只有高效的学习方法,才可以很快的掌握知识的重难点。有效的读书方式根据规律掌握方法,不要一来就死记硬背,先找规律,再记忆,然后再学习,就能很快的掌握知识。为您带来了5篇《高二生物教案设计》,亲的肯定与分享是对我们最大的鼓励。
高二生物优秀教案 篇一
教学目标
一、知识方面
1、使学生理解矿质元素的概念,了解植物必需的矿质元素的种类和来源
2、使学生理解根对矿质元素离子的吸收过程及其与植物根细胞呼吸作用之间的密切关系
3、使学生理解根吸收矿质元素离子与根吸水的联系和区别
4、使学生了解矿质元素在植物体内的存在形式、运输方式和利用特点
5、使学生了解合理施肥、无土栽培原理和实用。
二、能力方面
通过引导学生分析根对矿质元素离子的吸收过程与呼吸作用的关系以及分析影响根吸收矿质离子的环境因素,训练学生分析实验和实际问题的能力。
三、情感、态度、价值观方面
通过在教学中介绍合理施肥、无土栽培原理和实用,增加学生学以致用的意识;培养学生关注科学、技术在现代农业生产中的应用,对学生进行生命科学价值观的教育。
教学建议
教材分析
教材主要讲述了植物必需的矿质元素、根对矿质元素离子的吸收、矿质元素的运输和利用、合理施肥以及无土栽培的基础知识。
1、植物必需的矿质元素
教材在第一章中已经学习过组成生物体的化学元素基础上讲述了:
(1)什么是矿质元素
将植物烘干后充分燃烧,植物体中的C、H、O、N元素会以二氧化碳、水分、分子态氮和氮的氧化物等气体形式散失,而矿质元素以氧化物的形式存在于灰分中,所以矿质元素元素也叫做灰分元素,它们主要是由根系从土壤中吸收,氮元素虽在燃烧过程中散失,不存在于灰分中,但是氮与其它矿质元素一样,也是植物从土壤中以无机盐的形式吸收来的,因此,也将氮归于矿质元素一类。
(2)什么是植物必需的矿质元素
目前,科学家确定的植物必需的矿质元素有13种,其中N、P、S、K、Ca、Mg等6种属于大量元素,Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl等7种属于微量元素。
(3)简要地讲述了确定植物必需的矿质元素的方法
在人工配制的培养液中,除去某一种矿质元素后,植物的生长发育不正常了,而补充这种矿质元素后,植物的生长发育又恢复正常的状态,就说明这种矿质元素是植物必需的矿质元素。
2、根对矿质元素离子的吸收
教材主要从植物吸收矿质元素的器官、植物吸收矿质元素的主要部位、矿质元素的存在形式、矿质元素被植物吸收的形式、根吸收矿质元素的过程几个方面介绍了植物对矿质元素离子吸收,其中根吸收矿质元素的过程是重点,也是难点,这个过程教材概括为两步:首先矿质元素离子通过交换吸附到根细胞表面;然后吸附在根细胞表面的离子通过主动运输进入细胞内。
教材特别强调了根对矿质元素离子吸收与根细胞呼吸作用的密切关系。
3、矿质元素的运输和利用
(1)矿质元素的运输
教材简要讲述了矿质元素进入根毛以后如何最终进入导管和矿质元素如何被利用的知识。教材还通过列举科学家所做的实验强调了根对矿质元素离子的吸收与根对水分的吸收是两个相对独立的过程,即植物运输水分和运输矿质元素是一个同一过程;而植物吸收水和植物吸收矿质元素离子不是同一过程,因此蒸腾作用能促进水的吸收和运输,也能促进矿质元素的运输的道理,但不能促进矿质元素离子的吸收。
教材还提到了植物体除了根以外、叶片等部位也能吸收矿质元素离子,及其在农业生产实际中的重要意义。
(2)矿质元素离子的利用
教材介绍了矿质元素离子在植物体内的存在形式与其能否被重复利用之间的关系。
4、教材注意联系生产和生活实际,概括地讲述了合理施肥的基础知识,并且简要讲述了无土栽培这一新技术的基本原理、特点以及优点。此外,本节还在“课外生物科技活动”栏目,鼓励学生利用无土栽培技术培养植物。
教法建议
1、引言
课前指导生物小组的同学用完全培养液和缺素培养液培养出一些植物体,以便课上展示给学生,引发他们对矿质元素对植物生活的作用的思考,以此引入本节内容。
也可以从分析植物体内化学物质的元素组成入手引入课题。例如,植物体内的物质中,蛋白质通常含有N,S、叶绿素含有Mg,核酸含有P,但植物体通过光合作用可从二氧化碳获得C和O,通过根的吸水中获得H和O。以此引导学生分析出植物体内含有的元素种类与植物吸收的元素种类之间的矛盾,从而很自然地引入植物还可从土壤吸收矿质元素这一事实。
也可以从根的渗透吸水直接引入,因为学生都知道土壤溶液中还溶解有各种矿质元素离子,这时可引发学生思考:溶于水的这些矿质元素离子是否是和水一起被吸收的?从而引入矿质元素离子的吸收。
2、矿质元素的概念
和根对水分的吸收情况一样,学生在初中已学过有关无机盐吸收有关的初步知识,因此,教师可提出一些问题,以了解学生对矿质代谢的理解程度,找出学生对矿质代谢理解上的偏差和不足,从而进行有针对性的教学。
在讨论了问题的基础上,引导学生分析矿质元素的概念、必需元素的概念、植物体内哪些元素是大量元素、哪些元素是微量元素。
可把学生讨论的重点放在“如何确定某种元素是植物必需的矿质元素的方法?”鼓励学生提出自己的观点和设计方案,以便渗透研究方法,对于激发学生学习兴趣,丰富学生研究问题的思路有重要作用。
3、根对矿质元素离子的吸收过程,是本节教学的重点,也是难点
(1)根细胞对矿质元素的交换吸附
这是根细胞吸收矿质元素离子的第一步
可先让学生做《根对矿质元素离子的离子交换吸附》实验,在实验过程中或实验结束后,教师通过一系列问题串引发学生对交换吸附的思考和理解。
学生在讨论问题时,教师可根据需要适当做一些知识和方法上的提示,最终使学生明白矿质元素离子交换的原理,然后可就上述实验做进一步讨论。
(2)吸附在根细胞表面的离子通过主动运输进入细胞内
可让学生回忆主动运输所需要的条件,即需要ATP和膜上有相应的载体蛋白;进而讨论“为什么矿质元素离子具有选择性?”等问题
(3)根对矿质元素离子和水分的吸收是两个相对独立的过程,是教学的难点。
引导学生讨论一些实验问题的基础上加深对上述观点的理解
4、矿质元素的运输和利用
(1)矿质元素的运输
引导学生讨论出植物运输水分和运输矿质元素是一个同一过程;而植物吸收水和植物吸收矿质元素离子不是同一过程,因此蒸腾作用能促进水的吸收和运输,也能促进矿质元素的运输的道理,但不能促进矿质元素离子的吸收。
老师可向学生介绍植物体除了根以外、叶片等部位也能吸收矿质元素离子,及其在农业生产实际中的重要意义。
(2)矿质元素离子的利用
教材介绍了矿质元素离子在植物体内的存在形式与其能否被重复利用之间的关系。
5、教材注意联系生产和生活实际,概括地讲述了合理施肥的基础知识,并且简要讲述了无土栽培这一新技术的基本原理、特点以及优点。此外,本节还在“课外生物科技活动”栏目,鼓励学生利用无土栽培技术培养植物。
高二生物教案 篇二
教学目标
(一)知识与技能
1、识记固定化技术的常用方法
2、理解固定化酵母细胞的制备过程
3、知道固定化酶的实例
(二)过程与方法
1、固定化细胞技术
2、制备固定化酵母细胞的过程
(三)情感、态度与价值观
通过固定化技术的发展过程,培养科学探究精神,同时领会研究的科学方法。
教学重难点
1、课题重点:制备固定化酵母细胞
2、课题难点:制备固定化酵母细胞
教学过程
(一)引入新课
在应用酶的过程中,人们发现了一些实际问题:酶通常对强酸、强碱、高温和有机溶剂等条件非常敏感,容易失活;溶液中的酶很难回收,提高了生产成本,也可能影响产品质量。在本课题中,我们将动手制备固定化酵母细胞,体会固定化酶的作用。如果你是工程技术人员,你如何解决这个问题?
(二)进行新课
1、基础知识
1.1固定化酶技术。即将酶固定在一定空间内的技术(如固定在不溶于水的载体上)。固定化酶是指限制或固定于特定空间位置的酶,具体来说,是指经物理或化学方法处理,使酶变成不易随水流失即运动受到限制,而又能发挥催化作用的酶制剂。
1.2固定化酶技术的优点:
(1)使酶既能与反应物接触,又能与产物分离;
(2)固定在载体上的酶可以被反复利用。
2、固定化酶的应用实例――生产高果糖浆
(1)高果糖浆的生产原理
(2)葡萄糖异构酶固定:将葡萄糖异构酶固定在颗粒状载体上,装入反应柱中。
(3)高果糖浆的生产操作(识图4-5反应柱):
从反应柱上端注入葡萄糖溶液,从下端流出果糖溶液,一个反应柱可连续使用半年。
(4)高果糖浆是果糖含量为42%左右的糖浆。作为蔗糖的替代品,高果糖浆不会像蔗糖那样诱发肥胖、糖尿病、龋齿和心血管病,对人的健康有利。
(5)生产高果糖浆需要葡萄糖异构酶;其作用是将葡萄糖转化为果糖;这种酶稳定性好,可持续发挥作用。
3、固定化技术的方法(识图4-6固定方法):
细胞中含有一系列酶,在细胞正常生命活动的过程中,通过代谢产生所需要的代谢产物。
利用物理或化学方法将细胞固定在一定空间的技术。
将酶和细胞固定化方法有包埋法、化学结合法和物理吸附法。有。一种酶只能催化一种化学反应,而在生产实际中很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能进行,所以操作比较麻烦。
可采用固定化细胞技术。
【比较】酶和细胞的固定方法和特点
〖思考1〗对固定酶的作用影响较小的固定方法是什么?吸附法。
〖思考2〗将谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的发酵过程变为连续的酶反应,应当固定(酶、细胞);若将蛋白质变成氨基酸,应当固定(酶、细胞)。
4、固定细胞的材料:
固定细胞时应当选用不溶于水的多孔性载体材料,如明胶、琼脂糖、海藻酸钠、醋酸纤维素和聚丙烯酰胺等
5、实验设计
5.1制备固定化酵母细胞
(1)酵母细胞的活化:1g干酵母+10mL蒸馏水→50mL烧杯→搅拌均匀→放置1h,使之活化。
〖思考3〗活化是指让处于休眠状态的微生物重新恢复正常生活状态的过程。
(2)配制CaCl2溶液:0.83gCaCl2+150mL蒸馏水→200mL烧杯→溶解备用。
(3)配制海藻酸钠溶液:0.7g海藻酸+10mL水→50mL烧杯→酒精灯微火(或间断)加热,并不断搅拌,使之溶化→蒸馏水定容到10mL。
〖思考4〗微火加热并不断搅拌的目的是什么?防止海藻酸南焦糊。
(4)海藻酸钠溶液与酵母细胞的混合:将溶化的海藻酸钠溶液冷却至室温,加入活化酵母细胞液,搅拌后吸入到注射器中。
〖思考5〗为什么要海藻酸钠溶液冷却后才能加入酵母细胞?
防止高温杀死酵母细胞。
(5)固定化酵母细胞:以恒定速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到CaCl2溶液中,形成凝胶珠状颗粒。5.2固定化酵母细胞的发酵
(6)冲洗:将固定的酵母细胞凝胶珠用蒸馏水冲洗2~3次。
(7)发酵:150mL10%葡萄糖+固定化酵母细胞→200mL锤形瓶→密封→25℃发酵24h。
〖思考6〗发酵过程中锥形瓶为什么要密封?
酵母菌的酒精发酵需要缺氧条件。
〖思考7〗锥形瓶中的气泡和酒精是怎样形成的?酵母菌进行无氧呼吸产生的。
〖思考8〗在利用固定化酶或固定化细胞进行生产的过程中,需要无菌操作码?
需要。
5.3发酵操作
6、结果分析与评价
6.1观察凝胶珠的颜色和形状
如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数目较少;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则说明海藻酸钠的浓度偏高,制作失败,需要再作尝试。
6.2观察发酵的葡萄糖溶液
利用固定的酵母细胞发酵产生酒精,可以看到产生了很多气泡,同时会闻到酒味
补充:直接使用酶、固定化酶和固定化细胞催化的优缺点:
注意事项
1、配制海藻酸钠溶液:小火、间断加热、定容,如果加热太快,海藻酸钠会发生焦糊。
2、海藻酸钠溶液与酶母细胞混合:冷却后再混合,注意混合均匀,不要进入气泡
3、制备固定化酵母细胞:高度适宜,并匀速滴入
4、刚形成的凝胶珠应在CaCL2溶液中浸泡一段时间,以便Ca2+与Na+充分交换,形成的凝胶珠稳定。检验凝胶珠是否形成,可用下列方法:用镊子夹起一个凝胶珠放在实验桌上用手挤压,如果不容易破裂,没有液体流出就表明成功地制成了凝胶珠,还可以用手将凝胶珠在实验桌上用力摔打,如果凝胶珠很容易弹起,也表明制备的凝胶珠是成功的。
6.3凝胶珠的颜色和形状
如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色,说明海藻酸钠的浓度偏低,固定的酵母细胞数目较少;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,则说明海藻酸钠的浓度偏高,制作失败,需要再作尝试。
高二年级生物教学设计方案 篇三
导入:基因突变导致生物变异的原因是什么?
基因能够发生突变,那么染色体能不能发生变化呢?如果染色体发生变化,它会发生什么样的变化呢?生物的性状又会发生什么样的变化呢?
一、染色体结构的变异
1、出示投影片:猫叫综合征幼儿照片。
2、让学生观察:患儿的征状---两眼较低、耳位低下,存在着严重的智力障碍。
教师补充说:患儿哭声轻、音调高,很像猫叫。
3、投影片放映:病因---染色体缺失图,包括:
在自然条件或人为因素的影响下,染色体发生的结构变异主要有4种:
①染色体缺失某一片断;
②染色体增加某一片断;
③染色体某一片断位置颠倒1800;
④染色体的某一片断移接到另一条非同源染色体上。
4、讲述:猫叫综合征的病因是病儿第5号染色体部分缺失,这属于染色体结构变异。
投影片上的其他几种情况也属于染色体结构变异,请同学们仔细观察染色体的变化情况。[来源:学#科#网]
5、染色体结构变异,为何能导致生物性状的变异呢?
教师引导学生从染色体结构的变化会引起染色体上的基因数目和排列顺序的改变等方面来加以思考。
二、染色体数目变异
1、我们已经知道染色体结构变异会导致生物性状的变异,那么染色体数目发生改变会不会引起生物的变异呢?(回答:会)染色体数目会如何改变呢?(回答:可增加,也可减少)。
2、前面所说的仅是染色体“个别数目”的增加或减少,它只是染色体数目变异的一种类型。
例如,人类有一种叫“21-三体综合征”的遗传病,患者比正常人多一条染色体---21号染色体是三条,其征状表现为智力低下,身体发育缓慢等;
再如,人类的另一种遗传病叫“性腺发育不良(Turner综合征)”,患者少了一条X染色体,外观表现为女性,但性腺发育不良,没有生育能力。
染色体数目变异的另一种类型是染色体数目以“染色体组”为单位成倍增加或减少,这种类型的变异在实践中的应用更为普遍。因此,我们重点介绍后一种类型的染色体数目变异。
3、首先我们要了解什么是“染色体组”
放映:动物精子形成过程图
组织学生观察、归纳、总结:
(1)在减数分裂过程中,染色体复制一次细胞分裂二次,结果生殖细胞中的染色体数减少了一半。
(2)精原细胞和体细胞中的染色体是成对存在的,精子中因同源染色体的分离而使染色体成单存在。[来源:学,科,网]
(3)由于同源染色体的分离,使得生殖细胞中所含染色体成为大小、形状各不相同的非同源染色体。
出示:雄果蝇染色体的活动投影片。
高二生物教案 篇四
教学目标
一、知识方面
1、使学生了解呼吸作用的概念
2、使学生掌握有氧呼吸的过程
3、使学生理解有氧呼吸和无氧呼吸的异同
4、使学生理解呼吸作用的意义
5、使学生理解呼吸作用的本质
6、使学生理解呼吸作用和光合作用这两种生物界最重要的两种生理过程的区别与联系
二、能力方面
1、通过分析有氧呼吸的过程,训练学生分析问题的能力,培养他们良好的思维品质。
2、通过让学生对比有氧呼吸和无氧呼吸的异同、光合作用和呼吸作用的异同,培养学生列表比较能力和归纳的能力。
三、情感、态度、价值观方面
通过引导学生讨论利用光合作用、呼吸作用的原理,提出使作物增产的措施,激发学生学习生物学的兴趣,增强学生对科学、技术、社会的理解,培养学生关心身边的科学的意识,同时进行生命科学价值观的教育。
教学建议
教材分析
本节是本章的重点内容之一。教材包括、有氧呼吸、无氧呼吸以及呼吸作用的意义等四部分内容。
1、呼吸作用的概念
教材中提及的呼吸的概念基本上和初中生物课本中提到的类似,只是更加强调发生的部位在细胞中,氧化的底物不只是葡萄糖,还有糖类、脂类和蛋白质,这部分内容对学生进一步深入学习呼吸作用原理起到承上启下的作用。
2、有氧呼吸
教材首先指出有氧呼吸是高等动、植物进行呼吸作用的主要形式,通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。
接着教材给出了有氧呼吸的总反应式,在此基础上结合插图阐述了有氧呼吸全过程的三个阶段、并且指出了各阶段进行的场所:
第一阶段是葡萄糖脱氢,产生还原性氢、丙酮酸和少量的ATP,这个阶段在细胞质的基质中进行。
第二阶段是丙酮酸继续脱氢,同时需要水分子参与反应,产生还原性氢、二氧化碳和少量的ATP,这个阶段在线粒体中进行。
第三阶段是前两阶段脱下的氢与氧气结合生成水,这一阶段产生了大量的ATP,这个阶段也在线粒体中进行。
3、无氧呼吸
教材首先说明生物一般是在无氧条件下能进行无氧呼吸,并分别阐述了高等植物细胞的无氧呼吸及其场所、高等动物细胞的无氧呼吸及其场所。
然后教材对一些高等植物的某些部分在进行无氧呼吸时也可以产生乳酸又做了补充说明;同时教材还用小号字对有氧呼吸的进化做了简要的介绍。
教师在这里应补充无氧呼吸与发酵这一组学生易混淆的概念。
4、有氧呼吸与无氧呼吸的异同
教材是以图表结合讲述的形式,对有氧呼吸和无氧呼吸的区别进行了比较。
5、呼吸作用的意义
教材从两个方面论述了呼吸作用的意义,其一,为生物体的生命活动提供能量;其二,为其他化合物的合成提供能量;在这里教师有必要对呼吸的意义作适当的补充,如:呼吸作用过程中的中间代谢产物是进行各物质转化的原料;再如有氧呼吸的出现对生物进化速度所起 www..c om 的巨大推动作用等。
高二生物优秀教案 篇五
《遗传与进化》
人类是怎样认识基因的存在的? 遗传因子的发现 基因在哪里? 基因与染色体的关系 基因是什么? 基因的本质
基因是怎样行使功能的? 基因的表达
基因在传递过程中怎样变化? 基因突变与其他变异 人类如何利用生物的基因? 从杂交育种到基因工程
生物进化历程中基因频率是如何变化的? 现代生物进化理论
主线一:以基因的本质为重点的染色体、DNA、基因、遗传信息、遗传密码、性状间关系的综合;
主线二:以分离规律为重点的核基因传递规律及其应用的综合;
主线三:以基因突变、染色体变异和自然选择为重点的进化变异规律及其应用的综合。
第一章 遗传因子的发现
隐性遗传因子 隐性性状
性状分离 杂合子 相对性状 显性遗传因子 显性性状
一、孟德尔简介
二、杂交实验
(一) 1956----1864------1872
1、选材:豌豆 自花传粉、闭花受粉 纯种
性状易区分且稳定 真实遗传
2、过程:人工异花传粉 一对相对性状的 正交
P(亲本) 高茎 DD _ 矮茎dd 互交 反交
F1(子一代) 高茎 Dd 纯合子、杂合子
F2(子二代) 高茎 DD :高茎 Dd :矮茎dd
1 : 2 : 1 分离比为3:1
3、解释
①性状由遗传因子决定。(区分大小写) ②因子成对存在。 ③配子只含每对因子中的一个。 ④配子的结合是随机的。
4、验证 测交 ( F1) Dd _ dd F1是否产生两种
高 1 : 1 矮 比例为1:1的配子
5、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。
三、杂交实验
(二)
1、 黄圆 YYRR _ 绿皱yyrr 黄圆YyRr 黄圆Y_R_ :黄皱Y_rr :绿圆yyR_ :绿皱yyrr 亲组合 9 : 3 : 3 : 1 重组合
2、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。
四、孟德尔遗传定律史记
①1866年发表 ②1900年再发现
③1909年约翰逊将遗传因子更名为"基因" 基因型、表现型、等位基因
△基因型是性状表现的内在因素,而表现型则是基因型的表现形式。表现型=基因型+环境条件。
五、小结
后代性状分离比 说明
3 : 1 杂合子 _ 杂合子
1 : 1 杂合子 _ 隐性纯合子
1 : 0 纯合子 _ 纯合子 ;纯合子 _ 显性杂合子
1、
2、
n对基因杂交 F1形成配子数 F1配子可能的结合数 F2的基因型数 F2的表现型数 F2的表型分离比 1 2 。.。.。. 2 4 。.。.。. 4 16 。.。.。. 3 9 。.。.。. 2 4 。.。.。. 3:1 9:3:3:1 。.。.。. 2n 2n 4n 3n 2n (3+1)n
第二章 基因与染色体的关系
依据:基因与染色体行为的平行关系 减数分裂与受精作用
基因在染色体上 证据:果蝇杂交(白眼) 伴性遗传:色盲与抗VD佝偻病 现代解释:遗传因子为一对同源染色体上的一对等位基因
一、减数分裂
1、进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时,进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞分裂两次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
2、过程
染色体 同源染色体联会成 着丝点分裂
精原 复制 初级四分体(交叉互换)次级 单体分开 精 变形 精 细胞 精母 分离(自由组合) 精母 细胞 子
染色体 2N 2N N 2N N N DNA 2C 4C 4C 2C 2C C C
3、同源染色体
A a Bb ① 形状(着丝点位置)和大小(长度)相同,分别来自父方与母方的
②一对同源染色体是一个四分体,含有两条染色体,四条染色单体
③区别:同源与非同源染色体;姐妹与非姐妹染色单体 ④交叉互换
4、判断分裂图象
奇数 减Ⅱ或生殖细胞 散乱 中央 分极 染色体 不 有丝
有 配对 前 中 后
偶数 同源染色体 有 减Ⅰ 期 期 期
无 减Ⅱ
二、萨顿假说
1、内容:基因在染色体上 (染色体是基因的载体)
2、依据:基因与染色体行为存在着明显的平行关系。
①在杂交中保持完整和独立性 ②成对存在 ③一个来自父方,一个来自母方 ④形成配子时自由组合
3、证据: 果蝇的限性遗传 红眼 _W_W _ 白眼_wY _W Y 红眼 _W_w 红眼_W_W :红眼_W_w:红眼_W Y:白眼_wY
①一条染色体上有许多个基因;②基因在染色体上呈线性排列。
4、现代解释孟德尔遗传定律
①分离定律:等位基因随同源染色体的分开独立地遗传给后代。 ②自由组合定律:非同源染色体上的非等位基因自由组合。
三、伴性遗传的特点与判断
遗传病的遗传方式 遗传特点 实例 常染色体隐性遗传病 隔代遗传,患者为隐性纯合体 白化病、苯丙酮尿症、 常染色体显性遗传病 代代相传,正常人为隐性纯合体 多/并指、软骨发育不全 伴_染色体隐性遗传病 隔代遗传,交叉遗传,患者男性多于女性 色盲、血友病 伴_染色体显性遗传病 代代相传,交叉遗传,患者女性多于男性 抗VD佝偻病 伴Y染色体遗传病 传男不传女,只有男性患者没有女性患者 人类中的毛耳
四、遗传图的判断 致病基因检索表
A1 图中有隔代遗传现象。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。隐性基因
B1 与性别无关(男女发病几率相等) 。.。.。.。.。.。. 常染色体
B2 与性别有关
C1男性都为患者。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。Y染色体
C2男多于女。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。_染色体
A2 图中无隔代遗传现象(代代发生)。.。.。.。.。.。.。.。.。. 显性基因
D1与性别无关。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 常染色体
D2与性别有关
E1男性均为患者。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。Y染色体 E2女多于男(约为男患者2倍) 。.。.。.。.。.。.。.。_染色体 第三章 基因的本质
肺炎双球菌转化实验 证据
噬菌体侵染细菌实验 基因是有遗传效应的DNA片段; 基因的 是控制生物性状的最基本单位;
双螺旋 DNA的结构 本质 其中四种脱氧核苷酸的排列顺 序代表的遗传信息。
半保留 DNA的复制
一、DNA是主要的遗传物质
1、肺炎双球菌转化实验
(1) 体内转化 1928年 英国 格里菲思
① 活R,无毒 活小鼠
② 活S,有毒 小鼠 死小鼠;分离出活S
③ △杀死的S,无毒 活小鼠
④ 活R + △杀死的S,无毒 死小鼠;分离出活S 转化因子是什么?
(2)体外转化 1944年 美国 艾弗里 多糖或蛋白质 R型
活S DNA + R型 培养基 R型 + S型 DNA水解物 R型 转化因子是DNA 。
2、噬菌体侵染细菌实验 1952年赫尔希、蔡明 电镜观察和同位素示踪 32P标记DNA
35S标记蛋白质 DNA具有连续性,是遗传物质。
3、烟草花叶病毒实验 RNA也是遗传物质。
二、DNA的分子结构
1、核酸 核苷酸 核苷 含氮碱基:A、T、G、C、U
磷酸 戊糖:核糖、脱氧核糖
2.1950年鲍林 1951年威尔金斯 + 富兰克林 1952年查哥夫
3.DNA的结构
①(右手)双螺旋 ② 骨架
③ 配对:A = T/U G = C
4、特点
①稳定性:脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变 ②多样性:碱基对的排列顺序各异
③特异性:每个DNA都有自己特点的碱基对排列顺序
5、计算
1、在两条互补链中的比例互为倒数关系。 2.在整个DNA分子中,嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。 3.整个DNA分子中,与分子内每一条链上的该比例相同。
三、DNA的复制
1、场所:细胞核; 时间:细胞分裂间期。 2.特点:① 边解旋边复制 ②半保留复制
3、基本条件:① 模板:开始解旋的DNA分子的两条单链;
② 原料:是游离在核液中的脱氧核苷酸;
③ 能量:是通过水解ATP提供;
④ 酶:酶是指一个酶系统,不仅仅是指一种解旋酶。 4.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。
四、基因是有遗传效应的DNA片段
基因是DNA片段,是不连续分布在DNA上,是由碱基序列将其分隔开;
它能控制性状,具有特定的遗传效应。
△原核细胞和真核细胞基因结构 ①联系:编码区+非编码区
②区别 原核:编码区是连续的、不间隔的。
真核:编码区可分为外显子和内含子,故是间隔的、不连续的。 第四章 基因的表达
有遗传效应 控制 mRNA 蛋白质
的DNA片段 基 蛋白质结构 性状 影响 环境 是控制生物 因 酶的合成 控制代谢 的基本单位 中心法则
一、基因指导蛋白质的合成
1、转录
(1)在细胞核中,以DNA双链中的一条为摸板合成mRNA的过程。
(2) ① 信使(mRN A),将基因中的遗传信息传递到蛋白质上,是链状的; RNA ② 转运RNA(tRNA),三叶草结构,识别遗传密码和运载特定的氨基酸; (单链) ③ 核糖体RNA(rRNA),是核糖体中的RNA。 (3)过程 (场所、摸板、条件、原料、产物、去向等)
2、翻译
(1)在细胞质的核糖体上,氨基酸以mRNA为摸板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)实质:将mRNA中的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列。
(3)(64个)密码子:mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。
其中AUG,这是起始密码;UAG、UAA、AGA为终止密码。
(4)遗传信息
① 狭:基因中控制遗传性状的脱氧核苷酸顺序。
②广:子代从亲代获得的控制遗传性状的讯号,以染色体上DNA的脱氧核苷酸顺序为代表。 ③ 中心法则:
(5)翻译过程
三、基因对性状的控制 1.
DNA RNA 蛋白质(性状)
脱氧核苷酸序列 核糖核苷酸序列 氨基酸序列 遗传信息 遗传密码
2、基因、蛋白质和性状的关系
(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,如白化病等。 (2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如镰刀型细胞贫血等。
第五章 基因突变及其他变异 不可遗传的
变异 基因突变 物、化、生 诱变育种 可遗传的 基因重组 杂交育种 染色体变异 多倍体、单倍体育种
一、基因突变
1、定义: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。
2、 时间:有丝分裂间期或减数第一次分裂间期的DNA复制时
3、外因:物理、化学、生物因素 内因:可变性
4、特点:①普遍性 ②随机,无方向性 ③频率低 ④有害性
5、意义:①产生新基因 ②变异的根本来源 ③进化的原始材料
6、实例:镰刀型细胞贫血
二、基因重组
1、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、 时间:减数第一次分裂前期或后期
2、意义:①产生新的基因型 ②生物变异的来源之一 ③对进化有意义
三、染色体变异
1、 缺失 1917年 猫叫综合症 果蝇的缺刻翅
结构的变异 重复 1919年 果蝇的棒状翅
易位 1923年 慢性粒细胞白血病
倒位
数目结构的变异 : 个别染色体;染色体组的增加与减少
2、染色体组
细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息的染色体。如:人的为22常+_或22常+Y
△染色体组型(核型),是指某一种生物体细胞种全部染色体的数目、大小和形态特征;如:人的核型:
46、__或_Y
3、
一倍体 雌性配子 二倍体
单倍体 直接发育 合子 生物体
多单倍体 雄性配子 多倍体(秋水仙素)
四、人类遗传病 1. 常染色体 性染色体
隐性基因 镰刀型贫血、白化病、先天聋哑 红绿色盲
单基因遗传病 显性基因 多指、并指、软骨发育不全 抗VD佝偻病
多基因遗传病 : 原发性高血压、冠心病、哮喘病、青少年糖尿病
染色体异常 :21三体综合症 2. 危害 婚前检测与预防 遗传咨询
监测与预防 产前诊断 :羊水、B超、孕妇血细胞检查、基因诊断
3、人类基因组计划(HGP) :人体DNA所携带的全部遗传信息
①提出:1986年美国的生物学家杜尔贝利
②主要内容:绘制人类基因组四张图:遗传图、物理图、序列图、转录图
③1990年10月启动
④1999年7月中国参与,解读3号染色体短臂上3000万个碱基,占1%。
⑤2000年6月20日,初步完成工作草图
⑥2001年2月,草图公开发表 ⑥2003年圆满完成
△直系血亲是指从自己算起向上推数三代和向下推数三代;, △旁系血亲是指与(外)祖父母同源而生的、除直系亲属以外的其他亲属。
△基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理, 鉴定被检测标本的遗传信息,达到检测疾病的目的。
△基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的。
第六章 育种方法
单倍体
选择育种 杂交育种 诱变育种 多倍体 转基因
一、比较四中育种
常规育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 处理 P F1 F2 在F2中选育 用射线、激光、 化学药物处理 用秋水仙素处理
萌发后的种子或幼苗 花药离体培养 原理 基因重组, 组合优良性状 人工诱发基因 突变 破坏纺锤体的形成,
使染色体数目加倍 诱导花粉直接发育, 再用秋水仙素 优 缺
点 方法简单, 可预见强,
但周期长 加速育种,改良性状,但有利个体不多,需大量处理 器官大,营养物质 含量高,但发育延迟,结实率低 缩短育种年限, 但方法复杂,
成活率较低 例子 水稻的育种 高产量青霉素菌株 无籽西瓜 抗病植株的育成
二、基因工程 提取目的基因 剪刀:限制性内切酶
目的基因与运载体结合 :质粒、噬菌体、病毒
将目的基因导入受体细胞 :大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和细胞等
目的基因的检测与表达 :受体细胞表现出特定的性状
第七章 进化论
拉马克 : 用进废退、获得性遗传
达尔文 : 适者生存,不适者淘汰(自然选择学说) 基本单位:种群 实质:基因频率的改变 原材料:突变与重组
现代进化理论 形成物种 决定方向:自然选择 必要条件:隔离
生物多样性:基因、物种、生态系统
协同论(残酷竞争VS协同进化) 中性学说(偶然VS必然) 补充 间断平衡(渐进VS突进) 灾变论(渐灭VS突灭)
一、生物进化
研究生物界历史发展的一般规律,如 ① 生物界的产生与发展:生命、物种、人类起源 ② 进化机制与理论:遗传、变异、方向、速率 ③ 进化与环境的关系 ④ 进化论的历史:流派与论点
二、现代进化理论的由来
1、神创论 + 物种不变论(上帝造物说)
2、 法国 拉马克 1809年《动物哲学》
①生物由古老生物进化而来的 ②由低等到高等逐渐进化的
③生物各种适应性特征的形成是由于用进废退与获得性遗传。
3、英国 达尔文 1859年《物种起源》自然选择学说 过度繁殖与群体的恒定性 + 有限的生活条件 生存斗争 + 遗传和变异
自然选择即适者生存 + 获得性遗传 新类型生物
4、现代进化理论:以自然选择学说为核心内容
三、现代进化理论的内容
突变 等位基因 有性生殖 基因重组 不定向变异 选择 微小有利变异 多次选择、遗传积累 显著有利变异 基因频率的改变 新物种 定向进化
基本观点:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种形成。在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。
4、物种:能在自然条件下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
种群 小种群(产生许多变异) 新物种
全书小结
一、 从亚显微结构水平到分子水平
细胞核→染色体→DNA→基因→遗传信息→mRNA→蛋白质(性状)
[例] 间要论述染色体、DNA、基因、遗传信息、遗传密码、蛋白质(性状)和生物多样性之间的关系。
简
染色体由DNA和蛋白质组成,是DNA的主要载体,而不是全部载体,因其还存在于真核细胞的叶绿体和线粒体,原核生物和病毒中的DNA不位于染色体上,DNA是染色体的主要组成成分。
DNA分子上具有遗传效应的、控制生物性状的片段叫基因,DNA分子也存在没有遗传效应的片段叫基因间区,DNA上有成百上千个基因。基因位于DNA分子上,也位于染色体上,并在染色体上呈线性排列,占据一定的"座位"(位点),在减数分裂和有丝分裂过程中,随染色体的移动而移动,减数分裂过程中染色体互换,同源染色体的分离,非同源染色体自由组合是基因的三个遗传规律和伴性遗传的细胞学基础。
DNA分子基因上的脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息,并不是DNA分子上所有脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息(基因间区不含有遗传信息),基因所在的DNA片段有两条链,只有一条链携带遗传信息叫有义链,另一条配对链叫无义链,DNA双链中的一条链对某个基因来说是有义链,而对另一个基因来说,可能是无义链。
遗传密码是指在DNA的转录过程中,以DNA(基因)上一条有义链(携带遗传信息)为模板,按照碱基互补配对原则(A-U,G-C)形成的信使RNA单链上的碱基排列顺序,遗传学上把信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫"密码子",也叫"三联体密码子",和遗传密码的含义是一致的,应当注意,20种氨基酸密码表中每个氨基酸所对应三个字母的碱基排序是指定位在信使RNA上的,并不是位于DNA或转运RNA(叫反密码子)上碱基排列顺序。
性状是指一个生物的任何可以鉴别的形态或生理特征,是遗传和环境相互作用的结果,主要由蛋白质体现出来。生物的性状受基因控制,是基因通过控制蛋白质的合成来体现的。
DNA分子中碱基的排列顺序千变万化,一个DNA分子中的一条多核苷酸链有100个四种不同的碱基,它们的可能排列方式是4100种。而事实上DNA分子中碱基数量是成千上万,其可能的排列方式几乎是无限的。DNA分子的多样性,可以从分子水平上说明生物的多样性和个体之间的差异的原因。
二、以人类遗传病为例分析遗传的三个基本规律和伴性遗传之间的区别和联系
[例] 下图是六个家族的遗传图谱,请据图回答:
(1)可判断为 _ 染色体的显性遗传的是图 ;
(2)可判断为 _ 染色体的隐性遗传的是图 ;
(3)可判断为 Y 染色体遗传的是图 ;
(4)可判断为常染色体遗传的是图 。
[解析] 按Y染色体遗传→_染色体显性遗传→_染色体隐性遗传→常染色体显性遗传→常染色体隐性遗传的顺序进行假设求证。
D图属Y染色体遗传,因为其病症是由父传子,子传孙,只要男性有病,所有的儿子都患病。
B图为_染色体显性遗传,因为只要父亲有病,所有的女儿都是患病者。 C和E图是_染色体隐性遗传,因为C图中,母亲患病,所有的儿子患病,而父亲正常,所有的女儿都正常;E图中,男性将病症通过女儿传给他的外孙。
A和F图是常染色体遗传,首先通过父母无病而子女有患病者判断出是隐性遗传,再根据父母无病,而两个家系中都有女儿患病而判断出是常染色体遗传。
[例] 下图为某家族性疾病的遗传图谱。请据图回答:若Ⅲ1与Ⅲ5近亲婚配,他们的孩子患此病的概率为 (基因符号用A、a)表示。
[解析] 本题主要考查对系谱图的分析判断和简单概率计算能力,解题关键为运用多种遗传病的遗传特点去分析人手。
(1)在该遗传系谱中,发病率比较高,占子代的1/2,且子代之中有患者,则双亲之中必定有患者,儿子是患者则其母必定是患者,且患者中女性多于男性。所以该病的遗传为显性伴性遗传。
(2)Ⅲ1个体的父亲表现型正常,是隐性个体,基因型为_aY,他的_染色体上的基因必定遗传给他女儿Ⅲ1个体,Ⅲ1个体又表现为患者,所以Ⅲ1个体的基因为_A_a,Ⅲ5个体为隐性个体,基因型_aY。 (3)画遗传图解(略),Ⅲl与Ⅲ5婚配,他们孩子患病的概率为1/2。
三、以染色体概念系统为例,分析染色体与遗传变异进化之间的内在联系
[例] 下图是我国育种专家鲍文奎等培育出的异源八倍体小黑麦的过程图。
(1)A、B、D、R四个字母代表 。
(2)Fl之所以不育,是因为 。
(3)F1人工诱变成多倍体的常用方法是 。
(4)八倍体小黑麦的优点是 。
(5)试从进化角度,谈谈培育成功的重要生物学意义。
[解析] 解答本题的关键是运用染色体组整倍性变异的原理,联系减数分裂、受精作用、远缘杂交、秋水仙素作用机制,自然选择和人工选择等众多相应知识点综合分析解答。阐明有利变异为进化提供原材料,通过人工选择加快培育新物种的进程这一观点。
答案 (1)4个染色体组 (2)F1产生配子时,染色体不能两两配对形成四分体 (3)秋水仙素处理植物萌发的种子或幼苗生长点,使其染色体加倍 (4)耐土地贫瘠、耐寒冷、面粉白、蛋白含量高 (5)我国育种专家鲍文奎教授培育成功的小黑麦品种,是人工创造异源多倍体很成功的实例。小黑麦本来是自然界没有的物种,科学家利用远缘杂交,通过人工选择在短短的十几年就创造出这个新物种。若靠大自然的恩赐,通过自然选择形成高等植物的一个新物种需要漫长的时间。由此可见,人工选择大大地加快了物种的进化。
☆生物的遗传是细胞核与细胞质共同作用的结果。
1、细胞质遗传
①主要特点:母系遗传;后代不出现一定的分离比。
②原因:受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞;减数分裂时,细胞质中的遗传物质
随机地、不均等地分配到卵细胞中。
③物质基础:叶绿体、线粒体等细胞质结构中的DNA。
2、从性遗传是指由常染色体上基因控制的性状,在表现型上受个体性别影响的现象。
①是指由常染色体上基因控制的性状,在表现型上受个体性别影响的现象。
②如绵羊的有角和无角。这种影响是通过性激素起作用。
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