高中生物高考2021年高考二轮生物复习知识清单：09基因表达和变异

专题9 基因的表达和变异

一、基因

1．概念：有遗传效应的DNA片段

2．特性：①多样性：碱基排列顺序的不同     

②特异性：每个基因的碱基都有特定排列顺序

3．功能：（DNA功能）

①储存遗传信息    ②传递遗传信息（复制）   ③表达遗传信息（合成蛋白质）

4．表达——指导蛋白质合成         转录               翻译

DNA—————>  RNA——————>蛋白质

 碱基数6：        碱基数3：       氨基酸数1

时间：生长发育的连续过程中

★1.密码子： mRNA上连续三个碱基，有64种。决定氨基酸的密码子有61种

2.反密码子：tRNA上3个与密码子配对的碱基，61种（3种终止密码子不决定氨基酸）

3.一种密码子对应一种氨基酸。一种氨基酸对应一个或多个密码子（密码子的简并性）

5．基因控制性状的两种方式

①基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 

②基因通过控制酶的合成来控制代谢过程间接控制生物性状

二、中心法则（克里克）

1.意义：揭示了遗传信息的传递的一般规律，体现了DNA的两大基本功能  传递、表达遗传信息

2.各类生物遗传信息的传递过程

真核生物、原核生物

a、DNA病毒（同上）

b、RNA病毒 （只有RNA病毒中才有逆转录和RNA复制）

三、变异    不可遗传变异  

                         基因突变       

           可遗传变异   基因重组

   染色体变异

（一）基因突变

1.概念：DNA分子中碱基对的增添，丢失或替换而引起的基因结构的改变。

2.时期：DNA复制，有丝分裂间期或减数第一次分裂间期

3.特点：普遍性（所有生物都会发生，包括病毒）

        随机性（随时，随地），低频性

不定向性（可逆的），多害少利性

4.结果：产生该基因的等位基因，即新基因.

5.意义：是生物变异的根本来源，是生物进化的初始原材料          

6.基因突变不一定传递给后代：

①体细胞基因突变，不能通过有性生殖传给后代，植物可以通过无性生殖传给后代

②生殖细胞基因突变可能通过有性生殖传给后代

（二）基因重组

1.概念：生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合

①减Ⅰ后期：非同源染色体上的非等位基因自由组合

②减Ⅰ四分体时期：同源染色体上的非等位基因随着交叉互换而重新组合

③基因工程（分子水平）：克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改变生物的性状，发生在不同种生物之间

2.意义：是生物变异的来源，是形成生物多样性的重要原因之一，对生物进化有重要意义。

（三）染色体变异

1、染色体组

概念：细胞中一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。

★判断方法：

①根据染色体形态判断：   相同形态的染色体有几条，就有几个染色体组

②根据基因型判断：同一个字母有几个（不分大小写），就有几个染色体组，如AAaaBBBb 4个染色体组

2、单倍体：由配子直接发育而来的个体（植株矮小，高度不育）如雄蜂

二倍体：由受精卵发育而来，体细胞有2个染色体组的个体为二倍体。

多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的。

特点：①茎秆粗壮，叶片果实、种子比较大、糖类、蛋白质等营养物质含量丰富，发育延迟，结实率低

方法：低温或一定浓度的用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

原理：抑制纺锤体形成，导致染色体不能移向两级，细胞不能分裂2个子细胞。 （着丝点会分裂）

★ 三体：只有1对同源染色体有三个染色体；三倍体：每对同源染色体都有三条

体细胞中只有一个染色体组一定为单倍体，但单倍体有一个或多个染色体组

（四）几种育种方法的比较

1.快速育种：单倍体育种                原理：染色体变异

2.果实大、营养丰富：多倍体育种        原理：染色体变异

3.操作简单：杂交育种                  原理：基因重组

4.要求新的性状：诱变育种、基因工程   原理：基因突变、基因重组

5.定向改造性状：基因工程育种  原理：基因重组

1．无籽西瓜的培育

（1）需两年才能获得，但不需年年制种。

①利用无性繁殖，将三倍体西瓜植株进行组织培养获得大量组培苗

②利用生长素或生长素类似物处理二倍体未授粉的雌蕊 （需套袋处理）

四、人类遗传病

1．类型：单基因遗传病：受一对等位基因控制

多基因遗传病：受两对以上的等位基因控制

染色体异常遗传病：由染色体异常

2．监测与预防措施

（1）预防措施：禁止近亲结婚：能有效预防隐性遗传病（直系血缘及三代以内旁系血亲）

（2）监测

①进行遗传咨询（结婚后，怀孕前、中）

②开展产前诊断

ａ、Ｂ超检查（外观、性别）——个体水平

ｂ、孕妇血细胞检查——细胞水平　              　

C、羊水检查（染色体异常检查）——染色体水平                                                             

d.、基因检测（判断单基因和多基因遗传病）——分子水平：DNA分子杂交技术，基因探针检测

3．调查：（1）调查某种遗传病的发病率，在全部人群中随机调查。

（2）调查某种遗传病的遗传方式，在患者家系中调查。

4．人类基因组计划（HGP）：①测定人类基因组的全部DNA序列    ②测定：24条染色体的基因

五、生物的进化

（一）现代生物进化理论的进来

1、拉马克的进化学说：①生物不是神创造的，生物是进化的。

②生物是由低等向高等进化的（方向）。   ③用进废退和获得性遗传是生物不断进化的主要原因。

2、达尔文的自然选择学说

⑴主要内容： 过度繁殖——生物进化的基础（自然选择的基础）                                        

生存斗争——生物进化的动力、手段        

 遗传变异——生物进化的内因

 适度生存——生物进化的结果（自然选择的结果）

⑵意义：   ①科学地解释生物进化的原因    ②科学地解释生物的多样性和适度性

⑶局限性： ①未能解释遗传变异的本质      ②对生物进化的解释局限于个体水平             

⑷用自然选择学说解释害虫抗药性增强的原因  

生物在繁殖后代的过程中产生了很多变异，有抗药性的变异和不抗药性的变异，农药对生物的变异进行了选择，具有抗药性的变异个体生存下来并产生后代，不具有抗药性变异的个体则被淘汰，这样，一代代选择并积累下去，使抗药性个体数量越来越多．    

（二）现代生物进化理论的主要内容（核心：自然选择学说）

1、基本单位：种群（进化和繁殖的基本单位）

2、实质是：种群基因频率的改变

3、原材料：突变和基因重组 

4、自然选择决定生物进化的方向

  在自然选择下种群基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定方向进化

5、物种形成的三个基本环节（变异）
  （1）突变和基因重组—— >自然选择——> 隔离——>新物种      

（2）隔离是新物种形成的必要条件，生殖隔离是新物种形成的标志。

   隔离：在自然条件下基因不能自由交流的现象

生殖隔离：个体不能自由交配或者交配后不能产生可育后代

地理隔离不一定产生生殖隔离（东北虎、华南虎）

生殖隔离（新物种）一般需要经过地理隔离（多倍体的形成不经过地理隔离）

（三）生物进化与生物多样性的形成

（1）生物多样性的内容：基因多样性（遗传多样性），物种多样性，生态系统多样性。

（2）生物多样性的形成是生物共同进化的结果，生物多样性的产生加速了生物进化。

（3）共同进化：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

附：基因频率

（1）种群基因库：一个种群中的全部个体含有的全部基因。

（2）基因频率：在一个种群基因库中，某个基因与全部等位基因数的比率  A%=A/(A+a)

（3）基因频率：基因型频率的计算

A%+a%=1    AA%+Aa%+aa%=1

例1： AA 30个 Aa 60个  aa 10 个，则：

  A%=(30*2+60*1)/200=60% ， a%=40%， AA%=30/100=30%

例2：男女各200人，女色盲携带15人，患者5人，男患11人，求色盲基因频率？

  Xb=Xb/（Xb+XB）=(15*1+5*2+11*1)/(200*2+200*1)=6%

例3：已知AA%,Aa%，aa%其中二个或三个，求A%,a%

A%=AA%+1/2Aa%     a%=aa%+1/2Aa%

★有性生殖的自然种群，如果符合以下5个条件：

种群大     种群内个体之间随即交配（自由交配）   没有迁出和迁入

没有突变    没有自然选择（即AA  Aa  aa三种基因型个体生存能力完全相同）

用哈代温伯格定律，在每一代的遗传中基因频率不变

（p+q）2 = p2 + 2pq + q2    即，A%+a% =AA%+Aa%+ aa%

★以上5个条件改为自交，基因频率不变，基因型频率改变（AA  aa上升，Aa下降）