高中必修二生物知識點歸納第1篇第6章從雜交育種到基因工程第一節雜交育種與誘變育種一、各種育種方法的比較第二節基因工程及其應用一、基因工程1、概念:基因工程又叫基因拼接技術或DNA重組技術。人們意愿,把下面是小編為大家整理的高中必修二生物知識點歸納6篇,供大家參考。
第6章從雜交育種到基因工程
第一節 雜交育種與誘變育種
一、各種育種方法的比較
第二節 基因工程及其應用
一、基因工程
1、概念:基因工程又叫基因拼接技術或DNA重組技術。人們意愿,把一種生物的某種基因提取出來,加以修飾改造,放到另一種生物的細胞里,定向地改造生物的遺傳性狀。
2、原理:基因重組
3、結果:定向地改造生物的遺傳性狀,獲得人類所需要的品種。
二、基因工程的工具
1、基因的“剪刀”—限制性核酸內切酶(簡稱限制酶)
(1)特點:具有專一性和特異性,即識別特定核苷酸序列,切割特定切點。
(2)作用部位:磷酸二酯鍵
2、基因的“針線”——DNA連接酶
(1)作用:將互補配對的兩個黏性末端連接起來,使之成為一個完整的DNA分子。
(2)連接部位:磷酸二酯鍵
3、基因的運載體
(1)定義:能將外源基因送入細胞的工具就是運載體。
(2)種類:質粒、噬菌體和動植物病毒。
三、基因工程的操作步驟
1、提取目的基因
2、目的基因與運載體結合
3、將目的基因導入受體細胞
4、目的基因的檢測和鑒定
四、基因工程的應用
1、基因工程與作物育種:轉基因抗蟲棉、耐貯存番茄、耐鹽堿棉花、抗除草作物、轉基因奶牛、超級綿羊等等
2、基因工程與藥物研制:干擾素、白細胞介素、溶血栓劑、凝血因子、疫苗
3、基因工程與環境保護:超級細菌
五、轉基因生物和轉基因食品的安全性
兩種觀點是:
1、轉基因生物和轉基因食品不安全,要嚴格控制
2、轉基因生物和轉基因食品是安全的,應該大范圍推廣。
細胞質遺傳
①細胞質遺傳的特點:母系遺傳(原因:受精卵中的細胞質幾乎全部來自母細胞);后代沒有一定的分離比(原因:生殖細胞在減數分裂時,細胞質中的遺傳物質隨機地、不均等地分配到子細胞中去).
②細胞質遺傳的物質基礎:在細胞質內存在著DNA分子,這些DNA分子主要位于線粒體和葉綠體中,可以控制一些性狀.
記憶點:
卵細胞中含有大量的細胞質,而精子中只含有極少量的細胞質,這就是說受精卵中的細胞質幾乎全部來自卵細胞,這樣,受細胞質內遺傳物質控制的性狀實際上是由卵細胞傳給子代,因此子代總表現出母本的性狀.
細胞質遺傳的主要特點是:母系遺傳;后代不出現一定的分離比.細胞質遺傳特點形成的原因:受精卵中的細胞質幾乎全部來自卵細胞;減數分裂時,細胞質中的遺傳物質隨機地、不均等地分配到卵細胞中.細胞質遺傳的物質基礎是:葉綠體、線粒體等細胞質結構中的
細胞核遺傳和細胞質遺傳各自都有相對的獨立性.這是因為,盡管在細胞質中找不到染色體一樣的結構,但質基因和核基因一樣,可以自我復制,可以通過轉錄和翻譯控制蛋白質的合成,也就是說,都具有穩定性、連續性、變異性和獨立性.但細胞核遺傳和細胞質遺傳又相互影響,很多情況是核質互作的結果.
人類遺傳病與優生
(1)優生的措施:禁止近親結婚、進行遺傳咨詢、提倡適齡生育、產前診斷.
(2)禁止近親結婚的原因:近親結婚的夫婦從共同祖先那里繼承同一種致病基因的機會大大增加,所生子女患隱性遺傳病的概率大大增加.
記憶點:
多指、并指、軟骨發育不全是單基因的常染色體顯性遺傳病;抗維生素D佝僂病是單基因的X染色體顯性遺傳病;白化病、苯丙酮尿癥、先天性聾啞是單基因的常染色體隱性遺傳病;進行性肌營養不良、紅綠色盲、血友病是單基因的X染色體隱性遺傳病;唇裂、無腦兒、原發性高血壓、青少年型糖尿病等屬于對基因遺傳病;另外染色體遺傳病中常染色體病有21三體綜合癥、貓叫綜合癥等;性染色體病有性腺發育不良等.
第四章 基因的表達
第一節 基因指導蛋白質的合成
一、RNA的結構:
1、組成元素:C、H、O、N、P
2、基本單位:核糖核苷酸(4種)
3、結構:一般為單鏈
二、基因:是具有遺傳效應的DNA片段。主要在染色體上
三、基因控制蛋白質合成:
1、轉錄:
(1)概念:在細胞核中,以DNA的一條鏈為模板,按照堿基互補配對原則,合成RNA的過程。(注:葉綠體、線粒體也有轉錄)
(2)過程:①解旋;②配對;③連接;④釋放
(3)條件:模板:DNA的一條鏈(模板鏈)
原料:4種核糖核苷酸
能量:ATP
酶:解旋酶、RNA聚合酶等
(4)原則:堿基互補配對原則(A—U、T—A、G—C、C—G)
(5)產物:信使RNA(mRNA)、核糖體RNA(rRNA)、轉運RNA(tRNA)
2、翻譯:
(1)概念:游離在細胞質中的各種氨基酸,以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。(注:葉綠體、線粒體也有翻譯)
(2)過程:(看書)
(3)條件:
模板:mRNA
原料:氨基酸(20種)
能量:ATP
酶:多種酶
搬運工具:tRNA
裝配機器:核糖體
(4)原則:堿基互補配對原則
(5)產物:多肽鏈
3、與基因表達有關的計算
基因中堿基數:mRNA分子中堿基數:氨基酸數 = 6:3:1
4、密碼子
①概念:mRNA上3個相鄰的堿基決定1個氨基酸。每3個堿基為1個密碼子。
②特點:專一性、簡并性、通用性
③密碼子 起始密碼:AUG、GUG(64個)
終止密碼:UAA、UAG、UGA
注:決定氨基酸的密碼子有61個,終止密碼不編碼氨基酸。
第2節 基因對性狀的控制
一、中心法則及其發展
1、提出者:克里克
2、內容:
二、基因控制性狀的方式:
(1)間接控制:通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物的性狀;如白化病、淀粉的圓粒和皺粒等。
(2)直接控制:通過控制蛋白質結構直接控制生物的性狀。如囊性纖維病、鐮刀型細胞貧血等。
注:生物體性狀的多基因因素:基因與基因;基因與基因產物;與環境之間多種因素存在復雜的相互作用,共同地精細的調控生物體的性狀。
基因工程簡介
(1)基因工程的概念
標準概念:在生物體外,通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”,對生物的基因進行改造和重新組合,然后導入受體細胞內進行無性繁殖,使重組細胞在受體細胞內表達,產生出人類所需要的基因產物.
通俗概念:按照人們的意愿,把一種生物的個別基因復制出來,加以修飾改造,然后放到另一種生物的細胞里,定向地改造生物的遺傳性狀.
(2)基因操作的工具
基因的剪刀——限制性內切酶(簡稱限制酶).
①分布:主要在微生物中.
②作用特點:特異性,即識別特定核苷酸序列,切割特定切點.
③結果:產生黏性未端(堿基互補配對).
基因的針線——DNA連接酶.
①連接的部位:磷酸二酯鍵,不是氫鍵.
②結果:兩個相同的黏性未端的連接.
基困的運輸工具——運載體
①作用:將外源基因送入受體細胞.
②具備的條件:a、能在宿主細胞內復制并穩定地保存.b、 具有多個限制酶切點.
c、有某些標記基因.
③種類:質粒、噬菌體和動植物病毒.
④質粒的特點:質粒是基因工程中最常用的運載體.
(3)基因操作的基本步驟
提取目的基因
目的基因概念:人們所需要的特定基因,如人的胰島素基因、抗蟲基因、抗病基因、干擾素基因等.
提取途徑:
目的基因與運載體結合
用同一種限制酶分別切割目的基因和質粒DNA(運載體),使其產生相同的黏性末端,將切割下的目的基因與切割后的質?;旌?并加入適量的DNA連接酶,使之形成重組DNA分子(重組質粒)
將目的基因導入受體細胞
常用的受體細胞:大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌、酵母菌、動植物細胞
目的基因檢測與表達
檢測方法如:質粒中有抗菌素抗性基因的大腸桿菌細胞放入到相應的抗菌素中,如果正常生長,說明細胞中含有重組質粒.
表達:受體細胞表現出特定性狀,說明目的基因完成了表達過程.如:抗蟲棉基因導入棉細胞后,棉鈴蟲食用棉的葉片時被殺死;胰島素基因導入大腸桿菌后能合成出胰島素等.
(4)基因工程的成果和發展前景 基因工程與醫藥衛生基因工程與農牧業、食品工業
基因工程與環境保護
記憶點:
作為運載體必須具備的特點是:能夠在宿主細胞中復制并穩定地保存;具有多個限制酶切點,以便與外源基因連接;具有某些標記基因,便于進行篩選.質粒是基因工程最常用的運載體,它存在于許多細菌以及酵母菌等生物中,是能夠自主復制的很小的環狀DNA分子.
基因工程的一般步驟包括:①提取目的基因 ②目的基因與運載體結合 ③將目的基因導入受體細胞 ④目的基因的檢測和表達.
重組DNA分子進入受體細胞后,受體細胞必須表現出特定的性狀,才能說明目的基因完成了表達過程.
區別和理解常用的運載體和常用的受體細胞,目前常用的運載體有:質粒、噬菌體、動植物病毒等,目前常用的受體細胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌、酵母菌和動植物細胞等.
基因診斷是用放射性同位素、熒光分子等標記的DNA分子做探針,利用DNA分子雜交原理,鑒定被檢測標本的遺傳信息,達到檢測疾病的目的.
基因治療是把健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中,達到治療疾病的目的.
第5章 基因突變及其他變異
第一節 基因突變和基因重組
一、生物變異的類型
不可遺傳的變異(僅由環境變化引起)
可遺傳的變異(由遺傳物質的變化引起)
二、可遺傳的變異
(一)基因突變
1、概念:DNA分子中發生堿基對的替換、增添和缺失,而引起的基因結構的改變,叫做基因突變。
2、原因:
物理因素:X射線、紫外線、r射線等;
化學因素:亞硝酸鹽,堿基類似物等;
生物因素:病毒、細菌等。
3、特點:a、普遍性 b、隨機性c、低頻性 d、多數有害性 e、不定向性
注:體細胞的突變不能直接傳給后代,生殖細胞的可能
4、意義:
是新基因產生的途徑;
是生物變異的根本來源;
是生物進化的原始材料。
(二)基因重組
1、概念:是指在生物體進行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合。
2、類型:
a、非同源染色體上的非等位基因自由組合
b、四分體時期非姐妹染色單體的交叉互換
第二節 染色體變異
一、染色體結構變異:
實例:貓叫綜合征(5號染色體部分缺失)
類型:缺失、重復、倒位、易位(看書并理解)
二、染色體數目的變異
1、類型
個別染色體增加或減少:
實例:21三體綜合征(多1條21號染色體)
以染色體組的形式成倍增加或減少:
實例:三倍體無子西瓜
二、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染色體組。
(2)特點:
①一個染色體組中無同源染色體,形態和功能各不相同;
②一個染色體組攜帶著控制生物生長的全部遺傳信息。
(3)染色體組數的判斷:
① 染色體組數= 細胞中形態相同的染色體有幾條,則含幾個染色體組
② 染色體組數= 基因型中控制同一性狀的基因個數
3、單倍體、二倍體和多倍體
由配子直接發育成的個體叫單倍體。
有受精卵發育成的個體,體細胞中含幾個染色體組就叫幾倍體。
三、染色體變異在育種上的應用
1、多倍體育種:
方法:用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗。
(原理:能夠抑制紡錘體的形成,導致染色體不分離,從而引起細胞內染色體數目加倍)
原理:染色體變異
實例:三倍體無子西瓜的培育;
優缺點:培育出的植物器官大,產量高,營養豐富,但結實率低,成熟遲。
2、單倍體育種:
方法:花粉(藥)離體培養
原理:染色體變異
實例:矮桿抗病水稻的培育
優缺點:后代都是純合子,明顯縮短育種年限,但技術較復雜。
第五節 人類遺傳病
一、人類遺傳病與先天性疾病區別:
l 遺傳?。河蛇z傳物質改變引起的疾病。(可以生來就有,也可以后天發生)
l 先天性疾?。荷鷣砭陀械募膊?。(不一定是遺傳病)
二、人類遺傳病產生的原因:人類遺傳病是由于遺傳物質的改變而引起的人類疾病
三、人類遺傳病類型
(一)單基因遺傳病
1、概念:由一對等位基因控制的遺傳病。
2、原因:人類遺傳病是由于遺傳物質的改變而引起的人類疾病
3、特點:呈家族遺傳、發病率高(我國約有20%--25%)
4、類型:
(三)染色體異常遺傳病(簡稱染色體病)
1、概念:染色體異常引起的遺傳病。(包括數目異常和結構異常)
2、類型:
常染色體遺傳病
結構異常:貓叫綜合征
數目異常:21三體綜合征(先天智力障礙)
性染色體遺傳?。盒韵侔l育不全綜合征(XO型,患者缺少一條 X染色體)
四、遺傳病的監測和預防
1、產前診斷:羊水檢查、孕婦血細胞檢查、B超、絨毛細胞檢查、基因診斷
2、遺傳咨詢:在一定的程度上能夠有效的預防遺傳病的產生和發展
五、實驗:調查人群中的遺傳病
注意事項:
1、調查遺傳方式——在家系中進行
2、調查遺傳病發病率——在廣大人群隨機抽樣
注:調查群體越大,數據越準確
六、人類基因組計劃:
測定人類基因組的全部DNA序列,解讀其中包含的遺傳信息。
需要測定22+XY共24條染色體