第一節孟德爾的豌豆雜交實驗(一)1.孟德爾通過分析 豌豆雜交實驗 的結果,發現了 生物遺傳 的規律。2.孟德爾在做雜交實驗時,先除去未成熟花的全部雄蕊,這叫做 去雄 。3.一種生物的同一性狀的不同表現類型,叫做 相對性狀 。4.孟德爾把F1顯現出來的性狀,叫做 顯性性狀 ,未顯現出來的性狀叫做 隱性性狀 。在雜種后代中,同時出現 顯性性狀 和 隱性性狀 的現象叫做 性狀分離 。孟德爾對分離現象的原因提出了如下假說:生物的性狀是由 遺傳因子 決定的,其中決定顯現性狀的為 顯性遺傳因子 ,用 大寫字母 表示,決定隱性性狀的為 隱性遺傳因子 ,用 小寫字母 表示。體細胞中的 遺傳因子 是成對存在的, 遺傳因子 組成相同的個體叫做 純合子 , 遺傳因子 組成不同的個體叫做 雜合子 。(3)生物體在形成生殖細胞——配子時, 成對的遺傳因子 彼此分離,分別進入不同的配 中,配子中只含有每對遺傳因子 的一個。(4)受精時, 雌雄配子的結合是隨機的。測交是讓 F1 與 隱性純合子 雜交。7.孟德爾第一定律又稱 分離定律 。在生物的體細胞中,控制同一性狀的 遺傳因子 成對存在的,不相融合,在形成配子時成對的 遺傳因子 發生分離,分離后的 遺傳因子 分別進入不同配子中,隨 配子 遺傳給后代。第一章 第二節 孟德爾的豌豆雜交實驗(二)1.孟德爾用純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆作親本雜交,無論 正交 還是 反交 ,結出的種子(F1)都是 黃色圓粒 。這表明 黃色 和 圓粒 是顯性性狀, 綠色 和 皺粒 是隱性性狀。2.孟德爾讓黃色圓粒的F1自交,在產生的F2中發現了黃色圓粒和綠色皺粒,還出現了親本所沒有的性狀組合 綠色圓粒 和 黃色皺粒 。3.純種黃色圓粒和純種綠色皺粒豌豆的遺傳因子組成分別是YYRR和yyrr,它們產生的F1遺傳因子組成是 YyRr ,表現黃色圓粒 。4.孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗中,F1(YyRr)在產生配子時,每對遺傳因子彼此 分離 ,不同對的遺傳因子可以 自由組合 。F1產生的雌配子和雄配子各有4種: YR、Yr、yR、yr ,數量比例是: 1:1:1:1 。受精時,雌雄配子的結合是 隨機 的,雌、雄配子結合的方式有 16 種,遺傳因子的結合形式有 9 種: YYRR、YYRr、YYrr、YyRR、YyRr、Yyrr、yyRR、yyRr、yyrr 。性狀表現有 4 種: 黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒 ,它們之間的數量分比是 9:3:3:1 。5.讓子一代F1(YyRr)與隱性純合子(yyrr)進行雜交,無論是F1作 母本 ,還是作 父本 ,后代表現型有 4 種: 黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒 ,它們之間的比例是 9:3:3:1 ,遺傳因子的組合形式有 9 種: YYRR、YYRr、YYrr、YyRR、YyRr、Yyrr、yyRR、yyRr、yyrr 。6.孟德爾第二定律也叫做 自由組合定律 ,控制不同性狀的遺傳因子的 分離 和 組合 是互不干擾的,在形成配子時,決定 同一性狀 的遺傳因子彼此分離,決定 不同性狀的遺傳因子 自由結合。7.1909年,丹麥生物學家 約翰遜 給孟德爾的“遺傳因子”一詞起名叫做 基因 ,并提出了 表現型 和 基因型 的概念。8.表現型指 生物個體表現出來的性狀 ,控制 相對性狀 的基因叫做等位基因,與表現型有關的基因組成叫做 基因型 。孟德爾實驗成功的原因:1正確選用實驗材料。豌豆是嚴格的閉花自花授粉植物,在開花之前即完成授粉過程,避免了外來花粉的干擾。豌豆具有一些穩定的、容易區分的形狀,所獲實驗結果更可靠。2應用統計學方法分析實驗結果。3從單因子到多因子的研究方法。對生物形狀進行分析時,孟德爾開始只對一對形狀的遺傳情況進行研究,暫時忽略其他形狀,明確一對形狀的遺傳情況后再進行對2對、3對甚至更多對性狀的研究。4合理設計實驗程序。如設計測交實驗來驗證對性狀分離的預測。玉米雌雄同株且為單性花,便于人工授粉。 性狀---指生物的形態結構、生理特征、行為習慣等具有的各種特征。孟德爾用自交后雜交的方法對遺傳現象提供了合理解釋,用測交實驗給予證明假說演繹法步驟:1觀察和分析現象2提出問題3推理和想象4提出假說5演繹推理6實驗驗證7得出結論科學家用假說演繹法證明了DNA位于染色體上。兩條孟德爾遺傳定律的精髓是:生物體遺傳的不是形狀本身,而是控制形狀的遺傳因子。基因型為AaBb的個體自交,后代出現3比1的比例,并不一定不遵循基因的自由組合定律,而是要考慮兩對基因型控制同一對性狀的情況第二章 基因與染色體的關系第一節 減數分裂與受精作用1.減數分裂是進行 有性生殖 的生物在產生 成熟生殖細胞 時,進行的染色體數目 減半 的細胞分裂。在減數分裂過程中,染色體只復制 一次 ,而細胞分裂 兩次 ,減數分裂的結果是 成熟生殖細胞 中的染色體數目比 原始生殖的細胞 的減少一半。2.精原細胞是 原始 的雄性生殖細胞,每個體細胞中的染色體數目都與 體細胞 的相同。3.在減數第一次分裂的間期,精原細胞的體積增大,染色體復制,成為初級精母細胞,復制后的每條染色體都由兩條 姐妹染色單體 構成,這兩條 姐妹染色單體 由同一個 著絲點 連接。4.配對的兩條染色體,形狀和大小一般都相同,一條來自 父方 ,一條來自 母方 ,叫做 同源染色體 ,同源染色體 兩兩配對的現象叫做聯會。5.聯會后的每對同源染色體含有四條 染色單體 ,叫做 四分體 。6.配對的兩條同源染色體彼此分離,分別向細胞的兩極移動發生在 減數第一次分裂 時期。7.減數分裂過程中染色體的減半發生在 減數第一次分裂。8.每條染色體的著絲點分裂,兩條姐妹染色體也隨之分開,成為兩條染色體發生在 減數第二次分裂 時期。9.在減數第一次分裂中形成的兩個次級精母細胞,經過減數第二次分裂,形成了四個 精細胞 ,與初級精母細胞相比,每個精細胞都含有數目 減半 的染色體。10.初級卵母細胞經減數第一次分裂,形成大小不同的兩個細胞,大的叫做 次級卵母細胞 ,小的叫做 極體 , 次級卵母細胞 進行第二次分裂,形成一個大的 卵細胞 和一個小的 極體 ,因此一個初級卵母細胞經減數分裂形成一個 卵細胞 和三個 極體 。11.受精作用是 卵細胞 和 精子 相互識別,融合成為 受精卵 的過程。12.經受精作用受精卵中的染色體數目又恢復到 體細胞 中的數目,其中有一半的染色體來自 精子(父方),另一半來自 卵細胞(母方)13.由于減數分裂形成的配子,染色體組成具有多樣性,導致不同配子遺傳物質的差異,加上受精過程中卵細胞和精子結合的隨機性,同一雙親的后代必然呈現多樣性。14. 這種多樣性有利于生物在自然選擇中進化,體現了有性生殖的優越性。此外,就進行有性生殖的生物來說,減數分裂和受精作用對于維持生物前后代體細胞中染色體樹木的恒定,對于生物的遺傳和變異,都是十分重要的15.注意精子提供給后代的DNA少于卵細胞提供給后代的DNA第二章 第二節 基因在染色體上1.基因與染色體行為存在著明顯的平行關系。(1)基因在雜交過程中保持 完整性 和 獨立性 ,染色體在配子形成和受精過程中,也有相對穩定的 形態結構 。(2)在體細胞中基因 成對 存在,染色體也是 成對 的。在配子中基因只有 一個 ,同樣,染色體也只有 一條 。(3)體細胞中成對的基因一個來自 父方 ,一個來自 母方 ,同源染色體也是如此。注意:基因和形狀并不是都是簡單的線性關系。2.果蠅的一個體細胞中有多對染色體,其中 3 對是常染色體, 1 對是性染色體,雄果蠅的一對性染色體是 異型 的,用 XY 表示,雌果蠅一對性染色體是 同型 的,用 XX 表示。3.紅眼的雄果蠅基因型是 XWY ,紅眼的雌果蠅基因型是 XWXw /XWXW ,白眼的雄果蠅基因型是 XwY ,白眼的雌果蠅基因型是 XwXw 。4.美國生物學家 摩爾根 和他的學生們經過十多年的努力,發現了說明基因位于 染色體 上的相對位置的方法,并繪出了第一個果蠅各種基因在 染色體 上相對位置圖,說明基因在 染色體 上呈 線性 排列。摩爾根等人以果蠅為研究材料,通過統計后代雌雄個體眼色的形狀分離比,認同了基因位于染色體上的理論5.基因分離定律的實質是:在雜合體的細胞中,位于一對同源染色體上的 等位基因 ,具有一定的 獨立性 ,在分裂形成配子的過程中, 等位基因 會隨同源染色體分開而分離,分別進入兩個配子中,獨立地隨配子遺傳給后代。6.基因自由組合定律的實質是:位于非同源染色體上的 非等位基因 的分離或組合是互不干擾的,在減數分裂過程中,同源染色體上的 等位基因 彼此分離的同時,非同源染色體上的 非等位基因 自由組合。基因重組將X基因剪切到一條染色體上基因型AAX另一條染色體上雖然沒有A基因,但也沒有a基因,故不必寫a有時基因重組用的是細胞的愈傷組織,此時所用的原理除了基因重組外還有植物的全能性基因重組至少涉及兩對基因 非等位基因的自由組合,存在顯性上位,抑制作用等相互作用第二章 第三節 伴性遺傳1.位于性染色體上的 基因 控制的性狀在遺傳上總是和 性別 相關聯,這種現象叫做 伴性遺傳 。2.伴X隱性遺傳的遺傳特點:(1)隱性致病基因及其等位基因只位于 X 染色體上。(2男性患者 多于 女性患者。(3)往往有 隔代 遺傳現象。(4)女患者的 兒子 一定患病。(母病子必病)3.伴X顯性遺傳的遺傳特點:(1)顯性的致病基因及其等位基因只位于 X 染色體上。(2)女性患者 多于 男性患者。(3)具有世代連續性。(4)男患者的 女兒 一定患病。(父病女必病)4.表示一個家系的圖中,通常以正方形代表 男性 ,圓形代表 女性 ,以羅馬數字代表(如I、Ⅱ等) 代 ,以阿拉伯數字表示(如1、2等) 個體 。5.人類的X染色體和Y染色體無論在 大小 和攜帶的 基因 種類上都不一樣,X染色體上攜帶著許多基因,Y染色體只有X染色體大小的1/5左右,攜帶的基因比較 少 。6與性別相關聯的遺傳方式不一定是伴性遺傳,還有從性遺傳。同樣,與性別有關的基因不一定存在于性染色體上第三章基因的本質第一節DNA是主要的遺傳物質1.染色體是由 DNA 和蛋白質組成的,其中 DNA 是一切生命現象的體現者。在有絲分裂、 受精作用 和減數分裂 過程中具有重要的連續性。2.DNA是遺傳物質的證據是 肺炎雙球菌的轉化 實驗和 噬菌體侵染細菌 實驗。3.肺炎雙球菌的轉化試驗:(1)實驗目的: 證明什么是遺傳物質 。(2)實驗材料: S型細菌、R型細菌 。 S型細菌 表面光滑 有莢膜 有毒 R型細菌 表面粗糙 無莢膜 無毒R型細菌無毒,原因是沒有莢膜保護,易被免疫系統清除,而s型細菌有莢膜,因此會在宿主體內繁殖(3)過程: ① R 型活細菌注入小鼠體內小鼠不死亡。② S 型活細菌注入小鼠體內小鼠死亡。③殺死后的 S 型細菌注入小鼠體內小鼠不死亡。④無毒性的 R 型細菌與加熱殺死的 S 型細菌混合后注入小鼠體內,小鼠死亡。(格里菲斯)⑤從S型活細菌中提取 DNA 、蛋白質和多糖等物質,分別加入R型活細菌中培養,發現只有加入 DNA ,R型細菌才能轉化為S型細菌。(艾弗里)(4)結果分析:①→④過程證明:加熱殺死的S型細菌中含有一種“轉化因子”;⑤過程證明:轉化因子是 DNA 。結論: DNA 是遺傳物質。無說服性原因是提取的DNA純度不高,混有0.02%的蛋白質。特殊技術:物質提純,鑒定、細菌體外培養4.噬菌體侵染細菌的實驗:(1)實驗目的: 噬菌體的遺傳物質是DNA還是蛋白質 。(2)實驗材料: 噬菌體 。(3)過程:① T2噬菌體的 蛋白質 被35S標記,侵染細菌。② T2噬菌體內部的 DNA 被32P標記,侵染細菌。(4)結果分析:測試結果表明:侵染過程中,只有 DNA 進入細菌,而35S未進入,說明只有親代噬菌體的 DNA 進入細胞。子代噬菌體的各種性狀,是通過親代的 DNA 遺傳的。 DNA 才是真正的遺傳物質。不能證明蛋白質不是遺傳物質。噬菌體培養實驗所用技術:同位素標記法、離心、物質提取-分離、噬菌體的培養技術5.RNA是遺傳物質的證據:(1)提取煙草花葉病毒的 蛋白質 不能使煙草感染病毒。(2)提取煙草花葉病毒的 RNA 能使煙草感染病毒。6.結論 :絕大多數生物的遺傳物質是 DNA , DNA 是主要的遺傳物質 。極少數的病毒的遺傳物質不是 DNA ,而是 RNA 。第三章 第二節 DNA的分子結構1.DNA是一種 高分子 化合物,每個分子都是由成千上百個 4 種脫氧核苷酸聚合而成的長鏈。2.結構特點:①由兩條脫氧核苷酸鏈 反向 平行盤旋而成的 雙螺旋 結構。②外側:由 脫氧核糖 和 磷酸 交替連接構成基本骨架。③內側:兩條鏈上的堿基通過 氫鍵連接 形成堿基對。堿基對的形式遵循 堿基互補配對原則 ,即A一定要和 T 配對(氫鍵有 2 個),G一定和 C 配對(氫鍵有 3 個)。3.雙鏈DNA中腺嘌呤(A)的量總是等于 胸腺嘧啶(T)的量.鳥嘌呤(G)的量總是等于 胞嘧啶(C)的量。第三章 第三節 DNA的復制1.DNA的復制概念:是以 親代DNA 為模板合成 子代DNA 的過程。2.時間:DNA分子復制是在細胞有絲分裂的 間期 和減數第一次分裂的 間期 ,是隨著 染色體 的復制來完成的。3.場所: 細胞核 。4.過程:(1)解旋:DNA首先利用線粒體提供的 能量 在 解旋酶 的作用下,把兩條螺旋的雙鏈解開。(2)合成子鏈:以解開的每一段母鏈為 模板 ,以游離的四種脫氧核苷酸為原料 ,遵循 堿基互補配對 原則,在有關酶的作下,各自合成與母鏈互補的子鏈。(3)形成子代DNA:每一條子鏈與其對應的 模板 盤旋成雙螺旋結構,從而形成 2 個與親代DNA完全相同的子代DNA。5.特點:(1)DNA復制是一個 邊解旋邊復制 的過程。(2)由于新合成的DNA分子中,都保留了原DNA的一條鏈,因此,這種復制叫 半保留復制 。6.條件:DNA分子復制需要的模板是 DNA母鏈 ,原料是 游離的脫氧核酸 ,需要能量ATP和有關的酶。7.準確復制的原因:(1)DNA分子獨特的 雙螺旋結構 提供精確的模板。(2)通過 堿基互補配對 保證了復制準確無誤。8.功能:傳遞 遺傳信息 。DNA分子通過復制,使親代的遺傳信息穿給子代,從而保證了 遺傳信息 的連續性。9從5“開始復制,有內含子和外顯子之分,多起點復制,依靠DNA連接酶將其連接。翻譯也是5”開始,trna3“有氨基酸第三章 第四節 基因是有遺傳效應的DNA片段1.一條染色體上有 1 個DNA分子,一個DNA分子上有 許多 個基因,基因在染色體上呈現 線形 排列。每一個基因都是特定的 DNA 片段,有著特定的 遺傳效應 ,這說明DNA中蘊涵了大量的 遺傳信息 。2.概念:DNA分子上分布著多個基因,基因是具有 遺傳效應的DNA 片段,是決定生物性狀的 遺傳單位 。3.結構:基因的 脫氧核苷酸 排列順序,即堿基對的排列順序。不同的基因含有不同的 遺傳信息 。4.DNA能夠儲存足夠量的遺傳信息,遺傳信息蘊藏在 4種堿基的排列順序 之中,構成了DNA分子的 多樣性 ,而堿基的特定的排列順序,又構成了每一個DNA分子的 特異性 。第四章 基因的表達第一節 基因指導蛋白質的合成1.RNA是在細胞核中,以 DNA的一條鏈 為模板合成的,這一過程稱為 轉錄 ;合成的RNA有三種: 信使RNA(mRNA) , 轉運RNA(tRNA) , 核糖體RNA(rRNA) 。2.RNA與DNA的不同點是:五碳糖是 核糖而不是脫氧核糖 ,堿基組成中有 堿基U(尿嘧啶)而沒有T(胸腺嘧啶);從結構上看,RNA一般是 單鏈 ,而且比DNA短。3.翻譯是指游離在細胞質中的各種 氨基酸 ,以 mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的 蛋白質 的過程。4.mRNA上3個相鄰的堿基決定一個氨基酸。每3個這樣的堿基稱為1個 密碼子 。5.蛋白質合成的“工廠”是 細胞質 ,搬運工是 轉運RNA(tRNA) 。每種tRNA只能轉運并識別 1 種氨基酸,其一端是 攜帶氨基酸 的部位,另一端有3個堿基,稱為 反密碼子 。當密碼子中有一個基因改變是由于密碼子的簡并性,可能并不會改變其對應的氨基酸,也可以從密碼子使用頻率來考慮,當某種氨基酸使用頻率高,十幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸,可以保證翻譯的速度。每一個核糖體上一次可以承載兩個氨基酸,八個堿基位與圓粒豌豆的DNA不同的是,皺粒豌豆的DNA中插入了一段外來DNA序列,打亂了編碼淀粉分支酶的基因,導致淀粉分支酶不能合成,而淀粉分支酶的缺乏又導致細胞內淀粉含量降低,由于蔗糖的含量升高,淀粉能吸水膨脹,蔗糖卻不能。豌豆成熟時,淀粉含量高的豌豆能有效地保留水分,顯得圓圓胖胖兒,淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮,但是皺縮豌豆的蔗糖含量高,味道更甜美。第四章 第二節 基因對性狀的控制1.1957年,克里克提出中心法則 :遺傳信息可以從 DNA 流向 DNA ,即DNA的自我復制 ;也可以從 DNA流向 RNA ,進而流向蛋白質,即遺傳信息的轉錄和翻譯。但是,遺傳信息不能從 蛋白質 傳遞到 蛋白質 ,也不能從蛋白質流向 RNA或DNA 。遺傳信息從RNA流向 RNA 以及從RNA流向 DNA 兩條途徑, 是中心法則的補充。2.基因通過控制 酶 的合成來控制代謝過程,進而控制生物體的性狀。3.基因還能通過控制 蛋白質的結構 直接控制生物體的性狀。4.基因與基因、 基因與基因產物 、基因與環境之間存在著復雜的相互作用,精細的調控著生物體的性狀。第四章 第三節 遺傳密碼的破譯(選學)1.克里克的實驗證明:遺傳密碼中 3 個堿基編碼1個氨基酸,遺傳密碼從一個固定的起點開始,以 非重疊 的方式閱讀,編碼之間沒有分隔符。2.尼倫伯格和馬太采用蛋白質體外合成技術,在試管中只加入苯丙氨酸,在加入除去了 DNA 和 mRNA的細胞提取液及人工合成的 RNA ,結果在試管中出現了多聚苯丙氨酸的肽鏈。3最關鍵的技術是用人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸第五章基因突變及其他變異第一節 基因突變和基因重組1.DNA分子中發生堿基對的 替換、增添和缺失 ,而引起的基因結構的改變叫基因突變。DNA上非編碼區發生突變不叫基因突變,病毒RNA發生變異也叫基因突變基因突變不一定產生等位基因,如原核生物中無等位基因的概念2.基因突變有如下特點:基因突變的特點有普遍性、隨機性、低頻性、不定向性、多害少利性。3.基因突變的意義在于:它是 新基因 產生的途徑,是 生物變異 的根本來源,是 生物進化 的原材料。4.基因重組是指 在生物體進行有性生殖的過程中,控制不同形狀的基因的重 新組合 。由于自然界誘發基因突變的因素很多,基因突變還可以自發產生,因此基因突變在生物界中是普遍存在的,無論是低等生物還是高等動植物以及人都會由于基因突變而引起生物性狀的改變由于DNA堿基組成的改變是隨機的,不確定的,因此基因突變是隨機發生的,不定向的,基因突變的隨機性表現在基因突變可以發生在生物個體發育的任何時期,可以發生在細胞內不同的DNA分子上,同一DNA分子的不同部位。基因突變的不定向性表現為一個基因可以向不同的方向發生突變,產生一個以上的等位基因。意義:有性生殖的基因重組有助于物種在一個無法預測將會發生什么變化的環境中生存,這是因為基因重組能夠產生多樣化的基因組合的子代,其中可能有一些子彈會含有適應某種變化的生存所必需的基因組合,所以基因重組也是生物變異的來源之一,對生物的進化也具有重要作用。CDNA文庫是以m RNA為模板,經逆轉錄酶催化,在體外逆轉錄成cDNA,與適當的載體連接后轉換成受體菌,則每個細菌含有一段cDNA,并能繁殖擴增,這樣含著細胞全部信息的cDNA克隆集合稱為該組織細胞的cDNA文庫,cDNA文庫特意地反映某種組織或細胞中在特定發育階段表達的蛋白質的編碼基因,因此cDNA文庫具有組織或細胞特異性。如果要將人生長激素基因導入大腸桿菌,應從cdna文庫中獲取目的基因,或用人工化學合成的方法獲取。轉基因不能終身攜帶,可能在繁殖過程中丟失基因治療往往是導入正常基因。基因診斷的原理是DNA分子雜交,還需要利用DNA凝膠電泳技術 基因探針具有特異性第五章 第二節 染色體變異1.染色體變異包括 結構 變異和 數目 變異。2.染色體結構的改變,會使排列在染色體上的基因的 數目或排列順序 發生改變,從而導致性狀的變異。染色體結構變異的四種類型:缺失,增加,易位,顛倒 (區分交叉互換和易位)3.染色體數目變異可分為兩類:一類是 細胞內個別染色體的增加或減少 ,另一類是 細胞內染色體數目以染色體組的形式成倍地增長或減少 。4.染色體組是指細胞中的一組 非同源 染色體,在形態和功能上各不相同,攜帶著控制生物生長發育的全部遺傳信息。基因突變,基因重組,染色體變異是可遺傳變異的來源5.人工誘導多倍體最常用而且最有效的方法是用 秋水仙素來處理萌發的種子或幼苗 ,其作用機理是能抑制 紡錘體 的形成,致染色體不能移向細胞兩極,染色體完成了復制但不能 減半 ,從而引起細胞內染色體數目加倍。6.單倍體是指 體細胞中含有本物種配子染色體數目 的個體,在生產上常用于 培育純種 。7 多倍體可促進基因效應的增強多倍體的結實率低 注意無籽西瓜可將無籽形狀遺傳給后代實驗:低溫誘導染色體數目的變化。 高中生物育種方式總結高中生物六大育種方法!生物育種是一門很復雜的技術,針對不同的生物應采用不同的育種方式,要對各種育種方式進行比較,選擇簡易、可操作的方式。同一種育種方式應用于不同的生物也會有不盡相同的育種過程,所以我們無論在生產實踐中還是有關習題訓練中都應靈活應用。 1、誘變育種誘變育種是指利用人工誘變的方法獲得生物新品種的育種方法原理:基因突變方法:輻射誘變,激光、化學物質誘變,太空(輻射、失重)誘發變異→選擇育成新品種 優點:能提高變異頻率,加速育種過程,可大幅度改良某些性狀;變異范圍廣。 缺點:有利變異少,須大量處理材料;誘變的方向和性質不能控制。改良數量性狀效果較差。 2、雜交育種雜交育種是指利用具有不同基因組成的同種(或不同種)生物個體進行雜交,獲得所需要的表現型類型的育種方法。其原理是基因重組。方法:雜交→自交→選優優點:能根據人的預見把位于兩個生物體上的優良性狀集于一身。缺點:時間長,需及時發現優良性狀。3、單倍體育種單倍體育種是利用花藥離體培養技術獲得單倍體植株,再誘導其染色體加倍,從而獲得所需要的純系植株的育種方法。(主要是考慮到結合中學課本,經查閱相關資料無誤。)其原理是染色體變異。優點是可大大縮短育種時間。 原理:染色體變異,組織培養方法:選擇親本→有性雜交→F1產生的花粉離體培養獲得單倍體植株→誘導染色體加倍獲得可育純合子→選擇所需要的類型 優點:明顯縮短育種年限,加速育種進程。缺點:技術較復雜,需與雜交育種結合,多限于植物。 4、多倍體育種原理:染色體變異(染色體加倍)方法:秋水仙素處理萌發的種子或幼苗。優點:可培育出自然界中沒有的新品種,且培育出的植物器官大,產量高,營養豐富。缺點:只適于植物,結實率低。5、細胞工程育種細胞工程育種是指用細胞融合的方法獲得雜種細胞,利用細胞的全能性,用組織培養的方法培育雜種植株的方法。原理:細胞的全能性 方法:(1)植物:去細胞壁→細胞融合→組織培養2)動物克隆:核移植→胚胎移植 優點:能克服遠緣雜交的不親和性,有目的地培育優良品種。動物體細胞克隆,可用于保存瀕危物種、保持優良品種、挽救瀕危動物、利用克隆動物相同的基因背景進行生物醫學研究等。 缺點:技術復雜,難度大;它將對生物多樣性提出挑戰,有性繁殖是形成生物多樣性的重要基礎,而“克隆動物”則會導致生物品系減少,個體生存能力下降。 6、基因工程育種物質基礎是:所有生物的DNA均由四種脫氧核苷酸組成。其結構基礎是:所有生物的DNA均為雙螺旋結構。一種生物的DNA上的基因之所以能在其他生物體內得以進行相同的表達,是因為它們共用一套遺傳密碼。在該育種方法中需兩種工具酶(限制性內切酶、DNA連接酶)和運載體(質粒),質粒上必須有相應的識別基因,便于基因檢測。如人的胰島素基因移接到大腸桿菌的DNA上后,可在大腸桿菌的細胞內指導合成人的胰島素;抗蟲棉植株的培育;將固氮菌的固氮酶基因移接到植物DNA分子上去,培育出固氮植物。固氮基因的表達方式為: 高中生物育種方法原理:基因重組(或異源DNA重組)。方法:提取目的基因→裝入載體→導入受體細胞→基因表達→篩選出符合要求的新品種。 優點:不受種屬限制,可根據人類的需要,有目的地進行。 缺點:可能會引起生態危機,技術難度大。 缺點:可能會引起生態危機,技術難度大。解離液同觀察有絲分裂的根尖一樣,為15%的酒精和95%的酒精溶液。但是此處是減取不定根0.5到1cm,卡諾氏液泡0.5到1h獲得無籽西瓜需要兩年,屬于可遺傳變異。無子番茄也可稱作變異,屬于不可遺傳變異。有其他的方法可以代替。方法一:無性生殖。 方法二:利用生長素或生長素類似物處理二倍體未授粉的雌蕊,以促進子房發育成無種子的果實,在此過程中要進行套袋處理,以避免授粉。第五章 第三節 人類遺傳病1.人類遺傳病通常是指由于遺傳物質改變而引起的人類疾病,主要可以分為 單基因遺傳病 、 多基因遺傳病 和 染色體異常遺傳病 三大類。2.單基因遺傳病是指受 1 對等位基因控制的遺傳病,可能由 顯 性致病基因引起,也可能由 隱 性致病基因引起。3.多基因遺傳病是指受 2 對以上的等位基因控制的遺傳病,主要包括一些 先天性發育異常 和一些常見病,在群體中的發病率較高。4.染色體異常遺傳病由染色體異常引起,如 21三體綜合征 ,又叫先天性愚型,患者比正常人多了一條21號染色體,是由于 減數分裂 時21號染色體不能正常分離而形成。5.人類基因組計劃正式啟動于1990年,目的是測定 人類基因組的全部DNA 序列,解讀其中包含的遺傳信息。單基因遺傳病可能由顯性致病基因引起:多指,并指,軟骨發育不全,抗維生素D佝僂病 隱性致病基因:鐮刀型細胞貧血癥、白化病、先天性聾啞、苯丙酮尿癥、血友病、 多基因遺傳病是指受兩對或兩對以上等位基因控制的人類遺傳病。多基因遺傳病主要包括一些先天性發育異常和一些常見病,如原發性高血壓、冠心病、哮喘和青少年型糖尿病等,人群中發病率高注意并不是所有的遺傳病都是因為基因而導致,如染色體異常確定胎兒遺傳病:羊水檢查、B超檢查、孕婦血細胞檢查、基因診斷人體的多基因遺傳病往往與環境作用,情況復雜,難以用孟德爾定律進行遺傳病分析。第六章 從雜交育種到基因工程第一節 雜交育種與誘變育種1.雜交育種是將兩個或多個品種的 優良性狀 通過 交配 集中在一起,再經過 選擇和培育 ,獲得新品種的方法,它依據的主要遺傳學原理是 基因重組 。 誘變育種及時提高了突變率,但是突變率仍然很低2.誘變育種是利用 物理因素 (如 X射線 、 γ射線 、 紫外線 、 激光 等)或 化學因素 (如 亞硝酸 、硫酸二乙酯 等)來處理生物,使生物發生 基因突變 。其優點是 提高突變率、短時間內獲得更多的優良變異類型、抗病力強、產量高、品質好 。第六章 第二節 基因工程及其應用1.基因工程又叫 基因拼接技術 或 DNA重組技術 。通俗地說,就是按照人們的意愿把一種生物的 某種基因 提取出來,加以 修飾改造 ,然后放到 另一種生物的細胞里 , 定向 地改造生物的遺傳技術。2.基因工程最基本的操作工具是基因的剪刀即 限制性核酸內切酶 (簡稱 限制酶 );基因的針線即 DNA連接酶 ;基因的運載體常用 質粒 、 噬菌體 、 動植物病毒 等。 限制性核酸內切酶具有專一性,但是不同點限制酶可以產生相同的粘性末端3.基因工程的操作一般經歷四個步驟 提取目的基因 、 目的基因與運載體結合 、 將目的基因導入受體細胞 、 目的基因的表達和檢測 。(成功的標志是外源基因的表達)4.抗蟲基因作物的使用,不僅減少了 農藥的用量 ,大大降低了 生產成本 ,而且還減少了 農藥對環境的污染 。5.基因工程生產藥品的優點是 高效率 、 高質量 、 低成本 。6.目前關于轉基因生物和轉基因產品的安全性,有兩種觀點,一種觀點是 轉基因生物和轉基因食品不安全,要嚴格控制 ;另一種觀點是 轉基因生物和轉基因食品是安全的,應該大范圍推廣 。第七章 現代生物進化理論第一節 現代生物進化理論的由來1.歷史上第一個提出比較完整的進化學說的是法國的博物學家 拉馬克 。他的基本觀點是地球上所有的生物都不是 神造的 ,而是由 更古老的生物進化 來的;生物是由 低等 到 高等 逐漸進化的;生物的各種適應性特征的形成都是由于 用進廢退 和 獲得性遺傳 。 用進廢退和獲得性遺傳 ,這是生物不斷進化的主要原因。拉馬克的學說是錯誤的,但他的進化學說反對神創論和物種不變論,具有極大的進步意義2.達爾文提出了以 自然選擇 為中心的進化論,它揭示了生命現象的統一性是由于 所有的生物都有共同的祖先 ,生物的多樣性是 進化 的結果。達爾文創立的進化論從豐富的事實出發,論證了生物是不斷進化的,并且對生物進化的原因給予和合理的解釋。使得生物學第一次擺脫了神學的束縛,走上了科學的道路。它揭示了生命現象的統一性是由于所有的生物都有共同的祖先,生物的多樣性是進化的結果。這一科學理論的影響遠遠超出了生物學的范圍。它給予神創論和物種不變論以致命的打擊,為辯證唯物主義世界觀提供了有力的武器。 由于受到當時科學發展水平的限制,達爾文不能解釋 遺傳和變異 ;他對生物進化的解釋也僅限于 個體水平 。達爾文強調物種形成都是漸變的結果,不能很好的解釋物種大爆發的現象。目前關于遺傳和變異的研究,已經從性狀水平上升到基因水平。從以生物個體為單位,發展到以種群為基本單位,這樣就形成了以自然選擇學說為核心的現代生物進化理論,從而極大地豐富和發展了達爾文的自然選擇學說第七章 第二節 現代生物進化理論的主要內容1.現代生物進化理論的主要內容包括:(1) 種群是生物進化的基本單位 ;(2) 突變和基因重組產生進化的原材料 ;(3) 自然選擇決定生物進化的方向 ;(4) 隔離導致新物種的形成 。2.種群是生活在一定區域中的 同種生物的全部個體 。一個種群中全部個體所含有的全部基因,叫做這個種群的基因庫可遺傳變異是生物進化的原材料,根本來源是基因突變。基因突變產生新的等位基因,這就可能使種群的基因頻率發生變化。基因結構變異包括基因突變和染色體變異3.種群的基因庫是該種群中 全部個體所含有的全部基因 。4.可遺傳的變異來源于 基因突變 、 基因重組 和 染色體變異 ,其中 基因突變 和 染色體變異 統稱為突變。基因突變產生新的 等位基因 ,就可能使種群的基因頻率發生變化。 突變和重組 提供了生物進化的原材料。由于突變和重組都是隨機,不定向的,因此他們只是提供了生物進化的原材料,不能決定生物進化的方向。5.在自然選擇的作用下,種群的基因頻率會發生 定向 改變,導致生物朝著 一定 的方向不斷進化。6.物種是能夠在自然狀態下 相互交配 并且 產生可育后代 的一群生物。7.隔離是 不同種群 的個體,在自然條件下 基因不能自由交流 的現象。常見的隔離有 生殖隔離 和 地理隔離隔離是物種形成的必要條件。8.生殖隔離即不同物種之間一般是 不能相互交配 的,即使 交配成功 也不能 產生可育后代 。9.地理隔離即同一種生物由于 地理上的障礙而分成不同的種群,使得種群間不能發生基因交流 的現象。捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老,病弱和年幼的個體,客觀上起到促進種群發展的作用。此外,捕食者一般不能將所有的獵物都吃掉,否則自己也無法生存,這就是所謂的精明的捕食者策略捕食者往往捕食個體數量多的物種,這樣就會避免出現一種或少數幾種生物在生態系統中占據絕對優勢的局面,為其他物種的形成騰出空間。捕食者的存在有利于增加物種多樣性。10.共同進化是指 不同物種 之間、 生物與無機環境 之間在相互影響中不斷進化和發展。11.生物多樣性包括三個層次的內容: 基因 多樣性、 物種 多樣性和 生態系統 多樣性。了解這一進程的主要依據是化石。 生物通過有性生殖,實現了基因的重組,這就增強了生物變異的多樣性,生物進化的速度明顯加快達爾文自然選擇學說的要點是:生物都有過度繁殖的傾向,而資源和空間是有限的,生物要繁衍下去必須要經過生存斗爭;生物都有遺傳和變異的特性,具有有利變異的個體就容易在生存斗爭中獲勝,并將這些變異遺傳下去,出現不利變異的個體則容易在生存斗爭中被淘汰。經過長期的自然選擇,微小的變異不斷積累,不斷形成適應特定環境的新類型生物進化的過程實際上是生物與生物,生物與無機環境共同進化的過程,進化導致生物的多樣性。種群基因頻率的改變是產生生殖隔離的前提條件。自然選擇過程中,直接受選擇的是基因型。 在地理隔離到生殖隔離過程中,可能由于遺傳漂變而使種群的遺傳上存在較大差異種群中近期繁殖可提高純合體的比例 自然選擇作用于對生物存活和繁殖有影響的形狀
高中生物必修二
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