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必修二生物必备知识
第二章 减数分裂和有性生殖
一、减数分裂
1、概念： 减数分裂是指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、精子的形成过程：（睾丸）

减数第一次分裂
间期：染色体复制(包括DNA复制和蛋白质的合成)。
前期：同源染色体两两配对（称联会），形成四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换。
中期：同源染色体成对排列在赤道板上（两侧）。
后期：同源染色体分离；非同源染色体自由组合。
末期：细胞质分裂，形成2个子细胞。
l 减数第二次分裂（无同源染色体）
前期：染色体排列散乱。
中期：每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上。
后期：姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。并分别移向细胞两极。
末期：细胞质分裂，每个细胞形成2个子细胞，最终共形成4个子细胞。
3、 卵细胞的形成过程：卵巢
4、 精子与卵细胞的形成过程的比较

精子的形成
卵细胞的形成
不同点
形成部位
精巢（哺乳动物称睾丸）
卵巢
过　　程
有变形期
无变形期
子细胞数
一个精原细胞形成4个精子
一个卵原细胞形成1个卵细胞+3个极体
相同点
精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半
5、 注意：
同源染色体①形态、大小基本相同；②一条来自父方，一条来自母方。
1个四分体=1对同源染色体=2个着丝点=2条染色体=4个DNA分子=4个姐妹染色单体
6、减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律

二、 受精作用
1、特点： 受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合，使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半来自精子，另一半来自卵细胞。
2、意义：减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异具有重要的作用。
三、减数分裂与有丝分裂比较：
1、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，减数第一次分裂的间期
一次，有丝分裂的间期
细胞分裂次数
二次
一次
联会四分体是否出现
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分离
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
一定相同（两个细胞一样）
2、减数分裂和有丝分裂图像辨析步骤
一看染色体数目：奇数为减Ⅱ（姐妹分家只看一极）
二看有无同源染色体：没有为减Ⅱ（姐妹分家只看一极）
三看同源染色体行为：确定有丝或减Ⅰ
注意：若细胞质为不均等分裂，则为卵原细胞的减Ⅰ或减Ⅱ的后期。
同源染色体分家—减Ⅰ后期
姐妹分家—减Ⅱ后期

甲图：有丝分裂后期
乙图：减数第一次分裂后期
丙图：减数第二次分裂后期

第三章 遗传和染色体
一、 基因的分离定律
1、孟德尔遗传实验获得成功的原因是
（1）正确地选用实验材料。豌豆自花授粉，闭花受粉，自然状态下是纯种；品种多，差异大相对性状明显，易于区分。
（2） 由单因子到多因子地研究方法。 （3）应用统计学方法对实验结果进行分析。
（4）科学地设计实验程序。
2、 相关概念
相对性状：同一种生物的同一种性状的不同表现类型
显性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1表现出来的性状。
隐性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1没有表现出来的性状。
性状分离：在杂种后代中出现不同于亲本性状的现象）
等位基因：决定1对相对性状的两个基因（位于一对同源染色体上的相同位置上）
纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体（能稳定的遗传，不发生性状分离）：
显性纯合子（如AA的个体）
隐性纯合子（如aa的个体）
杂合子：由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体（不能稳定的遗传，后代会发生性状分离）
测表现型：指生物个体实际表现出来的性状。
基因型：与表现型有关的基因组成。
（关系：基因型＋环境 → 表现型）
测交：让F1与隐性纯合子杂交。（可用来测定F1的基因型，属于杂交）
3、基因分离定律的实质: 在减I分裂后期，等位基因随着同源染色体的分开而分离
4、基因分离定律的两种基本题型：
l 正推类型：（亲代→子代）

亲代基因型
子代基因型及比例
子代表现型及比例
⑴
AA×AA
AA
全显
⑵
AA×Aa
AA : Aa=1 : 1
全显
⑶
AA×aa
Aa
全显
⑷
Aa×Aa
AA : Aa : aa=1 : 2 : 1
显:隐=3 : 1
⑸
Aa×aa
Aa : aa =1 : 1
显:隐=1 : 1
⑹
aa×aa
aa
全隐
l 逆推类型：（子代→亲代）

亲代基因型
子代表现型及比例
⑴
至少有一方是AA
全显
⑵
aa×aa
全隐
⑶
Aa×aa
显:隐=1 : 1
⑷
Aa×Aa
显:隐=3 : 1
二、 基因自由组合规律
1、 实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离和组合是互不干扰的，在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2、 基因自由组合规律
F1产生的雌雄配子各4种，雌雄配子随机组合，形成16种组合，9种基因型，4种表现型，且比值为9:3:3:1.
3、常见组合问题（碰到多对相对性状时：先分开计算，再相乘）
（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：AaBbCc×AaBBCc，后代基因型数为多少种？
先分解为三个分离定律：
Aa×Aa后代3种基因型（1AA：2Aa：1aa）
Bb×BB后代2种基因型（1BB：1Bb）
Cc×Cc后代3种基因型（1CC ：2Cc：1cc）
所以其杂交后代有3x2x3=18种类型。
（3）表现类型问题
如：AaBbCc×AabbCc，后代表现数为多少？
先分解为三个分离定律：
Aa×Aa后代2种表现型
Bb×bb后代2种表现型
Cc×Cc后代2种表现型
所以其杂交后代有2x2x2=8种表现型。
4、基因自由组合定律的应用
1）、指导杂交育种：
例：在水稻中，高杆(D)对矮杆(d)是显性，抗病(R)对不抗病(r)是显性。现有纯合矮杆不抗病水稻ddrr和纯合高杆抗病水稻DDRR两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻ddRR，应该怎么做？
_____________________________________________________________________________

附：杂交育种
方法：杂交
原理：基因重组
优缺点：方法简便，但要较长年限选择才可获得。
2）、导医学实践：
例：在一个家庭中，父亲是多指患者（由显性致病基因D控制），母亲表现型正常。他们婚后却生了一个手指正常但患先天性聋哑的孩子（先天性聋哑是由隐性致病基因p控制），问：
①该孩子的基因型为ddpp，父亲的基因型为DdPp，母亲的基因型为 ddPp 。
②如果他们再生一个小孩，则
只患多指的占 3/8_，
只患先天性聋哑的占 1/8，
既患多指又患先天性聋哑的占1/8，
完全正常的占_3/8
三、 伴性遗传
1、 性别决定方式
①XY型：雌性的性染色体是 XX ，雄性的性染色体是 XY 。
②ZW型：雌性的性染色体是ZW，雄性的是ZZ。
2、伴性遗传
1）伴X隐性遗传（人的红绿色盲，血友病，果蝇的白眼遗传）
以人的红绿色盲为例：

女性
男性
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
表现型
正常
携带者
色盲
正常
色盲
特点：①隔代交叉遗传
②患者男多女少
③女患者的儿子和父亲一定是患者
④正常男性的母亲和女儿肯定正常
⑤男患者的女儿与母亲至少为携带者。
2） 伴X显性遗传（抗维生素D佝偻病）
特点：①具有连续遗传的特点
②患者女多男少
③男患者的母亲与女儿一定为患者
④正常女性的父亲和儿子肯定正常
⑤女患者的父母至少有一方患病
四、 染色体变异
1、染色体结构变异：
实例：猫叫综合征（5号染色体部分缺失）
类型：缺失、重复、倒位、易位（看书并理解）
2、染色体数目的变异
1) 类型
l 个别染色体增加或减少：
实例：21三体综合征（多1条21号染色体）
l 以染色体组的形式成倍增加或减少：
实例：三倍体无子西瓜
2)、染色体组：
①概念：二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。
②特点：★一个染色体组中无同源染色体，形态和功能各不相同；
★一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。
③染色体组数的判断：
★染色体组数= 细胞中任意一种染色体条数
★染色体组数= 基因型中控制同一性状的基因个数(AAbb:2个染色体组，AAaBbb 3个染色体组）
3）单倍体、二倍体和多倍体
由配子直接发育成的个体叫单倍体。
有受精卵发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就叫几倍体，如含两个染色体组就叫二倍体，含三个染色体组就叫三倍体，以此类推。体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。
备注：单倍体的染色体组数大于或等于1
3、染色体变异在育种上的应用
1）多倍体育种：
方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
（原理：能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍，秋水仙素作用的时间：细胞分裂前期）
原理：染色体变异
实例：三倍体无子西瓜的培育；
优缺点：培育出的植物器官大，产量高，营养丰富，但结实率低，成熟迟。
2）单倍体育种：
方法：花粉(药)离体培养
原理：染色体变异
实例：矮杆抗病水稻的培育
例：在水稻中，高杆(D)对矮杆(d)是显性，抗病(R)对不抗病(r)是显性。现有纯合矮杆不抗病水稻ddrr和纯合高杆抗病水稻DDRR两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻ddRR ，应该怎么做？

优缺点：后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。
第四章 遗传的分子基础
一、探索遗传物质的过程
1、格里菲思、艾弗里——肺炎双球菌转化实验
实验材料：R型菌 无毒 表面粗糙 无荚膜
S型菌 有毒 表面光滑 有荚膜
格里菲思实验过程及结论
①无毒性的R型活细菌注射到鼠体内，鼠不死亡；
②有毒性的S型活细菌注射到鼠体内，鼠死亡；
③加热杀死的S型细菌注射到鼠体内，鼠不死亡；
④将无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S细菌混合后，注射到鼠体内，鼠死亡
结论：已加热杀死的S型细菌中必然含有某种促成这一转化的活性物质--------转化因子
艾弗里实验过程及结论
①S型活细菌DNA+ R型细菌→R和S
②S型活细菌多糖或脂类+ R型细菌→R
③S型活细菌DNA+DNA酶+ R型细菌→R
结论：DNA是遗传物质
2、噬菌体侵染细菌的实验
过程：①用35S标记了一部分噬菌体的蛋白质，并用32P标记了另一部分噬菌体的DNA；
②用被标记的两种噬菌体分别去侵染细菌；
③当噬菌体在细菌体内大量增殖时，对被标记物质进行放射性测试。
结果：用35S标记蛋白质的噬菌体侵染后，细菌体内无放射性，即表明噬菌体的蛋白质没有进
入细菌内部；而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性
结论：DNA是遗传物质
大多数生物的遗传物质是DNA，少数病毒（烟草花叶病毒，车前草病毒，艾滋病毒）的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质
二、DNA的结构
1、DNA的组成元素：C、H、O、N、P
2、DNA的基本单位：脱氧核糖核苷酸（4种）
3、DNA的结构：
①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。
②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。
内侧：由氢键相连的碱基对组成。
③碱基配对有一定规律： A ＝ T；G ≡ C。（碱基互补配对原则）
4、DNA的特性：
①多样性：碱基对的排列顺序是千变万化的。（排列种数：4n(n为碱基对对数)
②特异性：每个特定DNA分子的碱基排列顺序是特定的。
5、DNA的功能：携带遗传信息（DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息）。
三、DNA的复制
1、概念：以亲代DNA分子两条链为模板，合成子代DNA的过程
2、时间：有丝分裂间期和减Ⅰ前的间期
3、场所：主要在细胞核
4、过程：（看书）①解旋 ②合成子链 ③子、母链盘绕形成子代DNA分子
5、特点： 半保留复制 、边解旋边复制
6、原则：碱基互补配对原则
7、条件:
①模板：亲代DNA分子的两条链
②原料：4种游离的脱氧核糖核苷酸
③能量：ATP
④ 酶：解旋酶、DNA聚合酶等
8、DNA能精确复制的原因：
①独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;
②碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。
9、意义：
DNA分子复制，使遗传信息从亲代传递给子代，从而确保了遗传信息的连续性。
10、与DNA 复制有关的碱基计算
A、一个DNA 连续复制n次，则DNA的分子个数为2ⁿ；
B、第n代的DNA分子中含DNA母链的有2个；
C、母代DNA分子含m个碱基T，则
①连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸个数为m*（2ⁿ-1）
②第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸个数为m*（2ⁿ-1 ）

四、 基因控制蛋白质的合成
1、 染色体，DNA，基因和遗传信息的关系
基因：是具有遗传效应的DNA片段，主要在染色体上。
染色体由蛋白质和DNA构成，
基因是有遗传效应的DNA片段，
遗传信息蕴藏在4中碱基的排列顺序之中。
2、转录：
（1）概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
（2）场所：主要在细胞核中
（3）条件：模板：DNA的一条链（模板链） 原料：4种核糖核苷酸
能量：ATP 酶：解旋酶、RNA聚合酶等
（4）原则：碱基互补配对原则（A—U、T—A、G—C、C—G）
（5）产物：信使RNA（mRNA）、核糖体RNA（rRNA）、转运RNA（tRNA）
3、翻译：
（1）概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
（2）场所;细胞质的核糖体上
（3）条件：模板：mRNA
原料：氨基酸（20种） 能量：ATP
酶：多种酶 搬运工具：tRNA
装配机器：核糖体
（4）原则：碱基互补配对原则
（5）产物：多肽链
（6）与基因表达有关的计算
基因中碱基数：mRNA分子中碱基数：氨基酸数 = 6：3：1
★一种密码子对应一种反密码子(tRNA上)，一种tRNA只能转运一种氨基酸，一种氨基酸可以被一种或多种密码子所决定，即可被一种或多种tRNA转运
★密码子存在于mRNA上，密码子种类有64种（其中与氨基酸相对应密码子有61种，终止密码子有3种）
4、转录、复制和翻译的区别
阶段
项目
复制
转录
翻译
遗传信息的传递方向
DNA →DNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
进行场所
主要细胞核
主要细胞核
核糖体
模板
以DNA的两条链
以DNA的一条链
信使RNA
原料
含A、U、C、T的4种核苷酸
含A、U、C、G的4种核苷酸
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

产物
两个双链的DNA分子
一条单链的mRNA
蛋白质
时间
细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期
生长发育的连续过程

5、基因对性状的控制
（1）中心法则

（2）人类基因组计划及其意义
计划：完成人体24条染色体上（22＋X+Y）的全部基因的遗传作图、物理作图、和全部碱基的序列测定。
意义：可以清楚的认识人类基因的组成、结构、功能极其相互关系，对于人类疾病的诊治和预防具有重要的意义
6、核酸的判断
(1) 有U 无T， 则为RNA
(2)有T且A=T C=G，则为双链DNA
(3)有T且A≠T，C≠G，则为单链DNA
(4)U和T 都有，则处于转录阶段
五、基因突变和基因重组
（一）基因突变
1、概念：是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变等变化。
2、原因：物理因素：X射线、激光等；
化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等；
生物因素：病毒、细菌等。
3、特点：
①发生频率低：
② 方向不确定
③随机发生
基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；
基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。
④普遍存在 ⑤少利多害
4、结果：使一个基因变成它的等位基因，产生新的基因。。
5、时间：细胞分裂间期（DNA复制时期）
6、应用——诱变育种
①方法：用射线、激光、化学药品等处理生物。
②原理：基因突变
③实例：高产青霉菌株的获得
④优缺点：加速育种进程，大幅度地改良某些性状，但有利变异个体少。
7、意义：
①是生物变异的根本来源；
②为生物的进化提供了原始材料；
③是形成生物多样性的重要原因之一。
（二）基因重组
1、概念：是指生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合的过程。
2、种类：
①减Ⅰ后期）形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，位于这些染色体上的非等位基因也自由组合。组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。
②减Ⅰ前期，四分体时期，同源染色体上（非姐妹染色单体）之间等位基因的交换。结果是导致染色单体上基因的重组，组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。
③重组DNA技术（原理：基因重组）
（注：转基因生物和转基因食品的安全性：用一分为二的观点看问题，用其利，避其害。我国规定对于转基因产品必须标明。）
3、结果：产生新的基因型
4、应用(育种)：杂交育种
5、意义：①为生物的变异提供了丰富的来源；
②是生物的进化的源泉；
③是形成生物体多样性的重要原因之一
附：育种方法小结

诱变育种
杂交育种
多倍体育种
单倍体育种
方法
用射线、激光、化学药品等处理生物
杂交
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
花药(粉)离体培养
原理
基因突变
基因重组
染色体变异
染色体变异
优缺点
加速育种进程，大幅度地改良某些性状，但有利变异个体少。
方法简便，但要较长年限选择才可获得纯合子。
器官较大，营养物质含量高，但结实率低，成熟迟。
后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。
六、 人类遗传病
1、人类遗传病与先天性疾病区别：
l 遗传病：由遗传物质改变引起的疾病。（可以生来就有，也可以后天发生）
l 先天性疾病：生来就有的疾病。（不一定是遗传病）
2、人类遗传病产生的原因：人类遗传病是由于遗传物质的改变而引起的人类疾病
3、人类遗传病类型
（1）单基因遗传病
① 概念：由一对等位基因控制的遗传病。
② 原因：人类遗传病是由于遗传物质的改变而引起的人类疾病
③ 特点：呈家族遗传、发病率高（我国约有20%--25%）
④ 类型：
显性遗传病 伴Ｘ显：抗维生素Ｄ佝偻病
常显：多指、并指、软骨发育不全
隐性遗传病 伴Ｘ隐：红绿色盲、血友病
常隐：先天性聋哑、白化病、镰刀型细胞贫血症、黑尿症、苯丙酮尿症
（2）多基因遗传病
① 概念：由多对等位基因控制的人类遗传病。
② 常见类型：腭裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等。
（3）染色体异常遗传病（简称染色体病）
① 概念：染色体异常引起的遗传病。(包括数目异常和结构异常）
② 类型：
常染色体遗传病 结构异常：猫叫综合征：5号染色体部分缺失
数目异常：21三体综合征（先天智力障碍）：多一条染色体
性染色体遗传病：性腺发育不全综合征（XO型，患者缺少一条 X染色体）
4、遗传病的监测和预防
（1）、产前诊断：胎儿出生前，医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性
疾病，产前诊断可以大大降低病儿的出生率
（2）、遗传咨询：在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展
第五章 生物的进化
一、现代达尔文主义
（一）种群是生物进化的基本单位（生物进化的实质：种群基因频率的改变）
1、种群：
概念：在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。
特点：不仅是生物繁殖的基本单位；而且是生物进化的基本单位。
2、种群基因库：一个种群的全部个体所含有的全部基因构成了该种群的基因库
3、基因（型）频率的计算：
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少？
A基因数=2×30﹢60=120个
a基因数=60﹢2×10=80个
A的频率 = 120/200 = 60% a的频率 =80/200 = 40%
（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料
（三）自然选择决定进化方向：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方 向不断进化。
（四）突变和基因重组、选择和隔离是物种形成机制
1、物种：指分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且自然状态下能相互交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。
2、隔离：
地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。
生殖隔离：指不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代。
3、物种的形成：
⑴物种形成的常见方式：地理隔离（长期）→生殖隔离
⑵物种形成的标志：生殖隔离
⑶物种形成的3个环节：
l 突变和基因重组：为生物进化提供原材料
l 选择：使种群的基因频率定向改变
l 隔离：是新物种形成的必要条件
二、生物进化的基本历程
1、地球上的生物是从单细胞到多细胞，从简单到复杂，从水生到陆生，从低级到高级逐渐进化而来的。
2、真核细胞出现后，出现了有丝分裂和减数分裂，从而出现了有性生殖，使由于基因重组产生的变异量大大增加，所以生物进化的速度大大加快。
三、生物进化与生物多样性的形成
1、生物多样性与生物进化的关系是：生物多样性产生的原因是生物不断进化的结果；而生物多样性的产生又加速了生物的进化。
2、生物多样性包括：遗传（基因）多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。

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用心 爱心 专心