高中生物必修二总复习提纲(2)
三、1952年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验
1、T2噬菌体结构和元素组成：
头部和尾部的外壳是蛋白质(C、H、O、N、S)，遗传物质是DNA(C、H、O、N、P)
2、在噬菌体侵染实验中，只有噬菌体DNA注入到细菌体内，而噬菌体蛋白质外壳则留在细菌之外。侵染到细菌体内的噬菌体，以自己的DNA为模板，以细菌体内的脱氧核苷酸为原料，复制出许多子代噬菌体DNA。在这些DNA的指导下以细菌体内的氨基酸为原料合成噬菌体的蛋白质外壳.
3、实验过程：吸附、注入、合成、组装、释放。
3、实验结论：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。(即：DNA是遗传物质)
四、生物的遗传物质
(1)一切生物的遗传物质是核酸。
(2)细胞内既含有DNA又含有RNA的生物和体内只含有DNA的生物，遗传物质是
DNA。
(3)由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
(4)在只含RNA的少数病毒中RNA才作为遗传物质(烟草花叶病毒)。
二、DNA分子的结构
1、DNA的组成元素：C、H、O、N、P
2、DNA的基本单位：脱氧核糖核苷酸(4种)
3、DNA的结构：
①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。
②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。
内侧：由氢键相连的碱基对组成。
③遵循碱基互补配对原则： A = T;G ≡ C
4、DNA的特性： ①多样性：碱基对的排列顺序是千变万化的。(排列种数：4n(n为碱基对对数) ..
②特异性：每个特定DNA分子的碱基排列顺序是特定的。
③稳定性：脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变
5、DNA的功能：携带遗传信息(DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息)。
6、与DNA有关的计算：
在双链DNA分子中：
① A=T、G=C ②任意两个非互补的碱基之和相等;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
AG
1.在两条互补链中TC的比例互为倒数关系。
2.在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。
AT
3.整个DNA分子中，GC与分子内每一条链上的该比例相同。
4、(A1+T1) = (A2+T2) = 1/2(A+T) (A1+T1)% = (A2+T2) %=(A+T)%
A1%+A2%=2A%
三、DNA的复制
1、概念：以亲代DNA分子两条链为模板，合成子代DNA的过程
2、时间：有丝分裂间期和减Ⅰ前的间期
3、场所：主要在细胞核
4、过程：①解旋 ②合成子链 ③子、母链盘绕形成子代DNA分子
5、特点： ① 边解旋边复制 ②半保留复制
6、原则：碱基互补配对原则(A—U、T—A、G—C、C—G)
7、条件: ①模板：亲代DNA分子的两条链
②原料：4种游离的脱氧核糖核苷酸
③能量：ATP
④ 酶：解旋酶、DNA聚合酶等
8、DNA能精确复制的原因：
①独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;
②碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。
9、意义：
DNA分子复制，使遗传信息从亲代传递给子代，从而确保了遗传信息的连续性。
10、与DNA复制有关的计算：
复制出DNA数 =2n(n为复制次数)，含亲代链的DNA数 =2
、
第四节 基因是具有遗传效应的DNA片段
1、基因的概念
(1)基因是决定生物性状的基本单位：指的是基因主要位于染色体上，并在染色体上呈线性排列，每一个基因都由四种特定数量和排列顺序的脱氧核苷酸组成，具有一定的结构。
(2)基因是有遗传效应的DNA片段，这些DNA片段中，有的能控制生物的性状，这些DNA片段就具有遗传效应，就是基因。而有的不能控制生物的性状，即无遗传效应，这样的DNA片段就不能称为基因。
(3)本质：DNA分子中碱基对序列代表生物的遗传信息。
2、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸及性状之间的关系
△原核细胞和真核细胞基因结构
①联系：编码区+非编码区
②区别
原核：编码区是连续的、不间隔的。
真核：编码区可分为外显子和内含子，故是间隔的、不连续的。
第四章基因的表达
第一节基因指导蛋白质的合成
1、转录：
(1)概念：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RNA的过程。(注：叶绿体、线粒体也有转录) (2)过程
(3)条件：模板：DNA的一条链(模板链) 原料：含A、U、C、G的4种核糖核苷酸
能量：ATP 酶：解旋酶、RNA聚合酶等
(4)原则：碱基互补配对原则(A—U、T—A、G—C、C—G) (5)产物：信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)、转运RNA(tRNA) 2、翻译：
(1)概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一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：mRNA 原料：氨基酸(20种) 能量：ATP 酶：多种酶 搬运工具：tRNA 装配机器：核糖体 (4)原则：碱基互补配对原则 (5)产物：多肽 链
密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。其中AUG，这是起始密码;UAG、UAA、AGA为终止密码。 反密码子：(在tRNA上)可以与密码子互补配对 tRNA有61种，具特异性 2
基因中碱基数：mRNA分子中碱基数：氨基酸数 = 6：3：1
第二节 基因对性状的控制
1、 中心法则
遗传信息可以从DNA流向DNA，既DNA的自我复制;也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录翻译。 2、基因控制性状的方式：
(1)通过控制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直接控制生物的性状。
细胞质基因：线粒体和叶绿体中的DNA中的基因都称为细胞质基因。其主要特点是母系遗传。
①细胞质遗传的特点：母系遗传(原因：受精卵中的细胞质几乎全部来自母细胞);后代没有一定的分离比(原因：生殖细胞在减数分裂时，细胞质中的遗传物质随机地、不均等地分配到子细胞中去)。 ②细胞质遗传的物质基础：在细胞质内存在着DNA分子，这些DNA分子主要位于线粒体和叶绿体中，可以控制一些性状。
第五章基因突变及其他变异 第一节 基因突变和基因重组
一、生物变异的类型
不可遗传的变异(仅由环境变化引起) 可遗传的变异(由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 (一)基因突变
1、概念：是指DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。。 2、原因：外因 物理因素：X射线、激光等; 内因：可变性
化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等; 生物因素：病毒、细菌等。
3、特点：①普遍存在 ② 不定向 ③随机发生 ④频率低 (5)多害少利 4、结果：使一个基因变成它的等位基因。
5、时间：细胞分裂间期(有丝分裂间期或减数第一次分裂间期的DNA复制时) 6、应用——诱变育种
①方法：用射线、激光、化学药品等处理生物。 ②原理：基因突变
③实例：高产青霉菌株的获得
④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。 7、意义：①是生物变异的根本来源;②为生物的进化提供了原始材料;
③是形成生物多样性的重要原因之一。④新基因产生的途径
(二)基因重组
1、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组合的过程。 2、种类：①减数分裂(减Ⅰ后期)形成配子时，随着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也自由组合。
②减Ⅰ四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间等位基因的交叉互换。
3、结果：产生新的基因型，不能产生新的基因。 4、应用(育种)：杂交育种(见前面笔记)
5、意义：①为生物的变异提供了丰富的来源;
②为生物的进化提供材料;
③是形成生物体多样性的重要原因之一
第二节 染色体变异
一、染色体结构变异：
实例：猫叫综合征(5号染色体部分缺失) 类型：缺失、重复、倒位、易位 二、染色体数目的变异 1、类型
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： 实例：三倍体无子西瓜 2、染色体组：
(1)概念：二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。 (2)特点：①一个染色体组中无同源染色体，形态和功能各不相同; ②一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。 (3)染色体组数的判断：
① 染色体组数= 细胞中任意一种染色体条数
② 染色体组数= 基因型中控制同一性状的基因个数 ③染色体组的数目=染色体数/染色体形态数 3、单倍体、二倍体和多倍体
由配子发育成的个体叫单倍体。
有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，含三个染色体组就叫三倍体，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。
三、染色体变异在育种上的应用 1、多倍体育种：
方法：用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，导致染色体不分离，从而引起细胞内染色体数目加倍) 原理：染色体变异
实例：三倍体无子西瓜的培育;
优缺点：培育出的植物器官大，产量高，营养丰富，但结实率低，成熟迟。 2、单倍体育种：(全过程是单倍体育种，只获得单倍体叫花药离体培养(属于植物组织培养) )
方法：花粉(药)离体培养( 单倍体 )
原理：染色体变异
实例：矮杆抗病水稻的培育
优缺点：后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。
第三节人类遗传病
一、人类遗传病与先天性疾病区别：
遗传病：由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 (一)单基因遗传病
1、概念：由一对等位基因控制的遗传病。
2、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
3、特点：呈家族遗传、发病率高(我国约有20%--25%)
4、类型：
伴X显：抗维生素D佝偻病
常显：多指、并指、软骨发育不全
伴X隐：色盲、血友病、进行肌营养不良
常隐：先天性聋哑、白化病、镰刀型细胞贫血症、黑尿症、侏儒症、苯丙酮
尿症
(二)多基因遗传病
1、概念：由多对等位基因控制的人类遗传病。
2、常见类型：唇裂、无脑儿、原发性高血压、冠心病、青少年型糖尿病等。
(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。(包括数目异常和结构异常)
2、类型：
常染色体遗传病结构异常：猫叫综合征
数目异常：21三体综合征(先天智力障碍)
性染色体遗传病：性腺发育不全综合征(XO型，患者缺少一条 X染色体)
四、遗传病的监测和预防
优生的措施：禁止近亲结婚、进行遗传咨询、提倡适龄生育、产前诊断。
1、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、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
五、人类基因组计划(HGP)及其意义
计划：完成人体24条染色体上的全部基因的遗传作图、物理作图、和全部碱基的序列测定。
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
主要内容：绘制人类基因组四张图：遗传图、物理图、序列图、转录图
1990年10月启动 1999年7月中国参与，解读3号染色体短臂上3000万个碱基，占1%。 2000年6月20日，初步完成工作草图 2001年2月，草图公开发表 2003年圆满完成 △基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，
鉴定被检测标本的遗传信息，达到检测疾病的目的。
△基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。
第六章 从杂交育种到基因工程 第1节 杂交育种与诱导育种
第2(1)基因工程的概念
标准概念：在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组细胞在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。
通俗概念：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，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
(2)基因操作的工具
A.基因的剪刀——限制性内切酶(简称限制酶)。
①分布：主要在微生物中。
②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。
③结果：产生黏性未端(碱基互补配对)。
B.基因的针线——DNA连接酶。
①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。
②结果：两个相同的黏性未端的连接。
C.基困的运输工具——运载体
①作用：将外源基因送入受体细胞。
②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。b、 具有多个限制酶切点。
c、有某些标记基因。
③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。
(3)基因操作的基本步骤
A.提取目的基因
目的基因概念：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等。
提取途径：
B.目的基因与运载体结合
用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA(运载体)，使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子(重组质粒)
C.将目的基因导入受体细胞
常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞
D.目的基因检测与表达
检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。
表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。如：抗虫棉基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死;胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。
(4)基因工程的成果和发展前景 A.基因工程与医药卫生B.基因工程与农牧业、食品工业
C.基因工程与环境保护
记忆点：
1. 作为运载体必须具备的特点是：能够在宿主细胞中复制并稳定地保存;具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接;具有某些标记基因，便于进行筛选。质粒是基因工程最常用的运载体，它存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是能够自主复制的很小的环状DNA分子。
2.基因工程的一般步骤包括：①提取目的基因 ②目的基因与运载体结合 ③将目的基因导入受体细胞 ④目的基因的检测和表达。
3.重组DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。
4.区别和理解常用的运载体和常用的受体细胞，目前常用的运载体有：质粒、噬菌体、动植物病毒等，目前常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。
5.基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本的遗传信息，达到检测疾病的目的。
6.基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。
第七章 现代生物进化理论 第一节、现代生物进化理论的由来
一、拉马克的进化学说
1、理论要点：用进废退;获得性遗传
2、进步性：认为生物是进化的。
二、达尔文的自然选择学说
1、理论要点：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：能够科学地解释生物进化的原因以及生物的多样性和适应性。
3、局限性：
①不能科学地解释遗传和变异的本质;
②自然选择对可遗传的变异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水平)
第二节、现代生物进化理论的主要内容
(一)种群是生物进化的基本单位(生物进化的实质：种群基因频率的改变)
1、种群：
概念：生活在一定区域的同种生物的全部个体称为种群。
特点：不仅是生物繁殖的基本单位;而且是生物进化的基本单位。
2、种群基因库：一个种群的全部个体所含有的全部基因构成了该种群的基因库
3、基因(型)频率的计算：
①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 ______;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%
②某个等位基因的频率 = 它的纯合子的频率 + 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)突变和基因重组产生生物进化的原材料
(1) 生物可遗传变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。基因突变和染色体变异
统称为突变。
(2) 突变和重组是随机、不定向的，只为进化提供了生物进化的原材料，不能决定生物
进化的方向。
(三)自然选择决定进化方向：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
(四)突变和基因重组、选择和隔离是物种形成机制
1、物种：指分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且自然状态下能相互交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。
2、隔离： ：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交
流的现象。
生殖隔离：指不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代。
3、物种的形成：
3、物种的形成：
⑴物种形成的常见方式：地理隔离(长期)→生殖隔离
⑵物种形成的标志：生殖隔离
⑶物种形成的3个环节：突变和基因重组：为生物进化提供原材料
选择：使种群的基因频率定向改变
隔离：是新物种形成的必要条件
(五)共同进化与生物多样性的形成
1、共同进化——不同物种之间、生物与无机环境之间要相互影响中不断进化和发展
2、生物多样性——主要包括三个层次：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性 记忆点：
1.生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。
2.以自然选择学说为核心的现代生物进化理论，其基本观点是：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。
3. 隔离就是指同一物种不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括地理隔离和生殖隔离。其作用就是阻断种群间的基因交流，使种群的基因频率在自然选择中向不同方向发展，是物种形成的必要条件和重要环节。
4.物种形成与生物进化的区别：生物进化是指同种生物的发展变化，时间可长可短，性状变化程度不一，任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属进化的范围，物种的形成必须是当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时，方可成立。
5.生物体的每一个细胞都有含有该物种的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。
6.在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。
一、生物进化的基本历程
1、地球上的生物是从单细胞到多细胞，从简单到复杂，从水生到陆生，从低级到高级逐渐进化而来的。
2、真核细胞出现后，出现了有丝分裂和减数分裂，从而出现了有性生殖，使由于基因重组产生的变异量大大增加，所以生物进化的速度大大加快。
二、生物进化与生物多样性的形成
1、生物多样性与生物进化的关系是：生物多样性产生的原因是生物不断进化的结果;而生物多样性的产生又加速了生物的进化。
2、生物多样性包括：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
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高中生物必修二总复习提纲(2)
