細胞的減數(shù)分裂

1)減數(shù)分裂的概念

減數(shù)分裂是進行有性生殖的生物在產(chǎn)生成熟生殖細胞時，進行的染色體數(shù)目減半的細胞分裂。

2)減數(shù)分裂過程中染色體的變化

在減數(shù)分裂過程中染色體只復(fù)制一次，而細胞分裂兩次。減數(shù)分裂的結(jié)果是，成熟生殖細胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細胞的減少一半。

配子(列如：精子、卵細胞)的形成過程

1)精子與卵細胞形成的過程及特征

P17圖2-2，P20圖2-5

書本18-19全部內(nèi)容

2)配子的形成與生物個體發(fā)育的聯(lián)系

減數(shù)分裂形成的精子和卵細胞，必須相互結(jié)合，形成受精卵，才能發(fā)育成新個體。

受精過程

1)受精作用的特點和意義

特點：受精作用是卵細胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。

受精卵中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細胞的數(shù)目，其中有一半的染色體來自精子(父方)，另一半來自卵細胞(母方)。

意義：受精作用對維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異都是十分重要的。

15

2)減數(shù)分裂和受精作用對于生物遺傳和變異的重要作用

由于減數(shù)分裂形成的配子，染色體組成具有多樣性，導(dǎo)致不同配子遺傳物質(zhì)的差異，加上受精過程中卵細胞和精子結(jié)合的隨機性，同一雙親的后代必然呈現(xiàn)多樣性。這種多樣性有利于生物在自然選擇中進化，體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。就進行有性生殖的生物來說，減數(shù)分裂和受精作用對維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異都是十分重要的。

2.2遺傳的分子基礎(chǔ)

人類對遺傳物質(zhì)的探索過程

1.20世紀(jì)20年代，大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。

2.1928年后艾弗里通過肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗提出不同當(dāng)時大多數(shù)科學(xué)家的觀點：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。(P43-44)

3.1952年赫爾希和蔡斯完成了噬菌體侵染實驗，使人們才確信DNA是遺傳物質(zhì)。

因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。

DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點

1.DNA分子是由兩條鏈組成。這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。

2.DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架;堿基排列在內(nèi)側(cè)

3.兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對具有一定的規(guī)律：A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)配對;G(鳥嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對。堿基之間這中一一對應(yīng)的關(guān)系叫做堿基互補配對原則

基因和遺傳信息的關(guān)系

1)DNA分子的多樣性和特異性

多樣性：遺傳信息蘊藏在四種堿基的排列順序之中;堿基排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的多樣性

特異性：堿基的特定的排列順序，構(gòu)成了每一個DNA分子的特異性。

2)DNA、基因和遺傳信息

基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，遺傳信息蘊藏在DNA上的四種堿基排列順序之中。

DNA分子的復(fù)制

1)DNA分子復(fù)制的過程及特點

過程：DNA的復(fù)制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。這一過程是在細胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期，隨著染色體的復(fù)制而完成的。

復(fù)制開始時，DNA分子首先利用細胞提供的能量在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙

鏈解開，這個過程叫做解旋(P54圖3-11)。然后以解開的每一段母鏈為模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用細胞中游離的四種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，各自合成與母鏈互補的一段子鏈。隨著模板鏈解旋過程的進行，新合成的子鏈也在不斷的延伸。同時，每條新鏈與其對應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。

特點：復(fù)制結(jié)束后，一個DNA分子就形成了兩個完全相同的DNA分子，通過細胞分裂分配到子細胞中去。

2)DNA分子復(fù)制的實質(zhì)及意義

17

實質(zhì)：DNA分子的復(fù)制是一個邊解旋邊復(fù)制的過程，復(fù)制需要模板、原料、能量和酶等基本條件。DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板，通過堿基互補配對，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確的進行。

意義：DNA分子通過復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。

遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯

轉(zhuǎn)錄：RNA在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成的過程。(P63圖4-4)

翻譯：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。(P66圖4-5、4-6)

2.3遺傳的基本規(guī)律

孟德爾遺傳遺傳的科學(xué)方法

一、選材好(豌豆);二、實驗方法好(由簡單到復(fù)雜);三、數(shù)學(xué)統(tǒng)計分析;四、假說演繹法(測交)。

基因的分離規(guī)律和自由組合定律

1)生物的性狀及表現(xiàn)方式

相對性狀：一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型。

孟得爾把子一代中顯現(xiàn)出來的性狀，叫做顯性性狀;未表現(xiàn)出來的性狀，叫做隱性性狀。

2)遺傳分離定律

在雜合體的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性;在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而離開，分別進入兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。

3)遺傳自由組合定律

18

位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的;在減數(shù)分裂的過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。

基因與性狀的關(guān)系

1)基因?qū)π誀畹目刂?/p>

一、基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。

例：人的白化癥狀是由于控制酪氨酸酶的基因異常而引起的。

二、基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。

例：囊性纖維病是基因改變，使這個基因?qū)��?yīng)的蛋白質(zhì)改變。

2)基因與染色體的關(guān)系

一、薩頓認(rèn)為基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。

二、摩爾根認(rèn)為一條染色體上應(yīng)該有許多個基因。 三、摩爾根確定基因在染色體上呈線性排列。 伴性遺傳 1)伴性遺傳及其特點 基因位于性染色體上，所以遺傳上總是和性別相關(guān)聯(lián)，這種現(xiàn)象叫做伴性遺傳。

2)常見幾種遺傳病及其特點

X染色體上的隱性基因的遺傳(紅綠色盲)特點是：男性紅綠色盲基因只能從母親那里傳來，以后只能傳給女兒。這種遺傳特點在遺傳學(xué)上叫做交叉遺傳。(P35頁表2-1、圖2-12、13、14、15)

19

X染色體上的顯性基因的遺傳(抗維生素D佝僂病)特點是：，女性多于男性，但部分女性患者病癥較輕。男性患者與正常女性結(jié)婚的后代中，女性都是患者，男性正常。

2.4生物的變異

基因重組及意義

1)基因重組的概念及實例

概念：基因重組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重新組合。

實例：人的同卵雙胞胎，由于基因重組的相同，形狀十分相像。

貓由于基因重組而產(chǎn)生的毛色變異。

2)基因重組的意義

基因重組是生物變異的來源之一，對生物的進化有重要意義。

基因突變的特征和原因

1)基因突變的概念、原因、特征

概念：DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。

原因：外因：物理因素、化學(xué)因素和生物因素。

內(nèi)因：在沒有外來因素影響時，基因突變由于DNA分子復(fù)制偶爾發(fā)生錯誤、DNA的堿基組成發(fā)生改變等原因自發(fā)產(chǎn)生。

特征：1.基因突變在生物界中是普遍存在的。

2.基因突變是隨機發(fā)生的、不定向的。

3.在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。2)基因突變的意義

它是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，是生物進化的原始材料。

染色提結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異

染色體結(jié)構(gòu)的改變，都會是排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異(P85-86圖5-5、5-6)。

染色體數(shù)目的變異可以分為兩類：一類是細胞內(nèi)個別染色體的增加或減少，另一類是細胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍的增加或減少。