2019-2020年高中生物 《遺傳與進(jìn)化》復(fù)習(xí) 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中生物 《遺傳與進(jìn)化》復(fù)習(xí) 新人教版必修2 一、減數(shù)分裂的概念：是進(jìn)行有性生殖的生物形成生殖細(xì)胞過(guò)程中所特有的細(xì)胞分裂方式。在減數(shù)分裂過(guò)程中，染色體只復(fù)制一次，而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，新產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比體細(xì)胞減少一半。 （注：體細(xì)胞主要通過(guò)有絲分裂產(chǎn)生，有絲分裂過(guò)程中，染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂一次，新產(chǎn)生的細(xì)胞中的染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同。） 二、減數(shù)分裂的過(guò)程（以動(dòng)物細(xì)胞為例） 1、精子的形成過(guò)程：場(chǎng)所精巢（哺乳動(dòng)物稱睪丸） 減數(shù)第一次分裂 間期：染色體復(fù)制(包括DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成)。 前期：同源染色體兩兩配對(duì)（稱聯(lián)會(huì)），形成四分體。 四分體中的非姐妹染色單體之間常常發(fā)生對(duì)等片段的互換。 中期：同源染色體成對(duì)排列在赤道板上（兩側(cè)）。 后期：同源染色體分離；非同源染色體自由組合。 末期：細(xì)胞質(zhì)分裂，形成2個(gè)子細(xì)胞。 l 減數(shù)第二次分裂（無(wú)同源染色體） 前期：染色體排列散亂。 中期：每條染色體的著絲粒都排列在細(xì)胞中央的赤道板上。 后期：姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體。并分別移向細(xì)胞兩極。 末期：細(xì)胞質(zhì)分裂，每個(gè)細(xì)胞形成2個(gè)子細(xì)胞，最終共形成4個(gè)子細(xì)胞。 2、卵細(xì)胞的形成過(guò)程：場(chǎng)所卵巢 三、精子與卵細(xì)胞的形成過(guò)程的比較 精子 卵細(xì)胞 部位 動(dòng)物：精巢（哺乳動(dòng)物稱睪丸） 植物：花藥 動(dòng)物：卵巢 植物：胚囊 原始生殖細(xì)胞 動(dòng)物：精原細(xì)胞 植物：小孢子母細(xì)胞 動(dòng)物：卵原細(xì)胞 植物：大孢子母細(xì)胞 細(xì)胞質(zhì)分裂情況 兩次分裂都均等 減Ⅰ的初級(jí)卵母細(xì)胞和減Ⅱ的次級(jí)卵母細(xì)胞皆不均等分裂。只有減Ⅱ過(guò)程中第一極體是均等分裂， 分裂結(jié)果 1精原細(xì)胞→4精細(xì)胞 （生殖細(xì)胞） 1卵原細(xì)胞→1卵細(xì)胞 + 3極體 （生殖細(xì)胞） （消失） 是否變形 變形 不需變形 相同點(diǎn) ①染色體的行為和數(shù)目變化規(guī)律相同。 ②產(chǎn)生的子細(xì)胞數(shù)目都是4個(gè)，且細(xì)胞中染色體數(shù)目減半。 1、同源染色體條件：①形態(tài)、大小基本相同；②一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方。 2、精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞 的染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同。因此，它們屬于體細(xì)胞，通過(guò)有絲分裂 的方式增殖，但它們又可以進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞。 3、減數(shù)分裂過(guò)程中染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂，原因是同源染色體分離并進(jìn)入不同的子細(xì)胞。所以減數(shù)第二次分裂過(guò)程中無(wú)同源染色體。 4、減數(shù)分裂過(guò)程中染色體和DNA的變化規(guī)律 5、減數(shù)分裂形成子細(xì)胞種類： 假設(shè)含n對(duì)等位基因，則：它的精（卵）原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂可形成2n種精子（卵細(xì)胞）；它的1個(gè)精原細(xì)胞可形成2種精子。它的1個(gè)卵原細(xì)胞可形成1種卵細(xì)胞。 五、受精作用的特點(diǎn)和意義 特點(diǎn)： 受精作用是精子和卵細(xì)胞相互識(shí)別、融合成為受精卵的過(guò)程。精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，尾部留在外面，不久精子的細(xì)胞核就和卵細(xì)胞的細(xì)胞核融合，使受精卵中染色體的數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞的數(shù)目，其中有一半來(lái)自精子，另一半來(lái)自卵細(xì)胞。 意義：減數(shù)分裂和受精作用對(duì)于維持生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，對(duì)于生物的遺傳和變異具有重要的作用。 六、減數(shù)分裂與有絲分裂圖像辨析步驟： 姐妹分家只看一極 一看染色體數(shù)目：奇數(shù)為減Ⅱ 二看有無(wú)同源染色體：沒(méi)有為減Ⅱ 三看同源染色體行為：確定有絲或減Ⅰ 注意：若細(xì)胞質(zhì)為不均等分裂，則為卵原細(xì)胞的減Ⅰ或減Ⅱ的后期。 同源染色體分家——減Ⅰ后期 （初級(jí)卵母細(xì)胞） 姐妹分家——減Ⅱ后期 （次級(jí)卵母細(xì)胞） 第二節(jié) 有性生殖 有性生殖：有性生殖是由親代產(chǎn)生有性生殖細(xì)胞或配子，經(jīng)過(guò)兩性生殖細(xì)胞（如精子和卵細(xì)胞）的結(jié)合，成為合子（如受精卵）。再由合子發(fā)育成新個(gè)體的生殖方式。 意義：由于兩性生殖細(xì)胞分別來(lái)自不同的親本，因此，由合子發(fā)育成的后代就具備了雙親的遺傳特性，具有更強(qiáng)的生活能力和變異性，這對(duì)于生物的生存和進(jìn)化具有重要的意義。 4.1 探索遺傳物質(zhì)的過(guò)程 一、1928年格里菲思的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)： 1、肺炎雙球菌有兩種類型： l S型細(xì)菌：菌落光滑，菌體有夾膜，有毒性 l R型細(xì)菌：菌落粗糙，菌體無(wú)夾膜，無(wú)毒性 2、實(shí)驗(yàn)過(guò)程（看書） 3、實(shí)驗(yàn)證明：無(wú)毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的有毒性的S型細(xì)菌混合后，轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細(xì)菌。這種性狀的轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。 推論：已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)—“轉(zhuǎn)化因子”。 二、1944年艾弗里的實(shí)驗(yàn)： 1、實(shí)驗(yàn)過(guò)程：看書 2、實(shí)驗(yàn)證明：DNA才是R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。蛋白質(zhì)等不是 三、1952年郝爾希和蔡斯噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 1、T2噬菌體結(jié)構(gòu)和元素組成： 2、實(shí)驗(yàn)過(guò)程（看書） 3、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：子代噬菌體的各種性狀是通過(guò)親代的DNA遺傳的。（即：DNA是遺傳物質(zhì)） ①噬菌體侵染細(xì)菌包括：吸附、注入、合成、組裝、釋放5個(gè)步驟。 ②噬菌體侵染細(xì)菌后，合成子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼所需的原料——氨基酸全部來(lái)自細(xì)菌，場(chǎng)所——核糖體來(lái)自細(xì)菌。而組成子代噬菌體的DNA既有來(lái)自侵入細(xì)菌的親代噬菌體的，也有利用細(xì)菌體內(nèi)的原料——脫氧核苷酸新合成的。 四、1956年煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn) 1、實(shí)驗(yàn)過(guò)程：提取煙草花葉病毒的RNA和蛋白質(zhì)，分別感染煙草，用從煙草花葉病毒中提取的蛋白質(zhì)不能使煙草感染花葉病，但從煙草花葉病毒中提取的RNA卻能使煙草感染花葉病。 2、實(shí)驗(yàn)證明：在只有RNA的病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)。 細(xì)胞生物（真核、原核） 非細(xì)胞生物（病毒） 核酸 DNA和RNA 僅有DNA 僅有RNA 遺傳物質(zhì) DNA DNA RNA 因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 4.2 DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制： DNA的結(jié)構(gòu) 組成元素：C、H、O、N、P 基本單位：脫氧核糖核苷酸（4種） 沃森和克里克提出“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”內(nèi)容是： ①由兩條、反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。 ②外側(cè)：脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架。 內(nèi)側(cè)：由氫鍵相連的堿基對(duì)組成。 ③堿基配對(duì)有一定規(guī)律： A ＝ T；G ≡ C。（堿基互補(bǔ)配對(duì)原則） ①單鏈上的磷酸二酯鍵，可以被限制性內(nèi)切酶切斷，也可以用DNA連接酶和DNA聚合酶復(fù)原。 ②堿基對(duì)之間的氫鍵，可用解旋酶斷開，也可升溫?cái)嗔?，適宜條件下可自動(dòng)復(fù)原。 特性： ①多樣性：堿基對(duì)的排列順序是千變?nèi)f化的（排列種數(shù)：4n，n為堿基對(duì)對(duì)數(shù)）。從而構(gòu)成了DNA 分子的多樣性，也決定了遺傳信息的多樣性。 ②特異性：每個(gè)特定DNA分子的堿基排列順序是特定的。所以每個(gè)特定的DNA 分子中都儲(chǔ)存著特定的遺傳信息，這就構(gòu)成了DNA分子的特異性。 ③穩(wěn)定性：指DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定性。原因有： a．DNA分子基本骨架是磷酸和脫氧核糖交替連接而成，從頭至尾沒(méi)有變化。 b．堿基配對(duì)方式始終不變，即A ＝ T；G ≡ C 功能：攜帶遺傳信息（DNA分子中堿基對(duì)的排列順序代表遺傳信息）。 與DNA有關(guān)的計(jì)算： （1）在雙鏈DNA分子中： ① A=T、G=C ②任意兩個(gè)非互補(bǔ)的堿基之和相等；且等于全部堿基和的一半。 例：A+G = A+C = T+G = T+C = 1/2全部堿基 （2）在DNA的兩條單鏈之間： ①百分比關(guān)系: 若一條鏈中互補(bǔ)堿基的和占該鏈比率為a%，則:另一條鏈中該比率也為a%，雙鏈中該比率也為a%。若一條鏈中非互補(bǔ)堿基的和占該鏈比率為b%，則另一條鏈中該比率為1－b% ②比值關(guān)系: 若一條鏈中兩組互補(bǔ)堿基和的比值a，則：另一條鏈中該比值也為a，雙鏈中該比值也為a。若一條鏈中兩組非互補(bǔ)堿基和的比值為b，則另一條鏈中該比值為1/b 在一個(gè)雙鏈DNA分子中，某堿基占?jí)A基總量的百分?jǐn)?shù)等于其在每條鏈中百分?jǐn)?shù)和的一半。例：A雙%=（A1%+A2%）/2 與DNA復(fù)制有關(guān)的計(jì)算：復(fù)制出DNA數(shù) =2n（n為復(fù)制次數(shù)），含親代鏈的DNA數(shù) =2 基因?qū)π誀畹目刂? 1、中心法則： 克里克提出： 上述遺傳信息的流動(dòng)都要遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。 2、基因控制性狀的方式： （1）通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物的性狀； （2）通過(guò)控制蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀。 人類基因組計(jì)劃及其意義 計(jì)劃：完成人體24條染色體上的全部基因的遺傳作圖、物理作圖、和全部堿基的序列測(cè)定。 意義：可以清楚的認(rèn)識(shí)人類基因的組成、結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系，對(duì)于人類疾病的診治和預(yù)防具有重要的意義 3.1 基因的分離定律 性狀：生物體所表現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)特征、生理特征或行為方式等。 相對(duì)性狀：同一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型。 顯性性狀：具有相對(duì)性狀的兩個(gè)親本雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)出來(lái)的性狀。 隱性性狀：具有相對(duì)性狀的兩個(gè)親本雜交，F(xiàn)1沒(méi)有表現(xiàn)出來(lái)的性狀。 性狀分離：在雜種后代中出現(xiàn)不同于親本性狀的現(xiàn)象。 基因：控制性狀的遺傳因子（ DNA分子上有遺傳效應(yīng)的片段） 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。 等位基因：決定1對(duì)相對(duì)性狀的兩個(gè)基因（位于一對(duì)同源染色體上的相同位置上）。 純合子：由相同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個(gè)體（能穩(wěn)定的遺傳，不發(fā)生性狀分離）： 顯性純合子（如基因型為AA的個(gè)體）隱性純合子（如基因型為aa的個(gè)體） 雜合子：由不同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個(gè)體（不能穩(wěn)定的遺傳，后代會(huì)發(fā)生性狀分離）（如基因型為Aa的個(gè)體） 表現(xiàn)型：指生物個(gè)體實(shí)際表現(xiàn)出來(lái)的性狀。 基因型：與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成。（關(guān)系：基因型＋環(huán)境 → 表現(xiàn)型） 雜交：基因型不同的生物體間相互交配的過(guò)程。 自交：基因型相同的生物體間相互交配的過(guò)程。 測(cè)交：讓F1與隱性純合子雜交。（可用來(lái)測(cè)定F1的基因型，屬于雜交） 基因分離定律的實(shí)質(zhì): 在減I分裂后期，等位基因隨著同源染色體的分開而分離。 基因分離定律的兩種基本題型： l 正推類型：（親代→子代） 親代基因型 子代基因型及比例 子代表現(xiàn)型及比例 ⑴ AAAA AA 全顯 ⑵ AAAa AA : Aa=1 : 1 全顯 ⑶ AAaa Aa 全顯 ⑷ AaAa AA : Aa : aa=1 : 2 : 1 顯:隱=3 : 1 ⑸ Aaaa Aa : aa =1 : 1 顯:隱=1 : 1 ⑹ aaaa aa 全隱 l 逆推類型：（子代→親代） 親代基因型 子代表現(xiàn)型及比例 ⑴ 至少有一方是AA 全顯 ⑵ aaaa 全隱 ⑶ AaAa 顯:隱=3 : 1 ⑷ Aaaa 顯:隱=1 : 1 孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法： 正確地選用實(shí)驗(yàn)材料；由單因子到多因子的研究方法；應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析；科學(xué)地設(shè)計(jì)了試驗(yàn)的程序。 雜合子連續(xù)自交問(wèn)題： 雜合子(Aa)連續(xù)自交，n次后 (Aa )：（1/2）n 純合子(AA+aa)：1-（1/2）n （注：AA=aa） 3.2 基因的自由組合定律 實(shí)質(zhì)：在減I分裂后期，非等位基因隨著非同源染色體的自由組合而自由組合。 基因自由組合定律兩種基本題型：共同思路：“先分開、再組合” l 正推類型（親代→子代） 例4：具有n對(duì)等位基因（各對(duì)等位基因獨(dú)立遺傳）的個(gè)體自交，則: ①該個(gè)體產(chǎn)生雌配子的種數(shù)為_______，該個(gè)體產(chǎn)生雄配子的種數(shù)為_______。 ②子代基因型的種數(shù)為_______，子代基因型的比值為_____________。 ③子代表現(xiàn)型的種數(shù)為_______，子代表現(xiàn)型的比值為___________。 答案：①2n 2n ②3n (1 : 2 : 1)n ③2n (3 : 1)n l 逆推類型（子代→親代） 例：（1）若某生物只產(chǎn)生2種配子YR、yR，且比值為1:1，則該生物的基因型為__________。 （2）若某生物產(chǎn)生4種配子YR、yR、Yr、yr，且比值為1:1:1:1，則該生物的基因型為__________。 答案：YyRR YyRr 指導(dǎo)雜交育種： 例：在水稻中，高桿(D)對(duì)矮桿(d)是顯性，抗病(R)對(duì)不抗病(r)是顯性。現(xiàn)有純合矮桿不抗病水稻ddrr和純合高桿抗病水稻DDRR兩個(gè)品種,要想得到能夠穩(wěn)定遺傳的矮桿抗病水稻ddRR，應(yīng)該怎么做？（用遺傳圖解說(shuō)明） 性別決定和伴性遺傳 一、1、性別決定　　概念：是指雌雄異體的生物決定性別的方式。 2、染色體分類：（1）按來(lái)源分為：同源染色體和非同源染色體。 （2）按與性別的關(guān)系分為：常染色體和性染色體。 3、性別決定方式： （1）XY型性別決定方式： l 染色體組成：雄性：n－1對(duì)常染色體 + XY 雌性：n－1對(duì)常染色體 + XX l 性比：一般 1 : 1 l 常見生物：全部哺乳動(dòng)物、大多數(shù)雌雄異體的植物，多數(shù)昆蟲、一些魚類和兩棲類。 （2）ZW型性別決定方式： l 染色體組成：雄性：n－1對(duì)常染色體 + ZZ 雌性：n－1對(duì)常染色體 + ZW l 性比：一般 1 : 1 　　　　　　常見生物：鳥類等。 二、1、伴性遺傳概念：由性染色體上的基因決定的性狀在遺傳時(shí)與性別聯(lián)系在一起，這類性狀的遺傳被稱為伴性遺傳。 2、伴性遺傳的種類： 伴X遺傳 伴X隱性遺傳 I 伴X顯性遺傳 伴Y遺傳 注：遵循的遺傳規(guī)律 常染色體和性染色體上的基因都遵循基因的分離定律和基因的自由組合定律。 常染色體和性染色體上的基因?qū)儆诜峭慈旧w上的非等位基因，其遺傳遵循自由組合定律。 3、伴性遺傳基因型的寫法 先寫出性染色體，男性XY，女性XX，再在X染色體的右上角寫上基因（Y上不寫） 例：已知紅綠色盲是由位于X染色體上的隱性基因（b）控制的，正常性狀是由顯性基因（B）控制的。請(qǐng)完成下面表格。 女 性 ♀ 男性♂ 基因型 表現(xiàn)型 正常 (純合子) 正常 (攜帶者) 色盲 正常 色盲 4、三種伴性遺傳的特點(diǎn)： 伴X隱性遺傳：① 男 ＞ 女 ② 隔代遺傳（交叉遺傳） ③ 母病子必病，女病父必病 伴X顯性遺傳：① 女＞男 ② 連續(xù)發(fā)病 ③ 父病女必病，子病母必病 伴Y遺傳：①男病女不病 ②父→子→孫 5、家族系譜圖中遺傳病遺傳方式的快速判斷 無(wú)中生有為隱性→病女父或子正常為常隱 有中生無(wú)為顯性→病男母或女正常為常顯 附：常見遺傳病類型（要記?。? 伴X隱：色盲、血友病　　　　　　　　　　常隱：先天性聾啞、白化病 伴X顯：抗維生素D佝僂病 　　　　　　　常顯：多(并)指 第五節(jié) 關(guān)注人類遺傳病 （一）單基因遺傳病 1、概念：由一對(duì)等位基因控制的遺傳病。 2、類型： 顯性遺傳病 伴Ｘ顯：抗維生素Ｄ佝僂病 常顯：多指、并指、軟骨發(fā)育不全 隱性遺傳病 伴Ｘ隱：色盲、血友病 常隱：先天性聾啞、白化病、鐮刀型細(xì)胞貧血癥、黑尿癥、苯丙酮尿癥 （二）多基因遺傳病 1、概念：由多對(duì)等位基因控制的人類遺傳病。 2、常見類型：腭裂、無(wú)腦兒、原發(fā)性高血壓、青少年型糖尿病等。 注：?jiǎn)位蜻z傳病和多基因遺傳病合稱基因病。 （三）染色體異常遺傳病（簡(jiǎn)稱染色體?。? 1、概念：染色體異常引起的遺傳病。(包括數(shù)目異常和結(jié)構(gòu)異常） 2、類型： 常染色體遺傳病 結(jié)構(gòu)異常：貓叫綜合征 數(shù)目異常：21三體綜合征（先天智力障礙） 性染色體遺傳?。盒韵侔l(fā)育不全綜合征（性染色體組成：XO） 先天性睪丸發(fā)育不全綜合征（性染色體組成：XXY） XYY綜合征 例：試分析當(dāng)某人的性染色體組成為XO、XXY、XYY時(shí)，是什么原因造成的？ 三、遺傳病的監(jiān)測(cè)和預(yù)防 1、禁止近親結(jié)婚：每個(gè)人都可能攜帶5-6個(gè)不同的隱性致病基因，在近親結(jié)婚的情況下，雙方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。 2、遺傳咨詢： 醫(yī)生對(duì)咨詢對(duì)象進(jìn)行身體檢查、了解家庭病史，對(duì)是否患有某種遺傳病作出診斷?！?分析遺傳病的傳遞方式?！?推算出后代的再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)率。 → 向咨詢對(duì)象提出防治對(duì)策和建議，如終止妊娠，進(jìn)行產(chǎn)前診斷等。 3、產(chǎn)前診斷： 是在胎兒出生前，醫(yī)生用專門的檢測(cè)手段，如羊水檢查、B超檢查、孕婦血細(xì)胞檢查以及基因診斷等手段，確定胎兒是否患某種遺傳病或先天性疾病。 第四章 遺傳的分子基礎(chǔ) 生物變異的類型 l 不可遺傳的變異（僅由環(huán)境變化引起） l 可遺傳的變異（由遺傳物質(zhì)的變化引起）（基因突變，基因重組，染色體變異） 基因突變： 是指DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失或改變等變化。 例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥 ? 直接原因：組成血紅蛋白的一條肽鏈上的氨基酸發(fā)生改變（谷氨酸→纈氨酸） ? 根本原因：DNA模板鏈上的堿基發(fā)生改變（CTT→CAT） 時(shí)間：細(xì)胞分裂間期（DNA復(fù)制時(shí)期）由于這時(shí)穩(wěn)定的雙螺旋解旋形成單鏈DNA，穩(wěn)定性大大下降，極易受到外界因素干擾使原來(lái)的堿基序列發(fā)生改變，導(dǎo)致基因發(fā)生改變。 類型：自發(fā)突變：在沒(méi)有人為因素的干預(yù)下，基因產(chǎn)生的變異。 人工誘變：在人為因素干預(yù)下發(fā)生的基因突變。人為因素包括：（物理因素：X射線、激光等；化學(xué)因素：亞硝酸鹽，堿基類似物等；生物因素：病毒、細(xì)菌等。） 特點(diǎn)：（發(fā)生頻率低，方向不確定，多害少利，隨機(jī)發(fā)生，普遍性） 隨機(jī)性體現(xiàn)在：可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期；可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。 結(jié)果：使一個(gè)基因變成它的等位基因（新基因）。 意義：是產(chǎn)生新基因的途徑；是生物變異的根本來(lái)源；是生物進(jìn)化的原始材料。 基因重組 概念：是指生物體在進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因重新組合的過(guò)程。 種類： （1）自由組合重組：減Ⅰ后，非同源染色體上的非等位基因也自由組合。 （2）交叉互換重組：減Ⅰ前四分體時(shí)期，同源染色體非姐妹染色單體之間交換。 （3）重組DNA技術(shù)重組： l 概念：是指將從一個(gè)生物體內(nèi)分離得到或人工合成的目的基因轉(zhuǎn)入另一個(gè)生物細(xì)胞（受體細(xì)胞）中，使后者獲得新的遺傳性狀或表達(dá)所需要的產(chǎn)物的技術(shù)。 l 工具： 分子手術(shù)刀：限制性核酸內(nèi)切酶（簡(jiǎn)稱限制酶）。一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。 分子針線：DNA連接酶。該酶連接的位置是被限制酶切開了的相鄰脫氧核苷酸之間的化學(xué)鍵（磷酸二酯鍵）。 分子運(yùn)輸車：載體。目前常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體、和動(dòng)植物病毒。質(zhì)粒是最早應(yīng)用的載體，它存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中，是細(xì)胞染色體外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子。 l 過(guò)程： ①分離目的基因：從生物細(xì)胞內(nèi)直接分離或人工合成。（提供目的基因的細(xì)胞稱供體細(xì)胞） ②體外重組DNA：用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和載體，在DNA連接酶的作用下形成重組DNA 。 ③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：將帶有目的基因的重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞，基因工程中常用的受體細(xì)胞有大腸桿菌、酵母菌和動(dòng)植物細(xì)胞等。 ④篩選、培養(yǎng)受體細(xì)胞：篩選并大量培養(yǎng)已獲得重組DNA分子的受體細(xì)胞。 ⑤目的基因的的表達(dá)：目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)產(chǎn)生蛋白質(zhì)。 結(jié)果：產(chǎn)生新的基因型 意義：也是生物變異的來(lái)源之一；對(duì)生物的進(jìn)化也具有重要意義。 染色體變異的類型 包括染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體數(shù)目的變異。（通過(guò)顯微鏡一般可觀察到。） 1、染色體結(jié)構(gòu)的變異： 類型：缺失、重復(fù)、倒位、易位（看書P43圖并理解） 結(jié)果：使染色體上基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。（多不利或致死） 實(shí)例：貓叫綜合征（5號(hào)染色體部分缺失） 2、染色體數(shù)目的變異 類型 l 個(gè)別染色體增加或減少：實(shí)例：21三體綜合征（多1條21號(hào)染色體） l 以染色體組的形式成倍增加或減少： 實(shí)例：三倍體無(wú)子西瓜 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(gè)染色體組。 （2）特點(diǎn)：①一個(gè)染色體組中無(wú)同源染色體，形態(tài)和功能各不相同；（是一組非同源染色體） ②一個(gè)染色體組攜帶著控制生物生長(zhǎng)的全部遺傳信息。 （3）染色體組數(shù)的判斷： 方法一：染色體組數(shù)= 細(xì)胞中任意一種同源染色體條數(shù) 方法二：染色體組數(shù)= 基因型中控制同一性狀的基因個(gè)數(shù)（同一讀音的大小寫） （4）每個(gè)染色體組中染色體條數(shù)= 細(xì)胞中染色體的種數(shù) 由配子發(fā)育成的個(gè)體叫單倍體。（單倍體特點(diǎn)(植物) ：植株弱小，高度不育）由受精卵發(fā)育成的個(gè)體，體細(xì)胞中含幾個(gè)染色體組就叫幾倍體，如含兩個(gè)染色體組就叫二倍體，含三個(gè)染色體組就叫三倍體，以此類推。體細(xì)胞中含三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體叫多倍體。（多倍體特點(diǎn)：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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量增加，但結(jié)實(shí)率低，發(fā)育延遲。） 附：常規(guī)育種方法小結(jié) 誘變育種 雜交育種 多倍體育種 單倍體育種 方法 用物理或化學(xué)因素處理生物 雜交 用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 花藥(粉)離體培養(yǎng)＋秋水仙素處理加倍 原理 基因突變 基因重組 染色體變異 染色體變異 實(shí)例 高產(chǎn)青霉菌株的育成 矮桿抗病水稻的培育 三倍體無(wú)子西瓜的培育、八倍體小黑麥的培育 矮桿抗病水稻的培育 優(yōu)缺點(diǎn) 加速育種進(jìn)程，大幅度地改良某些性狀，但有利變異個(gè)體少。 方法簡(jiǎn)便，但要較長(zhǎng)年限選擇才可獲得純合子。 器官較大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高，但結(jié)實(shí)率低，成熟遲。 后代都是純合子，明顯縮短育種年限，但技術(shù)較復(fù)雜。 5.1生物進(jìn)化理論的發(fā)展 一、拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)：用進(jìn)廢退；獲得性遺傳。 二、達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō) 1、理論要點(diǎn)：自然選擇學(xué)說(shuō)（內(nèi)容包括：過(guò)度繁殖→生存斗爭(zhēng)→遺傳和變異→適者生存） 2、進(jìn)步性：能夠科學(xué)地解釋生物進(jìn)化的原因以及生物的多樣性和適應(yīng)性。 3、局限性： ①不能科學(xué)地解釋遺傳和變異的本質(zhì)； ②自然選擇對(duì)可遺傳的變異如何起作用不能作出科學(xué)的解釋；（對(duì)生物進(jìn)化的解釋僅局限于個(gè)體水平） ③強(qiáng)調(diào)物種形成都是漸變的結(jié)果，不能很好地解釋物種大爆發(fā)等現(xiàn)象。 三、現(xiàn)代達(dá)爾文主義（核心和基礎(chǔ)：仍然是自然選擇學(xué)說(shuō)。） 種群是生物進(jìn)化的基本單位 要點(diǎn)　自然選擇決定進(jìn)化方向 突變、選擇和隔離是物種形成和生物進(jìn)化機(jī)制 （一）種群是生物進(jìn)化的基本單位 1、種群：（不僅是生物生殖的基本單位；而且是生物進(jìn)化的基本單位。） 概念：在一定時(shí)間內(nèi)占據(jù)一定空間的同種生物的所有個(gè)體稱為種群。 2、種群基因庫(kù)：一個(gè)種群的全部個(gè)體所含有的全部基因構(gòu)成了該種群的基因庫(kù) 3.基因頻率：群體中某一等位基因在該位點(diǎn)上可能出現(xiàn)的比例。 4.基因型頻率：某種基因型的個(gè)體在群體中所占的比例。 5、基因（型）頻率的計(jì)算： ①按定義計(jì)算： ②某個(gè)等位基因的頻率 = 它的純合子的頻率 + 雜合子頻率 6、遺傳平衡定律 l 內(nèi)容：如果一個(gè)種群符合下列條件：①大群體； ②隨機(jī)交配 ③無(wú)突變； ④無(wú)選擇； ⑤無(wú)遷移或基因交流 。則這個(gè)種群的基因頻率和基因型頻率保持不變。 （三）自然選擇決定進(jìn)化方向 1、可遺傳的變異來(lái)源于基因突變、基因重組和染色體變異?！? 2、基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這可能使種群的基因頻率發(fā)生變化。 3、突變的頻率雖然很低，但一個(gè)種群中往往由許多個(gè)體組成，而且每一個(gè)個(gè)體中的每一個(gè)細(xì)胞都含有成千上萬(wàn)個(gè)基因，所以在種群中每一代都會(huì)產(chǎn)生大量的突變。 4、突變的有害和有利不是絕對(duì)的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。 5、由于變異都是隨機(jī)的、不定向的，因此只提供了生物進(jìn)化的原材料，不能決定生物進(jìn)化方向。 在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。 （四）突變和基因重組、選擇和隔離是物種形成和生物進(jìn)化機(jī)制 1、物種：指分布在一定的自然地域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能特征，而且自然狀態(tài)下能相互交配并能生殖出可育后代的一群生物個(gè)體。 附：物種與種群的區(qū)別 一個(gè)物種往往分布在不同的區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域內(nèi)的該種生物構(gòu)成一個(gè)種群，這些種群共同構(gòu)成了該物種。 2、隔離：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。 地理隔離：同一種生物由于地理上的障礙而分成不同種群，使種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。 生殖隔離：指不同種群的個(gè)體不能自由交配或交配后產(chǎn)生不可育的后代。 3、物種形成的兩種方式： （1）（常見方式）：即由長(zhǎng)期的地理隔離→生殖隔離→新物種形成 不同物種間都存在生殖隔離，物種的形成必需經(jīng)過(guò)生殖隔離，不一定要必須經(jīng)過(guò)地理隔離。 4、物種形成與生物進(jìn)化關(guān)系 生物進(jìn)化 物種形成 區(qū)別 標(biāo)志 任何基因頻率的改變，不論其變化大小如何，都屬于進(jìn)化的范圍。 基因頻率的改變，要突破種的界限形成生殖隔離時(shí)，才能形成物種。 必要條件 不一定需要隔離 隔離 變化后生物與原生物的關(guān)系 仍屬于同一個(gè)物種 屬于不同物種 聯(lián)系 新物種的形成是生物進(jìn)化的結(jié)果 ①判斷生物是否進(jìn)化了，看它的基因頻率是否改變了； ②判斷新物種是否形成了，看它與原生物是否出現(xiàn)了生殖隔離。 第二節(jié) 生物進(jìn)化和生物多樣性 一、生物進(jìn)化的基本歷程 從單細(xì)胞到多細(xì)胞，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從水生到陸生，從低級(jí)到高級(jí)逐漸進(jìn)化而來(lái)的。 補(bǔ)充：從原核生物到真核單細(xì)胞生物再到真核多細(xì)胞生物；從異養(yǎng)生物到自養(yǎng)生物；從厭氧生物到需氧生物；從無(wú)性生殖到有性生殖。 其中，真核細(xì)胞出現(xiàn)后，有性生殖作為一種新的繁殖方式出現(xiàn)了。生物通過(guò)有性生殖，實(shí)現(xiàn)了基因重組，這就增強(qiáng)了生物變異的多樣性，生物進(jìn)化的速度明顯加快。 二、生物進(jìn)化與生物多樣性的形成 1、生物多樣性與生物進(jìn)化的關(guān)系是：生物多樣性產(chǎn)生的原因是生物不斷進(jìn)化的結(jié)果；而生物多樣性的產(chǎn)生又加速了生物的進(jìn)化。 2、生物多樣性包括：遺傳（基因）多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個(gè)層次。