第二章 基因和染色体的关系
第一节 减数分裂
一、减数分裂的概念
减数分裂(meiosis)是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。
（注：体细胞主要通过有丝分裂产生，有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。） 二、减数分裂的过程
1、精子的形成过程：精巢（哺乳动物称睾丸）
减数第一次分裂 1、精子的形成过程：精巢（哺乳动物称睾丸） 间期：染色体复制(包括DNA复制和蛋白质的合成)。 前期：同源染色体两两配对（称联会），形成四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间常常交叉互换。
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；非同源染色体 自由组合。
末期：细胞质分裂，形成2个子细胞。 减数第二次分裂（无同源染色体） ．．．．．．前期：染色体排列散乱。
中期：每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上。
后期：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，每个细胞形成2个子细胞，最终共形成4个子细胞。
2、卵细胞的形成过程：卵巢
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附：减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律
三、精子与卵细胞的形成过程的比
较 精子的形成 卵巢 无变形期 一个卵原细胞形成1个卵细胞+3个极体 卵细胞的形成 形成部位 精巢（哺乳动物称睾丸） 不过 程 有变形期 同子细胞数 一个精原细胞形成4个精子 点 相同点
四、注意：
（1）同源染色体：①形态、大小基本相同；②一条来自父方，一条来自母方。
（2）精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞相同。因此，它们属于体细胞，通过有丝分裂
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精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半 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。 ．．．．．．．．．．．．．五、受精作用的特点和意义
特点： 受精作用是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，不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合，使受精卵中染色体的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。 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。
六、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤：
1、细胞质是否均等分裂：不均等分裂——减数分裂中的卵细胞的形成
2、细胞中染色体数目： 若为奇数——减数第二次分裂（次级精母细胞、次级卵母细胞、
减数第二次分裂后期，看一极）
若为偶数——有丝分裂、减数第一次分裂、
3、细胞中染色体的行为： 有同源染色体——有丝分裂、减数第一次分裂
联会、四分体现象、同源染色体的分离——减数第一次分裂 无同源染色体——减数第二次分裂
4、姐妹染色单体的分离 一极无同源染色体——减数第二次分裂后期
一极有同源染色体——有丝分裂后期
第三节 伴性遗传
一、概念：遗传控制基因位于性染色体上，因而总是与性别相关联。 二、伴性遗传的特点：
（1）伴X隐性遗传的特点：
① 男 ＞ 女 ② 隔代遗传（交叉遗传） ③ 母病子必病，女病父必病 （2）伴X显性遗传的特点：
① 女＞男 ② 连续发病 ③ 父病女必病，子病母必病 （3）伴Y遗传的特点：
①男病女不病 ②父→子→孙 附：常见遗传病类型（要记住）： ．．．
伴X隐：色盲、血友病
伴X显：抗维生素D佝偻病 常隐：先天性聋哑、白化病 常显：多(并)指
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第三章 基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质
（1）某些病毒的遗传物质是RNA （2）绝大多数生物的遗传物质是DNA
第二节 DNA 分子的结构
★一、DNA的结构
1、DNA的组成元素：C、H、O、N、P
2、DNA的基本单位：脱氧核糖核苷酸（4种） 3、DNA的结构：
①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。 ②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。 ③碱基配对有一定规律： A ＝ T；G ≡ C。（碱基互补配对原则） ★4．特点
①稳定性：DNA分子中脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变 ②多样性：DNA分子中碱基对的排列顺序多种多样（主要的）、碱基的数目和碱基的比例不同
③特异性：DNA分子中每个DNA都有自己特定的碱基对排列顺序
AG★3．计算 1．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，A+G=C+T
AT★3．整个DNA分子中，GC与分子内每一条链上的该比例相同。
★第三节 DNA的复制
一、DNA的复制 1．场所：细胞核
2．时间：细胞分裂间期。（即有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期）
3．基本条件：① 模板：开始解旋的DNA分子的两条单链（即亲代DNA的两条链）； ② 原料：是游离在细胞中的4种脱氧核苷酸； ③ 能量：由ATP提供；
④ 酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等。 4．过程：①解旋；②合成子链；③形成子代DNA 5．特点：①边解旋边复制；②半保留复制 6．原则：碱基互补配对原则
7．精确复制的原因：①独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板; ②碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。 8．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 简记：一所、二期、三步、四条件
第四节 基因是有遗传效应的DNA片段
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一、基因的定义：基因是有遗传效应的DNA片段
二、DNA是遗传物质的条件：a、能自我复制 b、结构相对稳定 c、储存遗传信息
d、能够控制性状。
三、DNA分子的特点：多样性、特异性和稳定性。
第四章 基因的表达
★第一节 基因指导蛋白质的合成
一、RNA的结构：
1、组成元素：C、H、O、N、P
2、基本单位：核糖核苷酸（4种） 3、结构：一般为单链
二、基因：是具有遗传效应的DNA片段。主要在染色体上
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，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。（注：叶绿体、线粒体也有转录）
（2）过程：①解旋；②配对；③连接；④释放（具体看书63页） （3）条件：模板：DNA的一条链（模板链）
原料：4种核糖核苷酸 能量：ATP
酶：解旋酶、RNA聚合酶等
（4）原则：碱基互补配对原则（A—U、T—A、G—C、C—G） （5）产物：信使RNA（mRNA）、核糖体RNA（rRNA）、转运RNA（tRNA） 2、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。（注：叶绿体、线粒体也有翻译） （2）过程：（看书） （3）条件：模板：mRNA
原料：氨基酸（20种） 能量：ATP 酶：多种酶
搬运工具：tRNA
装配机器：核糖体
（4）原则：碱基互补配对原则 （5）产物：多肽链
3、与基因表达有关的计算
基因中碱基数：mRNA分子中碱基数：氨基酸数 = 6：3：1 4、密码子
①概念：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基又称为1个密码子. ②特点：专一性、简并性、通用性
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③密码子 起始密码：AUG、GUG
（64个） 终止密码：UAA、UAG、UGA
注：决定氨基酸的密码子有61个，终止密码不编码氨基酸。
第2节 基因对性状的控制 一、 中心法则及其发展
二、基因控制性状的方式：
（1）间接控制：通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状；如白化病等。 （2）直接控制：通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。如囊性纤维病、镰刀型细胞贫
血等。
注：生物体性状的多基因因素：基因与基因；基因与基因产物；与环境之间多种因素存在复杂的相互作用，共同地精细的调控生物体的性状。
第5章 基因突变及其他变异 ★第一节 基因突变和基因重组
一、生物变异的类型
不可遗传的变异（仅由环境变化引起）
基因突变
可遗传的变异（由遗传物质的变化引起） 基因重组
染色体变异
二、可遗传的变异 （一）基因突变
1、概念：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，叫做基
因突变。
2、原因：物理因素：X射线、紫外线、r射线等；
化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等； 生物因素：病毒、细菌等。
3、特点：a、普遍性 b、随机性（基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上）；c、低频性 d、多数有害性 e、不定向性
注：体细胞的突变不能直接传给后代，生殖细胞的则可能
4、意义：它是新基因产生的途径；是生物变异的根本来源；是生物进化的原始材料。 （二）基因重组
1、概念：是指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、类型：a、非同源染色体上的非等位基因自由组合 b、四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换
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第二节 染色体变异
一、染色体结构变异：
类型：缺失、重复、倒位、易位（看书并理解） ．．．．．
二、染色体数目的变异 1、类型
个别染色体增加或减少：
实例：21三体综合征（多1条21号染色体） 以染色体组的形式成倍增加或减少： 实例：三倍体无子西瓜 二、染色体组
（1）概念：二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。 （2）特点：①一个染色体组中无同源染色体，形态和功能各不相同； ②一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。 （3）染色体组数的判断：
① 染色体组数= 细胞中形态相同的染色体有几条，则含几个染色体组 三、染色体变异在育种上的应用 1、多倍体育种：
方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 （原理：能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍） 原理：染色体变异
优缺点：培育出的植物器官大，产量高，营养丰富，但结实率低，成熟迟。 2、单倍体育种：
方法：花粉(药)离体培养 原理：染色体变异
优缺点：后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。 附：育种方法小结
诱变育种 杂交育种 杂交 多倍体育种 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 染色体变异 单倍体育种 花药(粉)离体培养 用射线、激光、方法 化学药品等处理生物 原理 基因突变 基因重组 染色体变异 加速育种进程，方法简便，但器官较大，营养后代都是纯合子，大幅度地改良某些要较长年限选择物质含量高，但结实明显缩短育种年限，但优缺点 性状，但有利变异个才可获得纯合子。 率低，成熟迟。 技术较复杂。 体少。 第6章 从杂交育种到基因工程
第一节 杂交育种与诱变育种
一、各种育种方法的比较： 杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 7
处理 原理 优 缺 点 例子 杂交→自交→选优→自交 用射线、激光、 化学药物处理 用秋水仙素处理 花药离体培养 萌发后的种子或幼苗 破坏纺锤体的形成， 诱导花粉直接发育， 使染色体数目加倍 再用秋水仙素 器官大，营养物质 缩短育种年限， 含量高，但发育延迟，但方法复杂， 结实率低 成活率较低 抗病植株的育成 基因重组， 人工诱发基因 组合优良性状 突变 方法简单， 可预见强， 但周期长 水稻的育种 加速育种，改良性状，但有利个体不多，需大量处理 高产量青霉素菌株 无子西瓜 第二节 基因工程及其应用
一、基因工程
1、概念：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照
人们意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
2、原理：基因重组
3、结果：定向地改造生物的遗传性状，获得人类所需要的品种。
二、基因工程的工具
1、基因的“剪刀”—限制性核酸内切酶（简称限制酶）
（1）特点：具有专一性和特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 （2）作用部位：磷酸二酯键
（3）切割结果：产生2个带有黏性末端的DNA片断。 （4）作用：基因工程中重要的切割工具，能将外来的DNA切断，对自己的DNA无损害。
注：黏性末端即指被限制酶切割后露出的碱基能互补配对。 2、基因的“针线”——DNA连接酶
（1）作用：将互补配对的两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。
（2）连接部位：磷酸二酯键 3、基因的运载体
（1）定义：能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。 （2）种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 三、基因工程的操作步骤 1、提取目的基因
2、目的基因与运载体结合 3、将目的基因导入受体细胞 4、目的基因的检测和鉴定
第六章 生物的进化
一、现代达尔文主义
（一）种群是生物进化的基本单位（生物进化的实质：种群基因频率的改变）
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1、种群：在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。
2、种群基因库：一个种群的全部个体所含有的全部基因构成了该种群的基因库 3、基因（型）频率的计算：
①某个等位基因的频率 = 它的纯合子的频率 + 1/2杂合子频率
例：某个群体中，基因型为AA的个体占30%、基因型为Aa的个体占60% 、基因型为aa的个体占10% ，则：基因A的频率为_ 60% _，基因a的频率为 __ 40%__ （二）突变和基因重组、选择和隔离是物种形成机制
1、物种：指分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且自然状态下能相互交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。 2、隔离： 地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发
生基因交流的现象。
生殖隔离：指不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代。 3、物种的形成：
⑴物种形成的常见方式：地理隔离（长期）→生殖隔离 ⑵物种形成的标志：生殖隔离 ⑶物种形成的3个环节：
突变和基因重组：为生物进化提供原材料 选择：使种群的基因频率定向改变 隔离：是新物种形成的必要条件
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