高中生物必修2复习基础知识归纳总结.pdf

1必修必修 2 遗传与进化基础知识归纳遗传与进化基础知识归纳第第 1 章章 遗传因子的发现遗传因子的发现第第 1 节节 孟德尔豌豆杂交试验（一）孟德尔豌豆杂交试验（一）1.孟德尔之所以选取豌豆作为杂交试验的材料是由于：（1）豌豆是自花传粉植物，且是闭花授粉的植物；（2）豌豆花较大，易于人工操作；（3）豌豆具有易于区分的性状。2.遗传学中常用概念及分析（1）性状 相对性状 显性性状 隐性性状 性状分离（2）纯合子：其特点纯合子是自交后代全为纯合子，无性状分离现象。杂合子：其特点是杂合子自交后代出现性状分离现象。（3）杂交：遗传因子组成不同的个体之间的相交方式。如：DDdd Dddd DDDd 等。自交：遗传因子组成相同的个体之间的相交方式。如：DDDD DdDd 等测交：F1（待测个体）与隐性纯合子杂交的方式。如：Dddd正交和反交：二者是相对而言的，如甲（）乙（）为正交，则甲（）乙（）为反交；如甲（）乙（）为正交，则甲（）乙（）为反交。3.杂合子和纯合子的鉴别方法 若后代无性状分离，则待测个体为纯合子测交法 若后代有性状分离，则待测个体为杂合子 若后代无性状分离，则待测个体为纯合子自交法 若后代有性状分离，则待测个体为杂合子4.分离定律 实质是在形成配子时，等位基因随减数第一次分裂后期同源染色体的分开而分离，分别进入到不同的配子中。第第 2 节节 孟德尔豌豆杂交试验（二）孟德尔豌豆杂交试验（二）1.两对相对性状杂交试验中的有关结论（1）两对相对性状由两对等位基因控制，且两对等位基因分别位于两对同源染色体。(2)F1 减数分裂产生配子时，等位基因一定分离，非等位基因（位于非同源染色体上的非等位基因位于非同源染色体上的非等位基因）自由组合，且同时同时发生。（3）F2中有 16 种组合方式，9 种基因型，4 种表现型，比例 9：3：3：12.常见问题（1）配子类型问题 如：AaBbCc 产生的配子种类数为 2x2x2=8 种（2）基因型类型 如：AaBbCcAaBBCc，后代基因型数为多少？（3）表现型问题 如：AaBbCcAabbCc，后代表现型数为多少？3.自由组合定律 实质是形成配子时，成对的基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合。第第 2 章章 基因和染色体的关系基因和染色体的关系第第 1 节节 减数分裂和受精作用减数分裂和受精作用1.正确区分染色体、染色单体、同源染色体和四分体（1）染色体和染色单体 （2）同源染色体和四分体（3）一对一对同源染色体=一个一个四分体=2 条条染色体=4 条条染色单体=4 个个 DNA 分子。2.减数分裂过程中有关的其他概念 联会：同源染色体两两配对的现象。交叉互换：指四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉，并交换部分片段的现象。减数分裂：是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。3.减数分裂 特点：染色体复制一次，细胞连续分裂两次。结果：染色体数目减半（染色体数目减半实际发生在染色体数目减半实际发生在减数第一次分裂）减数第一次分裂）。场所：生殖器官内 4.精子与卵细胞形成的异同点不 同 点比较项目精子的形成卵细胞的形成相同点染色体复制复制一次第一次分裂一个初级精母细胞（2n）产生两个大小相同的次级精母细胞（n）一个初级卵母细胞（2n）（细胞质不均等分裂不均等分裂）产生一个次级卵母细胞（n）和一个第一极体（n）同源染色体联会，形成四分体，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞质分裂，子细胞染色体数目减半第二次分裂两个次级精母细胞形成四个同样大小的精细胞（n）一个次级卵母细胞（细胞细胞质不均等分裂质不均等分裂）形成一个大的卵细胞(n)和一个小的第二极体。第一极体分裂（均等均等）成两个第二极体着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极，细胞质分裂，子细胞染色体数目不变有无变形精细胞变形形成精子无变形分裂结果产生四个有功能的精子(n)只产生一个有功能的卵细胞(n)精子和卵细胞中染色体数目均减半注：注：卵细胞形成无变形过程，而且是只形成一个卵细胞，卵细胞体积很大，细胞质中存有大量营养物质，为受精卵发育准备的。5.减数分裂和有丝分裂主要异同点比较项目减数分裂有丝分裂染色体复制次数及时间一次，减数第一次分裂前的间期一次，有丝分裂的间期细胞分裂次数二次一次是否出现联会、四分体出现在减数第一次分裂不出现同源染色体分离减数第一次分裂后期无着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期后期子细胞的名称及数目精细胞 4 个或卵 1 个、极体 3 个体细胞，2 个子细胞中染色体变化减半，减数第一次分裂不变子细胞间的遗传组成不一定相同相同6.识别细胞分裂图形（区分有丝分裂、减数第一次分裂、减数第二次分裂）27.受精作用：指卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。注注：受精卵核内的染色体由精子和卵细胞各提供一半，但细胞质几乎全部是由卵细胞提供，因此后代某些性状像母方。意义意义：通过减数分裂和受精作用，保证了进行有性生殖的生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，从而保证了遗传的稳定和物种的稳定；在减数分裂中，发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换，增加了配子的多样性，加上受精时卵细胞和精子结合的随机性，使后代呈现多样性，有利于生物的进化，体现了有性生殖的优越性。8.配子种类问题 含有 n 对同源染色体的许多精（卵）原细胞产生配子的种类为 2n种。第第 2 节节 基因在染色体上基因在染色体上1.萨顿假说推论：基因在染色体上，也就是说染色体是基因的载体。因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系。2.、基因位于染色体上的实验证据 果蝇杂交实验3.一条染色体上一般含有多个基因，且这多个基因在染色体上呈线性排列4.基因的分离定律和基因的自由组合定律的实质第第 3 节节 伴性遗传伴性遗传1.伴性遗传的概念2.人类红绿色盲症（伴 X 染色体隐性遗传病）特点：男性患者多于女性患者。交叉遗传。一般为隔代遗传。2.抗维生素 D 佝偻病（伴 X 染色体显性遗传病）特点：女性患者多于男性患者。连续遗传。4、伴性遗传在生产实践中的应用5、人类遗传病的判定方法第一步：确定致病基因的显隐性：可根据（1）双亲正常子代有病为隐性遗传（即无中生有为隐性）；（2）双亲有病子代出现正常为显性遗传来判断（即有中生无为显性）。第二步：确定致病基因在常染色体还是性染色体上。在隐性遗传中，父亲正常女儿患病或母亲患病儿子正常，为常染色体上隐性遗传；在显性遗传，父亲患病女儿正常或母亲正常儿子患病，为常染色体显性遗传。不管显隐性遗传，如果父亲正常儿子患病或父亲患病儿子正常，都不可能是 Y 染色体上的遗传病；题目中已告知的遗传病或课本上讲过的某些遗传病，如白化病、多指、色盲或血友病等可直接确题目中已告知的遗传病或课本上讲过的某些遗传病，如白化病、多指、色盲或血友病等可直接确定。定。注：注：如果家系图中患者全为男性（女全正常），且具有世代连续性，应首先考虑伴伴 Y 遗传遗传，无显隐之分。第第 3 章章 基因的本质基因的本质第第 1 节节 DNA 是主要的遗传物质是主要的遗传物质1.肺炎双球菌的转化实验（1）、体内转化实验：1928 年英国科学家格里菲思等人进行。实验过程 见右图 结论：在结论：在 S 型细菌中存在转化因子可以使型细菌中存在转化因子可以使 R型细菌转化为型细菌转化为 S 型细菌。型细菌。（2）、体外转化实验：1944 年由美国科学家艾弗里等人进行。实验过程见右图结论：肺炎双球菌的遗传物质是结论：肺炎双球菌的遗传物质是 DNA2.噬菌体侵染细菌的实验实验过程标记噬菌体含35S 的培养含35S 的细菌蛋白质外壳含35S 的噬菌体 培养 培养含32P 的培养基含32P 的细菌内部 DNA 含32P 的噬菌体 培养 培养噬菌体侵染细菌含35S 的噬菌体细菌体内没有放射性35S 侵染细菌含32P 的噬菌体细菌体内有放射线32P 侵染细菌结论：噬菌体的遗传物质是结论：噬菌体的遗传物质是 DNA3.烟草花叶病毒感染烟草实验：（1）、实验过程（2）、结论：烟草花叶病毒的遗传物质是结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA。34、生物的遗传物质非细胞结构：DNA 或 RNA生物 原核生物：DNA细胞结构 真核生物：DNA结论结论：绝大多数生物（细胞生物和 DNA 病毒）的遗传物质是 DNA，所以说 DNA 是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。第第 2 节节 DNA 分子的结构分子的结构1.DNA 分子的结构（1）基本单位-脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）2、DNA 分子有何特点？稳定性：是指 DNA 分子双螺旋空间结构的相对稳定性。多样性：构成 DNA 分子的脱氧核苷酸虽只有 4 种，配对方式仅 2 种，但其数目却可以成千上万，更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了 DNA 分子的多样性。特异性：每个特定的 DNA 分子中具有特定的碱基排列顺序，而特定的排列顺序代表着遗传信息，所以每个特定的 DNA 分子中都贮存着特定的遗传信息，这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA 分子的特异性。3.DNA 双螺旋结构的特点：DNA 分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。DNA 分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。DNA 分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对，并以氢键互相连接。4.相关计算（1）A=T C=G （2）（A+C）/（T+G）=1 或或 A+G/T+C=14.判断核酸种类（1）如有 U 无 T，则此核酸为 RNA；（2）如有 T 且 A=T C=G，则为双链 DNA；（3）如有 T 且 A T C G，则为单链 DNA；第第 3 节节 DNA 的复制的复制一、DNA 分子复制1、概念：以亲代 DNA 分子为模板合成子代 DNA 的过程2、复制时间：有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期3.复制方式：半保留复制4、复制条件 （1）模板：亲代 DNA 分子解旋后的两条脱氧核苷酸链 （2）原料：游离的 4 种脱氧核苷酸 （3）能量：ATP （4）解旋酶、DNA 聚合酶等5、复制过程：边解旋边复制6、复制场所：主要在细胞核中，线粒体和叶绿体也存在。7、复制意义：保持了遗传信息的连续性。三、与 DNA 复制有关的碱基计算1.一个 DNA 连续复制 n 次后，DNA 分子总数为：2n2.第 n 代的 DNA 分子中，含原 DNA 母链的有 2 个，占1/(2n-1)3.若某 DNA 分子中含碱基 T 为 a，(1)则连续复制 n 次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a(2n-1)(2)第 n 次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a2n-1例题：具有 100 个碱基对的一个 DNA 分子片段，含有 40 个胸腺嘧啶，若连续复制 3 次，则第三次复制时需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数是()A.60 个 B.120 个 C.240 个 D.360 个第第 4 节节 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的 DNA 片段片段一、.基因的相关关系1、与 DNA 的关系基因的实质是有遗传效应的 DNA 片段，无遗传效应的 DNA 片段不能称之为基因（非基因）。每个 DNA 分子包含许多个基因。2、与染色体的关系基因在染色体上呈线性排列。染色体是基因的主要载体，此外，线粒体和叶绿体中也有基因分布。3、与性状的关系基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成来实现。二、DNA 片段中的遗传信息 遗传信息蕴藏在 4 种脱氧核苷酸的排列顺序之中第第 4 章章 基因的表达基因的表达第第 1 节节基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成DNA 与 RNA 的异同点 核酸项目 DNARNA结构通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构通常是单链结构基本单位脱氧核苷酸（4 种）核糖核苷酸（4 种）五碳糖脱氧核糖核糖碱基A、G、C、TA、G、C、U产生途径DNA 复制、逆转录转录、RNA 复制存在部位主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上主要位于细胞质中功能传递和表达遗传信息 mRNA：翻译的模板tRNA（61 种）：运输特定氨基酸4 rRNA：核糖体的组成成分遗传信息、密码子和反密码子遗传信息密码子反密码子概念基因中脱氧核苷酸的排列顺序mRNA 中决定一个氨基酸的三个相邻碱基tRNA 中与 mRNA 密码子互补配对的三个碱基作用控制生物的遗传性状直接决定蛋白质中的氨基酸序列识别密码子，转运氨基酸种类基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性共共 64 种61 种：能翻译出氨基酸 3 种：终止密码子，不能翻译氨基酸联系基因中脱氧核苷酸的序列mRNA 中核糖核苷酸的序列决定mRNA 中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补密码子与相应反密码子的序列互补配对复制、转录和翻译的异同点（下表）：复制转录翻译时间细胞有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期生长发育的连续过程生长发育的连续过程进行场所主要细胞核主要细胞核主要在细胞质的核糖体模板以 DNA 的两条链为模板以 DNA 的一条链为模板信使 RNA原料4 种脱氧核苷酸4 种核糖核苷酸合成蛋白质的 20 种氨基酸条件需要特定的酶和 ATP需要特定的酶和 ATP需要特定的酶和 ATP过程在酶的作用下解旋，以解开的每段链为模板，按碱基互补配对原则合成与模板互补的子链；子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构在细胞核中，以 DNA 解旋后的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，形成mRNA，mRNA 从细胞核进入细胞质中，与核糖体结合略产物两个双链的 DNA 分子一条单链的 mRNA有一定氨基酸排列顺序的蛋白质特点边解旋边复制；半保留式复制（每个子代 DNA含一条母链和一条子链）边解旋边转录遗传信息的传递方向从亲代 DNA 传给子代DNA 分子由 DNA 传到 mRNA由 mRNA 传到蛋白质三、基因表达过程中有关 DNA、RNA、氨基酸的计算1、转录产生的 mRNA 分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半。2.经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是 mRNA 中碱基数目的 1/3，是 DNA 碱基数目的 1/6。第第 2 节节 基因对性状的控制基因对性状的控制一、中心法则及其发展二、基因、蛋白质与性状的关系 1、（间接控制）酶 细胞代谢基因 性状 蛋白质的结构 （直接控制）2、基因型与表现型的关系，基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素环境因素的影响。3、生物体性状的多基因因素：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用，共同地精细地调控生物的性状。第第 5 章章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异 第第 1 节节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组一、基因突变概念：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二、基因突变的原因、特点时间和意义：1.原因物理因素：如紫外线、X 射线诱发突变（外因）化学因素：如亚硝酸、碱基类似物生物因素：如某些病毒自然突变（内因）2、基因突变的特点普遍性 随机性 不定向性 低频性 多害少利性3、基因突变的时间 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期4.基因突变的意义：是新基因产生的途径；生物变异的根本来源；是进化的原始材料三、基因重组 自由组合（减数第一次分裂后期）基因重组的类型5交换重组（四分体时期）四、基因突变与基因重组的对比基因突变基因重组本质基因的分子结构发生改变，产生了新基因新基因，也可以产生新基因型，出现了新的性状。不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新的基因型基因型，使不同性状重新组合。发生时间及原因细胞分裂间期 DNA 分子复制时，由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。减数第一次分裂后期中，随着同源染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合；四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换。条件外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。意义生物变异的根本来源根本来源，是生物进化的原材料。生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因。发生可能突变频率低，但普遍存在。有性生殖中非常普遍。第第 2 节节 染色体变异染色体变异多倍体育种方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。单倍体育种方法：染色体组数目的判断:（1）细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组。问：图一中细胞含有几个染色体组？（2）根据基因型判断细胞中的染色体数目，根据细胞的基本型确定控制每一性状的基因出现的次数，该次数就等于染色体组数。问：图二中细胞含有几个染色体组？第第 3 节节 人类遗传病人类遗传病第第 6 章章 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程第第 1 节节 杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种四种育种方法的比较杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异方法杂交、自交激光、射线或化学药品处理秋水仙素处理萌发种子或幼苗花药离体培养，后诱导染色体加倍加倍优点可集中优良性状 时间短，可大幅度改良某些性状器官大和营养物质含量高缩短育种年限缺点育种年限长盲目性，需要大量处理供试材料动物中难以开展只适用于植物6举例高杆抗病与矮杆感病杂交获得矮杆抗病品种高产青霉菌株的育成三倍体西瓜高杆抗病与矮杆感病杂交获得矮杆抗病品种第第 2 节节 基因工程及其应用基因工程及其应用1.概念 2.原理 基因重组 3.转基因生物和转基因食品的安全性第第 7 章章 现代生物进化理论现代生物进化理论第第 1 节节 现代生物进化理论的由来现代生物进化理论的由来一、拉马克的进化学说1、拉马克的进化学说的主要内容（1）、生物都不是神创的，而是由更古老的生物传衍来的。（2）、生物是由低等到高等逐渐进化的。（3）、对于生物进化的原因，他认为：一是“用进废退”的法则；二是“获得性遗传”的法则。二、达尔文自然选择学说（一）、达尔文自然选择学说的主要内容1.过度繁殖-选择的基础2.生存斗争-进化的动力、外因 在生存斗争中大量个体死亡，只有少数的个体生存下来。生存斗争包括三方面：（1）生物与无机环境的斗争 （2）种内斗争 （3）种间斗争 生存斗争对某些个体的生存不利，但对物种的生存是有利的，并推动生物的进化。3.遗传变异-进化的内因4.适者生存-选择的结果 适者生存，不适者被淘汰是自然选择的结果。通过多次选择，使生物的微小有利变异通过繁殖遗传给后代，得以积累和加强，使生物更好的适应环境，逐渐产生了新类型。所以说变异不是定向的，但自然选择是定向的，决定着进化的方向所以说变异不是定向的，但自然选择是定向的，决定着进化的方向。（二）、达尔文的自然选择学说的历史局限性和意义三、达尔文以后进化理论的发展第第 2 节节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与生物进化（一）种群种群是生物进化的基本单位1、种群：生活在一定区域一定区域的同种同种生物的全部个体全部个体叫种群。2、基因库3、基因频率、基因型频率及其相关计算（二）突变和基因重组产生进化的原材料 可遗传的变异：基因突变、染色体变异、基因重组 突变包括基因突变和染色体变异 突变的有害或有利突变的有害或有利不是绝对不是绝对的，取决于的，取决于生物的生存环境生物的生存环境（三）自然选择决定生物进化的方向 生物进化的实质是生物进化的实质是基因频率的改变基因频率的改变二、隔离与物种的形成（一）物种的概念 1、物种的概念 地理隔离 量变 2、隔离 生殖隔离 质变 （二）物种的形成地理隔离 阻断基因交流 不同的突变基因重组和选择 基因频率向不同方向改变 种群基因库出现差异 差异加大 生殖隔离 新物种形成注注：一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。种群与物种的区别与联系种群物种概念生活在一定区域的同种生物的全部个体能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物范围较小范围内的同种生物的个体分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成判断标准种群必须具备“三同”；即同一时间、同一地点、同一物种主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代联系一个物种可以包括许多种群，同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同亚种，进而可能形成多个新种。三、共同进化与生物多样性的形成（一）、共同进化 不同物种间的共同进化 生物与无机环境之间的相互影响和共同进化（二）、生物多样性的形成 基因多样性1、生物多样化的内容 物种多样性 生态系统多样性2、生物多样性形成简单 复杂 水生 陆生 低等 高等 异养 自养 厌氧 需氧 无性 有性 单细胞 多细胞 三、生物进化理论在发展 现代生物进化理论核心是自然选择学说自然选择学说。