高中生物2教案打印版 13页

高中生物必修2教案《遗传与进化》人类是怎样认识基因的存在的？1遗传因子的发现1基因在哪里？I一-—-一-—-—-基因与染色体的关系I基因是什么？I>T基因的本质1¥基因是怎样行使功能的？I>T基因的表达IT基因在传递过程中怎样变化？I>T基因突变与其他变异IT人类如何利用生物的基因？>T从杂交育种到基因工程I*生物进化历程中基因频率是如何变化的？>现代生物进化理论主线一：以基因的本质为重点的染色体、DNA基因、遗传信息、遗传密码、性状间关系的综合;主线二：以分离规律为重点的核基因传递规律及其应用的综合；主线三：以基因突变、染色体变异和自然选择为重点的进化变异规律及其应用的综合。第一章遗传因子的发现隐性遗传因子控制•隐性性状性状分离•自交杂合子｛卜相对性状I显性遗传因子显性性状」八表现、孟德尔简介、杂交实验（一）1956----1864——1872\n1.选材：豌豆-自花传粉、闭花受粉••性状易区分且稳定■.纯种真实遗传2•过程：人工异花传粉——一对相对性状的P（亲本）Fi（子一代）F2（子二代）1高茎DDX高茎Dd矮茎dd=「纯合子、杂合子高茎DD:高茎Dd:矮茎dd2:1=分离比为3：13•解释①性状由遗传因子决定。（区分大小写）②因子成对存在。③配子只含每对因子中的一个。④配子的结合是随机的。1是否产生两种比例为1:1的配子4.验证测交(F1)DdXddFJ高1:1矮5•分离定律、杂交实验1.黄圆YYRRX绿皱yyrr黄圆YyRr黄圆YR:黄皱Yrr:绿圆yyR_:绿皱yyrr亲组合-重组合2•自由组合定律控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。四、孟德尔遗传定律史记①1866年发表②1900年再发现③1909年约翰逊将遗传因子更名为“基因”!基因型、表现型、等位基因△基因型是性状表现的内在因素，而表现型则是基因型的表现形式。表现型=基因型+环境条件。五、小结后代性状分离比说明在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。\n31杂合子X杂合子11杂合子X隐性纯合子1:0纯合子X纯合子；纯合子X显性杂合子n对基因杂交F1形成配子数F1配子可能的结合数F2的基因型数F2的表现型数F2的表型分离比124323：12416949：3：3:12n2nn43n2n(3+1)n2基因在染色体上基因与染色体的关系依据：基因与染色体行为的平行关系体现在.减数分裂与受精作用证据：果蝇杂交（白眼）伴性遗传：色盲与抗Vd佝偻病现代解释：遗传因子为一对同源染色体上的一对等位基因第二章、减数分裂1.进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时，进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。2•过程染色体精原复制|细胞'同源染色体联会成着丝点分裂初级四分体（交叉互换）-次级单体分开十精变形精精细胞子精母分离（自由组合）2N染色体2NDNA2CPC4CN2N2C2C3•同源染色体①形状（着丝点位置）和大小（长度）相同，分别来自父方与母方的②一对同源染色体是一个四分体，含有两条染色体，四条染色单体③区别：同源与非同源染色体；姐妹与非姐妹染色单体④交叉互换\n4•判断分裂图象r奇数一减n或生殖细胞［散乱［中央［分极染色体「不_＞有丝rrv「有一►配对彳［前［中［后、偶数一►同源染色体-减I［期［期［期-无►减n［；；二、萨顿假说1.内容：基因在染色体上（染色体是基因的载体）2•依据：基因与染色体行为存在着明显的平行关系。①在杂交中保持完整和独立性②成对存在③一个来自父方，一个来自母方④形成配子时自由组合3•证据：果蝇的限性遗传红眼XXX白眼XYXWY红眼XX红眼XX:红眼XX7：红眼xwy:白眼xwY■「＞①一条染色体上有许多个基因；②基因在染色体上呈线性排列。4•现代解释孟德尔遗传定律①分离定律：等位基因随同源染色体的分开独立地遗传给后代。②自由组合定律：非同源染色体上的非等位基因自由组合。口诀：无中生有为隐性，隐性遗传看女病。父子患病为伴性。有中生无为显性，显性遗传看男病。母女患病为伴性。遗传病的遗传方式遗传特点实例常染色体隐性遗传病「隔代遗传，患者为隐性纯合体白化病、苯丙酮尿症、常染色体显性遗传病代代相传，正常人为隐性纯合体多/并指、软骨发育不全伴X染色体隐性遗传病隔代遗传，交叉遗传，患者男性多于女性色盲、血友病伴X染色体显性遗传病代代相传，交叉遗传，患者女性多于男性抗VD佝偻病伴Y染色体遗传病传男不传女，只有男性患者没有女性患者人类中的毛耳四、遗传图的判断致病基因检索表Ai图中有隔代遗传现象隐性基因Bi与性别无关（男女发病几率相等）常染色体B2与性别有关C男性都为患者Y染色体C2男多于女X染色体A图中无隔代遗传现象（代代发生）显性基因D与性别无关常染色体D2与性别有关Ei男性均为患者Y染色体E2女多于男（约为男患者2倍）X染色体\n第三章基因的本质肺炎双球菌转化实验1证据一DNA为主要噬菌体侵染细菌实验的遗传物质双螺旋DNA.的结构半保留DNA*的复制丿『基因是有遗传效应的DNA片段;基因的J是控制生物性状的最基本单位；本质［其中四种脱氧核苷酸的排列顺-序代表的遗传信息。、DNA是主要的遗传物质1•肺炎双球菌转化实验△转化是指一种生物由于接受了另一种生物的一遗传物质丄DNA-或一RNA丄而表现出后者的遗传___(1)体内转化1928年英国格里菲思①活R,无毒②活S,有毒③△杀死的S,无毒④活R+△杀死的S,无毒:—小鼠—?■.活小鼠死小鼠；分离出活活小鼠死小鼠；分离出活I一、转化因子是什么？(2)体外转化1944年多糖或蛋白质活S-DNA+RDNA.水解物美国型型型+S型型j转化因子是DNA。2.噬菌体侵染细菌实验32P标记DNA35S标记蛋白质1952年赫尔希、蔡明电镜观察和同位素示踪\DNA具有连续性，是遗传物质。3•烟草花叶病毒实验RNA也是遗传物质。DNA勺分子结构1.核酸—核苷酸彳核苷'含氮碱基：A、T、GC、U-磷酸L戊糖：核糖、脱氧核糖2.1950年鲍林19511952年查哥夫3.DNA勺结构①(右手)双螺旋②骨架③配对：A=T/UG=C年.威尔金卜斯+富兰克林\n4.特点①稳定性：脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变②多样性：碱基对的排列顺序各异③特异性：每个DNA都有自己特点的碱基对排列顺序5.计算AG1.在两条互补链中TC的比例互为倒数关系。2.在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。AT3.整个DNA分子中，GC与分子内每一条链上的该比例相同。三、DNA勺复制1.场所：细胞核；时间：细胞分裂间期。2•特点：①边解旋边复制②半保留复制3.基本条件：①模板：开始解旋的DNA分子的两条单链；②原料：是游离在核液中的脱氧核苷酸；③能量：是通过水解ATP提供；④酶：酶是指一个酶系统，不仅仅是指一种解旋酶。4•意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。四、基因是有遗传效应的DNA片段基因是DNA片段，是不连续分布在DNA上，是由碱基序列将其分隔开;它能控制性状，具有特定的遗传效应。△原核细胞和真核细胞基因结构①联系：编码区+非编码区②区别：原核：编码区是连续的、不间隔的。I真核：编码区可分为外显子和内含子，故是间隔的、不连续的。第四章基因的表达有遗传效应的DNA片段基是控制生物〜因的基本单位控制mRNA——卜蛋白质结构酶的合成-•蛋白质卜性状*控制代谢影响—环境、基因指导蛋白质的合成1•转录(1)在细胞核中，以DNA双链中的一条为摸板合成mRNA勺过程。(2)「①信使(mRNA,将基因中的遗传信息传递到蛋白质上，是链状的;\nRNA(单链)(3)过程②转运RNA(tRNA),三叶草结构，识别遗传密码和运载特定的氨基酸;①核糖体RNA(rRNA,是核糖体中的RNA2•翻译(1)(2)(3)(场所、摸板、条件、原料、产物、去向等)在细胞质的核糖体上，氨基酸以mRNA为摸板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。实质：将mRNA中的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列。(64个)密码子：mRNAb决定一个氨基酸的3个相邻碱基。其中AUG这是起始密码；UAGUAAAGA为终止密码。(4)遗传信息①狭：基因中控制遗传性状的脱氧核苷酸顺序。DNA的脱氧核苷酸顺序为代表。②广：子代从亲代获得的控制遗传性状的讯号，以染色体上③中心法则：(5)翻译过程三、基因对性状的控制1DNA乱%r『ns養白知性知GAAUCGUUCUAAGCUUIn■UGARNA*蛋白质(性状)脱氧核苷酸序列——►核糖核苷酸序列遗传信息*遗传密码氨基酸序列2•基因、蛋白质和性状的关系(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病等。(2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如镰刀型细胞贫血等。第五章基因突变及其他变异不可遗传的变异--基因突变•物、化、•生*诱变育种I可遗传的彳基因重组►杂交育种I染色体变异►多倍体、单倍体育种、基因突变1.定义：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变。2.时间：有丝分裂间期或减数第一次分裂间期的DNA复制时3.外因：物理、化学、生物因素内因：可变性4.特点：①普遍性②随机，无方向性③频率低④有害性\n3•意义：①产生新基因②变异的根本来源③进化的原始材料4•实例：镰刀型细胞贫血、基因重组1•在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。2.时间：减数第一次分裂前期或后期2.意义：①产生新的基因型②生物变异的来源之一③对进化有意义三、染色体变异「缺失1917年结构的变异Y重复1919年易位1923年匕倒位1.数目结构的变异：个别染色体;猫叫综合症果蝇的缺刻翅果蝇的棒状翅慢性粒细胞白血病染色体组的增加与减少2.染色体组细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息的染色体。如：人的为22常+X或22常+Y△染色体组型（核型），是指某一种生物体细胞种全部染色体的数目、大小和形态特征；如：人的核型：46、XX或XY一倍体•斗..•雌性配子卜单倍体直接发育多单倍体•雄性配子「二倍体+生物体-I多倍体（秋水仙素）四、人类遗传病1.常染色体性染色体隐性基因镰刀型贫血、白化病、先天聋哑红绿色盲单基因遗传病-显性基因多指、并指、软骨发育不全抗VD佝偻病-多基因遗传病：原发性高血压、冠心病、哮喘病、青少年糖尿病-染色体异常：21三体综合症2.危害监测与预防审婚前检测与预防产前诊断：羊水、►遗传咨询B超、孕妇血细胞检查、基因诊断2.人类基因组计划（HGP:人体DNA所携带的全部遗传信息①提出：1986年美国的生物学家杜尔贝利②主要内容：绘制人类基因组四张图：遗传图、物理图、序列图、转录图③1990年10月启动④1999年7月中国参与，解读3号染色体短臂上3000万个碱基，占1%⑤2000年6月20日，初步完成工作草图⑥2001年2月，草图公开发表⑥2003年圆满完成\n△直系血亲是指从自己算起向上推数三代和向下推数三代；，△旁系血亲是指与（外）祖父母同源而生的、除直系亲属以外的其他亲属。△基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理,鉴定被检测标本的遗传信息，达到检测疾病的目的。△基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。第六章育种方法「单倍体选择育种►杂交育种►诱变育种►'多倍体►转基因、比较四中育种常规育种诱变育种多倍体育种单倍体育种处理P*1-F2在F2中选育用射线、激光、化学药物处理用秋水仙素处理萌发后的种子或幼苗花药离体培养原理基因重组，组合优良性状人工诱发基因突变破坏纺锤体的形成，使染色体数目加倍诱导花粉直接发育，再用秋水仙素优缺占八、、方法简单，可预见强，但周期长加速育种，改良性状，但有利个体不多，需大量处理器官大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低缩短育种年限，但方法复杂，成活率较低例子水稻的育种咼产量青霉素菌株无籽西瓜抗病植株的育成、基因工程提取目的基因「剪刀：限制性内切酶丄针线：DNA连接酶目的基因与运载体结合：质粒、噬菌体、病毒大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和细胞等受体细胞表现岀特定的性状将目的基因导入受体细胞导目的基因的检测与表达第七章进化论＜拉马克达尔文I现代进化理论用进废退、获得性遗传适者生存，不适者淘汰（自然选择学说）『基本单位：种群实质：基因频率的改变「原材料：突变与重组决定方向：自然选择＜必要条件：隔离生物多样性：基因、物种、生态系统「协同论（残酷竞争VS协同进化）中性学说（偶然VS必然）补充-」间断平衡（渐进VS突进）灾变论（渐灭VS突灭）、生物进化\n研究生物界历史发展的一般规律，如①生物界的产生与发展：生命、物种、人类起源②进化机制与理论：遗传、变异、方向、速率③进化与环境的关系④进化论的历史：流派与论点、现代进化理论的由来1.神创论+物种不变论（上帝造物说）2.法国拉马克1809年《动物哲学》①生物由古老生物进化而来的②由低等到高等逐渐进化的③生物各种适应性特征的形成是由于用进废退与获得性遗传。:△生物进化是指同种生物的发展变化，时间I1；可长可短，性状变化程度不一，任何基因频:率的改变，不论其变化大小如何，都属进化I|［的范围，:△物种的形成必须是当基因频率的改变在突1.英国达尔文1859年《物种起源》自然选择学说:意义：能科学地解释生物进化的原过度繁殖与群体的恒定性+有限的生活条件:生存斗争+遗传和变异|因，生物多样性和适应性，但不能遗变-自然选择即适者生存+获得性遗传新类型生物4.现代进化理论：以自然选择学说为核心内容三、现代进化理论的内容突变——等位基因有性生殖卜基因重组——不定向变异选择”微小有利变异多次选择、遗传积累显著有利变异*基因频率的改变新―定向进化►基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组，自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种形成。在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。4.物种：能在自然条件下相互交配并且产生可育后代的一群生物。地理自然十生殖种群一隔离小种群（产生许多变异）选择〉基因频率发生改变'隔离新物种本书小结一、从亚显微结构水平到分子水平细胞核-染色体-DN2基因一遗传信息一mRN^A蛋白质（性状）［例］间要论述染色体、DNA基因、遗传信息、遗传密码、蛋白质（性状）和生物多样性之间的关系。\n简染色体由DNA和蛋白质组成，是DNA勺主要载体，而不是全部载体，因其还存在于真核细胞的叶绿体和线粒体，原核生物和病毒中的DN不位于染色体上，DNA是染色体的主要组成成分。DNA分子上具有遗传效应的、控制生物性状的片段叫基因，DNA分子也存在没有遗传效应的片段叫基因间区，DNA上有成百上千个基因。基因位于DNA分子上，也位于染色体上，并在染色体上呈线性排列，占据一定的“座位”(位点)，在减数分裂和有丝分裂过程中，随染色体的移动而移动，减数分裂过程中染色体互换，同源染色体的分离，非同源染色体自由组合是基因的三个遗传规律和伴性遗传的细胞学基础。DNA分子基因上的脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息，并不是DNA分子上所有脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息(基因间区不含有遗传信息)，基因所在的DNA片段有两条链，只有一条链携带遗传信息叫有义链，另一条配对链叫无义链，DNA双链中的一条链对某个基因来说是有义链，而对另一个基因来说，可能是无义链。遗传密码是指在DNA勺转录过程中，以DNA基因)上一条有义链(携带遗传信息)为模板，按照碱基互补配对原则(A—U,G—C)形成的信使RNA单链上的碱基排列顺序，遗传学上把信使RNAt决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫“密码子”，也叫“三联体密码子”，和遗传密码的含义是一致的，应当注意，20种氨基酸密码表中每个氨基酸所对应三个字母的碱基排序是指定位在信使RNAt的，并不是位于DNA或转运RNA叫反密码子)上碱基排列顺序。性状是指一个生物的任何可以鉴别的形态或生理特征，是遗传和环境相互作用的结果，主要由蛋白质体现出来。生物的性状受基因控制，是基因通过控制蛋白质的合成来体现的。DNA分子中碱基的排列顺序千变万化，一个DNA分子中的一条多核苷酸链有100个四种不同的碱基，它们的可能排列方式是4100种。而事实上DNA分子中碱基数量是成千上万，其可能的排列方式几乎是无限的。DNA分子的多样性，可以从分子水平上说明生物的多样性和个体之间的差异的原因。［例］下图是六个家族的遗传图谱，请据图回答:、以人类遗传病为例分析遗传的三个基本规律和伴性遗传之间的区别和联系(1)可判断为X染色体的显性遗传的是图(2)可判断为X染色体的隐性遗传的是图(3)可判断为Y染色体遗传的是图(4)可判断为常染色体遗传的是图［解析］按Y染色体遗传tX染色体显性遗传tX染色体隐性遗传t常染色体显性遗传t常染色体隐性遗传的顺序进行假设求证。D图属Y染色体遗传，因为其病症是由父传子，子传孙，只要男性有病，所有的儿子都患病。\nB图为X染色体显性遗传，因为只要父亲有病，所有的女儿都是患病者。C和E图是X染色体隐性遗传,因为C图中，母亲患病，所有的儿子患病，而父亲正常，所有的女儿都正常；E图中，男性将病症通过女儿传给他的外孙。A和F图是常染色体遗传，首先通过父母无病而子女有患病者判断出是隐性遗传，再根据父母无病，而两个家系中都有女儿患病而判断出是常染色体遗传。［例］下图为某家族性疾病的遗传图谱。请据图回答：若川1与川5近亲婚配，他们的孩子患此病的概率为（基因符号用A、a）表示。11期打占如［解析］本题主要考查对系谱图的分析判断和简单概率计算能力，解题关键为运用多种遗传病的遗传特点去分析人手。（1）在该遗传系谱中，发病率比较高，占子代的1/2，且子代之中有患者，则双亲之中必定有患者，儿子是患者则其母必定是患者，且患者中女性多于男性。所以该病的遗传为显性伴性遗传。（2）川i个体的父亲表现型正常，是隐性个体，基因型为XY,他的x染色体上的基因必定遗传给他女儿川1个体，川1个体又表现为患者，所以川1个体的基因为XX\川5个体为隐性个体，基因型XV。（3）画遗传图解（略），川1与川5婚配，他们孩子患病的概率为1/2。三、以染色体概念系统为例，分析染色体与遗传变异进化之间的内在联系常牲氏空弹幕豐昙因技术丨SE:同源染色体车同源型色体单佶休〉染色体组4染色体噹垦色体遺传：三大基本規律|件聲色体遗传：味性遗传「眉因黄愛一新幕冈f进化顧始鞫种自然［例］下图是我国育种专家鲍文奎等培育出的异源八倍体小黑麦的过程图。黑麦(2N-=21P曽通小至（AABHDD）Gra（2N壬召工=42）