高中生物必修二人教版知識點

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高中生物必修二人教版知識1

從雜交育種到基因工程

第1節 雜交育種與誘變育種

一、各種育種方法的比較

第2節 基因工程及其應用

一、基因工程

1、概念：基因工程又叫基因拼接技術或DNA重組技術。

通俗得説，就是按照人們意願，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然後放到另一種生物的細胞裏，定向地改造生物的遺傳性狀。

2、原理：基因重組

3、結果：定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。

二、基因工程的工具

1、基因的“剪刀”—限制性核酸內切酶(簡稱限制酶)

(1)特點：具有專一性和特異性，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點。

(2)作用部位：磷酸二酯鍵

(3)例子：EcoRI限制酶能專一識別GAATTC序列，並在G和A之間將這段序列切開。

(4)切割結果：產生2個帶有黏性末端的DNA片斷。

(5)作用：基因工程中重要的切割工具，能將外來的DNA切斷，對自己的DNA無損害。

【注】黏性末端即指被限制酶切割後露出的鹼基能互補配對。

2、基因的“針線”——DNA連接酶

(1)作用：將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。

(2)連接部位：磷酸二酯鍵

3、基因的運載體

(1)定義：能將外源基因送入細胞的工具就是運載體。

(2)種類：質粒、噬菌體和動植物病毒。

三、基因工程的操作步驟

1、提取目的基因

2、目的基因與運載體結合

3、將目的基因導入受體細胞

4、目的基因的檢測和鑑定

四、基因工程的應用

1、基因工程與作物育種：轉基因抗蟲棉、耐貯存番茄、耐鹽鹼棉花、抗除草作物、轉基因奶牛、超級綿羊等等

2、基因工程與藥物研製：干擾素、白細胞介素、溶血栓劑、凝血因子、疫苗

3、基因工程與環境保護：超級細菌

五、轉基因生物和轉基因食品的安全性

兩種觀點是：

1、轉基因生物和轉基因食品不安全，要嚴格控制。

2、轉基因生物和轉基因食品是安全的，應該大範圍推廣。

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基因突變及其他變異

第1節 基因突變和基因重組

一、生物變異的類型

1、不可遺傳的變異(僅由環境變化引起)

2、可遺傳的變異(由遺傳物質的變化引起)，包括：基因突變;基因重組;染色體變異

二、可遺傳的變異

(一)基因突變

1、概念：DNA分子中發生鹼基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結構的改變，叫做基因突變。

2、原因：物理因素：X射線、紫外線、r射線等;

化學因素：亞硝酸鹽，鹼基類似物等;

生物因素：病毒、細菌等。

3、特點：

(1)普遍性

(2)隨機性(基因突變可以發生在生物個體發育的任何時期;基因突變可以發生在細胞內的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上)

(3)低頻性

(4)多數有害性

(5)不定向性

【注】體細胞的突變不能直接傳給後代，生殖細胞的則可能

4、意義：它是新基因產生的途徑;

是生物變異的根本來源;是生物進化的原始材料。

(二)基因重組

1、概念：是指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。

2、類型：

(1)減數分裂形成四分體時，同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換(發生在前期);

2、減數第一次分裂後期非同源染色體的自由組合導致的非等位基因的自由組合

第2節 染色體變異

一、染色體結構變異：

實例：貓叫綜合徵(5號染色體部分缺失)

類型：缺失、重複、倒位、易位(看書並理解)

二、染色體數目的變異

1、類型

(1)個別染色體增加或減少：

實例：21三體綜合徵(多1條21號染色體)

(2)以染色體組的形式成倍增加或減少：

實例：三倍體無子西瓜

2、染色體組

(1)概念：二倍體生物配子中所具有的全部染色體組成一個染色體組。

(2)特點：

①一個染色體組中無同源染色體，形態和功能各不相同;

②一個染色體組攜帶着控制生物生長的全部遺傳信息。

(3)染色體組數的判斷：

① 染色體組數= 細胞中形態相同的染色體有幾條，則含幾個染色體組

三、染色體變異在育種上的應用

1、多倍體育種：

方法：用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗。(能夠抑制紡錘體的形成,導致染色體不分離,從而引起細胞內染色體數目加倍)

原理：染色體變異

實例：三倍體無子西瓜的培育

優缺點：培育出的植物器官大，產量高，營養豐富，但結實率低，成熟遲。

2、單倍體育種：

方法：花粉(藥)離體培養

原理：染色體變異

實例：矮杆抗病水稻的培育

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基因的表達

第1節 基因指導蛋白質的合成

一、RNA的結構：

1、組成元素：C、H、O、N、P

2、基本單位：核糖核苷酸(4種)

二、基因：是具有遺傳效應的DNA片段，主要在染色體上。

三、基因控制蛋白質合成：

1、轉錄：

(1)概念：在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板，按照鹼基互補配對原則，合成RNA的過程。

【注】葉綠體、線粒體也有轉錄

(2)過程：

①解旋

②配對

③連接

④釋放

(3)模板：DNA的一條鏈(模板鏈)

原料：4種核糖核苷酸

能量：ATP

酶：RNA聚合酶等

(4)原則：鹼基互補配對原則(A—U、T—A、G—C、C—G)

(5)產物：信使RNA(mRNA)、核糖體RNA(rRNA)、轉運RNA(tRNA)

2、翻譯：

(1)概念：遊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。

【注】葉綠體、線粒體也有翻譯

(2)模板：mRNA

原料：氨基酸(20種)

能量：ATP

酶：多種酶

搬運工具：tRNA

裝配機器：核糖體

(4)原則：鹼基互補配對原則

(5)產物：多肽鏈

3、與基因表達有關的計算：

基因中鹼基數：mRNA分子中鹼基數：氨基酸數 = 6：3：1

4、密碼子

①概念：mRNA上3個相鄰的鹼基決定1個氨基酸。每3個這樣的鹼基又稱為1個密碼子

②特點：專一性、簡併性、通用性

③起始密碼：AUG、GUG(64個)

終止密碼：UAA、UAG、UGA

【注】決定氨基酸的密碼子有61個，終止密碼不編碼氨基酸。

第2節 基因對性狀的控制

一、中心法則及其發展

1、提出者：克里克

2、內容：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的自我複製;

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流向蛋白質，也不能從蛋白質流向DNA或RNA。

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。

二、基因控制性狀的方式：

(1)間接控制：通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀;如白化病等。

(2)直接控制：通過控制蛋白質結構直接控制生物的性狀。如囊性纖維病、鐮刀型細胞貧血等。

【注】生物體性狀的多基因因素：基因與基因;基因與基因產物;與環境之間多種因素存在複雜的相互作用，共同地精細的調控生物體的性狀。

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基因的本質

第1節 DNA是主要的遺傳物質

1、DNA是遺傳物質的證據

(1)肺炎雙球菌的轉化實驗過程和結論

(2)噬菌體侵染細菌實驗的過程和結論

2、DNA是主要的遺傳物質

(1)某些病毒的遺傳物質是RNA

(2)絕大多數生物的遺傳物質是DNA

第2節 DNA 分子的結構

1、DNA的組成元素：C、H、O、N、P

2、DNA的基本單位：脱氧核糖核苷酸(4種)

3、DNA的結構：

①由兩條、反向平行的脱氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結構。

②外側：脱氧核糖和磷酸交替連接構成基本骨架。

內側：由氫鍵相連的鹼基對組成。

③鹼基配對有一定規律：A = T;G ≡ C。(鹼基互補配對原則)

4、特點：

①穩定性：DNA分子中脱氧核糖與磷酸交替排列的順序穩定不變

②多樣性：DNA分子中鹼基對的排列順序多種多樣(主要的)、鹼基的數目和鹼基的比例不同

③特異性：DNA分子中每個DNA都有自己特定的鹼基對排列順序

第3節 DNA的複製

一、實驗證據——半保留複製

1、材料：大腸桿菌

2、方法：同位素示蹤法

二、DNA的複製

1、場所：細胞核

2、時間：細胞分裂間期。

(即有絲分裂的間期和減數第一次分裂的間期)

3、基本條件：

① 模板：開始解旋的DNA分子的兩條單鏈(即親代DNA的兩條鏈);

② 原料：是遊離在細胞中的4種脱氧核苷酸;

③ 能量：由ATP提供;

④ 酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等。

4、過程：①解旋;②合成子鏈;③形成子代DNA

5、特點：①邊解旋邊複製;②半保留複製

6、原則：鹼基互補配對原則

7、精確複製的原因：

①獨特的雙螺旋結構為複製提供了精確的模板;

②鹼基互補配對原則保證複製能夠準確進行。

8、意義：將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的連續性

簡記：一所、二期、三步、四條件

第4節 基因是有遺傳效應的DNA片段

一、基因的定義：基因是有遺傳效應的DNA片段

二、DNA是遺傳物質的條件：①能自我複製;②結構相對穩定;③儲存遺傳信息;④能夠控制性狀。

三、DNA分子的特點：多樣性、特異性和穩定性。

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遺傳因子的發現

一、相對性狀

性狀：生物體所表現出來的的形態特徵、生理生化特徵或行為方式等。

相對性狀：同一種生物的同一種性狀的不同表現類型。

1、顯性性狀與隱性性狀

顯性性狀：具有相對性狀的兩個親本雜交，F1表現出來的性狀。

隱性性狀：具有相對性狀的兩個親本雜交，F1沒有表現出來的性狀。

【附】性狀分離：在雜種後代中出現不同於親本性狀的現象。

2、顯性基因與隱性基因

顯性基因：控制顯性性狀的基因。

隱性基因：控制隱性性狀的基因。

【附】基因：控制性狀的遺傳因子(DNA分子上有遺傳效應的片段)

等位基因：決定1對相對性狀的兩個基因(位於一對同源染色體上的相同位置上)。

3、純合子與雜合子

純合子：由相同基因的配子結合成的合子發育成的個體(能穩定地遺傳，不發生性狀分離)

顯性純合子(如AA的個體)

隱性純合子(如aa的個體)

雜合子：由不同基因的配子結合成的合子發育成的個體(不能穩定地遺傳，後代會發生性狀分離)

4、表現型與基因型

表現型：指生物個體實際表現出來的性狀。

基因型：與表現型有關的基因組成。

關係：基因型+環境 → 表現型

5、雜交與自交

雜交：基因型不同的生物體間相互交配的過程。

自交：基因型相同的生物體間相互交配的過程。(指植物體中自花傳粉和雌雄異花植物的同株受粉)

【附】測交：讓F1與隱性純合子雜交(可用來測定F1的基因型，屬於雜交)。

二、孟德爾實驗成功的原因：

(1)正確選用實驗材料：①豌豆是嚴格自花傳粉植物(閉花授粉)，自然狀態下一般是純種;②具有易於區分的性狀

(2)由一對相對性狀到多對相對性狀的研究 (從簡單到複雜)

(3)對實驗結果進行統計學分析

(4)嚴謹的科學設計實驗程序：假説—演繹法，即觀察分析—提出假説—演繹推理—實驗驗證。