最新生物必修二课本知识完美总结版说课讲解.docx
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最新生物必修二课本知识完美总结版说课讲解
第1章遗传因子的发现
第1节孟德尔的豌豆杂交实验
（一）
1.用豌豆做遗传实验的原因：
豌豆是自花传粉植物，而且是闭花授粉，避免了外来花粉的干扰，自然状态下的豌豆都是纯种；豌豆植株具有易于区分的性状。
2.自花传粉和异花传粉：
供应花粉的植株叫做父本，接受花粉的植株叫母本。
孟德尔在做杂交实验时，先去雄，再套袋，待雌蕊成熟后，采集另一植株的花粉洒在雌蕊的柱头上，套袋
3.在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性形状的现象叫做性状分离。
4.反交和正交相对关系。
假说---演绎法：
对存在的现象通过推理想象提出解释问题的假说，根据假说演绎推理，演绎推理的过程就是测交实验的过程。
假说演绎法的例子：
对基因与染色体的关系的探究历程；DNA复制方式的提出与证实；整个中心法则的提出与证实。
5.测交：
测定显性个体的基因型而进行的未知基因型显性个体与隐性纯合个体之间的交配。
第2节孟德尔的豌豆杂交实验
（二）
1.孟德尔提出假说解释了豌豆一对相对性状杂交的实验，又设计了测交实验，验证了假说。
这个假说叫孟德尔第一定律，也叫分离定律。
分离定律：
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。
2.孟德尔提出假说解释了豌豆两对相对形状杂交的实验，又设计了测交实验，验证了假说。
这个假说叫孟德尔第二定律，也叫自由组合定律。
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。
3.鉴别生物个体是否为纯合子或杂合子时，动物常用测交，植物常用自交；不断提高品种纯合度，连续自交并筛选，直到不发生性状分离；鉴别相对性状的显隐性常用杂交的方法。
4.孟德尔遗传定律仅适用于真核生物的细胞核遗传。
5.一般雄配子的数量远远多于雌配子的数量
第2章基因和染色体的关系
第1节
减数分裂和受精作用
1.间期，精原细胞体积增大，染色体复制，出现姐妹染色单体，成为初级精母细胞。
2.减数第一次分裂：
前期，同源染色体联会，形成四分体。
中期排列好以后，四分体中的非姐妹染色单体交叉互换。
3.减数第二次分裂：
是不存在同源染色体的，在减一中，同源染色体已经分离到两个次级精母细胞中。
中期排列好，后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开（消失）。
4.同源染色体，一条来自父方，一条来自母方。
5.联会，同源染色体两两配对的现象。
6.减数分裂后，一个精原细胞----一个初级精母细胞----两个次级精母细胞----四个精细胞
精细胞要经过复杂的变形才成为精子。
精子呈蝌蚪状，头部含有细胞核，尾长。
7.卵细胞是在卵巢中形成
8.卵原细胞增大，染色体复制，成为初级卵母细胞。
9.经过减数第一次分裂，形成次级精母细胞和第一极体。
10.减数第二次分裂，第一极体变成两个第二极体，次级精母细胞变成卵细胞和第二极体。
11.减数分裂和受精作用维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，同时配子的多样性和受精的随机性使后代呈现多样性，对于生物的遗传和变异，十分重要。
第2节基因在染色体上
1.基因和染色体行为的平行关系：
基因在杂交过程中保持完整性和独立性,染色体在配子形成和受精过程中也有相对形态的形态结构；在体细胞中基因成对存在,染色体也是成对的，在配子中只有成对的基因中的一个,成对的染色体也只有一条；体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方,同源染色体也是如此；非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减一后期也是自由组合的。
根据这个平行关系，萨顿推论：
基因在染色体上。
这叫做类比推理。
2.摩尔根选用果蝇作为实验材料。
因为果蝇容易饲养，繁殖快。
然后通过果蝇杂交实验，发现了白眼的性状总与性别有关，而设想该基因位于X染色体上，Y染色体上没有等位基因，所以XwY的雄果蝇和XWXW的雌果蝇杂交只会产生XWY或者XWXw的果蝇，w的性状表现不出来。
XWY和XWXw杂交，w只能在雄果蝇上表现出来，基因型有XWXW,XWY,XWXw,XwY。
后来摩尔根等人又用测交等方法进一步验证了这个设想。
摩尔根和他的学生们发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，说明了基因在染色体上呈线性排列。
3.孟德尔遗传规律的现代解释：
基因的分离定律的实质是：
在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
基因的自由组合定律的实质是：
位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
第3节伴性遗传
1.交叉遗传：
男性患者的X致病基因必然来自母亲，以后又必定传给女儿，这种遗传方式称交叉遗传。
属于伴X隐性遗传。
2.伴X隐性遗传病
特点：
①患者中男性多于女性（女性中同事含有两个患病基因才患病，男性中只要有一个致病基因就患病）②具有隔代交叉遗传现象。
母亲→儿子→孙女，父亲→女儿→外孙
③女性患者的父亲和儿子一定是患者，即“母病子必病，女病父必病”。
④男性正常，其母亲、女儿全都正常。
例如：
色盲、血友病、另外还有果蝇的红眼与白眼。
3.伴X显性遗传病
特点：
①女性患者多于男性患者。
②表现为代代相传，具有世代连续性。
③男患者的母亲和女儿一定患病。
（父患女必患，子患母必患）④女性正常，其父亲、儿子全都正常。
例如：
抗维生素D佝偻病
5.伴Y遗传
特点：
致病基因位于Y染色体上，只能在男性中表现出来，即：
父传子、子传孙，传男不传女。
例如：
外耳道多毛症
6.细胞质遗传（母系遗传）病
特点：
母正常则子女均正常，母患病则子女均患病
例如：
人线粒体肌病
7.其他遗传病（与性别无关）：
常染色体显性：
多指，并指，软骨发育不全；常染色体隐性：
镰刀型细胞贫血症，白化病，先天性聋哑，苯丙酮尿症；多基因遗传病：
原发性高血压，冠心病，哮喘病，青少年型糖尿病；染色体异常遗传病：
21三体综合征（先天愚型）
8.伴性遗传在生产实践中的作用：
根据雏鸡的羽毛特征分辨雌性雄性，多养母鸡多下蛋。
9.鸟类、鳞翅目昆虫以及某些两栖类、爬行类等属于ZW型性别决定。
雄：
ZZ雌：
ZW
第3章基因的本质
第1节DNA是主要的遗传物质
1.遗传物质除了DNA以外，还有RNA。
RNA病毒的遗传物质是RNA，因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
以下实验只能证明DNA是遗传物质，并没有证明DNA是主要的遗传物质。
23实验的思路都是把蛋白质和DNA分开。
2.1928年格里菲思的肺炎双球菌转化实验：
S型细菌（光滑型）--有毒R型细菌（粗糙型）--无毒
实验过程：
第一组给小鼠注射R型细菌，小鼠不死亡
第二组给小鼠注射S型细菌，小鼠死亡
第三组给小鼠注射加热后杀死的S型细菌，小鼠不死亡
第四组给小鼠注射杀死的S型细菌和R型活细菌，小鼠死亡
推论：
杀死的S型细菌中，有某种转化因子，将R型细菌转化为S型细菌。
3..1944年艾弗里实验（在格里菲斯的实验基础上进行的）：
第一组R型菌中加入S型菌的DNA培养，得到R型菌和S型菌
第二组R型菌中加入S型菌的蛋白质或者荚膜多糖，得到R型菌
第三组R型菌中加入S型菌的DNA和DNA酶，得到R型菌
结论：
证明了DNA才是使遗传物质
4.1952年赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验：
由于艾弗里的实验中，DNA的提取纯度最高也存在一部分蛋白质，仍有人持怀疑态度，赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记的新技术，完成了另一个具有说服力的实验。
实验过程：
用含有放射性同位素35S和32P的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体，得到DNA含有32P或蛋白质含有35S的噬菌体。
然后分别侵染违背标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心。
搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
实验结果：
用35S标记的一组，放射性同位素分布在上清液；用32P标记的一组，放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中。
结论：
被感染的大肠杆菌中的噬菌体内，含有被标记的DNA，没有被标记的蛋白质。
说明了DNA是真正的遗传物质。
第2节DNA分子的结构
1.1953年美国沃森和英国克里克构建了DNA的双螺旋结构模型。
2.DNA分子的结构：
两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：
A--T（2个氢键）/G--C（3个氢键）。
3.碱基之间的一一对应关系，叫做碱基互补配对原则。
第3节DNA的复制
1.DNA的复制过程：
这个过程通过半保留复制机制得以顺利完成.
DNA复制主要包括引发、延伸、终止三个阶段.
DNA的复制是一个边解旋边复制的过程.复制开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,这个过程叫解旋.然后,以解开的母链为模板,以周围环境中的四种脱氧核苷酸为原料,按照碱基配对互补配对原则,在DNA聚合酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链.随着解旋过程的进行,新合成的子链也不断地延伸,同时,每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构,从而各形成一个新的DNA分子.DNA解旋酶作用于氢键上；DNA聚合酶作用于磷酸二酯键上。
2.DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
第4节基因是由遗传效应的DNA片段
1.遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
DNA分子上分布着多个基因。
2.基因是有遗传效应的DNA片段。
基因位于染色体上。
第4章基因的表达
第1节基因指导蛋白质的合成
1.RNA一般是单链，而且比DNA短，能通过核孔，转移到细胞质中。
2.RNA有三种，信使RNA（mRNA）转运RNA（tRNA）核糖体RNA（rRNA）
3.将DNA非模板链的T改为U，就是转录出来的RNA。
4.mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，每三个这样的碱基称作一个密码子。
一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码的简并。
有的密码子不对应氨基酸，表示终止。
5.翻译是以mRNA为模板，氨基酸为底物在核糖体（rRNA）作用下合成蛋白质的过程。
6.通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
7.高度螺旋化的染色体上的基因是无法表达的，只有变成染色质才能转录。
首先mRNA与核糖体结合；
然后第一个tRNA带着氨基酸与mRNA结合；
然后第二个tRNA带着氨基酸与mRNA结合；
然后第一个氨基酸和第二个氨基酸之间脱水缩合形成肽键；
然后第一个tRNA就离开mRNA，第二个tRNA等第三个tRNA和mRNA结合后，把肽链接到第三个氨基酸上，离开mRNA。
最后链越来越长，最后识别到终止密码子，停止，肽链形成。
8.蛋白质合成示意图：
第2节基因对性状的控制
1.1957年克里克提出中心法则，遗传信息可以从DNA流向DNA（DNA的自我复制）；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。
后来人们发现了传统的中心法则的不足，补充了RNA流向DNA（逆转录）和RNA自我复制
2.基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，间接控制生物体的性状。
基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
基因与性状并不是线性关系。
3.细胞质基因：
线粒体和叶绿体中的基因叫做细胞质基因。
人体线粒体DNA的缺陷与数十种人类遗传病有关，例如运动失调，视网膜炎等，这些遗传病只能通过母亲遗传给后代。
第5章基因突变及其他变异
第1节基因突变和基因重组
1.镰刀型细胞贫血症的原因是，组成血红蛋白分子的多肽链上，发生了氨基酸的的替换，根本原因是DNA的替换。
2.DNA分子上碱基对的替换、增添和缺失，而引起编码区内基因结构改变是基因突变。
基因突变发生在配子中，可遗传；发生在体细胞中一般不能遗传，植物可以通过无性繁殖传递。
3.诱发基因突变的因素：
（1）物理诱变因素：
紫外线，射线及其他辐射能损伤DNA
（2）化学诱变因素：
亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基（3）生物诱变因素：
某些病毒和细菌，一些逆转录病毒，如乙肝病毒将其自身的DNA导入到人细胞DNA中，引起基因突变；（4）内因：
DNA复制过程中，基因内部的脱氧核苷酸的数量、顺序、种类发生了局部改变从而改变了遗传信息。
4.基因突变的特点：
普遍存在的；随机发生的、不定向的；自然状态下，频率很低。
5.基因突变的意义：
基因突变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。
6.基因重组包括两种情况，第一种是自由组合，第二种是四分体时期交叉互换。
基因重组必须是两对以上不同性状重新组合。
7.基因重组的意义：
基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要的意义。
第2节染色体变异
1.染色体变异是可以用显微镜直接观察到的，如染色体结构的改变、染色体数目的增减。
2.染色体结构的改变：
某一片段缺失；增加了某一片段；某一片段易位；某一片段颠倒。
会改变基因的排列顺序。
非同源染色体上基因交换是易位，一条染色体上叫颠倒。
3.染色体数目的变异：
一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少。
4.单倍体：
拥有本物种配子染色体数目的个体，与染色体组数无关
二倍体：
由受精卵发育而来，而且细胞内有两个染色体组
多倍体：
由受精卵发育而来，并且细胞内有两个以上的染色体组
4.人们常常采用人工诱导多倍体的方法来获得多倍体，培育新品种。
目前最常用有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗，原理是引起分裂中期的纺锤丝断裂，或抑制前期纺锤体的形成，结果到分裂后期染色体不能移向两极。
低温诱导同样是抑制纺锤体形成。
多倍体虽然无法产生后代，但是变异是遗传物质的变异属于可遗传变异，通过无性生殖传递。
5.单倍体植株长得弱小，而且高度不育，但是利用单倍体植株培育新物种却能明显缩短育种年限。
常采用花药离体培养的方法来获得单倍体植株，然后经过人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复正常植株的染色体数目，这样植株不仅正常生殖而且每对基因都是纯合的，自交产生的后代不会发生性状分离。
第3节人类遗传病
1.人类遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病，主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。
2.遗传病的监测和预防：
产前诊断是在胎儿出生前，通过羊水检查，B超检查，孕妇血细胞检查及基因诊断等手段，确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病，利用了DNA分子杂交技术（DNA探针检测）。
人类基因组计划HDP的实施对于人类疾病的诊治和预防有重要意义。
第六章从杂交育种到基因工程
第一节杂交育种与诱变育种
1.由于选择育种周期长，可选择的范围有限，所以人们探索出了杂交育种的方法。
2.杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。
但是只能利用已有的基因重组，进程缓慢，过程复杂。
基因的自由组合
3.诱变育种是利用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。
用这种方法提高了突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型，但是诱变育种有盲目性。
诱变育种在微生物育种方面，青霉菌的选育，大大提高了青霉素的产量。
第二节基因工程及其应用
1.基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。
定向地改造生物的遗传性状。
2.基因工程中用到的目的基因是自然界已有的，从而培育出的转基因生物只是产生新的基因型，不产生新的基因，所以说基因工程的原理是基因重组而不是基因突变。
3.基因工程的三种工具原理：
“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）生物体内能识别并切割特异的双链DNA序列的一种内切核酸酶。
“分子缝合针”——DNA连接酶
“分子运输车”——运载体，常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中，是拟核或细胞核外能够自主复制的小型环状DNA分子
4.基因工程的应用：
作物育种，通过基因工程获得高产稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种；药物研制，用基因工程高效率地生产出各种高质量、低成本的药品，如胰岛素、干扰素、白细胞介素、凝血因子、溶血栓剂及预防乙肝、霍乱、伤寒、疟疾的疫苗；环境保护，如转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水。
5.基因工程在给人类带来益处的同时，也使人们产生关于转基因生物的安全性等方面的担忧
6.课后题
既然基因工程与传统的杂交育种和诱变育种相比有许多优势，为什么现在仍有许多人搞杂交育种和诱变育种的研究呢？
很多生物的基因组目前并不清楚，因此，寻找目的基因仍是十分艰巨的工作。
此外，基因的提取、分离和转移需要昂贵的仪器设备。
而杂交育种和诱变育种作为常规育种方法，操作简便易行，是基因工程技术所不能取代的。
第7章现代生物进化理论
第1节现代生物进化理论的由来
1.拉马克的进化学说：
环境变化是物种变化的原因,而并不是环境选择性状；用进废退原则,由于要适应环境而发生向这种环境进化的变异；获得性遗传,即改变了的形状一定能以传给下一代；生物是由更古老的生物进化而来的，生物的种类是随着时间的推移而变化的。
2.达尔文的自然选择学说：
中心论点是：
物种是可变的．而且生物具有多样性和适应性。
自然选择学说的主要内容是：
（1）过度繁殖
（2）生存斗争（3）遗传和变异（4）适者生存
生存斗争是自然选择的过程，是生物进化的动力，而适者生存是自然选择的结果。
遗传和变异是基础，过度繁殖是前提，生存斗争是手段，适者生存是结果。
4.自然选择学说的局限性：
对于遗传和变异的本质，不能做出科学的解释；对生物进化的解释局限在个体水平；强调物种形成都是渐变的过程，不能很好的解释物种大爆发等现象。
5.进化理论的发展：
人们逐渐认识到遗传和变异的本质；对于自然选择的作用以生物为个体发展到以种群为基本单位。
这样就形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。
第2节现代生物进化理论的主要内容（绿色）
1、种群基因频率的改变与生物进化
1.种群是生物进化的单位，个体（表现型）是自然选择的对象，而不是有利基因或者种群
2.基因库：
一个种群的全部个体所含有的全部基因。
3.通过基因型频率可以计算基因频率，但是无法通过基因频率计算基因型频率。
基因频率等于该基因占全部等位基因的比值，性染色体X上的等位基因不包括Y的数量。
4.生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。
基因频率变化，不一定形成新物种，但是是形成新物种的前提
5.基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化，没有基因突变就不可能发生进化。
可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。
基因突变和染色体变异统称为突变。
突变和重组都是随机的不定向的，因此它们提供了生物进化的原材料（必须是突变，不能写成基因突变），不能决定生物进化的方向。
6.在自然选择的作用下，种群的基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
2、隔离与物种的形成
1.能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。
2.生殖隔离指由于各方面的原因，使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配，或者即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制。
3.地理隔离不一定会产生新物种，生殖隔离新物种形成的必要条件。
4.隔离，自然选择，可遗传变异共同构成了物种形成的基本环节。
5.基因频率改变,基因型频率一定改变.但是：
基因型频率改变,基因频率不一定改变。
6.基因突变产生新的基因，可能会导致基因频率的改变，不是一定。
三、共同进化与生物多样性的形成
1.不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。
2.生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物（动物、植物、微生物）物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。
它包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。
3.生物多样性是生物进化的结果。
4.生物的进化十分复杂，现有的进化理论不能解释的问题很多，生物进化理论在不断发展。
传感器的动态特性
动态特性是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。
只要输入量是时间的函数，则其输出量必将是时间的函数。
研究动态特性的标准输入形式有三种，即正弦、阶跃和线性，而经常使用的是前两种。
•零阶传感器动态特性指标
零阶传感器，其输入量无论随时间如何变化，其输出量的幅值总是与输入量成确定的比例关系，在时间上也不滞后，幅角φ等于零。
所以零阶传感器的动态特性指标就是静态特性指标。
•一阶传感器动态特性指标一阶传感器动态特性指标有：
静态灵敏度和时间常数τ。
如果时间常数τ越小，系统的频率特性就越好。
在弹簧阻尼系统中，就要求系统的阻尼系数小，而弹簧刚度要大。
二阶传感器的传递函数：
由于大多数传感器均为二阶系统,所以我们要专门讨论二阶系统的阶跃响应。
根据二阶系统相对阻尼系数的大小，将其二阶响应分成三种情况：
既>1时过阻尼；=1时临界阻尼；<1时的欠阻尼。
在一定的值下，欠阻尼系统比临界阻尼系统更快地达到稳态值；过阻尼系统反应迟钝，动作缓慢，所以一般传感器都设计成欠阻尼的，一般取值为0.6~0.8
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