遗传与进化

这是一篇关于遗传与进化的思维导图，其内容包括了遗传因子的发现，基因和染色体的关系，基因的本质以及生物的进化等方面的知识

生物学 必修二 遗传与进化

• 第1章 遗传因子的发现
  • 第1节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）
    • 豌豆作为遗传材料的优点
      • 1. 自花传粉，闭花受粉
      • 2. 有易于区分的性状
      • 3. 花较大
      • 4. 生长周期短，易于栽培
      • 5. 子粒较多
    • 豌豆人工异花传粉的实验步骤
      • 去雄
      • 套袋
      • 人工授粉
      • 再套袋
    • 一对相对性状的杂交实验（3：1）
      • 相对性状
      • 性状分离
        • 杂种后代中同时出现显性形状和隐性性状
    • 对分离现象的解释和验证
      • 解释
        • 生物的性状由遗传因子决定
        • 在体细胞中，遗传因子成对存在
        • 生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子分离
        • 受精时，雌雄配子的结合是随机的
      • 测交实验(1:1)
        • 意义
          • 测F1的种类和比例
          • 测F1的基因型
          • 判断F1产生配子时的行为和比例
      • 性状分离比的模拟实验
        • 总数可以不等，但每个桶里的不同球必须相等
      • 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后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代
        • 实用条件
          • 真核生物的性状遗传
          • 有性生殖生物的性状遗传
          • 细胞核遗传
          • 一对相对性状的遗传
    • 科学方法：假说－演绎法
  • 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）
    • 两对相对性状的杂交实验（9：3：3：1）
      • 每一对性状都遵循分离定律
    • 对自由组合现象的解释和验证（1：1：1：1）
    • 自由组合定律
      • 控制不同性状的遗传因子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
  • 孟德尔遗传定律的应用
    • 杂合子连续自交
    • 自由交配
      • 配子法
    • 纯合子杂合子的判定
    • 相对性状显隐性的判断
    • 有关分离定律（和自由组合定律）的计算
    • 拓展
      • 从性遗传
      • 复等位基因
      • 不完全显性
      • 致死
        • 双纯显死
        • 双纯隐死
        • AA死
          • 6:2:3:1
        • BB死
          • 6:3:2:1
        • aa死
          • 9:3:0:0
        • bb死
          • 9:0:3:0
        • 以及配子死
          • Ab
          • aB
          • AB
          • ab
          • 棋盘法
    • 9331变式
      • 9:6:1
        • 两显：一显：隐
          • 测交：1：2：1
      • 9:7
        • 两显：非两显
          • 测交：1：3
      • 9:3:4
        • 两显：（aa或bb存在就为隐）
          • 测交：1：1：2
      • 15:1
        • 有一显就显：隐
          • 测交：3：1
      • 1:4:6:4:1
        • 累加效应
          • 测交：1：2：1
    • 设计实验证明分离，自由组合
    • 患病
      • 两病都患
        • mn
      • 两病都不患
        • (1-m)(1-n)
      • 患病的概率
        • 1-(1-m)(1-n)
      • 只患一种病
        • m(1-n)+n(1-m)
      • 只患甲病
        • m(1-n)
      • 只患乙病
        • n(1-m)
• 第2章 基因和染色体的关系
  • 第1.1节 减数分裂
    • 精子（卵细胞）的形成过程
      • 减数分裂过程中，染色体数目减半的过程发生在减数分裂I
    • 几个重要概念
      • 同源染色体
        • 大小一般相同，形态一般相同（XY），来源不同，减数分裂中能进行交叉互换
      • 联会
        • 减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象
      • 四分体
        • 联会后的每对同源染色体都含有四条染色单体，成为一个四分体
      • 交叉互换
        • 在同源染色体上的非姐妹单体之间，在减数分裂联会时，相同位置对等互换片段，增加了配子的遗传多样性
    • 减数分裂概念
      • 减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂，在减数分裂前，染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次，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
    • 精子和卵细胞形成过程的不同
      • 精子在动物睾丸里形成细胞质均等分裂，精细胞变形成为精子，每个精原细胞产生四个精子
      • 卵细胞在动物卵巢里形成初级卵母细胞和次级卵母细胞不均等分裂，极体均等分裂，不经过变形，每个卵原细胞形成一个卵细胞，三个机体退化消失
    • 图示
    • 和有丝分裂的区别
      • 识图方法
  • 第1.2节 受精作用
    • 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
      • 和有丝一样
    • 配子中染色体组合的多样性
      • 同为同一次
      • 补为同一次，不同初
      • 同、补同一体
    • 受精作用
      • 受精卵的染色体数目又恢复到体细胞的数目，保证了物种染色体数目的稳定，其中有一半的染色体来自精子，另一半来自卵细胞
      • 实质：精子和卵细胞的细胞核融合
  • 第2节 基因在染色体上
    • 萨顿提出“基因在染色体上”
    • 摩尔根实验证据
    • 基因的分离，定律的实质是在杂合子的细胞中为一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分离分离分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代
    • 自由组合定律的实质是位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合，是互不干扰的，在解除分裂过程中，同源染色体上的等位基因，彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合
  • 第3节 伴性遗传
    • 伴X显
      • 患者女性多余男性
      • 父病女必病，子病母必病
      • 具有世代连续性
    • 伴X隐
      • 母病子必病，女病父必病
      • 患者中男性多于女性
      • 交叉遗传，隔代遗传
    • 伴Y
      • 患者全男性
    • 位于同源区段
    • 性别决定方式
      • XY，ZW
      • 基因决定性别
      • 染色体数目决定
      • 环境决定性别
      • 年龄决定性别
  • 伴性遗传解题方法
    • 患病男孩与男孩患病
    • 判断位于常染色体还是性染色体
    • 其他的写写遗传图解
• 第3章 基因的本质
  • 第1节 DNA是主要的遗传物质
    • 早期推测
    • 肺炎链球菌的转化实验
      • 格里菲斯的体内
        • 实验结论，加热致死的S型细菌体内含有转化因子，促使R型细菌转化为S型细菌
      • 艾弗里的体外
        • 结论：S型细菌体内只有DNA才是转化因子，DNA是使R性菌进行产生稳定遗传的变化的物质，蛋白质脂质RNA都不是转化因子
        • 减法原理
    • 噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希 蔡斯）
      • 放射性同位素标记法
      • 32P 35S
    • 烟草花叶病毒侵染实验
      • RNA是叶草花叶病毒的遗传物质，而蛋白质不是它的遗传物质DNA也不是
  • 第2节 DNA的结构
    • 构建
      • 富兰克林 威尔金斯
      • 沃森 克里克
      • 查哥夫
    • DNA的结构和特点
      • 碱基互补配对原则
      • 磷酸连5’C
      • 碱基连1’C
    • 碱基数量计算
    • 制作DNA双螺旋模型
  • 第3节 DNA的复制
    • 时间
      • 有丝分裂和减数分裂的间期
    • 梅塞尔森和斯塔尔实验
      • 杂交两代大肠杆菌
      • 同位素标记法
    • 场所
      • 细胞核，线粒体，叶绿体
    • 条件
      • 原料
        • 四种脱氧核苷酸
      • 能量
      • 模板
        • 两条母链
      • 酶
        • DNA解旋酶
        • DNA聚合酶
      • 特点
        • 边解旋边复制（过程特点）
        • 半保留复制（结果特点）
    • 过程
      • 利用细胞提供的能量，解旋酶把DNA双螺旋的两条链解开
      • 解开后的两条母链，再加上游离的四种脱氧核苷酸，在DNA聚合酶的帮助下，以碱基互补配对原则形成新的DNA双螺旋结构
    • 总结
      • DNA复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板，原料和酶等基本条件，DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确的进行
    • 拓展
      • DNA复制的其他形式
        • 线形DNA双链复制形式
        • 环形DNA复制方式
          • 滚动环形复制
          • θ型结构复制
          • D环形复制
    • 计算
      • 画图看
  • 第4节 基因是DNA上有遗传效应的DNA片段
    • 遗传信息蕴藏在四种碱基的排列顺序之中，捡其排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱其特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性
    • 遗传信息
      • 本质
        • 4种碱基的排列顺序
      • 主要载体
        • DNA
          • 特异性
            • 特定的碱基排列顺序
          • 多样性
            • 碱基排列顺序千变万化
          • DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础
    • 基因
      • 绝大多数生物的遗传物质都是DNA 极少数生物的遗传物质是RNA
        • 基因通常是具有遗传效应的DNA片段
• 第4章 基因的表达
  • 第1节 基因指导蛋白质的合成0
    • 遗传信息的转录
      • 转录：Rna是在细胞核中通过rna聚合酶与DNA的一条链为模板合成的这一过程叫做转录
      • 过程
    • 遗传信息的翻译
      • 游离在细胞质中的各种氨基酸，就以MR na为模板，合成有一定氨基酸序顺序的蛋白质，这一过程做做翻译
      • 在mRNA上三个相邻的碱基，决定一个氨基酸，每三个这样碱基叫做一个密码子
      • 每个tRNA的这三个点，点击可以与mRNA上的密码子互补配对，叫做反密码子
      • 密码子特点
        • 简并性：密码子的简并性就是指在分子生物学中，同一种氨基酸具有两个或更多个密码子的现象。其中的密码就叫做简并密码子。密码子简并性具有重要的生物学意义，它可以减少有害突变。
        • 专一性
        • 通用性
      • 翻译过程
    • 中心法则
      • 一般是根据所给图写
  • 第2节 基因表达与性状的关系
    • 基因表达产物与性状的关系
      • 直接控制
        • 囊性纤维化
      • 间接控制
        • 豌豆的皱粒
        • 白化病
      • 多基因效应
        • 多对一
      • 基因的多效性
        • 一对多
      • 基因的特异性
        • 一对一
    • 基因的选择性表达与细胞分化
      • 细胞分化的本质就是基因的选择性表达
    • 表观遗传
      • 类型
        • DNA甲基化（抑制转录）
        • 非编码RNA（miRNA）（抑制翻译）
        • 染色体组蛋白甲基化，乙酰化（抑制转录和翻译）
      • 特点
        • 碱基序列保持不变
        • 基因表达和表型发生可遗传的变化
        • 可逆性
        • 普遍性
      • 实例
        • 柳穿鱼
        • 小鼠不同的毛色
    • 巴氏小体
• 第5章 基因突变及其他变异
  • 第1节 基因突变与基因重组
    • 基因突变
      • 实例
        • 镰状细胞贫血
      • 定义
        • DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫做基因突变
        • 时间：各种间期
        • 在体细胞中基因突变一般不遗传，但可以通过无性生殖遗传
      • 细胞癌变
        • 产生原因
          • 原癌基因太管用
          • 抑癌基因不管用
        • 特征
          • 无限增殖
          • 形态结构发生显著变化
          • 细胞膜上的糖蛋白物质减少，细胞的黏浊性显著降低
      • 原因
        • 物理因素：X射线，辐射
        • 化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物
        • 生物因素：病毒的遗传物质
      • 特点
        • 普遍性
        • 随机性
        • 不定向性
        • 多害少利性
        • 低频性
      • 意义
        • 产生新基因
        • 形成新性状
        • 是生物变异的根本来源
        • 生物进化的原始材料
    • 基因重组
      • 定义
        • 基因重组就是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
      • 类型
        • 自由组合型
          • 非同源染色体自由组合，非等位基因也自由组合
        • 互换型
          • 四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间交叉互换
      • 注意点
        • 一对等位基因，雌雄配子受精不算基因重组
        • 不会产生新性状，但会产生新性状组合
      • 意义
        • 生物变异的主要来源
        • 生物多样性的重要原因
        • 进化的原材料
  • 第2节 染色体变异
    • 体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异
    • 染色体数目的变异
      • 分类
        • 细胞内个别染色体的增加或减少
        • 细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体（一个染色体组）为基数成倍的增加或减少
      • 体细胞中有几个染色体组就成为几倍体，前提：有受精卵发育而来
        • 多倍体特点：茎秆粗壮，叶片，果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加
      • 单倍体：由配子发育而来 体细胞中染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体
        • 特点：植株弱小，大部分高度不育
      • 育种
        • 知识点一.杂交育种 一.概念杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再通过选择和培育，获得新品种的方法 二.原理基因重组。通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状组合 三.过程（1）.集优：通过杂交将控制两个优良性状的基因集中在同一个体内 （2）.选育：让子一代自交，从性状分离的子二代中选出形状符合要求的个体 （3）.选纯：让符合要求的个体连续自交，直到性状不再分离，从中选出符合要求的纯合子 注：（1）.杂交育种选育从F2开始，原因是从F2开始出现性状分离 （2）.杂交育种不一定需要连续自交。若选育相信优良纯种，则需要连续自交筛选，直至不再发生性状分离；若选育隐性优良纯种，则只要出现该性状个体即可 四.特点（1）.优点：可以将两个或多个品种的优良性状集中在一起 （2）.缺点：1.杂交育种只能利用已有的基因型进行重新组合，不能产生新的基因； 2.育种进程缓慢，需要时间长；3.杂交育种只能用同一种物种或亲缘关系较近的物种 五.适用范围 杂交育种适用于能进行有性生殖的个体，且相关基因遵循基因遗传定律，只进行无性生殖的个体无法通过杂交育种的方式培育新品种 六.应用（1）.在农业生产中，杂交育种是改良作物品质，提高农作物单位面积产量的常规方法 （2）.可用于家畜，家禽的育种 知识点二.诱变育种 一.概念：诱变育种就是利用物理因素（如X射线，紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸，硫酸二乙酯等）来处理生物，是生物发生基因突变，从而获得新品种的方法 二.原理：基因突变 三.优点：诱变育种可以提高基因的突变率，缩短育种程；大幅度改良某些性状，创造人类·所需要的优良变异类型四.缺点：基因突变具有不定项性，基因突变产生的有利个体往往不多，育种过程中具有一定的盲目性，需要处理大量的供试材料，需要消耗大量的人力物力 五.应用（1）.在农作物育种方面，诱变育种发挥了巨大作用。（2）.在微生物育种方面，诱变育种也发挥了巨大的作用
      • 低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验
    • 染色体结构变异
      • 实例：猫叫综合征
  • 第3节 人类遗传病
    • 调查
      • 发病率在人群中检测
      • 遗传方式在家系中调查
• 第6章 生物的进化
  • 第1节 生物有共同祖先的证据
    • 达尔文学说
      • 共同由来学硕和自然选择学说
    • 地层中陈列的证据——化石
      • 化石是通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体遗物和生活痕迹
      • 可以判断种类及其形态结构行为等特征，但不能判断行为特点
      • 是研究生物进化最直接最重要的依据
    • 生物进化顺序：又简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆生
    • 当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
      • 比较解剖学证据
      • 胚胎学证据
      • 细胞和分子水平的证据
        • 测DNA得看同源区段
  • 第2节 自然选择与适应的形成
    • 适应的普遍性和相对性
      • 含义
        • 生物体的形态结构适合于完成一定的功能
        • 生物体的形态结构及其功能适合与该生物在一定的环境中生存和繁殖
      • 特点
        • 普遍性和相对性
    • 适应是自然选择的结果
      • 拉马克
        • 核心：用进废退，获得性遗传
        • 局限性
      • 达尔文
        • 过度繁殖—生存斗争－遗传和变异－自然选择
        • 局限性
  • 第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
    • 一、种群基因组成的变化
      • 种群和基因库
        • 生活在一定区域的同种生物的全部个体的集合，叫做种群
          • 生物进化的基本单位
          • 一个繁殖的单位
        • 一个种群中全部个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库
        • 在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的数的比值叫做基因频率
      • 抗生素对细菌的选择作用
    • 二、隔离在物种形成中的作用。
      • 物种能够在自然状态下相互交配，并且产生可育后代的一群生物，成为一个物种
      • 不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功也不能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离，例如马和驴虽然能够交配，但是产生的后代骡是不育的，因此马和驴之间存在生殖隔离，他们属于两个物种
      • 同种生物由于地理和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，叫做地理隔离
      • 隔离是物种形成的必要条件，物种形成本身表示，生物类型的增加，同时它也意味着生物能够以新的方式利用环境条件，从而为生物的进一步发展开辟新的前景
  • 第4节 协同进化与生物多样性的形成
    • 协同进化
      • 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，这就是协同进化
      • 精明的捕食者
      • 收割理论
    • 生物多样性的形成
      • 生物多样性主要包括三个层次内容，遗传多样性物种，多样性和生态系统多样性生物多样性主要包括三个层次的内容，遗传多样性物种，多样性和生态系统多样性
      • 变异不定向产生了遗传多样性，遗传多样性决定了蛋白质的多样性，而物种多样性的根源是遗传多样性，物种多样性直接原因是蛋白质的多样性，物种多样性，物种多样性的组成的多样性，无机环境的多样性，直接选择蛋白质的多样性，无机环境的多样性也堵成了生态系统的多样性
    • 生物进化理论再发展
      • 适应是自然选择的结果，种群是生物进化的基本单位，突变合金重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种，生物进化的过程实际上是生物与生物，与生物与无机环境协同的过程，生物多样性是协同进化的结果
• 作为遗传实验材料的优点
  • 实验结果易观察和分析
  • 易于做人工杂交实验
  • 实验周期短，实验更容易进行
  • 利用数学统计方法分析实验结果，使结论更可靠