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1、-第 1 页人教版教学素材高中生物课堂笔记生物必修 2-第 2 页第一章第一章 遗传因子的发现遗传因子的发现第第 1 节节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）孟德尔的豌豆杂交实验（一）一、相对性状一、相对性状性状：性状：生物体所表现出来的的形态特征形态特征、生理生化特征生理生化特征或行为方式行为方式等。相对性状：相对性状：同一同一种生物的同一同一种性状的不同不同表现类型。二、二、孟德尔孟德尔一对相对性状的杂交实验一对相对性状的杂交实验1.孟德尔遗传实验运用了现代科学研究中常用的假说演绎法，其一般过程是观察实验观察实验，发现问题发现问题、分析问题分析问题，提出假说提出假说（假设假设）、设计实验设计实验，
2、检验假说（假设检验假说（假设）、归纳综合，得出结论。、归纳综合，得出结论。2.孟德尔遗传实验获得成功的原因是孟德尔遗传实验获得成功的原因是（1）正确地选用实验材料。豌豆自花授粉，闭花受粉，自然状态正确地选用实验材料。豌豆自花授粉，闭花受粉，自然状态下是纯种；品种多，差异大相对性状明显，易于区分。下是纯种；品种多，差异大相对性状明显，易于区分。（2）由单基因到多基因地研究方法。由单基因到多基因地研究方法。（3）应用统计学方法对实验结果进行分析。应用统计学方法对实验结果进行分析。（4）科学地设计实验程序。科学地设计实验程序。3.相关概念相关概念(1)、显性性状与隐性性状、显性性状与隐性性状显性性状
3、：显性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1 表现出来表现出来的性状。隐性性状：隐性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1 没有表现出来没有表现出来的性状。附：性状分离：附：性状分离：在杂种后代中出现不同于亲本性状的现象）(2)、显性基因与隐性基因、显性基因与隐性基因显性基因：显性基因：控制显性性状显性性状的基因。隐性基因：隐性基因：控制隐性性状隐性性状的基因。附：基因：附：基因：控制性状的遗传因子（DNA 分子上有遗传效应有遗传效应的片段 P67）等位基因：等位基因：决定 1 对相对性状的两个基因（位于一对同源染色体上的相同相同位置上）。(3)、纯合子与杂合子、纯合子与杂合子纯合子：纯合子：
4、由相同相同基因的配子结合成的合子发育成的个体（能能稳定的遗传，不发生不发生性状分离）：显性纯合子（如 AA 的个体）隐性纯合子（如 aa 的个体）杂合子杂合子：由不同不同基因的配子结合成的合子发育成的个体（不能不能稳定的遗传，后代会发生会发生性状分离）(4)、表现型与基因型、表现型与基因型表现型：表现型：指生物个体实际表现出来的性状性状。-第 3 页基因型：基因型：与表现型有关的基因组成基因组成。（关系：基因型环境基因型环境 表现型表现型）(5)杂交与自交杂交与自交杂交：杂交：基因型不同不同的生物体间相互交配的过程。自交：自交：基因型相同相同的生物体间相互交配的过程。（指植物体中自花传粉和雌雄
5、异花植物的同株受粉）附附：测交测交：让 F1 与隐性纯合子杂交。（可用来测定 F1 的基因型，属于杂交）三三、孟德尔遗传实验的科学方法：、孟德尔遗传实验的科学方法：正确地选用试验材料；分析方法科学；（单因子多因子）应用统计学方法对实验结果进行分析；科学地设计了试验的程序。四、四、基因分离定律的实质基因分离定律的实质:在减 I 分裂后期，等位基因随着同源染色体的等位基因随着同源染色体的分开而分离分开而分离。五五、基因分离定律的两种基本题型：、基因分离定律的两种基本题型：正推类型：（亲代正推类型：（亲代子代）子代）亲代基因型子代基因型及比例子代表现型及比例AAAAAAAA全显全显AAAaAAAA:
6、Aa=1Aa=1:1 1全显全显AAaaAaAa全显全显AaAaAAAA:AaAa:aa=1aa=1:2 2:1 1显显:隐隐=3=3:1 1AaaaAaAa:aaaa=1=1:1 1显显:隐隐=1=1:1 1aaaaaaaa全隐全隐逆推类型：（子代逆推类型：（子代亲代）亲代）亲代基因型子代表现型及比例至少有一方是至少有一方是 AAAA全显aaaaaaaa全隐AaAaaaaa显:隐=1:1AaAaAaAa显:隐=3:1六、基因分离定律的应用：六、基因分离定律的应用：1、指导杂交育种：、指导杂交育种：原理：杂合子(Aa)连续自交 n 次后各基因型比例杂合子(Aa)：（1/2）n纯合子(AA+aa
7、)：1-（1/2）n（注：AA=aa）例：小麦抗锈病是由显性基因 T 控制的，如果亲代（P）的基因型是 TT-第 4 页tt，则:（1）子一代（F1）的基因型是_,表现型是_。（2）子二代（F2）的表现型是_，这种现象称为_。（3）F2 代中抗锈病的小麦的基因型是_。其中基因型为_的个体自交后代会出现性状分离，因此，为了获得稳定的抗锈病类型，应该怎么做？_答案：（1）Tt抗锈病（2）抗锈病和不抗锈病性状分离（3）TT 或 TtTt从 F2 代开始选择抗锈病小麦连续自交，淘汰由于性状分离而出现的非抗锈病类型，直到抗锈病性状不再发生分离。2 2、指导医学实践：、指导医学实践：例 1:人类的一种先天
8、性聋哑是由隐性基因(a)控制的遗传病。如果一个患者的双亲表现型都正常，则这对夫妇的基因型是_，他们再生小孩发病的概率是_。答案：Aa、Aa1/4例2:人类的多指是由显性基因D控制的一种畸形。如果双亲的一方是多指，其基因型可能为_，这对夫妇后代患病概率是_。答案：DD 或或 Dd100%或或 1/2第第 2 节节孟德尔的豌豆杂交实验（二）孟德尔的豌豆杂交实验（二）一、基因自由组合定律的实质：一、基因自由组合定律的实质：在减 I 分裂后期，非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合组合。（注意：非等位基因要位于非同源染色体非同源染色体上才满足自由组合定
9、律）二、自由组合定律两种基本题型：共同思路：二、自由组合定律两种基本题型：共同思路：“先分开、再组合先分开、再组合”正推类型（亲代正推类型（亲代子代）子代）逆推类型（子代逆推类型（子代亲代）亲代）三、基因自由组合定律的应用三、基因自由组合定律的应用1、指导杂交育种：、指导杂交育种：例：在水稻中，高杆(D)对矮杆(d)是显性，抗病(R)对不抗病(r)是显性。现有纯合矮杆不抗病水稻 ddrrddrr 和纯合高杆抗病水稻 DDRRDDRR 两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻 ddRRddRR，应该怎么做？_-第 5 页附：杂交育种附：杂交育种方法：杂交方法：杂交原理：原理：基因重组基因重组
10、优缺点：优缺点：方法简便，但要较长年限选择才可获得。2、导医学实践：、导医学实践：例：在一个家庭中，父亲是多指患者（由显性致病基因 D 控制），母亲表现型正常。他们婚后却生了一个手指正常但患先天性聋哑的孩子（先天性聋哑是由隐性致病基因 p 控制），问：该孩子的基因型为_，父亲的基因型为_，母亲的基因型为_。如果他们再生一个小孩，则只患多指的占_，只患先天性聋哑的占_，既患多指又患先天性聋哑的占_，完全正常的占_答案：ddppddppDdPpDdPpddPpddPp3/83/8，1 1/8/8，1 1/8/8，3/83/8第第 2 章章基因和染色体的关系基因和染色体的关系第第 1 节节减数分裂和
11、受精作用减数分裂和受精作用一、减数分裂的概念一、减数分裂的概念减数分裂是进行有性生殖有性生殖的生物形成生殖细胞生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。在减数分裂过程中，染色体只复制一次一次，而细胞连续分裂两次两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半减少一半。（注：体细胞主要通过有丝分裂有丝分裂产生，有丝分裂过程中，染色体复制一次一次，细胞分裂一次一次，新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同相同。）二、减数分裂的过程二、减数分裂的过程1、精子的形成过程、精子的形成过程：精巢精巢（哺乳动物称睾丸睾丸）减数第一次分裂减数第一次分裂间期：间期：染色体复制染色体复制(包括 DNADNA 复制复制
12、和蛋白质蛋白质的合成)。前期前期：同源染色体两两配对（称联会联会），形成四分体四分体。四分体中的非姐妹染色单体非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换互换。中期：中期：同源染色体成对排列在赤道板上（两侧两侧）。后期：后期：同源染色体分离分离；非同源染色体自由组合自由组合。末期：末期：细胞质细胞质分裂，形成 2 个子细胞。减数第二次分裂（减数第二次分裂（无同源染色体无同源染色体）前期：前期：染色体排列散乱散乱。中期：中期：每条染色体的着丝粒着丝粒都排列在细胞中央的赤道板赤道板上。-第 6 页后期：后期：姐妹染色单体分开分开，成为两条子染色体。并分别移向细胞两极两极。末期：末期：细胞质细胞质分裂，
13、每个细胞形成 2 个子细胞，最终共形成 4 个子细胞。2、卵细胞的形成过程：、卵细胞的形成过程：卵巢卵巢三三、精子与卵细胞的形成过程的比较、精子与卵细胞的形成过程的比较精子的形成精子的形成卵细胞的形成卵细胞的形成不同点形 成 部位精巢精巢（哺乳动物称睾丸睾丸）卵巢卵巢过程有有变形期无无变形期子 细 胞数一个精原细胞形成 4 个精子一个卵原细胞形成 1 个卵细胞+3 个极体相同点精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半一半四、四、注意：注意：（1）同源染色体形态、大小基本相同基本相同；一条来自父方父方，一条来自母母方方。（2）精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞相同相同。因此，它们属于体体细胞
14、细胞，通过有丝分裂有丝分裂的方式增殖，但它们又可以进行减数分裂减数分裂形成生殖细胞生殖细胞。（3）减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂减数第一次分裂，原因是同同源染色体分离并进入不同的子细胞源染色体分离并进入不同的子细胞。所以减数第二次分裂过程中无同源染无同源染色体色体。（4）减数分裂过程中染色体和）减数分裂过程中染色体和 DNA 的变化规律的变化规律-第 7 页（5）减数分裂形成子细胞种类：减数分裂形成子细胞种类：假设某生物的体细胞中含 n 对同源染色体，则：它的精（卵）原细胞进行减数分裂可形成 2 2n种精子（卵细胞）；它的 1 个精原细胞进行减数分裂形成 2 2 种精子。它的
15、 1 个卵原细胞进行减数分裂形成 1 种卵细胞。五五、受精作用的特点和意义、受精作用的特点和意义特点：特点：受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的头部头部进入卵细胞，尾部尾部留在外面，不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合，使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半来自精子，另一半来自卵细胞。意义：意义：减数分裂减数分裂和受精作用受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目染色体数目的恒定的恒定，对于生物的遗传遗传和变异变异具有重要的作用。六六、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤：、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤：一看染色体数目：奇数为减一看染色体数目：奇数为减（
16、姐妹分家只看一极）（姐妹分家只看一极）二看有无同源染色体：没有为减二看有无同源染色体：没有为减（姐妹分家只看一极）（姐妹分家只看一极）三看同源染色体行为：确定有丝或减三看同源染色体行为：确定有丝或减注意注意：若细胞质为若细胞质为不均等不均等分裂分裂，则为则为卵原细胞卵原细胞的减的减或减或减的后的后期。期。同源染色体分家同源染色体分家减减后期后期姐妹分家姐妹分家减减后期后期例：判断下列细胞正在进行什么分裂，处在什么时期？答案：答案：1.1.减减前期前期2.2.减减前期前期3.3.减减前期前期4.4.减减末期末期5.5.有丝后期有丝后期6.6.减减后期后期7.7.减减后期后期8.8.减减后期后期答
17、案：答案：9.9.有丝前期有丝前期10.10.减减中期中期11.11.减减后期后期12.12.减减中期中期11.11.减减前期前期12.12.减减后期后期13.13.减减中期中期14.14.有丝中有丝中期期七、有性生殖七、有性生殖1有性生殖是由亲代产生有性生殖细胞有性生殖细胞或配子配子，经过两性生殖细胞两性生殖细胞（如精子精子和卵细胞卵细胞）的结合，成为合子（如受精卵受精卵）。再由合子发育成新新个体个体的生殖方式。2脊椎动物的个体发育包括胚胎发育胚胎发育和胚后发育胚后发育两个阶段。3在有性生殖中，由于两性生殖两性生殖细胞分别来自不同的亲本，因此，由合子发育成的后代后代就具备了双亲双亲的遗传特性
18、，具有更强的生活能力生活能力和变异性变异性，这对于生物的生存生存和进化进化具有重要意义第第 2 节节基因在染色体上基因在染色体上（1）、一个染色体上有多多个基因，基因在染色体上呈线性线性-第 8 页排列。基因和染色体行为存在着明显的平行关系。（2）、基因的分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一一对同源染色体上的等位等位基因，具有一定的独立性，在减数分裂形成配子的过程中，等位等位基因 会随的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子传给后代。基因的自由组合定律的实质是：位于非同源非同源染色体上的非等位非等位基因的分离或组合互不干扰的，在减数分裂过程中，同源同源染色体上的等位等位基因彼此分离
19、的同时，非同源非同源染色体上的非等非等位位基因自由组合自由组合。第第 3 节伴性遗传节伴性遗传1、XY 型性别决定方式：型性别决定方式：染色体组成（n 对）：雄性：n1 对常染色体+XY雌性：n1 对常染色体+XX性比：一般 1:1常见生物：全部全部哺乳动物、大多雌雄异体的植物，多数昆虫、一些鱼类和两栖类。生物体细胞中的染色体可以分为两类：性染色体性染色体和常染色体常染色体，生物的性别通常就是由性性 染色体决定的。生物的种类不同，性别决定的方式也不相同。生物的性别决定方式主要有两种：XY 型：雌性的性染色体是 XX，雄性的性染色体是XY。生物界中绝大多数生物的性别决定属于 XY 型。雄性（男性
20、）个体的精原细胞在经过减数分裂形成精子时，可以同时产生含有X染色体和Y染色体的精子，并且这两种精子的数目是相 同同的，而雌性（女性）个体的卵原细胞在经过减数分裂形成卵细胞时，只能够产生1 种含有X X 染色体的卵细胞。受精时，由于两种精子和卵细胞结合的机会 相等相等，因此，在 XY 型性别决定的生物所产生的后代中，雌性（女性）个体和雄性（男性）个体的数量比为 1：1。ZW 型：该性别决定的生物，雌性的性染色体是 ZW，雄性的是 ZZ。蛾类、鸟类的性别决定属于 ZW 型。2、三种伴性遗传的特点：、三种伴性遗传的特点：性染色体上的基因，它的遗传方式是与性别相联系的，这种遗传方式叫 伴性伴性遗传。以
21、人的红绿色盲为例：人类红绿色盲的致病基因是位于X染色体上隐性隐性基因，遗传特点是：（1）隔代交叉遗传：男性红绿色盲基因只能从母亲母亲那里传来，以后只能传给他的女女儿儿。（2）男性患者 多多于女性患者；抗维生素 D 佝偻病的致病基因是位于X染色体上的显性显性基-第 9 页因，这种病的遗传特点是：女性患者多于男性患者。总结：总结：（1）伴 X 隐性遗传的特点：男男 女女 隔代遗传隔代遗传（交叉遗传交叉遗传）母病子必病母病子必病，女女病父必病病父必病（2）伴 X 显性遗传的特点：女男女男 连续发病连续发病 父病女必病父病女必病，子子病母必病病母必病（3）伴 Y 遗传的特点：男病女不病男病女不病父父子
22、子孙孙附：附：常见遗传病类型常见遗传病类型（要记住要记住）：伴 X 隐：色盲、血友病常隐：先天性聋哑、白化病伴 X 显：抗维生素 D 佝偻病常显：多(并)指第第三三章章基因的本质基因的本质第第 1 节节DNA 是主要的遗传物质是主要的遗传物质一、一、1928 年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验：年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验：1、肺炎双球菌有两种类型类型：S 型细菌：菌落光滑光滑，菌体有有夹膜，有有毒性R 型细菌：菌落粗糙粗糙，菌体无无夹膜，无无毒性2、实验过程（看书）3、实验证明：无毒性的 R 型活细菌与被加热杀死的有毒性的 S 型细菌混合后，转化为有毒性的 S 型活细菌。这种性状的转化是可
23、以遗传的。推论（格里菲思）：在第四组实验中，已经被加热杀死 S 型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质“转化因子转化因子”。二、二、1944 年艾弗里的实验：年艾弗里的实验：1、实验过程：2、实验证明：DNADNA 才是才是 R R 型细菌产生稳定遗传变化的物质型细菌产生稳定遗传变化的物质。（即：DNADNA 是遗传物质，蛋白质等蛋白质等不是遗传物质）三、三、1952 年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验1、T2 噬菌体机构和元素组成：-第 10 页2、实验过程（看书）3、实验结论：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的 DNADNA 遗传的。（即：DNDNA
24、A是遗传物质是遗传物质）四四、1956 年烟草花叶病毒感染烟草实验证明年烟草花叶病毒感染烟草实验证明：在只有 RNA 的病毒中，RNRNA A是遗传物质。五、小结：五、小结：细胞生物（真核、原核）非细胞生物（病毒）核酸DNA 和 RNADNARNA遗传物质DNADNADNADNARNARNA因为绝大多数生物的遗传物质是 DNADNA，所以 DNADNA 是主要的遗传物质。第第 2 节节 DNA 的结构的结构1、DNA 的组成元素：的组成元素：C C、H H、O O、N N、P P2、DNA 的基本单位：的基本单位：脱氧核糖脱氧核糖核苷酸（4 4 种）3、DNA 的结构：的结构：由两两条、反向平
25、行反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。外侧：脱氧核糖脱氧核糖和磷酸磷酸交替连接构成基本骨架骨架。内侧：由氢键氢键相连的碱基对碱基对组成。碱基配对有一定规律：A T；G C。（碱基互补配对原则）4、DNA 的特性：的特性：多样性：碱基对的排列顺序是千变万化千变万化的。（排列种数：4 4n n(n 为碱基对对数)特异性：每个特定 DNA 分子的碱基排列顺序是特定特定的。5、DNA 的功能的功能：携带遗传信息遗传信息（DNA 分子中碱基对的排列顺序排列顺序代表遗传信息）。6、与、与 DNA 有关的计算：有关的计算：在双链在双链 DNA 分子中：分子中：A=T、G=C任意两个非互补的碱基之和相等；
26、且等于全部碱基和的一半例：A+G=A+C=T+G=T+C=1/2 全部碱基第第 3 节节DNA 的复制的复制1、概念：、概念：以亲代 DNA 分子两两条链为模板，合成子代 DNA 的过程-第 11 页2、时间：、时间：有丝分裂间期和减有丝分裂间期和减前的间期前的间期3、场所：、场所：主要在细胞核细胞核4、过程、过程：（看书）解旋 合成子链 子、母链盘绕形成子代 DNA 分子5、特点：、特点：半保留复制半保留复制6、原则：、原则：碱基互补配对碱基互补配对原则7、条件、条件:模板：亲代 DNA 分子的两两条链原料：4 4 种游离的脱氧核糖核苷酸种游离的脱氧核糖核苷酸能量：ATPATP 酶：解旋酶、
27、解旋酶、DNADNA 聚合酶聚合酶等8、DNA 能精确复制的原因：能精确复制的原因：独特的双螺旋双螺旋结构为复制提供了精确的模板;碱基互补配对碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。9、意义：、意义：DNA 分子复制，使遗传信息从亲代亲代传递给子代子代，从而确保了遗传信息的连续性。10、与、与 DNA 复制有关的计算：复制有关的计算：复制出 DNA 数=2 2n n（n 为复制次数）含亲代链的 DNA 数=2 2第第 4 4 节节 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的 DNADNA 片段片段1基因是有 遗传效应 的 DNA 片段，是控制 生物性状的结构和功能的基本单位。每个 DNA 分子上有许多
28、 个基因。基因的脱氧核苷酸排列的顺序包含着遗传信息。2DNA 分子具有稳定性、多样性和特异性。多样性产生的原因主要是碱基对的排列顺序千变万化，DNA 分子特异性是脱氧核苷酸排列的特定顺序，每个 DNA 分子能够贮存大量的遗传信息。遗传信息是脱氧核苷酸排列顺序第四章第四章基因的表达基因的表达第第 1 节节 基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成一、一、RNA 的结构：的结构：1、组成元素：、组成元素：C C、H H、O O、N N、P P2、基本单位：、基本单位：核糖核糖核苷酸（4 4 种）3、结构：、结构：一般为单单链-第 12 页二、基因：二、基因：是具有遗传效应的具有遗传效应的 DNAD
29、NA 片段片段。主要在染色体染色体上三、基因控制蛋白质合成：三、基因控制蛋白质合成：1 1、转录：、转录：（1）概念：在细胞核细胞核中，以 DNA 的一一条链为模板，按照碱基互补配对碱基互补配对原则，合成 RNARNA 的过程。（注：叶绿体、线粒体也有转录）（2）过程（看书）（3）条件：模板：DNA 的一一条链（模板链）原料：4 4 种核糖核苷酸种核糖核苷酸能量：ATPATP酶：解旋酶、解旋酶、RNARNA 聚合酶聚合酶等（4）原则：碱基互补配对原则碱基互补配对原则（AU、TA、GC、CG）（5）产物：信使信使 RNARNA（mRNAmRNA）、核糖体核糖体 RNARNA（rRNArRNA）、
30、转运转运 RNARNA（tRNAtRNA）2 2、翻译：、翻译：（1）概念：游离在细胞质细胞质中的各种氨基酸，以 mRNAmRNA 为模板，合成具有一具有一定氨基酸顺序定氨基酸顺序的蛋白质的过程。（注：叶绿体、线粒体也有翻译）（2）过程：（看书）（3）条件：模板：mRNAmRNA原料：氨基酸（氨基酸（2020 种）种）能量：ATPATP酶：多种酶多种酶搬运工具：tRNAtRNA装配机器：核糖体核糖体（4）原则：碱基互补配对碱基互补配对原则（5）产物：多肽链3、与基因表达有关的计算、与基因表达有关的计算基因中碱基数：mRNA 分子中碱基数：氨基酸数=6 6：3 3：1 1四、基因对性状的控制四、
31、基因对性状的控制1、中心法则、中心法则第第 2 节节基因对性状的控制基因对性状的控制一、基因控制性状的方式：一、基因控制性状的方式：（1）通过控制酶酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状；（2）通过控制蛋白质结构蛋白质结构直接控制生物的性状。二、二、人类基因组计划及其意义人类基因组计划及其意义计划：计划：完成人体 2424 条条染色体上的全部基因的遗传作图遗传作图、物理作图物理作图、和全部碱基的序列测定全部碱基的序列测定。-第 13 页意义：意义：可以清楚的认识人类基因的组成、结构、功能极其相互关系，对于人类疾病的诊治和预防具有重要的意义第五章第五章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异第
32、第 1 节节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组一、生物变异的类型一、生物变异的类型不可遗传的变异（仅由环境环境变化引起）可遗传的变异（由遗传物质遗传物质的变化引起）基因突变基因重组染色体变异二、可遗传的变异二、可遗传的变异（一）基因突变（一）基因突变1、概念：、概念：是指 DNA 分子中碱基对的增添增添、缺失缺失或改变改变等变化。2、原因：、原因：物理物理因素：X 射线、激光等；化学化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等；生物生物因素：病毒、细菌等。3、特点：、特点：发生频率低低：方向不确定不确定随机随机发生基因突变可以发生在生物个体发育的任何任何时期；基因突变可以发生在细胞内的不同的不同的 D
33、NADNA 分子分子上或同一 DNA 分子的不不同部位同部位上。普遍普遍存在4、结果：、结果：使一个基因变成它的等位等位基因。5、时间：、时间：细胞分裂间期间期（DNA 复制时期）6、应用、应用诱变育种诱变育种方法：用射线、激光、化学药品等处理生物。原理：基因突变基因突变实例：高产青霉菌株的获得优缺点：加速加速育种进程，大幅度大幅度地改良某些性状，但有利变异个体少少。7、意义：、意义：是生物变异的根本根本来源；为生物的进化提供了原始原始材料；-第 14 页是形成生物多样性的重要原因之一。（二）基因重组（二）基因重组1、概念概念：是指生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新重新组合组
34、合的过程。2、种类：、种类：减数分裂（减减后期后期）形成配子时，随着非同源染色体非同源染色体的自由组合，位于这些染色体上的非等位基因非等位基因也自由组合。组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。减减四分体时期四分体时期，同源染色体上（非姐妹非姐妹染色单体）之间等位基因的交换。结果是导致染色单体上基因的重组，组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。重组重组 DNADNA 技术（注注：转基因生物和转基因食品的安全性转基因生物和转基因食品的安全性：用一分为二的观点看问题，用其利，避其害。我国规定对于转基因产品必须标明。）3、结果：、结果：产生新的基因型基因型4、应用、应用(育种育种)：杂交育种杂
35、交育种（见前面笔记）5、意义：、意义：为生物的变异提供了丰富丰富的来源；为生物的进化提供材料；是形成生物体多样性的重要原因之一（三）染色体变异（见第五章（三）染色体变异（见第五章 第二节）第二节）第第 2 节节染色体变异染色体变异一、染色体结构变异：一、染色体结构变异：实例：实例：猫叫综合征（5 5 号染色体部分缺失号染色体部分缺失）类型：类型：缺失缺失、重复重复、倒位倒位、易位易位（看书并理解）二、染色体数目的变异二、染色体数目的变异1、类型、类型个别染色体增加或减少：个别染色体增加或减少：实例：21 三体综合征（多 1 条 21 号染色体）以染色体组的形式成倍增加或减少：以染色体组的形式成
36、倍增加或减少：实例：三倍体无子西瓜2、染色体组：、染色体组：（1）概念：）概念：二倍体二倍体生物配子配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。（2）特点：）特点：一个染色体组中无同源染色体无同源染色体，形态和功能各不相同各不相同；一个染色体组携带着控制生物生长的全部全部遗传信息。（3）染色体组数的判断：）染色体组数的判断：染色体组数=细胞中细胞中任意一种染色体条数任意一种染色体条数-第 15 页例 1：以下各图中，各有几个染色体组？答案：3 2 5 1 4 染色体组数=基因型中基因型中控制同一性状的基因个数控制同一性状的基因个数例 2：以下基因型，所代表的生物染色体组数分别是多少?（1）Aa
37、_（2）AaBb _（3）AAa _（4）AaaBbb _（5）AAAaBBbb _（6）ABCD _答案：2 2 3 3 4 13、单倍体、二倍体和多倍体、单倍体、二倍体和多倍体由配子配子发育成的个体叫单倍体单倍体。有受精卵受精卵发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就叫几倍体，如含两个染色体组就叫二倍体二倍体，含三个染色体组就叫三倍体三倍体，以此类推。体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体多倍体。三、染色体变异在育种上的应用三、染色体变异在育种上的应用1、多倍体育种：、多倍体育种：方法：方法：用秋水仙素秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。（原理：能够抑制纺锤体的形成抑制纺锤体的形成,导致染
38、色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍加倍）原理：原理：染色体变异染色体变异实例：实例：三倍体无子西瓜的培育；优缺点优缺点：培育出的植物器官大大，产量高高，营养丰富丰富，但结实率低，成熟迟。2、单倍体育种：、单倍体育种：方法：方法：花粉花粉(药药)离体培养离体培养原理：原理：染色体变异染色体变异实例：实例：矮杆抗病水稻的培育例：在水稻中，高杆(D)对矮杆(d)是显性，抗病(R)对不抗病(r)是显性。现有纯合矮杆不抗病水稻 ddrr 和纯合高杆抗病水稻 DDRR 两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻 ddRR，应该怎么做？优缺点：优缺点：后代都是纯合子，明显缩短育种年限后代都是纯合子，
39、明显缩短育种年限，但技术较复杂。附：育种方法小结附：育种方法小结诱变育种杂交育种多倍体育种单倍体育种方法用射线射线、激光激光、化学化学药品等药品等处理生物杂交杂交用秋水仙素秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药花药(粉粉)离体培养离体培养原理基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异-第 16 页优缺点加速育种进程，大幅度地改良某些性状，但有利变异个体少。方法简便，但要较长年限选择才可获得纯合子。器官较大，营养物质含量高，但结实率低，成熟迟。后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。第第 3 节人类遗传病节人类遗传病一、人类遗传病与先天性疾病区别：一、人类遗传病与
40、先天性疾病区别：遗传病：由遗传物质遗传物质改变引起的疾病。（可以生来就有，也可以后天发生）先天性疾病：生来生来就有的疾病。（不一定是遗传病）二、人类遗传病产生的原因人类遗传病产生的原因：人类遗传病是由于遗传物质的改变而引起的人类疾病三、人类遗传病类型三、人类遗传病类型（一）单基因遗传病（一）单基因遗传病1、概念：、概念：由一对一对等位基因控制的遗传病。2 2、原因：、原因：人类遗传病是由于遗传物质遗传物质的改变而引起的人类疾病3 3、特点：、特点：呈家族家族遗传、发病率高高（我国约有 20%-25%）4、类型：、类型：显性遗传病伴显：抗维生素佝偻病抗维生素佝偻病常显：多指、并指、软骨发育不全多
41、指、并指、软骨发育不全隐性遗传病伴隐：色盲、血友病色盲、血友病常隐：先天性聋哑、白化病、镰刀型细胞贫血症、黑尿症先天性聋哑、白化病、镰刀型细胞贫血症、黑尿症、苯丙酮尿症苯丙酮尿症（二）多基因遗传病（二）多基因遗传病1、概念：由多对多对等位基因控制的人类遗传病。2、常见类型：腭裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病腭裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等。（三）染色体异常遗传病（简称染色体病）（三）染色体异常遗传病（简称染色体病）1、概念：染色体异常引起的遗传病。(包括数目数目异常和结构结构异常）2、类型：常染色体遗传病结构异常：猫叫综合征猫叫综合征数目异常：2121 三体综合征三体综合征
42、（先天智力障碍）性染色体遗传病：性腺发育不全综合征（XOXO 型，患者缺少一条 X 染色体）四、遗传病的监测和预防四、遗传病的监测和预防1 1、产前诊断产前诊断：胎儿出生前，医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病，产前诊断可以大大降低病儿的出生率2 2、遗传咨询：、遗传咨询：在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展-第 17 页五、实验：调查人群中的遗传病五、实验：调查人群中的遗传病注意事项：注意事项：1、可以以小组小组为单位进行研究。2、调查时，最好选取群体中发病率较高较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病等。3、调查时要详细询问，如实如实记录。4、对某个家庭进行调查
43、时，被调查成员之间的血缘血缘关系必须写清楚，并注明性别性别。5、必须统计被调查的某种遗传病在人群中的发病率发病率。结果分析结果分析：被调查人数为 2 747 人，其中色盲患者为 38 人(男性 37 人，女性 1 人)，红绿色盲的发病率为 1.38%1.38%。男性红绿色盲的发病率为1.35%1.35%，女性红绿色盲的发病率为 0.03%0.03%。二者均低于我国社会人群男女红绿色盲的发病率。实验实验结论结论：我国社会人群中，红绿色盲患者男性明显多于女性我国社会人群中，红绿色盲患者男性明显多于女性。第六章从杂交育种到基因工程一杂交育种一杂交育种：（1）原理：基因重组（通过基因分离、自由组合或连
44、锁交换，分离出优良性状或使各种优良性状集中在一起）（2）方法：连续自交，不断选种。（3）举例：如上(杂杂交育种交育种图解法图解法)（4）特点：育种年限长，需连续自交不断择优汰劣才能选育出需要的类型。（5）说明：该方法常用于：a同一物种不同品种的个体间，如上例；b亲缘关系较近的不同物种个体间（为了使后代可育，应做染色体加倍处理，得到的个体即是异源多倍体），如八倍体小黑麦的培育、萝卜和甘蓝杂交。若该生物靠有性生殖繁殖后代，则必须选育出优良性状的纯种，以免后代发生性状分离；若该生物靠无性生殖产生后代，那么只要得到该优PDDRRddrrF1DdRr自交F2选矮秆抗病的个体F3留未出现性状分离个体（纯合
45、子）出现性状分离个体（杂合子）自交重复-第 18 页良性状就可以了，纯种、杂种并不影响后代性状的表达。二诱变育种二诱变育种（1）原理：基因突变（2）方法：用物理因素（如 X 射线、射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使其在细胞分裂间期DNA 复制时发生差错，从而引起基因突变。（3）举例：太空育种、青霉素高产菌株的获得（4）特点：提高了突变率，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种，但由于突变的不定向性，因此该种育种方法具有盲目性。（5）说明：该种方法常用于微生物育种、农作物诱变育种等三基因工程三基因工程1原理：DNA 重组技术（属于基因重组范畴）
46、2方法：按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。3基因工程的基本工具：1）、基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶2）、基因的“针线”：DNA 连接酶3）、基因的运载体：质粒、病毒等4操作步骤包括：提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达等。5举例：能分泌人类胰岛素的大肠杆菌菌株的获得，抗虫棉，转基因动物等6特点：目的性强，育种周期短。7说明：对于微生物来说，该项技术须与发酵工程密切配合，才能获得人类所需要的产物。8优点：解决粮食短缺问题，减少农药使用，增加食物营养、种类，提升食物品质；9缺
47、点：可能产生新毒素、新过敏原、抗除草剂的杂草，可能影响生物的多样性、干扰生态系统的稳定性。附：附：诱变育种杂交育种多倍体育种单倍体育种方法用射线射线、激光激光、化学化学药品等药品等处理生物杂交杂交用秋水仙素秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药花药(粉粉)离体培养离体培养原理基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异-第 19 页优缺点加速育种进程，大幅度地改良某些性状，但有利变异个体少。方法简便，但要较长年限选择才可获得纯合子。器官较大，营养物质含量高，但结实率低，成熟迟。后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。第七章第七章 现代生物的进化理论现代生物的进化理
48、论一、拉马克的进化学说一、拉马克的进化学说1、理论要点：、理论要点：用进废退；获得性遗传用进废退；获得性遗传2、进步性：、进步性：认为生物是进化进化的。二、达尔文的自然选择学说二、达尔文的自然选择学说1、理论要点理论要点：自然选择自然选择（过度繁殖生存斗争遗传和变异适者生存）2、进步性进步性：能够科学地解释生物进化的原因生物进化的原因以及生物的多样性多样性和适应性适应性。3、局限性：、局限性：不能科学地解释遗传和变异的本质本质；自然选择对可遗传的变异如何起作用如何起作用不能作出科学的解释。（对生物进化的解释仅局限于个体个体水平）三、现代达尔文主义三、现代达尔文主义（一（一）种群种群是生物进化的
49、基本单位是生物进化的基本单位（生物进化的实质生物进化的实质：种群基因频率的改种群基因频率的改变变）1、种群：、种群：概念：在一定时间时间内占据一定空间空间的同种同种生物的所有所有个体称为种群。特点：不仅是生物繁殖繁殖的基本单位；而且是生物进化进化的基本单位。2、种群基因库：、种群基因库：一个种群的全部全部个体所含有的全部全部基因构成了该种群的基因库3、基因（型）频率的计算：、基因（型）频率的计算：按定义计算：按定义计算：例 1：从某个群体中随机抽取 100 个个体，测知基因型为 AA、Aa、aa 的个体分别是 30、60 和 10 个，则：基因型 AA 的频率为_；基因型 Aa 的频率为 _；
50、基因型 aa 的频率为 _。基因 A 的频率为_；基因 a 的频率为 _。答案：30%60%10%60%40%某个等位基因的频率某个等位基因的频率=它的纯合子的频率它的纯合子的频率+杂合子频率杂合子频率例：某个群体中，基因型为 AA 的个体占 30%、基因型为 Aa 的个体占 60%、基因型为 aa 的个体占 10%，则：基因 A 的频率为_，基因 a 的频率为 _答案：60%40%（二）（二）突变突变和和基因重组基因重组产生生物进化的原材料产生生物进化的原材料-第 20 页（三（三）自然选择自然选择决定进化方向决定进化方向：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向定向改变，导致生物朝着一