高一生物必修2筆記(2)
五、生物的變異
(1 )基因突變
?、倩蛲蛔兊母拍睿河捎贒NA分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或改變，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。
②基因突變的特點(diǎn)： a.基因突變在生物界中普遍存在 b.基因突變是隨機(jī)發(fā)生的 c.基因突變的頻率是很低的 d.大多數(shù)基因突變對(duì)生物體是有害的 e.基因突變是不定向的
?、刍蛲蛔兊囊饬x：生物變異的根本來源，為生物進(jìn)化提供了最初的原材料。
?、芑蛲蛔兊念愋停鹤匀煌蛔?、誘發(fā)突變
⑤人工誘變在育種中的應(yīng)用：通過人工誘變可以提高變異的頻率，可以大幅度地改良生物的性狀。
(2) 染色體變異
?、偃旧w結(jié)構(gòu)的變異：缺失、增添、倒位、易位。如：貓叫綜合征。
?、谌旧w數(shù)目的變異：包括細(xì)胞內(nèi)的個(gè)別染色體增加或減少和以染色體組的形式成倍地增加減少。
③染色體組特點(diǎn)：a、一個(gè)染色體組中不含同源染色體 b、一個(gè)染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同 c、一個(gè)染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因
?、芏扼w或多倍體：由受精卵發(fā)育成的個(gè)體，體細(xì)胞中含幾個(gè)染色體組就是幾倍體;由未受精的生殖細(xì)胞(精子或卵細(xì)胞)發(fā)育成的個(gè)體均為單倍體(可能有1個(gè)或多個(gè)染色體組)。
?、萑斯ふT導(dǎo)多倍體的方法：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子和幼苗。原理：當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時(shí)，能夠抑制細(xì)胞分裂前期紡錘體形成，導(dǎo)致染色體不分離，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。
⑥多倍體植株特征：莖桿粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。
?、邌伪扼w植株特征：植株長得弱小而且高度不育。單倍體植株獲得方法：花藥離休培養(yǎng)。單倍體育種的意義：明顯縮短育種年限(只需二年)。
記憶點(diǎn)：
1.染色體組是細(xì)胞中的一組非同源染色體，它們在形態(tài)和功能上各不相同，但是攜帶者控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息，這樣的一組染色體叫染色體組。
2.可遺傳變異是遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，包括基因突變、基因重組和染色體變異?；蛲蛔冏畲蟮奶攸c(diǎn)是產(chǎn)生新的基因。它是染色體的某個(gè)位點(diǎn)上的基因的改變。基因突變既普遍存在，又是隨機(jī)發(fā)生的，且突變率低，大多對(duì)生物體有害，突變不定向?；蛲蛔兪巧镒儺惖母緛碓?，為生物進(jìn)化提供了最初的原材料。基因重組是生物體原有基因的重新組合，并沒產(chǎn)生新基因，只是通過雜交等使本不在同一個(gè)體中的基因重組合進(jìn)入一個(gè)個(gè)體。通過有性生殖過程實(shí)現(xiàn)的基因重組，為生物變異提供了極其豐富的來源。這是形成生物多樣性的重要原因之一，對(duì)于生物進(jìn)化具有十分重要的意義。上述二種變異用顯微鏡是看不到的，而染色體變異就是染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目發(fā)生改變，顯微鏡可以明顯看到。這是與前二者的最重要差別。其變化涉及到染色體的改變。如結(jié)構(gòu)改變，個(gè)別數(shù)目及整倍改變，其中整倍改變在實(shí)際生活中具有重要意義，從而引伸出一系列概念和類型，如：染色體組、二倍體、多倍體、單倍體及多倍體育種等。
六、 人類遺傳病與優(yōu)生
(1)優(yōu)生的措施：禁止近親結(jié)婚、進(jìn)行遺傳咨詢、提倡適齡生育、產(chǎn)前診斷。
(2)禁止近親結(jié)婚的原因：近親結(jié)婚的夫婦從共同祖先那里繼承同一種致病基因的機(jī)會(huì)大大增加，所生子女患隱性遺傳病的概率大大增加。
記憶點(diǎn)：
1. 多指、并指、軟骨發(fā)育不全是單基因的常染色體顯性遺傳病;抗維生素D佝僂病是單基因的X染色體顯性遺傳病;白化病、苯丙酮尿癥、先天性聾啞是單基因的常染色體隱性遺傳病;進(jìn)行性肌營養(yǎng)不良、紅綠色盲、血友病是單基因的X染色體隱性遺傳病;唇裂、無腦兒、原發(fā)性高血壓、青少年型糖尿病等屬于對(duì)基因遺傳病;另外染色體遺傳病中常染色體病有21三體綜合癥、貓叫綜合癥等;性染色體病有性腺發(fā)育不良等。
七、細(xì)胞質(zhì)遺傳
?、偌?xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)：母系遺傳(原因：受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自母細(xì)胞);后代沒有一定的分離比(原因：生殖細(xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)，細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)隨機(jī)地、不均等地分配到子細(xì)胞中去)。
②細(xì)胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)：在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在著DNA分子，這些DNA分子主要位于線粒體和葉綠體中，可以控制一些性狀。
記憶點(diǎn)：
1.卵細(xì)胞中含有大量的細(xì)胞質(zhì)，而精子中只含有極少量的細(xì)胞質(zhì)，這就是說受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞，這樣，受細(xì)胞質(zhì)內(nèi)遺傳物質(zhì)控制的性狀實(shí)際上是由卵細(xì)胞傳給子代，因此子代總表現(xiàn)出母本的性狀。
2.細(xì)胞質(zhì)遺傳的主要特點(diǎn)是：母系遺傳;后代不出現(xiàn)一定的分離比。細(xì)胞質(zhì)遺傳特點(diǎn)形成的原因：受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞;減數(shù)分裂時(shí)，細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)隨機(jī)地、不均等地分配到卵細(xì)胞中。細(xì)胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是：葉綠體、線粒體等細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)中的DNA。
3.細(xì)胞核遺傳和細(xì)胞質(zhì)遺傳各自都有相對(duì)的獨(dú)立性。這是因?yàn)?，盡管在細(xì)胞質(zhì)中找不到染色體一樣的結(jié)構(gòu)，但質(zhì)基因和核基因一樣，可以自我復(fù)制，可以通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制蛋白質(zhì)的合成，也就是說，都具有穩(wěn)定性、連續(xù)性、變異性和獨(dú)立性。但細(xì)胞核遺傳和細(xì)胞質(zhì)遺傳又相互影響，很多情況是核質(zhì)互作的結(jié)果。
八、基因工程簡介
(1)基因工程的概念
標(biāo)準(zhǔn)概念：在生物體外，通過對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖，使重組細(xì)胞在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。
通俗概念：按照人們的意愿，把一種生物的個(gè)別基因復(fù)制出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。
(2)基因操作的工具
A.基因的剪刀——限制性內(nèi)切酶(簡稱限制酶)。
?、俜植迹褐饕谖⑸镏?。
?、谧饔锰攸c(diǎn)：特異性，即識(shí)別特定核苷酸序列，切割特定切點(diǎn)。
?、劢Y(jié)果：產(chǎn)生黏性未端(堿基互補(bǔ)配對(duì))。
B.基因的針線——DNA連接酶。
①連接的部位：磷酸二酯鍵，不是氫鍵。
②結(jié)果：兩個(gè)相同的黏性未端的連接。
C.基困的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體
①作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。
②具備的條件：a、能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。b、 具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)。
c、有某些標(biāo)記基因。
?、鄯N類：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。
?、苜|(zhì)粒的特點(diǎn)：質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體。
(3)基因操作的基本步驟
A.提取目的基因
目的基因概念：人們所需要的特定基因，如人的胰島素基因、抗蟲基因、抗病基因、干擾素基因等。
提取途徑：
B.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合
用同一種限制酶分別切割目的基因和質(zhì)粒DNA(運(yùn)載體)，使其產(chǎn)生相同的黏性末端，將切割下的目的基因與切割后的質(zhì)?；旌?，并加入適量的DNA連接酶，使之形成重組DNA分子(重組質(zhì)粒)
C.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞
常用的受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、酵母菌、動(dòng)植物細(xì)胞
D.目的基因檢測與表達(dá)
檢測方法如：質(zhì)粒中有抗菌素抗性基因的大腸桿菌細(xì)胞放入到相應(yīng)的抗菌素中，如果正常生長，說明細(xì)胞中含有重組質(zhì)粒。
表達(dá)：受體細(xì)胞表現(xiàn)出特定性狀，說明目的基因完成了表達(dá)過程。如：抗蟲棉基因?qū)朊藜?xì)胞后，棉鈴蟲食用棉的葉片時(shí)被殺死;胰島素基因?qū)氪竽c桿菌后能合成出胰島素等。
(4)基因工程的成果和發(fā)展前景 A.基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生B.基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)
C.基因工程與環(huán)境保護(hù)
記憶點(diǎn)：
1. 作為運(yùn)載體必須具備的特點(diǎn)是：能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存;具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接;具有某些標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。質(zhì)粒是基因工程最常用的運(yùn)載體，它存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中，是能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子。
2.基因工程的一般步驟包括：①提取目的基因 ②目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 ③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 ④目的基因的檢測和表達(dá)。
3.重組DNA分子進(jìn)入受體細(xì)胞后，受體細(xì)胞必須表現(xiàn)出特定的性狀，才能說明目的基因完成了表達(dá)過程。
4.區(qū)別和理解常用的運(yùn)載體和常用的受體細(xì)胞，目前常用的運(yùn)載體有：質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒等，目前常用的受體細(xì)胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、酵母菌和動(dòng)植物細(xì)胞等。
5.基因診斷是用放射性同位素、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標(biāo)本的遺傳信息，達(dá)到檢測疾病的目的。
6.基因治療是把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。
九 、生物的進(jìn)化
(1)自然選擇學(xué)說內(nèi)容是：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存。
(2)物種：指分布在一定的自然區(qū)域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能產(chǎn)生出可育后代的一群個(gè)體。
種群：是指生活在同一地點(diǎn)的同種生物的一群個(gè)體。
種群的基因庫：一個(gè)種群的全部個(gè)體所含有的全部基因。
(3)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn)：種群是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變。突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個(gè)基本環(huán)節(jié)，通過它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導(dǎo)致新物種的形成。
(4)突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向，隔離是新物種形成的必要條件(生殖隔離的形成標(biāo)志著新物種的形成)。
現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基礎(chǔ)：自然選擇學(xué)說。
記憶點(diǎn)：
1.生物進(jìn)化的過程實(shí)質(zhì)上就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。
2.以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，其基本觀點(diǎn)是：種群是生物進(jìn)化的基本單位，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變。突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個(gè)基本環(huán)節(jié)，通過它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導(dǎo)致新物種的形成。
3. 隔離就是指同一物種不同種群間的個(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。包括地理隔離和生殖隔離。其作用就是阻斷種群間的基因交流，使種群的基因頻率在自然選擇中向不同方向發(fā)展，是物種形成的必要條件和重要環(huán)節(jié)。
4.物種形成與生物進(jìn)化的區(qū)別：生物進(jìn)化是指同種生物的發(fā)展變化，時(shí)間可長可短，性狀變化程度不一，任何基因頻率的改變，不論其變化大小如何，都屬進(jìn)化的范圍，物種的形成必須是當(dāng)基因頻率的改變在突破種的界限形成生殖隔離時(shí)，方可成立。
5.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都有含有該物種的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個(gè)體所必需的全部基因。
6.在生物體內(nèi)，細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織器官，這是基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。
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