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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(jié) 雜交育種與誘變育種

一、各種育種方法的比較

第2節(jié) 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。

通俗得說，就是按照人們意愿，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(nèi)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，并在G和A之間將這段序列切開。

(4)切割結果：產(chǎn)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后露出的堿基能互補配對。

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(zhì)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?qū)�入受體細胞

4、目的基因的檢測和鑒定

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、耐鹽堿棉花、抗除草作物、轉基因奶牛、超級綿羊等等

2、基因工程與藥物研制：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(huán)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，應該大范圍推廣。

高中生物必修二人教版知識2

基因突變及其他變異

第1節(jié) 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(huán)境變化引起)

2、可遺傳的變異(由遺傳物質(zhì)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(fā)生堿基對的替換、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，堿基類似物等;

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(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期;基因突變可以發(fā)生在細胞內(nèi)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(shù)有害性

(5)不定向性

【注】體細胞的突變不能直接傳給后代，生殖細胞的則可能

4、意義：它是新基因產(chǎn)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(shù)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(fā)生在前期);

2、減數(shù)第一次分裂后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(jié) 染色體變異

一、染色體結構變異：

實例：貓叫綜合征(5號染色體部分缺失)

類型：缺失、重復、倒位、易位(看書并理解)

二、染色體數(shù)目的變異

1、類型

(1)個別染色體增加或減少：

實例：21三體綜合征(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(tài)和功能各不相同;

②一個染色體組攜帶著控制生物生長的全部遺傳信息。

(3)染色體組數(shù)的判斷：

① 染色體組數(shù)= 細胞中形態(tài)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(fā)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(nèi)染色體數(shù)目加倍)

原理：染色體變異

實例：三倍體無子西瓜的培育

優(yōu)缺點：培育出的植物器官大，產(chǎn)量高，營養(yǎng)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(yǎng)

原理：染色體變異

實例：矮桿抗病水稻的培育

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基因的表達

第1節(jié) 基因指導蛋白質(zhì)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(zhì)合成：

1、轉錄：

(1)概念：在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，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：堿基互補配對原則(A—U、T—A、G—C、C—G)

(5)產(chǎn)物：信使RNA(mRNA)、核糖體RNA(rRNA)、轉運RNA(tRNA)

2、翻譯：

(1)概念：游離在細胞質(zhì)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(zhì)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：堿基互補配對原則

(5)產(chǎn)物：多肽鏈

3、與基因表達有關的計算：

基因中堿基數(shù)：mRNA分子中堿基數(shù)：氨基酸數(shù) = 6：3：1

4、密碼子

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

②特點：專一性、簡并性、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(jié) 基因?qū)π誀畹目刂?/p>

一、中心法則及其發(fā)展

1、提出者：克里克

2、內(nèi)容：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(zhì)，即遺傳信息的轉錄和翻譯。但是，遺傳信息不能從蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì)，也不能從蛋白質(zhì)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(zhì)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(chǎn)物;與環(huán)境之間多種因素存在復雜的相互作用，共同地精細的調(diào)控生物體的性狀。

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基因的本質(zhì)

第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)

1、DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)

(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(zhì)

(1)某些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA

(2)絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA

第2節(jié) 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：脫氧核糖核苷酸(4種)

3、DNA的結構：

①由兩條、反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結構。

②外側：脫氧核糖和磷酸交替連接構成基本骨架。

內(nèi)側：由氫鍵相連的堿基對組成。

③堿基配對有一定規(guī)律：A = T;G ≡ C。(堿基互補配對原則)

4、特點：

①穩(wěn)定性：DNA分子中脫氧核糖與磷酸交替排列的順序穩(wěn)定不變

②多樣性：DNA分子中堿基對的排列順序多種多樣(主要的)、堿基的數(shù)目和堿基的比例不同

③特異性：DNA分子中每個DNA都有自己特定的堿基對排列順序

第3節(jié) DNA的復制

一、實驗證據(jù)——半保留復制

1、材料：大腸桿菌

2、方法：同位素示蹤法

二、DNA的復制

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(shù)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：是游離在細胞中的4種脫氧核苷酸;

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邊解旋邊復制;②半保留復制

6、原則：堿基互補配對原則

7、精確復制的原因：

①獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板;

②堿基互補配對原則保證復制能夠準確進行。

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(xù)性

簡記：一所、二期、三步、四條件

第4節(jié) 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(zhì)的條件：①能自我復制;②結構相對穩(wěn)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(wěn)定性。

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遺傳因子的發(fā)現(xiàn)

一、相對性狀

性狀：生物體所表現(xiàn)出來的的形態(tài)特征、生理生化特征或行為方式等。

相對性狀：同一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)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，F(xiàn)1表現(xiàn)出來的性狀。

隱性性狀：具有相對性狀的兩個親本雜交，F(xiàn)1沒有表現(xiàn)出來的性狀。

【附】性狀分離：在雜種后代中出現(xiàn)不同于親本性狀的現(xiàn)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(位于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(fā)育成的個體(能穩(wěn)定地遺傳，不發(fā)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(fā)育成的個體(不能穩(wěn)定地遺傳，后代會發(fā)生性狀分離)

4、表現(xiàn)型與基因型

表現(xiàn)型：指生物個體實際表現(xiàn)出來的性狀。

基因型：與表現(xiàn)型有關的基因組成。

關系：基因型+環(huán)境 → 表現(xiàn)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，屬于雜交)。

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(tài)下一般是純種;②具有易于區(qū)分的性狀

(2)由一對相對性狀到多對相對性狀的研究 (從簡單到復雜)

(3)對實驗結果進行統(tǒng)計學分析

(4)嚴謹?shù)目茖W設計實驗程序：假說—演繹法，即觀察分析—提出假說—演繹推理—實驗驗證。