生物必修二

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生物

遗产因子的发现

分离定律

可证明方式

【1】测交法：待测个体×隐形纯合子→子代{1:1}

【2】自交法：待测个体（自交）→子代{1:3}

【3】花粉鉴定法：待测个体（减数分裂）→花粉

（1）生物的性状是由遗传因子决定的

显性遗产因子

隐形遗传因子

（2）在体细胞中，遗传因子是成对存在

遗传因子组成相同的个体叫作纯合子

遗传因子组成不同的个体叫作杂合子

（3）生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分配进入不同的配子·。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

假说—演绎法 ↓ 发现问题 ↓ 提出问题 ↓ 演绎推理 ↓ 检验结论

自由组合定律： 1.控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的； 2.在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合

结合方式：16种

基因型：9种

亲本类型：YYRR，yyrr

重组类型

黄圆：YYRR（4/16），YyRR（2/16），YYRr（2/16），YyRr（4/16）

绿圆：yyRR（1/16），yyRr（2/16）

黄皱：YYrr（1/16），Yyrr（2/16）

绿皱：yyrr（1/16）

表型比：9：3：3：1

基因和染色体的关系

减数分裂和受精作用

保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性

生物的遗传和变异的多样性有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性

1.配子多样性

交叉互换

自由组合

2.染色体组合具有多样性

3.非姐妹染色体的交叉互换

4.受精作用的随机性

减数分裂（一种特殊的有丝分裂）

减数分裂I

同源染色体【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】配对——联会【在减数分裂过程中，同源染色体凉凉配对的现象】

四分体【联会后的每对同源染色体含有四条染色单体】中的非姐妹染色单体可以发生互换

基因重组

同源染色体分离，分别移向细胞的两级

减数分裂II：每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色体分开，分别向细胞的两级

染色体数目

奇数→减数II

偶数→同源染色体

有同源染色体→同源染色体行为（联会，交叉互换同源染色体分离）→减数I

无同源染色体→减数II

受精作用： 是卵细胞和精子相互识别，融合成为受精卵的过程

实质： 来自父方和母方的同源染色体会合

基因在染色体上

萨顿的假说（类比推理法）→【基因和染色体的行为存在着明显的平行关系】

（1）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

（2）在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。在配子中只有成对的基因中的一个，同样，也只有成对的染色体中的一条

（3）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分裂I的后期也是自由组合的

摩尔根的实验（演绎推理法）→【基因在染色体上呈线性排列（荧光标记法）】

孟德尔遗传规律的现代解释

基因的分离定律的实质是：

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，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代

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

伴性遗传

单基因遗传病

遗传咨询，产前诊断（基因诊断），性别检测（伴性遗传病）

常染色体

1.无中生有看女病；隐性；父子无病；非伴性 2.有中生无看男病；显性；母女无病；非伴性

显性

（男）=（女）

连续遗传

并指，多指，软骨发育不全

隐性

（男）=（女）

隔代遗传隐性遗传纯合发病

白化病，先天性聋哑，苯丙酮尿症，镰刀型细胞贫血症

伴X染色体

显性

（女）>（男）

男患的母女皆病

连续遗传

抗维生素D佝偻病

隐性

（男）>（女）

女患的父子皆病

隔代交叉遗传

红绿色盲，血友症，进行性肌营养不良

伴Y染色体

男性代代相传

外耳道多毛症

【遵循孟德尔定律】

多基因遗传病

遗传诊断，基因检测【DNA序列（碱基对序列）】

常有家族聚集现象

易受环境影响

在群体中发病率较高

原发性高血压，冠心病，唇裂，哮喘病青少年型，糖尿病

染色体异常遗传病

产前诊断（如：羊水检查，B超检查，孕妇血细胞检查，基因检测） →【染色体数目，结构变异检测】

染色体结构或数目变异

往往成胚胎期流产

猫叫综合征，性腺发育不良， 21三体综合征（唐氏综合征）{减II后/减I后分离异常}

【不遵循孟德尔定律】

基因的本质

DNA是主要的遗传物质

【体内】格里菲斯 S型（致病性）光滑→有多糖荚膜 R型（无致病性）粗糙→无多糖荚膜

由此可推断： 已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子【DNA】

【体外】艾菲里实验

艾弗里提出： DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质

上清液的放射性>沉淀物的放射性

搅拌不均匀

上清液的放射性<沉淀物的放射性

1.保温时间过长

2.保温时间过短

赫尔希和蔡斯实验 搅拌的目的： 是吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 离心的目的： 让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌

实验表明： 子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是噬菌体的遗传物质

RNA是遗传物质。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质

DNA的结构和复制

稳定性

DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构

DNA的复制

1.是一个边解旋边复制的过程， 2.需要模板【亲代DNA的两条链】，原料【4种游离的脱氧核苷酸】，能量【ATP】和酶【DNA解旋酶，DNA聚合酶】

有复制泡

多片段

多起点同时进行

（2）DNA的复制是以半保留的方式进行（荧光标记法）→【密度梯度离心】

多样性

（1）遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中

（2）碱基排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性

特异性

（1）DNA中的脱氧核糖和磷酸交替链接，排列在外侧，构成基本骨架

（2）碱基排列在内测

（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基对具有一定的规律【碱基互补配对原则】

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

基因通常（有的是RNA：人类免疫缺陷病【艾滋病（HIV）】，流感病毒）是由遗传效应（基因能控制生物的形状）的DNA片段

基因的表达

基因指导蛋白质合成

转录： RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的

细胞分化是因为的选择性表达，所以转录是有选择的

翻译： 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（结构蛋白/功能蛋白）

中心法则 【原核生物】：转录和翻译同时进行 【真核生物】：转录和翻译分开进行

基因表达与性状关系

原因：DNA甲基化，组蛋白的甲基化，乙酰化

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

基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

细胞分化的本质就是基因的选择性表达

表观遗传：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

基因突变及其他变异

基因突变：碱基对的替换，增添，缺失而导致基因结构改变

【随机性，不定向性，普遍性，低频行，多害少利性】

替换（只改变1个氨基酸或不改变）

增添（影响插入位置后的序列）

缺失（影响缺乏位置后的序列）

主要发生在：DNA复制时（有丝间期，减数间期）+非编码区

【1】突变部位：基因突变发生在基因的非编码区

【2】密码子的简并性：突变后产生新密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸

【3】隐性突变：（如：AA其中一个突变为a，性状不改变）

未引起性状改变

可产生等位基因，产生新基因

外因

物理：紫外线，X射线→【损伤细胞内DNA】

化学：亚硝酸，碱基类似物→【改变核酸碱基】

生物：某些病毒→【影响宿主细胞DNA】

内因：DNA复制偶尔发生错误

基因重组

非同源染色体上非等位（减I后期）： 同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上等位基因间的重新组合

同源染色体上非等位基因间的重组（减I四分体后期）： 同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换，导致染色单体上的基因重新组合

人工基因重组： 目的基因经运载体导入受体细胞，导致目的基因与受体细胞中的基因发生重组

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

1.只产生新基因型，并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状

2.发生与真核生物有性生殖的核遗传中【DNA重组技术除外】

3.两个亲本杂合性越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代变异越多

染色体变异

细胞内个别染色体的增加或减少

细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍的增加或成套的减少

光学显微镜可见

单倍体【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】

优点：缩短育种时间，明显缩短育种年限

缺点：植株长的矮小，而且高度不育

二倍体【体细胞中含有两个染色体组的个体】：几乎全部动物和过半的高等植物

多倍体【体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体】：在植物中很常见，在动物中极少见

低温处理，滴加秋水仙素 【能够抑制纺锤体的形成，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】

优点：茎秆粗壮，叶片果实和种子都比较大

缺点：生长发育延迟，结实率低

生物的进化

生物有共同祖先的证据

化石是研究生物进化最直接，最重要的证据

比较解刨学证据

胚胎学证据

细胞和分子水平的证据

这些证据互为补充，相互印证，有力地支持了达尔文的共同由来学说，自然选择学说，进而为解释适应和物种的形成提供了坚实的基础

简单→复杂

低等→高等

水生→陆生

原核→真核

无性→有性

厌氧→好氧

自然选择与适应的形成

适应的普遍性和相对性

生物的形态结构适合于完成一定的功能

生物的形态结构及其功能和是与该生物在一定的环境中生存和繁殖

适应是自然选择的结果

拉马克【用进废退和获得性遗传】

达尔文【自然选择学说】

它揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先，而生物的多样性和适应性是进化的结果

群体中出现可遗传的有利变异环和境的定向选择是适应形成的必要条件

过度繁殖【自然选择的基础】

生存斗争【自然选择的手段和动力】

遗传变异【自然选择的内因，外因环境的定向选择】

适者生存【自然选择的结果】

种群基因组成的变化与物种的形成

种群基因组成的变化

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

种群（生活在一定区域的同种生物全部个体的集合）和种群基因库（一个种群中全部个体所含有的全部基因）

基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群的基因频率（在一个种群基因库中，某个基因占全部基因数的比值）发生变化

隔离在物种（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）形成中的作用

生物形成的环节

突变和基因重组产生进化的原材料

自然选择导致种群基因频率的定向改变

隔离是新物种出现的必要条件

地理隔离

生殖隔离

隔离

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）与生物多样性（遗传多样性【基因多样性】，物种多样性，生态系统多样性）的形成

适应是自然选择的结果，种群是生物进化的基本单位

突变和基本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

生物进化【实质：基因频率的改变】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

生物多样性是协同进化的结果

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