新课标生物基础知识2-遗传与进化

1新课标生物基础知识2-遗传与进化一、遗传的基本规律1遗传规律相关概念(1)基因类相同基因：同源染色体上相同位置，控制同一性状的基因。等位基因：生物杂合子中在一对同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因。非等位基因：是指非同源染色体上的基因。(2)性状类相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型。显性性状：杂种F1中表现出来的亲本的性状。隐性性状：杂种F1未表现出来的亲本的性状。性状分离：杂种后代表现不同性状的现象。(3)个体类基因型：与表现型有关的基因组成。表现型：生物个体表现出来的性状。纯合子：含有相同基因，产生一种配子，自交后代不发生性状分离，能够稳定遗传。杂合子：至少含有一对等位基因，至少产生两种类型的配子，自交后代发生性状分离，不能稳定遗传。(4)杂交实验类杂交---基因型不同的个体间相互交配。探索控制生物性状的基因的传递规律；将不同优良性状集中到一起，得到新品种；显隐性性状判断。自交---两个基因型相同的个体相交。连续自交可不断提高种群中纯合子的比例；可用于植物纯合子、杂合子的鉴定。测交---F1与隐性纯合亲本相交。测定F1的基因型的组成。验证基因遗传定律理论解释的正确性；高等动物纯合子、杂合子的鉴定。(5)杂合子和纯合子的鉴别方法测交法：若后代无性状分离，则待测个体为纯合子；若后代有性状分离，则待测个体为杂合子。自交法：若后代无性状分离，则待测个体为纯合子；若后代有性状分离，则待测个体为杂合子。2孟德尔遗传实验的科学方法：假说--演绎法发现并提出问题→提出假说→演绎推理→验证假说→分析结果，得出结论3孟德尔实验实验获得成功的原因：①正确地选用实验材料。②由单因子到多因子的科学思路。③应用统计学方法对实验结果进行分析。④科学地设计了实验程序。⑤浓厚的2兴趣和持之以恒的精神。4基因的分离定律（Ⅱ）(1)一对相对性状的杂交实验遗传现象：具有一对相对性状的纯合亲本杂交，F1表现为显性性状，F1代自交，F2代中出现性状分离，分离比为3：1。(2)对分离现象的解释：①生物的性状是由遗传因子决定的。②体细胞中的是遗传因子成对存在的。③生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同配子。④受精时，雌雄配子随机结合。（F2基因型比例为：DD︰Dd︰dd＝1︰2︰1，F2表现型及比例为：高茎︰矮茎＝3︰1。）(3)对分离现象解释的验证--测交实验：让F1与隐性纯合子杂交，测F1的基因型。(4)基因分离定律的实质：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；生物体在进行减数分裂时，等位基因会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。5基因的自由组合定律(Ⅱ)(1)两对相对性状的杂交实验现象：具有两对相对性状的纯合子亲本杂交后，产生的F1表现显性，F1自交，F2出现四种表现型，比例为9：3：3：1。（亲本组合和重组类型各2种）(2)对自由组合现象的解释：①两对相对性状分别由两对基因控制。②F1产生配子时，等位基因彼此分离，位于非同源染色体上的非等位基因可以自由组合。F1产生的雌配子和雄配子各有4种，且数量相等（比值1:1:1:1）。③受精时，雌雄配子的结合是随机的。(F2中有16种组合方式，9种基因型，4种表现型，比例9：3：3：1)(3)对自由组合现象解释的验证——测交实验(4)基因自由组合定律的实质：在杂合子的细胞中，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；在进行减数分裂形成配子的过程中，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。(5)基因自由组合定律的应用：学科网①育种：具有不同优良性状的品种，先进行杂交，从后代中选择出符合需要的表现型，再进行连续自交即可获得纯合的优良品种。②遗传病判断及概率计算--分解组合法A分解：将所涉及的两对(或多对)基因或性状分离开来，每对单独考虑，用基因的分离定律进行研究。学科网B组合：将用分离定律研究的结果按一定方式进行组合或相乘。6生物性别决定--精卵细胞结合时决定。(1)XY型：①生物类型：哺乳动物、果蝇、大部分高等植物等。3②染色体组成：雄性：常染色体＋XY；雌性：常染色体＋XX。(2)ZW型：①生物类型：鸟类、蛾蝶类等。②染色体组成：雄性：常染色体＋ZZ；雌性：常染色体＋ZW。7伴性遗传(Ⅱ)--位于性染色体上的基因控制的性状在遗传中总是与性别相关联的现象。(1)伴X隐性遗传：①男性患者多于女性患者；②具有交叉遗传现象；③女性患者的父亲和儿子一定是患者。如人类的红绿色盲，血友病，果蝇的白眼等(2)伴X显性遗传：①女性患者多于男性患者。②连续遗传。③男性患者的母亲和女儿一定是患者。如抗维生素D佝偻病(3)伴Y遗传：①患者全为男性；②父传子，子传孙。如外耳道多毛症。(4)在实践中应用：雏鸡性别鉴定。8人类遗传病(Ⅱ)--由于遗传物质改变而引起的人类疾病。①单基因遗传病：受一对等位基因控制的遗传病。②多基因遗传病：受两对以上的等位基因控制的人类遗传病。特点：在群体中发病率比较高，容易受环境影响。类型：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、哮喘病和青少年型糖尿病等。③染色体异常遗传病：由染色体异常引起的遗传病，简称染色体病。染色体结构异常引起的遗传病，如猫叫综合征。染色体数目异常引起的遗传病，如21三体综合征；XYY、XXY个体由来(3)遗传病的监测和预防①手段：主要包括遗传咨询和产前诊断。②意义：在一定程度上有效地预防遗传病的产生和发展。③遗传咨询的内容和步骤医生对咨询对象进行体检，了解家庭病史，对是否患有某种遗传病作出诊断；分析遗传病的传递方式；推算出后代的再发风险率；向咨询对象提出防治对策和建议，如终止妊娠、进行产前诊断等。④产前诊断：指在胎儿出生前，医生用专门的检测手段，如羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊断等手段，确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病。9基因、环境因素与性状的关系Ⅱ（1）萨顿的假说--基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体上。依据：基因在杂交过程中保持完整性和独立性；在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的；体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此；4非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。（2）基因与性状的关系①基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体性状。②基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。③基因与性状的数量关系：有些生物性状由一对有基因控制，有些是由多个基因决定的，有的基因可决定或影响多种性状。（3）表现型（性状）是基因型和环境因素共同作用的结果。二、遗传的细胞基础--减数分裂与染色体行为Ⅱ1减数分裂：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。场所：发生在有性生殖器官内。如哺乳动物的睾丸和卵巢；植物的花药和胚囊。减数第一次分裂的主要特征：①同源染色体联会，形成四分体；非姐妹染色单体发生交叉互换；同源染色体彼此分离(染色体数目的减半)，同源染色体上的等位基因也彼此分离。②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。减数第二次分裂的主要特征：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞两极。配对的两条染色体，形状大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做同源染色体。联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。2卵细胞与精子形成过程(Ⅰ)的主要区别①场所不同：精子在精巢形成，卵细胞在卵巢形成。②细胞质分裂的方式不同：精子形成是均等分裂，卵细胞形成是不均等分裂。③变形期：精子形成有变形期，卵细胞形成没有变形期。④结果不同：一个精原细胞形成4个精子，一个卵原细胞形成一个卵细胞和三个极体。3受精作用（Ⅰ）(1)定义:卵细胞和精子相互识别，融合成为受精卵的过程。(2)受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，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）。(3)对于进行有性生殖的生物来说，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。三、遗传的分子基础1遗传物质的证据(Ⅰ)(1)格里菲斯的体内转化实验证明：已经加热杀死的S型菌中含有一种使R型菌转化5的“转化因子”。(2)艾弗里的体外转化实验证明：S型菌的DNA才是使R型菌发生转化的物质。(3)赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的新技术，进行了噬菌体侵染细菌实验，证明了DNA是遗传物质。2生物的遗传物质：细胞生物的遗传物质都是DNA。病毒的遗传物质是DNA或RNA：常见DNA病毒如噬菌体、乙肝病毒；常见的RNA病毒如艾滋病病毒（HIV）、非典病毒（SARS）、流感病毒、禽流感病毒、烟草花叶病毒、车前草病毒。3DNA的结构(Ⅱ)：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。碱基配对规律：A对T，G对C。特点：多样性、特异性和稳定性。4DNA的复制(Ⅱ)(1)定义：指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。(2)时期：是在有丝分裂间期和减数第一次分裂间期随染色体的复制而完成的。(3)条件：模板、原料、能量和酶等。(4)过程：①解旋。②合成子链。③形成子代DNA。(5)特点：①半保留复制。②边解旋边复制(6)分子基础：DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。(7)结果：一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子。新复制出的两个子代DNA分子通过细胞分裂分配到2个子细胞中去(8)意义：使遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。(9)应用：利用聚合酶链式反应（PCR）技术可对已获取的目的基因进行扩增，以获取大量的目的基因。5遗传信息的转录与翻译(Ⅰ)(1)遗传信息：遗传信息蕴藏在DNA分子的4种碱基排列顺序之中。(2)基因：是有遗传效应的DNA的片段，它在染色体上呈线性排列。(3)基因的表达（1）转录：是指在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成信使RNA（mRNA）的过程。这一过程需要解旋酶和RNA聚合酶。mRNA合成后，通过核孔，从细胞核中出来，转移到细胞质中。（2）翻译：在细胞质中的核糖体上，以mRNA为模板，以20种氨基酸为原料，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。6①mRNA上每3个相邻的碱基决定一个氨基酸，这样的3个碱基叫做一个密码子。遗传密码有64个，能编码氨基酸的密码子只有61个，3个终止密码（UAA、UAG、UGA）不编码氨基酸。起始密码有2个：AUG（甲硫氨酸）、GUG（缬氨酸）。②搬运氨基酸的RNA是转运RNA（tRNA）。tRNA的种类很多，但每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。每个转运tRNA有3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫做反密码子。(3)中心法则：①转录；②翻译；③逆转录；④DNA复制；⑤RNA的复制。这些过程都要遵循碱基互补配对原则。四、遗传变异1基因重组(Ⅱ)(1)概念：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。(2)类型：①减数第一次分裂后期，非同源染色体的自由组合非等位基因自由组合；②减数第一次分裂前期（四分体）时期，同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换。③转基因技术(3)意义：生物变异的丰富来源，对生物进化具有重要意义。2基因突变（Ⅱ）(1)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。(2)实例：镰刀型细胞贫血症是由于控制合成血红蛋白分子的DNA的碱基序列发生改变引起的。一对碱基T/A替换成A/T引起。(3)特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性。(4)引起基因突变