，为生物的进化提供原材料 对生物进化有 一定的意义　 实例 黄圆和绿皱豌豆杂交，F2产生黄皱和绿圆个体 镰状细胞贫血 无子西瓜 5.3　人类遗传病 一、人类常见遗传病的类型 1．概念：人类遗传病通常是指由遗传物质 改变而引起的人类疾病。 2．单基因遗传病 (1)概念：受一对等位基因 控制的遗传病。 (2)类型和实例 ①由显性致病基因引起的疾病，如多指、并指、软骨发育不全等。 ②由隐性致病基因引起的疾病，如镰状细胞贫血、白化病、苯丙酮尿症等。 3．多基因遗传病 (1)概念：受两对或两对以上等位基因控制的遗传病。 (2)主要特点：在群体中的发病率比较高；易受环境影响；具有家族聚集性；一搬不遵循孟德尔遗传定律 (3)实例：主要包括一些先天性发育异常和一些常见病，如原发性高血压、冠心病、哮喘和青少年型糖尿病等。 4．染色体异常遗传病 (1)概念：由染色体变异引起的遗传病（简称染色体病）。 (2)类型 ①由染色体结构变异引起的疾病，如猫叫综合征。②由染色体数目变异引起的疾病，如唐氏综合征。 注意：①遗传病不一定含有致病基因，染色体异常病没有致病基因 ②家族性疾病不一定是遗传病，缺VA的家族回患夜盲症 ③先天性疾病不一定是遗传病，孕期感染风疹病毒，孩子先天性白内障 总结．人类遗传病的类型、遗传特点及实例 类型 遗传特点 实例 单基因遗传病 常染色体 显性遗传病 ①男女患病概率相等 ②连续遗传 并指、多指、软骨发育不全 隐性遗传病 ①男女患病概率相等 ②隐性纯合发病，往往隔代遗传 苯丙酮尿症（白龙马尿贫） 伴X染色体 显性遗传病 ①女性患者多于男性患者 ②连续遗传 抗维生素D佝偻病 隐性遗传病 ①男性患者多于女性患者 ②有交叉遗传现象 红绿色盲、血友病 伴Y染色体遗传病 具有“父子相传”的特点 外耳道多毛症 多基因遗传病 ①常表现出家族聚集现象 ②易受环境影响 ③在群体中发病率较高 哮喘、青少年型糖尿病 染色体异常遗传病 往往造成较严重的后果，甚至胚胎期就引起自然流产 猫叫综合征 二、调查人群中的遗传病 1．调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病、高度近视（600度以上）等。 2．调查某种遗传病的发病率时，应该在群体中随机抽样调查，并保证调查的群体足够大 。 ＝×100%。 3．调查某种遗传病的遗传方式时，应该在患者家系中调查，绘制遗传系谱图。 三、遗传病的检测和预防 1．预防措施：主要包括遗传咨询 和产前诊断 。 2．遗传咨询的内容和步骤注意：①羊水检测：细胞水平，检测染色体是否异常 ②B超检测：个体水平，检测器官是否发育异常 ③孕妇血细胞检测：细胞水平，检测染色体是否异常 ④基因检测：分子水平，检测是否有致病基因 3．产前诊断 4．基因检测 (1)概念：通过检测人体细胞中的DNA序列 ，以了解人体的基因状况。 (2)意义 ①可以精确地诊断病因。 ②可以预测个体患病的风险 ，从而帮助个体通过改善生存环境和生活习惯 ，规避或延缓疾病的发生。 ③预测后代患病概率。 (3)争议：人们担心由于缺陷基因的检出，在就业、保险方面受到不平等待遇。 5．基因治疗：用正常基因取代或修补患者细胞中有缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的。 第6章 生物的进化高频知识点复习 6.1　生物有共同祖先的证据 一．达尔文的生物进化论的内容 (1)共同由来学说：地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。 (2)自然选择学说：揭示了生物进化的机制 ，解释了适应的形成和物种形成的原因。 二．地层中陈列的证据——化石 (1)概念：通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体 、遗物 或生活痕迹 等。 (2)作用：可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为特征。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。 注意： (3)地层中的分布规律 ①在越早形成的地层里，成为化石的生物越简单、 越低等。 ②在越晚形成的地层里，成为化石的生物越复杂 、越高等。 (4)结论：大量化石证据，证实了生物是由原始的共同祖先 经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，而且还揭示出生物由简单到复杂 、由低等到高等 、由水生到陆生的进化顺序。 三.当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据 1）．比较解剖学证据 (1)研究对象：研究比较脊椎动物的器官、系统 的形态和结构，如蝙蝠的翼 、鲸的鳍 、猫的前肢 和人的上肢。 (2)研究目的：发现它们的共同特点，为这些生物是否有共同祖先寻找证据。 注意： ①人的上肢、猫的前肢、鲸的鳍和蝙蝠的翼都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨、指骨种类有一致性，骨的排列顺序也一致，内部结构模式一致。 ②它们在结构组成方面相同，这说明这些生物都起源于一个共同的原始祖先。它们在形态方面不一样，说明这些器官在进化过程中，由于它们生活的环境不同，为适应不同的生活环境，逐渐出现了形态和功能上的不同。 2）．胚胎学证据 (1)研究对象：胚胎学是指研究动植物胚胎的形成 和发育过程的学科，如人的胚胎发育过程中的鳃裂和尾 的出现及消失。 (2)研究目的：证明人和其他脊椎动物有共同祖先 。 注意：人和其他脊椎动物的胚胎发育初期在结构组成方面相同，这说明这些生物是由共同原始祖先进化而来的；胚胎发育晚期，人和其他脊椎动物在形态方面不一样，又说明这些生物在不同的环境中向着不同方向进化。 3）．细胞和分子水平证据 (1)细胞水平：不同的细胞都有细胞膜 、细胞质 、核糖体和DNA。 (2)分子水平：不同生物的DNA和蛋白质 等生物大分子结构相似，单体相同。 (3)研究目的：发现不同生物的共同特征。 注意：DNA的碱基序列高度接近说明人和类人猿有共同的祖先，并且亲缘关系很近。不同生物的细胞色素c中氨基酸序列的差异大小不一，表明现存各种生物有着或远或近的亲缘关系，差异大说明亲缘关系远，反之则近。同时也能反映各种生物在进化史上出现的顺序。 四：总结不同生物在细胞和分子水平上的相同或相似之处 (1)细胞水平：不同的细胞都有细胞膜、细胞质、核糖体等结构。 (2)分子水平 ①不同的细胞绝大多数生命活动所需的能量都是由ATP直接提供。 ②生物的遗传物质都是核酸。 ③生物都共用一套遗传密码。 ④遗传信息的传递都遵循中心法则，传递的过程中都遵循碱基互补配对原则。 6.2　自然选择与适应的形成 一.适应的普遍性和相对性 1．适应的含义 (1)生物的形态结构适合于完成一定的功能 (2)生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖 。 2．适应的特点 (1)普遍性：适应是普遍存在的，所有的生物都具有适应环境的特征。 (2)相对性：适应是针对一定的环境而言的，是一种暂时的现象。举例:枯叶蝶也会被天敌发现并捕获；雷鸟在冬季来临前羽毛会变白，若冬季晚来，对其来说不是有利的保护 注意：适应的相对性的根本原因是遗传的稳定性和环境变化之间的矛盾 二．拉马克的进化学说 1.主要观点： ①生物来源：当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的，各种生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的 ②适应形成的原因：用进废退 、获得性遗传 2.对自拉马克的进化学说的评价 意义①历史上第一个比较完整的进化理论②否定了物种不变论,奠定了生物进化论的基础。 局限性 ①拉马克的进化学说错误地把进化的动力归结为外因,提出的“用进废退”和“获得性遗传”的观点缺少科学依据②过于强调环境的变化直接导致物种的改变，实际上,如果环境的变化未引起遗传物质的改变,就不会使生物产生可遗传的变异。③认为生物因用进废退而获得的性状都是可以遗传给后代的。 三. 达尔文的自然选择学说 (1)自然选择学说的解释模型 （2）根据解释模型总结的自然选择学说的主要内容 ①过度繁殖--自然选择的基础 各种生物具有较强的繁殖能力,可产生大量后代,相对于环境的承载能力,繁殖能力表现为“过度”。 ②生存斗争--自然选择的动力 起因:过度繁殖与生存条件之间的矛盾 斗争方式：种内竞争（大鱼吃小鱼） 种间竞争（牛和羊竞争草场） 生物与环境之间的斗争 斗争结果:一部分个体死亡，一部分个体生存，即优胜劣汰 ③遗传和变异--自然选择的内因 变异是不定向的 有利变异 不利变异 取决于生存环境 遗传的作用:有利于微小有利变异的积累 ④适者生存--自然选择的结果 生物产生的不定向变异，由自然选择决定其保留或淘汰 自然选择只选择与环境相适应的变异类型，通过多次的选择，生物微小的有利变异得到积累 (3)对适应的解释 ①适应的来源是可遗传的变异 ，适应是自然选择的结果。 ②群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件。 注意： （1）自然选择的①直接对象是生物体的性状。②间接对象是相关的基因型。③根本对象是与性状相对应的基因。 （2）生物的变异是不定向的，其中变异可分为有利变异、不利变异和中性变异。 （3）不是环境导致变异的出现，变异在前，选择在后。 (4)对自然选择学说的评价 进步意义： ①使人们认识到生物是在自然选择的作用下不断发展变化的，使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道 ②揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先 ③科学地解释了生物的多样性和适应性是进化的结果 局限性：对于遗传和变异的认识还局限于性状水平，不能科学地解释遗传和变异的本质 3.达尔文以后进化理论的发展 ①关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平，人们逐渐认识到了遗传和变异的本质。 ②关于适应以及物种的形成等问题的研究，已经从以生物个体为单位，发展到以种群为基本单位。 形成了以自然选择学说 为核心的现代生物进化理论。 四、自然选择学说与拉马克进化学说的比较 比较项目 自然选择学说 拉马克进化学说 区 别 变异 变异是不定向的，本来就有，环境和生物都不能决定生物变异的方向 变异是定向的，环境和动物的意愿可决定变异的方向 适应环境 有利变异→适者生存；不利变异→不适者被淘汰 环境和动物的意愿决定的变异都适应环境 进化方向 自然选择决定 生物自身决定 联系 达尔文改变了拉马克过分强调用进废退即“生物内在的自我改进的力量”的观点，在解释适应性的形成时强调自然选择的作用 6.3　种群基因组成的变化与物种的形成 一、种群和种群基因库 1．种群概念和特点 (1)种群概念：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。 (2)种群特点 ①种群中的个体并不是机械地集合在一起。（火车站的人不是种群） ②一个种群其实就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。 ③种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。 2．种群基因库和基因频率 (1)基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因 ，叫作这个种群的基因库。 (2)基因频率 ①概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。 ②计算公式： 基因频率＝×100%。 ③影响因素：突变、迁入和迁出、自然选择等。 二　种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响 1．种群基因频率的变化 (1)基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率发生变化。 (2)可遗传变异的来源：基因突变、基因重组、染色体变异。其中基因突变和染色体变异又叫突变 (3)可遗传变异的形成、特点和作用 ①形成：基因突变产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组 ，可以形成多种多样的基因型，从而使种群中出现多种多样可遗传的变异类型。 ②特点：随机的、不定向的 。 ③作用：只是提供生物进化的原材料 。 (4)变异的有利和有害是相对的，这往往取决于生物的生存环境 。 2．自然选择对种群基因频率变化的影响 在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高 ；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。 3.生物进化的实质：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。 自然选择决定生物进化的方向 知识点三　探究抗生素对细菌的选择作用 1．实验原理：一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性 。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素 ，耐药菌有可能存活下来。 2．目的要求：通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。 3．方法步骤 注意：1.在实验开始时所有用具要保持无菌，实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，防止对环境造成污染。 2.本实验1为对照组，234是实验组。自变量为抗生素的有无，因变量为抑菌圈直径的大小，无关变量为纸片大小，抗生素的浓度，细菌的种类，培养温度等 3.连续培养几代后抑菌圈的直径在逐渐变小，抗生素对细菌有选择作用。每次实验都要从抑菌圈周围挑选菌落的原因是：在抑菌圈边缘抗生素浓度较低，可存在具有耐药性的细菌。 4.本实验也可以在234上放置不同浓度相同抗生素的纸片，或者同浓度不同抗生素的纸片，用的菌也可以更换 知识点四　隔离在物种形成中的作用 1．物种与隔离 (1)物种的概念：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称为一个物种。 (2)隔离：概念：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。 常见的类型 类型 发生范围 结果 生殖隔离 不同物种间 a.一般不能相互交配 b.即使交配成功，也不能产生可育的后代 地理隔离 同种生物间 使种群间不能发生基因交流 2．隔离在物种形成中的作用 (1)新物种的形成过程 (2)结论：隔离是物种形成的必要条件。物种形成的三个环节：地理隔离、突变基因重组和自然选择、生殖隔离 6.4　协同进化与生物多样性的形成 一　协同进化 1．生物与生物之间的协同进化 1）生物与生物之间的关系有：原始合作、互利共生、捕食、寄生、竞争 2）“收割理论” ①捕食者往往捕食个体数量多的物种，避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于增加物种多样性 。 3）.聪明的捕食者策略：捕食者往往只捕食生物个体中的老、弱、病、残，在客观上促进了种群的发展 2．生物与无机环境之间的协同进化 地球上原始大气中没有氧气，所以那时生物的呼吸类型只能是无氧呼吸 ；当地球上出现了进行光合作用的生物以后，才使大气中有了氧气，这就为好氧生物的出现创造了前提条件。 3．协同进化：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。结果：出现了千姿百态的物种 ，丰富多彩的基因库 ，形成了多种多样的生态系统 。 二　生物多样性的形成 1．生物多样性：遗传多样性（基因多样性）、物种多样性、生态系统多样性。 (2)形成原因：生物的进化 。(3)研究生物进化历程的主要依据：化石 。 三　生物进化理论在发展 1．现代生物进化理论对自然界的生命史作出的科学解释 (1)适应是自然选择的结果。(2)种群是生物进化的基本单位。 (3)突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种。 (4)生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程。 (5)生物多样性是协同进化的结果。 2．生物进化理论在发展 (1)中性突变学说：大量的基因突变是中性的 ，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择 。 (2)间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的过程，而是物种长期稳定 与迅速形成新种交替出现的过程。 【总结】　自然选择学说与现代生物进化理论的区别 比较项目 自然选择学说 现代生物进化理论 进化的单位 个体 种群 研究水平 个体 分子（基因） 研究对象 个体性状 种群的基因频率 2.用现代生物进化理论分析生物的进化、适应性和新物种的形成 进化 的原 因 内因 遗传和变异 外因 生物生存的各种环境条件 相互作用 生物生存的各种环境条件对生物的变异进行选择，淘汰不利变异，积累和加强有利变异 进化 的结 果 适应性 环境对生物的变异进行定向选择，使有利的变异在生物种群中得到积累和加强，形成了生物的适应性 多样性、 新物种形成 同一物种的不同种群，由于生活环境的变化，形成了具有不同适应性的生物类群，当变异积累到一定程度而出现生殖隔离时，便形成了新物种；同一物种的不同类型及新物种的出现均体现了生物的多样性 进化 生物进化的实质是种群的基因频率发生改变。新物种的形成是生物进化的质的飞跃 第 1 页 共 25 页 学科网（北京）股份有限公司 $$