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1、1必修遗传与进化知识点汇编必修遗传与进化知识点汇编第三章第三章 基因的本质基因的本质1肺炎双球菌的转化实验（1）体内转化实验：1928 年由英国科学家格里菲思格里菲思等人进行。结论：结论：在在 S S 型细菌中存在转化因子使型细菌中存在转化因子使 R R 型细菌转化为型细菌转化为 S S 型细菌型细菌。（2）体外转化实验：1944 年由美国科学家艾弗里艾弗里等人进行。结论：结论：DNADNA 是遗传物是遗传物质质2噬菌体侵染细菌的实验：1952 年赫尔希赫尔希和蔡斯蔡斯（1）实验过程：标记噬菌体含35S 的培养基 培养含35S 的细菌35S 培养蛋白质外壳含35S 的噬菌体含32P 的培养基
2、培养含32P 的细菌 培养内部 DNA 含32P 的噬菌体噬菌体侵染细菌含35S 的噬菌体 侵染细菌细菌体内没有放射性35S；含32P 的噬菌体 侵染细菌细菌体内有放射线32P结论：结论：进一步确立 DNADNA 是遗传物质是遗传物质5生物的遗传物质非细胞结构：DNA 或 RNA生物原核生物：DNA细胞结构真核生物：DNA结论结论：绝大多数生物（细胞结构的生物和细胞结构的生物和 DNADNA 病毒病毒）的遗传物质是的遗传物质是 DNDNA，所以说 DNADNA 是主要的遗传物质是主要的遗传物质。6DNA 分子的结构基本单位-脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）7DNA 双螺旋结构（1
3、）提出者：沃森沃森和克里克克里克（2）特点：DNA 分子由两条反向平行反向平行的脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸长链盘旋而成。DNA 分子外侧是脱氧核糖脱氧核糖和磷酸磷酸交替连接而成的基本骨架基本骨架。DNA 分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则碱基互补配对原则配对，并以氢键氢键互相连接。28碱基互补配对原则及其应用：（1 1）A=TA=TC=GC=G（2 2）（A+A+C C）/（T+GT+G）=1 1 或或 A+GA+G/T+CT+C=1 1（3 3）如果（）如果（A A1 1+C+C1 1）/（T T1 1+G+G1 1）=b=b那么（那么（A A2 2+C+C2 2）/（T T2 2+G
4、+G2 2）=1/b=1/b（4 4）（A+A+T T）/（C C+G+G）=（A A1 1+T T1 1）/（C C1 1+G+G1 1）=（A A2 2+T T2 2）/（C C2 2+G+G2 2）=a a10DNA 分子复制（1）概念：以亲代 DNA 分子为模板合成子代 DNA 的过程（2）复制时间：有丝分裂间期有丝分裂间期或减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期（3）复制方式：半保留复制半保留复制（4）复制特点：边解旋边复制边解旋边复制（5）复制条件模板：亲代亲代 DNADNA 分子两条脱氧核苷酸链分子两条脱氧核苷酸链 原料：4 4 种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸能量：ATPATP解旋酶、解
5、旋酶、DNADNA 聚合酶聚合酶等（6）复制场所：主要在细胞核细胞核中，线粒体和叶绿体线粒体和叶绿体也存在。（7）复制意义：将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性保持了遗传信息的连续性。11与 DNA 复制有关的碱基计算（1）一个 DNA 连续复制 n 次后，DNA 分子总数为：2 2n n（2）第 n 代的 DNA 分子中，含原 DNA 母链的有 2 个，占 1/(21/(2n-1n-1)（3）若某 DNA 分子中含碱基 T 为 M，(1)则连续复制 n 次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：M(2M(2n n-1)-1)(2)第 n 次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为
6、：M2n-112基因的相关关系（1）与 DNA 的关系每个 DNA 分子包含许多个基因。基因的实质是有遗传效应的有遗传效应的 DNADNA 片段片段，无遗传效应的 DNA 片段不能称之为基因（非基因）。（2）与染色体的关系基因在染色体上呈线性排列线性排列。染色体是基因的主要载体染色体是基因的主要载体，此外，线粒体和叶绿体中也是基因的载体。（3）与脱氧核苷酸的关系脱氧核苷酸脱氧核苷酸是构成基因的基本单位。基因中脱氧核苷酸的排列顺序基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。（4）与性状的关系基因是控制生物性状的结构和功能单位基因是控制生物性状的结构和功能单位。基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成
7、通过控制蛋白质分子的合成来实现。13DNA 片段中的遗传信息：基因中脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序第四章第四章 基因的表达基因的表达31DNA 与 RNA 的异同点DNARNA结构通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构通常是单链结构基本单位脱氧核苷酸（4 种）核糖核苷酸（4 种）五碳糖脱氧核糖核糖碱基A、G、C、TA、G、C、U产生途径DNA 复制、逆转录转录、RNA 复制存在部位主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上主要位于细胞质中功能传递和表达遗传信息mRNA：转录遗传信息，翻译的模板tRNA：运输特定氨基酸rRNA：核糖体的组成成分2RNA 的类型：信使 RNA（m
8、RNA）转运 RNA（tRNA）核糖体 RNA（rRNA）3转录转录的概念转录的过程：必修 2 教材 P63转录的场所：主要在细胞核细胞核转录的模板：以 DNADNA 的一条链的一条链为模板转录的原料：4 4 种核糖核苷酸种核糖核苷酸转录的产物一条单链的一条单链的 mRNmRNA转录的原则：碱基互补配对碱基互补配对（A AU U、T TA A、G GC C）4遗传信息、密码子和反密码子遗传信息密码子反密码子概念基因中脱氧核苷酸的排列基因中脱氧核苷酸的排列顺序顺序mRNAmRNA 中决定一个氨基酸氨基酸的三个三个相邻碱基相邻碱基tRNA 中与 mRNA 密码子互补配对的三个碱基作用控制生物的遗传
9、性状直接决定蛋白质中的氨基酸序列识别密码子，转运氨基酸4种类基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性6464 种：密码子种：密码子6161 种种：能翻译出氨基酸3 3 种种：终止密码子，不能翻译氨基酸6161 种种或 tRNA 也为 61种5翻译定义：翻译的场所：细胞质翻译的模板：mRNA翻译的原料：20 种氨基酸翻译的产物：多肽链（蛋白质）翻译的原则：碱基互补配对（AU、GC）6DNA 复制、转录、翻译的比较：场所产物条件模板原料酶能量DNA 复制主要在细胞核DNADNA 的两条链脱氧核苷酸需要不同的酶需要转录主要在细胞核mRNADNA 的一条链核糖核苷酸翻译细胞质
10、多肽（蛋白质）mRNA氨基酸7基因表达过程中有关 DNA、RNA、氨基酸的计算（1）转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链 mRNA，则转录产生的 mRNA 分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中 A+T（或 C+G）与 mRNA 分子中U+A（或 C+G）相等。（2）翻译过程中，mRNA 中每 3 个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是 mRNA 中碱基数目的 1/3，是双链 DNA 碱基数目的 1/6。（即基因、基因、mRNAmRNA 上的碱基与氨基酸数目的关系为上的碱基与氨基酸数目的关系为 6 6：3 3：1 1）8中心
11、法则（）9基因、蛋白质与性状的关系（1）基因通过控制酶的合成控制酶的合成来控制代谢过程控制代谢过程，进而控制生物体饿性状。（如白化病、圆粒豌豆和皱粒豌豆的性状控制。）基因通过控制蛋白质的结构直接控制控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。（如囊性纤维化病、镰刀型细胞贫血症）（2）基因型与表现型的关系，基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素环境因素的影响。（3）生物体性状的多基因因素：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用，共同地精细地调控生物的性状。第五章第五章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异51基因突变的实例：镰刀型细胞贫血症病因：直接原因：血红
12、蛋白分子结构血红蛋白分子结构的改变；根本原因：控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变（碱基替换）2基因突变概念：DNA 分子中发生碱基对碱基对的替换、增添和缺失替换、增添和缺失，而引起的基因结构基因结构的改变3基因突变的原因 有内因内因和外因外因诱发突变（外因）：物理因素：如紫外线、紫外线、X X 射线、激光、射线、激光、射线射线化学因素：如亚硝酸、碱基类似物亚硝酸、碱基类似物生物因素：如某些病毒某些病毒自然突变（内因）：DNA 复制出现差错4基因突变的特点：普遍性随机性不定向性低频性多害少利性5基因突变的时间：有丝分裂有丝分裂或减数第一次分裂间期减数第一次分
13、裂间期6基因突变的意义：是新基因新基因产生的途径；生物变异的生物变异的根本来源；是进化进化的原始材料7基因重组的概念：在生物体进行有性生殖有性生殖的过程中，控制不同性状不同性状的基因的重新组合8基因重组的意义：是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要的意义9基因重组的类型：自由组合（减数第一次分裂后期）交叉互换（四分体时期）（理）10时间：减数第一次分裂过程中（减数第一次分裂后期和四分体时期）11基因突变与基因重组的区别基因突变基因重组本质基因的分子结构发生改变，产生了新基新基因因，也可以产生新基因型，出现了新的性状。不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新的基因型基因型，使不同性状重新
14、组合。发生时间及原因细胞分裂间期 DNA 分子复制时，由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。减数第一次分裂后期中，随着同源染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合；四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换。条件外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。有性生殖有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。意义生物变异的根本来源根本来源，是生物进化的原生物变异的来源之一，是形成生物多样6材料。性的重要原因。发生可能突变频率低，但普遍存在。有性生殖中非常普遍。12染色体结构的变异变异类型：缺失：重复：倒位易位：13染色体数目的变异（1）染色体组数目变异类型：细胞内个别染色体个别染色体
15、的增加或减少；细胞内染色体数目以染色体组染色体组的形式成倍成倍的增加或减少染色体组：细胞内的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息多倍体：由受精卵发育受精卵发育而来的个体，体细胞中含有多个染色体组多倍体育种：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗（原理：秋水仙素抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍）单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。如果某个体由本物种的配子（如卵细胞、花药）直接发育而来，则不管它有多少染色体组都叫“单倍体”。单倍体育种：方法：先用花药离体培养得到单倍体植株，再用秋水仙素处理结果：两年后得到纯合的植
16、株优点：明显缩短育种年限举例：获得矮秆抗病小麦植株14常见的一些关于单倍体与多倍体的问题（1）一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？（一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。）（2）二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组，这种说法对吗？为什么？（答：对，因为在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半。）（3）如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体，这种说法对吗？（答：不对，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种，因此，只能称为单倍体。）（4）单
17、倍体中可以只有一个染色体组，但也可以有多个染色体组，对吗？（答：对，如果本物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组；如果本物种是四倍体，则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。）16人类遗传病的概念：通常是指由于遗传物质改变遗传物质改变而引起的人类疾病，分类：主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病。20人类基因组计划：测定人类基因组的全部测定人类基因组的全部 DNADNA 序列，解读人类的遗传信息序列，解读人类的遗传信息。测定人体的 2424 条条染色体（22 条常染色体和 2 条性染色体）7第第 6 6
18、章章 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程1杂交育种（1）概念：是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。（2）原理：基因重组基因重组。通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。（3）优点：可以将两个或多个优良性状集中在一起。（4）缺点：不会创造新基因，且杂交后代会出现性状分离，育种过程缓慢，过程复杂。（5）应用：改良农作物品质，提高农作物单位面积产量改良农作物品质，提高农作物单位面积产量（如高产抗病小麦高产抗病小麦）2诱变育种（1）概念：指利用物理或化学因素来处理生物，使生物产生基因突变，利用这些变异育成新品种的方法。（2）诱变原理：基因突
19、变（3）诱变因素：（1）物理：X X 射线、紫外线、射线、紫外线、射线、激光射线、激光等。（2）化学：亚硝酸、硫酸二乙酯亚硝酸、硫酸二乙酯等。（4）特点：优点：提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。优点：提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。缺点：因为基因突变具有不定向性且有利的突变很少，所以诱变育种具有一定盲目性，且需要处理大量的生物材料，再进行选择培育。4基因工程的原理：必修 2 教材 P102黑体字基因工程别名操作对象操作水平原理操作环境结果（目的）基因拼接技术或基因拼接技术或 DNADNA 重组技术重组技术基因基因DNADNA 分子水平分子水平基因重组基因重组生物体
20、外定向地改造生物的遗传定向地改造生物的遗传性状性状5基因工程的最基本工具：基因剪刀：限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶（一种限制酶只能识别并切割一种特定的 DNA 核苷酸序列，产生两个黏性末端）基因针线：DNADNA 连接酶连接酶将由同一种同一种限制酶切割后的黏性末端（碱基互补）的脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸连接起来基因的运载体常用的有质粒质粒、噬菌体噬菌体、动植物病毒动植物病毒等。（质粒是存在于细菌及酵母菌等生物中，细胞染色体外能够自我复制的环状环状 DNADNA 分子）第第 7 7 章章 现代生物进化理论现代生物进化理论现代生物进化理论的主要内容：种群基因频率的改变与生物进化；隔离与物种的形
21、成；共同进化与生物多样性的形成种群基因频率的改变与生物进化；隔离与物种的形成；共同进化与生物多样性的形成（1）种群种群是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位种群：生活在一定区域一定区域的同种同种生物的全部个体全部个体叫种群。基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因8基因频率、基因型频率及其相关计算基因频率=An.A3A2A1A1基因型频率=该种群个体总数该基因型的个体数目两者联系：（1）种群一对等位基因的频率之和等于 1，基因型频率之和也等于 1。（2）一个等位基因的频率一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率该等位基因纯合子的频率+21杂合子的频率杂合子的频率。（2）突变和基因重组突变
22、和基因重组产生进化的原材料原材料可遗传的变异：基因突变、染色体变异、基因重组基因突变、染色体变异、基因重组（突变包括基因突变和染色体变异基因突变和染色体变异）突变的有害或有利不是绝对的，取决于生物的生存环境。突变和基因重组是随机的、不定向的，不能决定生物进化的方向不能决定生物进化的方向（3）自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向 生物进化的实质是生物进化的实质是基因频率的改变基因频率的改变2隔离与物种的形成（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（2）隔离：地理隔离地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使种群间不能发生基因交流的现象（如东北虎和华南虎）生殖隔离生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代的现象（如马和驴）（3）形成新物种的一般过程地理隔离阻断基因交流不同的突变基因重组和选择基因频率向不同方向改变种群基因库出现差异差异加大生殖隔离新物种形成注注：隔离隔离是物种形成的必要条件必要条件一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。