导图社区 高中生物知识小结
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高中必修二核心知识小结
遗传因子的发现
孟德尔豌豆杂交实验（一）
一对相对形状的杂交实验
孟德尔用豌豆作为遗传实验材料的优点
杂交实验
无论正交还是反交，F₁只表现一种性状，F₂出现性状分离且分离比为3：1
对分离现象的解释
生物的性状由遗传因子决定
体细胞中遗传因子成对存在
配子中遗传因子成对存在
受精时，雌雄配子随机结合
关键知识点
豌豆作为实验材料的优点
自花传粉和闭花受粉
具有易于区分的相对性状
具相对性状的纯合亲本杂交，F₁表现 出的性状为显性性状
在一对相对性状的杂交实验中，F₂的性状分离比为3:1
显隐性形状的判断方法
具相对性状的亲本杂交，若子代只能出现一种性状，则该性状为显性性状
具相同性状的亲本杂交，若子代出现不同性状，则新出现的性状为隐性性状
纯合子自交后代仍为纯合子，杂合子自交后代既有纯合子也有杂合子
孟德尔豌豆杂交实验（二）
两对相对性状的杂交实验
无论正交还是反交，F₁只表现出一种性状，F₂出现9:3:3:1的性状分离比
对自由组合现象的解释
F₁在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合
对自由组合现象解释的验证
测交实验
自由组合定律
孟德尔实验方法的启示和再发现
自由组合定律在实践中的应用
关键知识点
F₁在产生配子时，每队遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合
F₁产生雌雄配子各4种，它们是：YR、Yr、yR、yr，数量比接近1:1:1:1
受精时，雌雄配子的结合是随机的
在两队相对性状的杂交实验中，F₂中共有9种遗传因子组成，4种性状表现，比例为9:3:3:1
两对相对性状的测交实验中，测交后代基因型和表现型均为4种，数量比例均为1:1:1:1
自由组合定律的实质
在形成配子时，控制同一性状的成对的遗传因子彼此分离的同时，控制不同性状的遗传因子自由组合
等位基因是控制相对性状的基因
生物的表现型是基因型和环境共同作用的结果
基因和染色体的关系
减数分裂和受精作用
减数分裂与精子形成过程
关键知识点
减数分裂的特点是染色体只复制一次，而细胞分裂两次，导致染色体数目减半
精原细胞通过有丝分裂增殖，通过减数分裂形成精子
一个四分体包含2条染色体，4条染色单体，4个DNA分子
减数第一次分裂的主要特征
同源染色体联会形成四分体
四分体中的非姐妹染色单体发生交叉互换
同源染色体分离，分别移向细胞两极
减数第二次分裂的主要特征
每条染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极
卵细胞的形成过程和受精作用
减数分裂与受精作用
过程
卵细胞和精子相互识别，融合成为受精卵
实质
精子细胞核与卵细胞核融合在一起，染色体数目加倍
结果
配子中染色体组合的多样性
关键知识点
导致配子中染色体组合多样性的原因
同源染色体分离的同时，非同源染色体的自由组合
同源染色体上非姐妹染色单体间发生交叉互换
受精作用的实质是精、卵细胞核的融合
精子和卵细胞中没有同源染色体，融合形成 受精卵后，形成了同源染色体
受精卵中的核遗传物质一半来自父方，一半；来自母方，但细胞质遗传物资几乎全部来自母方
减数分裂和受精作用维持了生物体细胞中染色体数目的恒定
基因在染色体上
萨顿假说
假说内容
基因在染色体上
假说依据
基因和染色体行为存在着明显的平行关系
基因位于染色体上的实验证据
染色体
常染色体
性染色体
实验过程
实验结论：基因在染色体上
孟德尔遗传规律的现代解释
分离定律的实质：等位基因分离
自由组合定律的实质：非同源染色体上的非等位基因自由组合
关键知识点
基因和染色体行为存在着明显的平行关系
基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上有许多个基因
基因分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离
基因自由组合定律的实质是等位基因随同源染色体分开而分离的同时，非同源染色体上的等位基因自由组合
萨顿的“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”的假说是运用了类比推理法
摩尔根的果蝇杂交实验利用了假说—演绎法
伴性遗传
概念
性染色体上的基因遗传上总是和性别相关联的现象
人类红绿色盲遗传（伴X染色体隐形遗传病）
往往隔代遗传
男性患者多于女性患者
交叉遗传
女性患者的父亲、儿子必定是患者
抗维生素D佝偻病（伴X染色体显性遗传病）
女性患者多于男性患者
往往时代连续遗传
男性患者的母亲、女儿一定是患者
在实践中的应用
鸡的性别决定
根据雏鸡的羽毛特征来区分雌雄
关键知识点
XY型性别决定的生物，雄性的性染色体组成为XX，雄性为XY
ZW型性别决定的生物，雄性的性染色体组成为ZZ，雌雄为ZW
伴X隐性遗传病的遗传特点
男性患者多于女性患者
女性患者的父亲和儿子一定是患者
交叉遗传
伴X显性遗传病的遗传特点
女性患者多于男性患者
男性患者的母亲和女儿一定是患者
基因的本质
DNA是主要的遗传物质
对遗传物质的早期推测
肺炎双球菌的转化实验
两种肺炎双球菌的比较
体内转化实验
体外转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
T₂噬菌体
标记噬菌体的方法
实验过程、结果分析与结论
肺炎双球菌的体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较
思路
设计原则
实验结论
DNA是主要的遗传物质
DNA是遗传物质的证据
DNA是主要遗传物质的理解
关键知识点
两种肺炎双球菌的比较
S型肺炎双球菌有荚膜，有毒
R型肺炎双球菌无荚膜，无毒
肺炎双球菌转化实验中，只有S型细菌的DNA才能使R型活细菌转化为S型细菌，即转化因子是DNA
T₂噬菌体由蛋白质和DNA组成，S存在于蛋白质中，P几乎全部存在于DNA中
肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此说DNA是主要的遗传物质
DNA分子的结构
发现历程
沃森、克里克于1953年构建出DNA双螺旋结构模型
化学组成
脱氧核苷酸（基本单位）
磷酸
脱氧核糖
含氮碱基
空间结构
规则的双螺旋结构
外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接
内侧：碱基之间通过氢键连接
碱基互补配对原则
制作DNA双螺旋结构的模型
碱基数量的有关计算
关键知识点
DNA分子的双螺旋结构
两条链方向平行
脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架
碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧
双链DNA分子中，嘌呤碱基数=嘧啶碱基数，即A+G=T+C
互补碱基之和的比例在DNA的任何一条链及整个DNA分子中都相等
在DNA分子中，含G—C碱基对越多的DNA分子相对稳定
非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，而在整个DNA分子中比值为1
DNA的复制
实验证据
概念
以亲代DNA为模板合成子代 DNA的过程
时间
有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
过程
①解旋;②合成子链;③形成子代DNA
特点
①边解旋边复制;②半保留复制
条件
模板、原料、能量和多种酶等
意义
保持了遗传信息的连续性和物种的相对稳定
关键知识点
DNA复制发生在细胞分裂的间期
DNA复制需要DNA模板、4种脱氧核苷酸做原料以及酶和能量
DNA复制的特点是边解旋边复制和半保留复制
DNA分子独特的双螺旋结构，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地进行
基因是有遗传效应的DNA片段
基因与DNA关系的实例
基因位于DNA上
基因具有特定的遗传效应
基因由脱氧核苷酸构成
DNA片段中的遗传信息
碱基排列顺序代表遗传信息
DNA分子的多样性
DNA分子的特异性
关键知识点
基因是有遗传效应的DNA片段
DNA中碱基对的排列顺序表示遗传信息
DNA分子具有多样性、特异性和稳定性
大部分生物的遗传信息在DNA上，少数生物的遗传信息在RNA上
基因的表达
基因指导蛋白质的合成
遗传信息的转录
DNA与RNA的异同
RNA的种类
转录的概念
转录的过程
遗传信息的翻译
翻译的概念
碱基与氨基酸的对应关系（密码子的破译）
翻译的过程
关键知识点
RNA有三种:信使RNA（mRNA）、转运RNA（tRNA）和核糖体RNA（rRNA）
转录的主要场所是细胞核，条件是模板（DNA的一条链）、原料（4种核糖核苷酸）、酶（RNA聚合酶）和能量
翻译的场所是核糖体，条件是模板（mRNA）、原料（20种氨基酸）、酶和能量
密码子共有64种，其中决定氨基酸的密码子有61种，3种终止密码子不决定氨基酸
一种氨基酸对应一种或多种密码子，一种密码子只对应一种氨基酸
每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种tRNA识别和转运
基因对性状的控制
中心法则
DNA→DNA（DNA自我复制）
DNA→RNA→ 蛋白质 转录 翻译
RNA→RNA（RNA自我复制）
RNA→DNA（逆转录）
基因、蛋白质与性状的关系
基因控制生物性状的两种方式
基因与生物性状之间的关系
细胞质基因
关键知识点
生物遗传信息流动表示为
逆转录和RNA复制只发生在某些RNA病毒中
基因控制生物性状的两条途径
通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状、
通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
一个基因可能影响多种性状，一种性状也可能由多个基因控制
线粒体DNA和叶绿体DNA也能进行复制，转录和翻译，并控制生物的性状
基因突变及其他变异
基因突变和基因重组
基因突变
实例
镰刀型细胞贫血症
时期
有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期
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
原因
外界因素
自身生理因素
特点
普遍性
随即发生、不定向
自然状态下突变频率低、且具有多害少利性
意义
生物变异的根本来源
基因重组
概念
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
来源
同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换
非同源染色体上非等位基因的自由组合
意义
生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义
基因突变有碱基对的替换、增添和缺失三种方式
基因突变会引起生物性状的改变
诱变基因突变会引起基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变
诱变基因突变的因素有物理因素、化学因素和生物因素
基因突变具有普遍性。随机性。不定向性及低频性等的特点
基因突变可以产生新基因，而基因重组只能产生新的基因型
基因重组包括非同源染色体上非等位基因的自由组合和同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换两种类型
染色体变异
染色体结构的变异
缺失
染色体中某一片段缺失
重复
染色体中增加某一片段
易位
染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
倒位
染色体中某一片段位置颠倒
染色体数目的变异
细胞内个别染色体增加或减少
细胞内染色体组成成倍增加或减少
染色体组
二倍体和多倍体
人工诱导多倍体的方法
单倍体
实验
低温诱导染色体数目的变化
关键知识点
染色体结构的变异包括缺失、重复倒位和易位等几种类型
染色体结构变异可改变染色体上的基因的数目或排列顺序，可在显微镜下观察到
二倍体生物正常配子中的一组染色体是一个染色体组
由受精卵发育而来的个体，体细胞中含几个染色体组，就是几倍体
单倍体并不一定只含一个染色体组
单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗等阶段，能明显缩短育种年限
秋水仙素或低温能抑制纺锤体的形成，从而导致染色体数目加倍
人类遗传病
人类常见遗传病的类型
单基因遗传病
多基因遗传病
染色体遗传遗传病
遗传病的监测和预防
遗传咨询
禁止近亲结婚
产前诊断
方法
优点
人类基因组计划
人类基因组
人类基因组计划的主要内容
人类基因组研究的意义
关键知识点
人类遗传病是由于遗传物质改变而引起的人类疾病
人类遗传病可分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病
遗传病的监测和预防包括遗传咨询和产前诊断等手段
调查遗传病的发病率应在群体中进行，而调查遗传病的遗传方式则应在患者家系中进行
人类基因组计划的目的是测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息
人类基因组计划要测定人体内24条染色体上DNA的全部序列
从杂交育种到基因工程
杂交育种与诱变育种
杂交育种
原理
基因重组
方法
杂交→自交→选择→自交。。。。。
优点
可以把多个品种的优良性状集中在一起
缺点
获得新品种的周期长
诱变育种
原理
基因突变
诱变因素
物理因素
各种射线、激光
化学因素
亚硝酸、硫酸二乙酯等
优点
提高突变率、加速育种进程等
缺点
目的性不强
有理变异往往不多
需处理大量的材料
关键知识点
杂交育种的原理是基因重组
杂交育种一般从F₂开始筛选,因为从F₂才开始出现性状分离
杂交育种能将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起
诱变育种的原理是基因突变
人工诱变只是提高了突变率，但不能确定突变的方向
青霉素高产菌株是通过诱变有种培育的
基因工程及其应用
原理
基因重组
工具
基因的“剪刀”:限制性核酸内切酶
基因的“针线”：DNA连接酶
基因的运载体：质粒等
基本步骤
提取目的基因
目的基因与运载体结合
将目的基因导入受体细胞
目的基因的检测与鉴定
应用
作物育种、环境保护、药物研制
转基因生物和转基因食品的安全性
关键知识点
基因工程的原理是基因重组
基因工程的操作工具有限制酶、DNA连接酶和运载体
限制性核酸内切酶具有特异性，能识别特定的核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子
DNA连接酶的作用是将目的基因和运载体连接成重组DNA分子
常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等
基因工程的四个步骤是:提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导人受体细胞、目的基因的检测与鉴定
基因工程在医药卫生、农牧业、食品工业、环境保护等方面具有美好的应用前景
现代生物进化理论
现代生物进化理论的由来
拉马克的进化学说
主要内容
历史贡献及局限性
达尔文的自然选择学说
主要内容
历史贡献
局限性
达尔文以后进化理论的发展
研究水平
分子水平
研究单位
种群
关键知识点
拉马克进化学说的主要内容是：用进废退和获得性遗传
拉马克进化学说的主要意义在于否定了神创论和物种不变论
达尔文自然选择学说的主要内容是:过度繁殖、生存斗争、遗传变异和自然选择
达尔文自然选择学说能解释生物进化的原因及物种多样性的形成
达尔文自然选择学说的局限性表现为:
不能解释遗传和变异的本质
不能解释物种大爆发等现象
对生物进化的解释局限于个体水平
现代生物进化理论主要内容
基因频率与基因型频率
概念内涵
与进化的关系
相关计算
种群基因频率改变与生物进化
种群是生物进化的基本单位
突变和基因重组产生进化的原材料
自然选择决定生物进化的方向
关键知识点
一个种群中的全部个体所含有的全部基因称为基因库
种群是生物进化的基本单位
突变和基因重组产生进化的原材料
自然选择决定生物进化的方向
生物进化的实质是基因频率的改变
物种形成的标志是生殖隔离的出现