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1、.必修2遗传与进化第二章 减数分裂和有性生殖一、细胞的减数分裂及配子的形成过程一减数分裂的概念：是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的细胞的减少一半。二减数分裂的过程1、精子的形成过程：场所精巢哺乳动物称睾丸l 减数第一次分裂间期：染色体复制。前期：联会,形成四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的交叉互换。中期：同源染色体成对排列在赤道板上两侧。后期：同源染色体分离等位基因分离非同源染色体自由组合。非等位基因自由组合末期：细胞质分裂,形成
2、2个子细胞。结果：每个子细胞的染色体数目减半。l 减数第二次分裂无同源染色体前期：染色体散乱排列在细胞中央。中期：每条染色体的着丝粒点都排列在细胞中央的赤道板上。后期：着丝粒点分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体,并分别移向细胞两极。末期：细胞质分裂,最终共形成4个子细胞。结果：每个子细胞的DNA数目减半。 2、卵细胞的形成过程：场所卵巢三精子与卵细胞的形成过程的比较精子卵细胞部位动物：精巢哺乳动物称睾丸动物：卵巢细胞质分裂情况两次分裂XX等初级卵母细胞和次级卵母细胞皆不均等分裂。只有减过程中第一极体是均等分裂,分裂结果1精原细胞4精细胞生殖细胞1卵原细胞1卵细胞生殖细胞 + 3极体消失
3、是否变形变形不需变形特别提示1、判断同源染色体：形态、大小基本相同；一条来自父方,一条来自母方；联会。2、精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞的相同。因此,它们属于体细胞,通过有丝分裂的方式增殖,但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。3、减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂,原因是同源染色体分离并进入不同的子细胞。所以减数第二次分裂过程中无同源染色体。四减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律五减数分裂形成子细胞种类：假设某生物的体细胞中含n对同源染色体,则：它的精卵原细胞进行减数分裂可形成2n种精子卵细胞；它的1个精原细胞进行减数分裂形成2种精子。它的1个卵原细胞进行减数分裂形成
4、1种卵细胞。六配子中染色体组合多样性的原因：1减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合。2四分体中同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换。七细胞分裂图像辨析：一看染色体数目：奇数为减二看有无同源染色体：没有为减三看同源染色体行为：确定有丝或减注意：若细胞质为不均等分裂,则为卵原细胞的减或减的后期。例：判断下列细胞正在进行什么分裂,处在什么时期？减前期 减前期 减前期 减末期 有丝后期 减后期 减后期 减后期有丝前期 减中期 减后期 减中期 减前期 减后期 减中期 有丝中期二、受精作用的特点和意义B1、特点：受精作用是指精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面
5、,不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合,使受精卵中染色体数目又恢复到体细胞的数目,其中有一半来自精子,另一半来自卵细胞。2、意义： 减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异具有重要的作用。3、实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合。第四章 遗传的分子基础第一节 探索遗传物质的过程一、人类对遗传物资的探索过程：一1928年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验：1、肺炎双球菌有两种类型类型：l S型细菌：菌落光滑,菌体有荚膜,有毒性小鼠l R型细菌：菌落粗糙,菌体无荚膜,无毒性2、实验过程：注射 R型活细菌 不死亡S型活细菌 死亡,分离出S型活细菌加热杀死
6、的S型细菌 不死亡R型活细菌+加热杀死的S型细菌 死亡,分离出S型活细菌3、实验证明：无毒性的R型活细菌与被加热杀死的有毒性的S型细菌混合后,转化为有毒性的S型活细菌。这种性状的转化是可以遗传的。 推论格里菲思：在第四组实验中,已经被加热杀死S型细菌中,必然含有某种促成这一转化的活性物质转化因子。这种转化因子将无毒性的R型活细菌 转化为有毒性的S型活细菌。二1944年艾弗里的实验：1、实验设计思路：对S型细菌中的物质进行提取、分离,分别单独观察各种物质的作用,体现了实验设计中的对照原则。2、实验过程：如右图3、实验证明：DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质。三1952年郝尔希和蔡斯噬菌体侵
7、染细菌的实验1、实验设计思路：把DNA和蛋白质区分开来,直接地、单独地去观察DNA 和蛋白质的作用。2、实验材料：T2噬菌体1结构：没有细胞结构,只有DNA和蛋白质外壳。如右图所示2生活习性：专门寄生在大肠杆菌体内。2、实验过程：对比实验1用35S标记噬菌体：让标记的噬菌体侵染大肠杆菌后搅拌并离心。结果：上清液中含35S,即亲代噬菌体蛋白质外壳；沉淀中无35S,即子代噬菌体。2用32P标记噬菌体：让标记的噬菌体侵染大肠杆菌后搅拌并离心。结果：上清液中无32P ,即亲代噬菌体蛋白质外壳；沉淀中有32P,即子代噬菌体。3、实验结论：在噬菌体中,亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA,而不是蛋白质,
8、即：DNA是遗传物质。特别提示噬菌体侵染细菌包括：吸附、注入、合成、组装、释放5个步骤。噬菌体侵染细菌后,合成子代噬菌体蛋白质外壳所需的原料氨基酸全部来自细菌,场所核糖体来自细菌。而组成子代噬菌体的DNA既有来自侵入细菌的亲代噬菌体的,也有利用细菌体内的原料脱氧核苷酸新合成的。四1956年烟草花叶病毒感染烟草实验1、实验过程：提取烟草花叶病毒的RNA和蛋白质,分别感染烟草,用从烟草花叶病毒中提取的蛋白质不能使烟草感染花叶病,但从烟草花叶病毒中提取的RNA却能使烟草感染花叶病。2、实验证明：在只有RNA的病毒中,RNA是遗传物质。二、生物的遗传物质细胞生物真核、原核非细胞生物病毒核酸DNA和RN
9、A仅有DNA仅有RNA遗传物质DNADNARNA举例细菌、蓝藻、真菌、动植物等T2噬菌体烟草花叶病毒、艾滋病病毒、SARS病毒等特别提示1因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以DNA是主要的遗传物质。第二节 DNA的结构和DNA的复制：一、DNA分子结构的主要特点：一DNA分子的结构：1、DNA的组成元素：C、H、O、N、P2、DNA的基本单位：脱氧核糖核苷酸4种3、DNA的结构：沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型内容是：由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。 内侧：由氢键相连的碱基对组成。碱基配对有一定规律： A T；G C。碱基互补配
10、对原则二DNA的特性：1、多样性：碱基对的排列顺序是千变万化的排列种数：4n,n为碱基对对数。从而构成了DNA 分子的多样性,也决定了遗传信息的多样性。2、特异性：每个特定DNA分子的碱基排列顺序是特定的。所以每个特定的DNA 分子中都储存着特定的遗传信息,这就构成了DNA分子的特异性。3、稳定性：指DNA分子双螺旋结构空间结构的相对稳定性。原因有：aDNA分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成,从头至尾没有变化。b碱基配对方式始终不变,即A T；G C三DNA的功能：携带遗传信息DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息。二、基因和遗传信息的关系：1、基因：是DNA分子上具有遗传效应的片段,
11、每个DNA分子上含有很多个基因。2、遗传信息：是基因中脱氧核苷酸碱基的排列顺序。3、遗传信息传递：通过DNA基因分子的复制完成。4、基因的表达：遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子结构上,从而使后代表现出与亲代相似的性状。三、DNA的复制1、概念：以亲代DNA分子两条链为模板,合成子代DNA的过程2、时间：有丝分裂间期和减前的间期3、场所：主要在细胞核4、过程：看书解旋 合成子链 子、母链盘绕形成子代DNA分子5、特点： 半保留复制子代DNA=母链+子链附：半保留复制的实验证据：看书P62 积极思维6、原则：碱基互补配对原则7、条件:模板：亲代DNA分子的两条链原料：4种游离的脱氧核糖核苷酸能
12、量：ATP酶：解旋酶、DNA聚合酶等8、结果：形成了两个完全一样的DNA分子。9、DNA能精确复制的原因：独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。10、意义：1遗传：DNA分子复制,使遗传信息从亲代传递给子代,从而确保了遗传信息的连续性。2变异：复制时出现差错基因突变。11、与DNA复制有关的计算：复制出DNA数 =2nn为复制次数；含亲代链的DNA数 =2第三节 基因控制蛋白质的合成遗传信息的转录和翻译一、RNA的结构：1、组成元素：C、H、O、N、P2、基本单位：核糖核苷酸4种3、结构：一般为单链如右图二、基因：1、基因与DNA的关系：1基因是具有遗传
13、效应的DNA片段。DNA分子中存在不是基因的片段2每个DNA分子含有多个基因。3基因主要是细胞核中在染色体上。细胞核中DNA上的基因称核基因,细胞质中DNA上的基因称质基因。2、DNA片段中的遗传信息1DNA分子能够储存足够量的遗传信息。2遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。3DNA分子的多样性源于碱基排列顺序的多样性。4DNA分子的特异性源于每个DNA分子的碱基的特定的排列顺序。3、基因与性状的关系：基因是控制生物性状的结构单位和功能单位。4、生物多样性和特异性的物质基础：DNA分子的多样性和特异性。三、基因控制蛋白质合成：1、转录：1概念：在细胞核中,以DNA的一条链为模板,按照碱基互补
14、配对原则,合成RNA的过程。注：叶绿体、线粒体也有转录2过程特点：边解旋边转录,完成转录后的DNA仍然保留远来的双链结构。3条件：模板：DNA的一条链模板链原料：4种游离的核糖核苷酸能量：ATP酶：解旋酶、RNA聚合酶等4原则：碱基互补配对原则AU、TA、GC、CG5产物：信使RNAmRNA、核糖体RNArRNA、转运RNAtRNA2、翻译：1概念：游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。附：密码子：1概念：遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,叫做一个遗传密码子。2实验：遗传密码是怎么破译的？看书P69例：看书P70表4-1,回答下列问题1、密码子共有_个。起始密码子有_个。是否决定氨基酸_。终止密码子有_个。是否决定氨基酸_,所以决定氨基酸的密码子有_种。2、一个密码子只能决定_种氨基酸
