必修2《遗传与进化》核心知识点整理.docx
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1、必修2遗传与进化复习核心知识点必修2遗传与进化 人A力4 5”社普通高中教科生物学4.亲本与配子之间、配子与子代之间用箭头连起来5 常见遗传病的种类及特点父子相传为伴Y;无中生有为隐性,隐性遗传看女病,父子无病非伴性。遗传病特点病例常染色体显性无性别差异含致病基因即发病多指(趾)常染色体隐性无性别差异致病基因隐性纯合发病(病率相等)白化X染色体显性连续遗传 女性患者多于男性患者 男性患者的母女都是患者抗维生素D性佝偻病X染色体隐性隔代交叉遗传男性患者多于女性患者女性患者的父亲、儿子患病红绿色盲Y染色体遗传患者都为男性父传子、子传孙外耳道多毛症有中生无为显性,显性遗传看男病,母女无病非伴性。6
2、.患病概率计算由常染色体上的基因控制的遗传病a.男孩患病概率=女孩患病概率=患病孩子概率。b.患病男孩概率=患病女孩概率=患病孩子概率X1/2。由性染色体上的基因控制的遗传病a.假设病名在前性别在后,那么从全部后代中找出患病男(女),即可求得患病男(女)的概 率。b.假设性别在前病名在后,求概率时只考虑相应性别中的发病情况,如男孩患病概率那么 是指所有男孩中患病的男孩占的比例。7 .基因组一个染色体组携带着控制生物生长、发育、遗传和变异的全部信息,可称为基因组。无性别分化:一个染色体组数=一个单倍体基因组数性染色体决定性别:一个染色体组数=n条常染色体+1条性染色体,单倍体基因 组数=n条常染
3、色体+2条异型性染色体,对于人类那么是22条常染色体+X+Y。(人类基因组测序计划一共测了 24条染色体)第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质1 .肺炎链球菌的体内转化实验(格里菲思)两种肺炎链球菌比拟荚膜的化学本质是多糖比拟有无荚膜S型细菌有R型细菌无荚膜的化学本质是多糖比拟有无荚膜S型细菌有R型细菌无比拟有无荚膜S型细菌有R型细菌无比拟有无荚膜S型细菌有R型细菌无有无致病性菌落有光滑无粗糙实验过程及现象结论:加热杀死的S型细菌中,含有某种转化因子。2 .肺炎链球菌的体外转化实验(艾弗里)实验过程及现象第1组:R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物T培养基含R型细菌和S型细菌。第2-
4、4组:有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物(加蛋白酶或RNA酶或酯 酶)T培养基含R型细菌和S型细菌。第5组:有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物(加DNA酶)T培养基只含R 型细菌。实验结论:DNA是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质 科学方法:自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”.噬菌体侵染细菌的实验蔡斯、赫尔希(该实验没有证明蛋白质不是遗传物质)T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒.它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的,头部含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后,就 会在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质来合 成自身的组成成分,进行大量增殖。当噬菌体增殖到一
5、定数 量后,大肠杆菌裂解,释放出子代噬菌体。实验方法:同位素标记法实验过程:a.标记细菌大肠杆菌+含35s的培养基T含35s的大肠杆菌 大肠杆菌+含32P的培养基含32P的大肠杆菌 b.标记噬菌体噬菌体+含35s的大肠杆菌T含35s的噬菌体 噬菌体+含32P的大肠杆菌T含32P的噬菌体1噬菌体是病毒,无法单独在培:,养基上存活,应用含被标记的!大肠杆菌培养基培养噬菌体。;C.噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,保温一段时间后搅拌离心,检测上清液和沉淀物的 放射性。搅拌的目的是:使吸附在细菌上的噬菌体与细菌别离别离。离心的目的是:让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留 下被侵染的大
6、肠杆菌。注:该实验是自身对照,即试管中上清液和沉淀物放射性高低对照。实验结果:含35s的噬菌体+大肠杆菌 上清液放射性高,沉淀物放射性低。含32P的噬菌体+大肠杆菌上清液放射性低,沉淀物放射性高。实验结论:DNA是遗传物质。(注意:该实验没有证明蛋白质不是遗传物质)实验误差分析a.用叩标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性。原因是:保温时间过短或过长。b.用35s标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中也有少量放射性。原因是:搅拌不充分。3 .某些病毒的RNA是遗传物质(烟草花叶病毒、HIV、新冠病毒) 烟草花叶病毒:无细胞结构,由RNA和蛋白质外壳组成。实验过程实验结论:RNA是烟草花叶病
7、毒的遗传物质. DNA是主要的遗传物质。 但凡有DNA的生物绝大多数生物以DNA为遗传物质TL但凡细胞结构的生物极少数生物没有DNA,只有RNA一种核酸,那么RNA是遗传物质。如烟草花叶病毒、艾滋病病毒HIV、大多数流感病毒等。4 .病毒类型(按核酸种类分)DNA病毒:噬菌体、天花病毒、乙肝病毒RNA病毒:HIV.流感病毒、登革热病毒、烟草花叶病毒、SARS病毒、 埃博拉病毒、新型冠状病毒第2节DNA的结构1 .DNA双螺旋结构模型的构建科赛尔、琼斯、列文DNA的结构单位:四种脱氧核普酸威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱(X射线衍射技术)沃森和克里克推算出DNA呈螺旋结构查哥夫在DNA中,
8、腺嚅吟(A)二胸腺喀嚏(T),鸟嚓吟(G)二胞喀嚏(C). DNA的空间结构由两条的脱氧核甘酸链盘旋成双螺旋结构OI氢键关系:A=T G=CI氢键关系:A=T G=CI氢键关系:A=T G=C外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本任塞。(固定不变) 内侧:由通过氢丝相连的碱基对组成。(可变)遗传信息:DNA分子中碱基(或碱基对、脱氧核普酸)的排列顺序。氢键越多,结构越稳定,即含G、C碱基比照例越大,结构越稳定。碱基互补配对原那么:A与T配对,C与G配对。2 . DNA的结构特性多样性:碱基对的排列顺序的千变万化。特异性:碱基对的特定排列顺序。外部稳定的基本骨架稳定性内部碱基对稳定空间结构稳定.D
9、NA的计算(局部内容)一个双链DNA分子中,嚓吟碱基总数等于喀噫碱基总数,即A+G=T+C。同生物的DNA分子中,互补配对的碱基之和的比值不同,即(A+T) / (G+C)的值不 同。该比值表达了不同生物的DNA分子的特异性。双链DNA分子中,A+T或G+C在全部碱基中所占的比例等于任何一条单链中A+T或 G+C所占的比例。假设DNA总数为2m:A+TA-%A2 +T?2m第3节DNA的复制.DNA的复制方式(假说演绎法)提出问题:DNA是如何复制的?作出假说:推测可能的复制方式(半保存复制、全保存复制、弥散复制)。演绎推理:根据复制模式,预测实验结果。实验验证,得出结论:梅塞尔森和斯塔尔用大
10、肠杆菌为实验材料,运用同位素标记法、密度梯度离心法得出 DNA的复制方式为半保存复制。DNA半保存复制过程.概念:以亲代DNA两条链为模板合成子代DNA的过程。原核生物DNA的复制只有一个 复制起点。真核生物DNA的复 制从多个起点开始进行,使得复 制能在较短时间内完成。1 .时期:在细胞分裂间期,随着染色体的复制而完成的.场所:a.真核生物:细胞核(主要)、线粒体、叶绿体b.原核生物:拟核、细胞质(质粒)c.病毒:宿主细胞内.条件:模板:DNA两条链;酶:解旋酶、DNA聚合酶;原料:游离的4种脱 氧核昔酸;能量:ATP2 .过程:解旋:在ATP的驱动下,解度酶将DNA双螺旋的两条链解开。复制
11、:幽重查酶等以解开的每一条母链为模板,以细胞中游离的4种脱氧核昔酸 为原料,按照碱基互补配对原那么,各自合成与母链互补的一条子链(形成磷酸二酯 键)。延伸及重新螺旋:随着模板链解旋过程的进行,新合成的子链不断延伸,同时,每 条新合成的子链与对应的母链盘绕为双螺旋结构。3 .结果:复制结束后,一个DNA分子就形成了两个相同的DNA分子。新复制的两个子 代DNA分子通过细胞分裂分配到子细胞中。4 .特点:半保存复制(保证了复制的准确进行);边解旋边复制(加快复制速度,减少DNA突变可能)。5 .准确复制的原因DNA分子独特的双独特结构为复制提供了精确的模板。通过碱基互补配对原那么保证了复制准确无误
12、地进行。6 DNA复制的意义将遗传信息从亲代细胞便递给子代细胞,从而保持了遗传信息的连续性。7 . DNA分子复制的有关计算1个DNA分子连续复制n代,共产生2个子代DNA分子,子代DNA分子中共有单链2e条;其中,旧链2条,新链2加一2条。亲代DNA第n代复制增加的DNA分子数为2局。完全含亲代母链的DNA分子数为0,不含亲代母链的DNA分子数为2n-2o亲代DNA中含某碱基(脱氧核甘酸)m个,那么:复制n次,需消耗该脱氧核昔酸mx (2-1 )个;第n次复制,需消耗该脱氧核甘酸mx (2n1)个。第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段.基因通赏逵有遗传效应的DNA片段,是生物体遗传的功能
13、单位和结构单位。基因不是连续分布在DNA上的,而是由碱基序列将其分隔开的。遗传效应:指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。1 .对于RNA病毒而言,基因就是有遗传效应的RNA片段。2 . DNA片段中的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中,碱基排列顺序千变万化,构 成了 DNA分子的至拄性;而碱基的特定的排列顺序,又构成了每个DNA分子的特异性; DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。注意:一个DNA分子中由n对碱基组成,那么碱基排列顺序4n种。第4章基因的表达第1节基因指导蛋白质的合成1.RNA的种类及功能mRNA携带遗传信息,蛋白质合成的模板密码子:mRNA上3个相
14、邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码 子。起始密码:AUG (甲硫氨酸)、GUG (甲硫氨酸、缀氨酸)共有64种在原核生物中,GUG也可以作起始密码子,此时它编码甲硫氨酸。L终止密码:UAA、UAG、UGA (硒代半胱氨酸)在正常情况下,UGA是终止密码子,但在特殊情况下可编码硒代半胱氨酸。 编码氨基酸的密码子61或62种。特点:a.专一性:一种密码子只决定一种氨基酸(除终止密码子外);b.简并性:一种氨基酸可对应一种或多种密码子;(维持物种的稳定性)反密码子反密码子c.通用性:地球上几乎所有生物都共用一套密码子。tRNA识别并运载氨基酸其一端是携带氨基酸的部位,另一端有3个相
15、邻的碱基。tRNA 中含有氢键。反密码子:tRNA上能够与mRNA上密码子互补配对的3个相邻碱 基。a.决定氨基酸的密码子有61或62种,所以tRNA有61或62种,反密码子也有61或62种。b. 一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,但一种氨基酸可由一至多种tRNA携带。rRNA核糖体的组成成分2.DNA的转录:在细胞核内,通过RNA聚合酶以DNA 一条链为模板,按照碱基互补配 对原那么合成RNA的过程。场所:主要在细胞核(还可在线粒体、叶绿体、原核细胞的细胞质中) 条件:a.模板:DNA一条链的片段(基因)b.原料:4种游离的核糖核甘酸C.能量:ATP d.酶:RNA聚合酶(RNA聚合酶具
16、有解旋的效果)配对原那么:碱基互补配对原那么:A4J. T-A、C-G、G-C产物:RNA (RNA通过核孔释放到细胞质)遗传信息流动方向:DNATRNA 特点:边解旋边转录3.RNA的翻译:在细胞质中,3.RNA的翻译:在细胞质中,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的核糖体移动方向核糖体移动方向核糖体移动方向过程。场所:核糖体mRNAmRNAmRNA一条mRNA上可结合 相继结合多个核糖体, 同时合成相同肽链,提 高合成蛋白质的速率。条件:a.模板:mRNAb.原料:21种氨基酸c.能量:ATPd.酶:翻译需要的酶配对原那么:mRNA 和 tRNA 配对(A-U, G-C, C
17、-G, U-A )产物:具有一定氨基酸顺序的蛋白质遗传信息流动方向:mRNAT蛋白质.。特点:a.真核生物:先转录后翻译 b.原核生物:边转录边翻译.中心法那么(克里克提出)复制+晨翻译 蛋白质、一逆转录.基因表达过程中的数量计算;注意:无特别说明,不考虑终止密码生物种类遗传信息的传递过程原核生物复制叠* RNA塞f 蛋白质真核生物复制叠/ RNA僵f 蛋白质DNA病毒复制RNA-蛋白质RNA复制病毒复制Gina量f蛋白质逆转录病毒复制OA熹戢A亲RNA4蛋白质DNA碱基数:mRNA碱基数:氨基酸=6:3:1 1第2节 基因表达与性状的关系.基因控制性状的途径间接控制:基因通过控制酶的合成来控
18、制代谢过程,进而控制生物体的性状。直接控制:基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。1 .基因的选择性表达与细胞分化同一生物体中不同类型的细胞,基因都是相同的,而形态、结构和功能却各不相 同。在不同类型的细胞中,表达的基因可以分为两类:一类是在所有细胞中都表达的基 因(管家基因);另一类是只在某类细胞中特异性表达的基因(奢侈基因)。细胞分化的本质就是基因的选择性。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。2 .表观遗传(必修二P74)生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表 观遗传。3 .基因与性状的关系基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系,一个性状可以受
19、到多个基因的影 响。一个基因可以影响多个性状。生物体的性状也不完全是由基因决定,环境对性状也有着重要的影响。基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,这种 相互作用形成了一个错综复杂的网络,精细地调控着生物体的性状。4 .细胞质基因:线粒体和叶绿体中的基因。线粒体和叶绿体中的DNA,都能进行半自主自我复制,并通过转录和翻译控制某些 蛋白质的合成。质基因传递规律:母系遗传(即只能通过母亲遗传给后代)、后代无一定的别离 比。第5章基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组.生物变异的类型不可遗传变异:仅由环境因素引起,遗传物质并未改变。可遗传变异:遗传物质改变引起。有三种
20、:基因突变、基因重组和染色体变异。基因突变DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,叫做基因突 变。1 .原因外因:物理因素、化学因素和生物因素;内因:DNA复制偶尔发生错误.特点:普遍性:在生物界普遍存在,是所有生物可遗传变异的共同来源。随机性:可发生在个体发育的任何时期,细胞内的不同的DNA分子上,以及同一 DNA分子的不同部位。不定向性:一个基因可以发生不同的突变,产生一个以上的等位基因。低频性:在自然状态下,基因突变的频率是很低的。(基因突变一定会导致基因结构改变,| )但蛋白质结构、性状不一定改变。多害少利性.基因突变不一定导致生物性状的改变突变发生在非编码
21、区。基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。基因突变假设为隐性突变,如AATAa,不会导致性状的改变。2 .对后代的影响:基因突变假设发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代。假设发生在体细胞中,一般不能遗传。但有些植物体的体细胞发生了基因突变,可以 通过无性生殖遗传。3 .意义:是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,生物进化的原始材料。4 .基因突变的实例镰状细胞贫血直接原因:组成血红蛋白的一个谷氨酸被替换成了缀氨酸,从而使血红蛋白结构改 变。根本原因:血红蛋白基因中一个碱基对发生替换。细胞的癌变.细胞癌变的机理原癌基因:一般来说,原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所
22、必须的, 这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。 抑癌基因:抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的的生长和增殖,或者促进细胞凋 亡,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌 变。1 .癌细胞的特征:能够无限增殖,形态结构发生显著变化,细胞膜上的糖蛋白等物质 减少,细胞之间的黏着性降低,容易在体内分散和转移等。基因重组.概念:生物体有性生殖过程中.控制不同性状的基因(非等位基因)的重新组合。1 .时间:有性生殖的减数分裂过程。2 .类型(自然状态下)交叉互换型:减数分裂I前期(四分体时期),同源染色体上的等位基因可能会随非 姐妹染色单体的交
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