1、1 高中生物学高中生物学考考必修必修 2 知识清单知识清单 1 1 遗传的基本规律遗传的基本规律 （1）基因分离分离定律 一对相对性状杂交试验一对相对性状杂交试验：亲本为显性纯合子 AA 和隐性纯合子 aa，杂交后代为杂合子 Aa，子一代自交，后代基 因型比值为 AA：Aa：aa=1:2:1，表现型比值为 3:1（如，高茎：矮茎） 。 测交测交：杂合子与隐性纯合子杂交，后代基因型与表现型比值均为 1:1。 （2）基因自由组合自由组合定律 两对相对性状杂交试验两对相对性状杂交试验：子一代表现型比值为 9:3:3:1，若要计算其中一种基因型（如 AaBB）所占后代总体的 比例，可用棋盘法，或者将两
2、种基因分开，分别根据基因分离定律计算各自比值，再将两结果想乘得出（分离相乘 法）如 AaBB，Aa 所占比值为 2/4，BB 所占比值为 1/4，所以 AaBB 所占后代比值为 2/4*1/4=1/8。 测交测交为两对基因型的杂合子与隐性纯合子杂交，后代基因型与表现型比值均为 1:1:1:1。 （3）基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，生物 体在进行减数分裂时， 等位基因会随同源染色体的分开而分离， 分别进入到两个配子中， 独立地随配子遗传给后代。 （4）基因的自由组合定律的实质：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。在进行
3、减数分 裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。 （5）常见组合问题(自由组合定律的解题方法统一用分枝法自由组合定律的解题方法统一用分枝法先一对一对分析先一对一对分析,再进行组合再进行组合:都可以简化为用分离都可以简化为用分离 定理来解决定理来解决，即先求一对相对性状的，最后把结果相乘，即进行组合,因此，要熟记分离定理的 6 种杂交结果) 配子类型问题 如：AaBbCc 产生的配子种类数为 2x2x2=8 种 基因型类型 如：AaBbCcAaBBCc，后代基因型数为多少？ 先分解为三个分离定律：AaAa 后代 3 种基因型（1AA：2Aa：1
4、aa），BbBB 后代 2 种基因型（1BB：1Bb），CcCc 后代 3 种基因型（1CC ：2Cc：1cc） 所以其杂交后代有 3x2x3=18 种类型。 表现类型问题 如：AaBbCcAabbCc，后代表现数为多少？ 先分解为三个分离定律：AaAa 后代 2 种表现型，Bbbb 后代 2 种表现型，CcCc 后代 2 种表现型，所以其杂交后代有 2x2x2=8 种表现型。 （6）生物的性状及表现方式 相对性状相对性状：一种生物的同一性状的不同表现类型。如兔的长毛和短毛；人的卷发和直发等 孟德尔把杂种子一代中显现出来的性状叫显性性状显性性状；把杂种子一代中未显现出来的性状叫隐性性状隐性性状
5、 性状分离：在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象。 纯合子纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体。 （纯合子能稳定的遗传，能稳定的遗传， 不发生性状分离）不发生性状分离） 杂合子杂合子：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）杂合子准确的 含义：含有等位基因的个体 表现型表现型：生物个体表现出来的性状（如：豌豆高茎） 基因型基因型：与表现型有关的基因组成。 （如 Dd、dd） 2 2减数分裂的概念减数分裂的概念 （1）减数分裂减数分裂：特殊的有丝分裂，形成有性生殖细胞。在进行减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂 两次，减数
6、分裂的结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖的细胞的减少一半。 （2）精子与卵细胞形成过程及特征： 精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞精子 卵原细胞初级卵母细胞次级卵母细胞卵细胞 具体具体过程：过程： 精子的形成过程精子的形成过程： 卵细胞的形成过程：卵细胞的形成过程： 1 个精原细胞（2n） 1 个卵原细胞（2n） 间期：染色体复制 间期：染色体复制 1 个初级精母细胞（2n） 1 个初级卵母细胞（2n） 前期：联会、四分体、交叉互换（2n） 前期：联会、四分体（2n） 中期：同源染色体排列在赤道板上（2n） 中期： （2n） 后期：配对的同源染色体分离（2n） 后期： （2n） 末
7、期：细胞质均等分裂 末期：细胞质不不均等分裂（2n） 2 2 个次级精母细胞（n） 1 个次级卵母细胞+1 个极体（n） 前期： （n） 前期： （n） 中期： （n） 中期： （n） 后期：染色单体分开成为两组染色体（2n） 后期： （2n） 末期：细胞质均等分离（n） 末期： （n） 4 个精细胞： （n） 1 个卵细胞： （个卵细胞： （n）+3 个极体（个极体（n） 变形 4 个个精子精子（n） （3）精子和卵细胞形成过程中染色体的主要变化： 减数第一次分裂：间期：染色体复制 前期：同源染色体联会联会形成四分体四分体（非姐妹染色体单体之间常出现交叉互换交叉互换） ， 中期：同源染色体排
8、列在赤道板上， 后期：同源染色体分离同时非同源染色体自由组合； 减数第二次分裂：减数第二次分裂各个时期，同一细胞中无同源染色体。减数第二次分裂各个时期，同一细胞中无同源染色体。 前期：染色体散乱地分布于细胞中， 中期：染色体的着丝点排列在赤道板上， 后期：染色体的着丝点分裂染色体单体分离。 2减数分裂中，染色体及 DNA 数目变化规律 减数第一次分裂减数第一次分裂 减数第二次分裂减数第二次分裂 前期前期 中期中期 后期后期 末期末期 前期前期 中期中期 后期后期 末期末期 染色体染色体 2n2n 2n2n 2n2n n n n n n n 2n2n n n 染色单体染色单体 4n4n 4n4n
9、 4n4n 2n2n 2n2n 2n2n 0 0 0 0 DNADNA 数目数目 4n4n 4n4n 4n4n 2n2n 2n2n 2n2n 2n2n N N 名称名称 初级精母细胞初级精母细胞 初级卵母细胞初级卵母细胞 次级精母细胞次级精母细胞 次级卵母细胞次级卵母细胞 精细胞精细胞 精子精子 卵细胞卵细胞 妹染色单体：复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成 同源染色体：配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。 联会：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含有的四条染色单体 3 3受精作用的特点和意义受精作用的特点和意义 特点： 受精作用是
10、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提细胞的数目，其中有 一半来自精子有一半来自卵细胞 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。经受精作用受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子 （父方） ，另一半来自卵细胞（母方） 4 4减数分裂与有丝分裂的比较。减数分裂与有丝分裂的比较。 有丝分裂 减数分裂 （1）分裂后形成的是体细胞。 （2）染色体复制 1 次，细胞分裂 1 次，产生 2 个子
11、细胞。 （3） 分裂后子细胞染色体数目与母细胞染色体 数目相同。 （4）同源染色体无联会、交叉互换、分离等行 为，非同源染色体无自由组合行为。 （1）分裂后形成的是生殖细胞。 （2）染色体复制 1 次，细胞分裂 2 次，产生 4 个 子细胞。 （3）分裂后子细胞染色体数目是母细胞染色体数 目的一半。 （4）同源染色体有联会、交叉互换、分离等行为， 非同源染色体有自由组合行为。 有丝分裂和减数分裂的图形的鉴别： （以二倍体生物为例） 1) 有同源染色体联会、形成四分体、排列于赤道板或相互分离减数第一次有同源染色体联会、形成四分体、排列于赤道板或相互分离减数第一次 3 分裂分裂 2)细胞中有同源染
12、色体有同源染色体有丝分裂有丝分裂 细胞中没有同源染色体减数第二次分裂没有同源染色体减数第二次分裂 5 5伴性遗传和特点伴性遗传和特点 1)、伴 X 染色体隐性遗传病：红绿色盲、血友病。 发病特点 男患者多于女患者隔代交叉遗传子患母必患，女患父必患 2)、伴 X 染色体显性遗传病：抗维生素 D 性佝偻病。 发病特点：女患者多于男患者 世代连续遗传父患女必患，子患母必患 遇以上两类题，先写性染色体 XY 或 XX，在标出基因 3)、常染色体显性遗传病：多指、并指、软骨发育不全 发病特点：患者多，多代连续得病。（口诀：有中生无为显性，生女患病为常显）（口诀：有中生无为显性，生女患病为常显） 4)、常
13、染色体隐性遗传病：白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症 发病特点：患者少，个别代有患者，一般不连续。（口诀：无中生有为隐性，生女患病为常隐）（口诀：无中生有为隐性，生女患病为常隐） 遇常染色体类型,只推测基因，而与 X、 Y 无关 5)、多基因遗传病：唇裂、无脑儿、原发性高血压、青少年糖尿病。 6)、染色体异常病：21 三体（患者多了一条 21 号染色体）、性腺发育不良症（患者缺少一条 X 染色体） 常见遗传病分类及判断方法：常见遗传病分类及判断方法： 第一步：先判断是否为伴 Y，是伴 Y 代代男子全部患病）如果不是看下一步。 第二步：先判断是显性还是隐性遗传病，（无中生有为隐性，有中生无为显性） 第
14、三步：看是否为伴 X 遗传 如果第一步为隐性，隐性遗传看女病, 如果女患者的父亲和儿子患病为 X 隐性。反之为常染色体隐性. 如果第一步为显性,显性遗传看男病, 如果男患者的母亲和女儿患病为 X 显性. 反之为常染色体显性. 一般体现如下特点: 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 X 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、血友病色盲、血友病 伴 X 染色体显性遗传 病 代代相传，交叉遗传，患者女性多于男性
15、 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 6.肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验 （1）由英国科学家格里菲思格里菲思等人进行。 实验材料：S 型细菌、R 型细菌 菌落 菌体 毒性 S 型细菌 表面光滑（smooth） 有荚膜（小鼠很难消灭） 有 R 型细菌 表面粗糙(rough) 无荚膜（小鼠容易消灭） 无 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：由美国科学家艾弗里艾弗里等人进行。结论：结论：DNA是遗传物质是遗传物质 (3).噬
16、菌体侵染细菌的实验 亲代噬菌体, 32P 标记 DNA, 35S 标记蛋白质 结果分析结果分析 DNA 才是真正的遗传物质。结论：进一步确立结论：进一步确立 DNA是遗传物质是遗传物质 (4).烟草花叶病毒感染烟草实验： 实验结果分析与结论：RNA是它的遗传物质是它的遗传物质(还有还有 HIV)。 注：凡是有细胞结构细胞结构的生物体遗传物质都是 DNA ，病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA ；绝大多数生物的遗传物质 是 DNA ，DNA 是主要的遗传物质 。 7.7.DNADNA 分子结构分子结构 1)1)、DNADNA 分子的分子的主要特点特点: :DNA 的空间结构：是一个规则的双螺旋结
17、构 特点：DNA 分子由两条反向平行反向平行的脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸长链盘旋而成。 DNA 分子外侧是脱氧核糖和磷酸脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。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碱基互补配对原则配对，并以氢键氢键互相连接。 2)、相关计算 （1）A=T , C=G , A+ C +T+G=100 , A+ C= T+G = A+G = T+C=50 4 （2） （A+ C ）/ （T+G ）= 1 或 A+G / T+C = 1 （3）如果一条链中（A+C ） / （ T+G）=M ，那么另一条链中（A+C ） / （T+G ） =1/M （4）如果一条
18、链中（A+ T） / （ C +G ）=N，那么另一条链中（ A+ T） / （ C+G ）=N 8、DNA 分子复制的过程分子复制的过程 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：有丝分裂有丝分裂或减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期 3）. 复制方式复制方式：半保留复制半保留复制 4） 、复制条件 （1）模板：亲代模板：亲代DNA分子两条脱氧核苷酸链分子两条脱氧核苷酸链 （2）原料：原料：4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 （3）能量：能量：ATP （4）酶：解旋酶、酶：解旋酶、 DNA聚合酶等聚合酶等 5） 、复制特点特点：边解旋边复制边解旋边复制 6）
19、 、复制场所：主要在细胞核细胞核中，线粒体线粒体和叶绿体叶绿体也存在。 7） 、复制意义：保持了遗传信息的连续性。 8）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：2n 2.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， 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) 9基因的相关关系基因的相关关系 1） 、与 DNA 的关系 基因的实质是有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段，无遗传效应的 DNA 片段不能称之为基因（非基因） 。 每个 DNA
20、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。线性排列。染色体是基因的主要载体， 3） 、与脱氧核苷酸的关系 脱氧核苷酸（A、T、C、G）是构成基因的单位。基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息遗传信息。 4） 、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（酶、结构蛋白）的合成来实现。 1010遗传信息的转录和翻译遗传信息的转录和翻译 转录：在细胞核内，以 DNA 一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成 RNA 的 过程。场所：细胞核 条件： 模板（解旋的 1 条单链） 、原料（4 种游离的核糖核苷酸） 、酶（
21、解旋 酶）和能量（ATP）碱基配对原 则：AU、CG 产物：mRNA 翻译：在细胞质中，以信使 RNA 为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。场所：细胞质的核糖体上 条件：模板（mRNA） 、原料（20 种氨基酸） 、酶和能量（ATP） 产物：一条多肽链 RNA 有三种：信使 RNA（mRNA） 转运 RNA（tRNA） 核糖体 RNA（rRNA） RNA 与 DNA 的不同点是：五碳糖是核糖，碱基组成中有尿嘧啶（U）而没有 T(胸腺嘧啶)；从结构上看，RNA 一般是单链。 密码子密码子：mRNA 上 3 个相邻的碱基决定一个氨基酸。每 3 个这样的碱基称为 1 个密码子。 蛋白质合成
22、的“工厂”是核糖体，搬运工是转运 RNA（tRNA） 。每种 tRNA（共有 61 种 tRNA）只能转运并识别 1 种氨基酸，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有 3 个碱基，称为反密码子反密码子。 11基因突变的实例基因突变的实例 1） 、镰刀型细胞贫血症 病因： 基因中的碱基替换 直接原因：血红蛋白分子结构的改变 根本原因：控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变 2） 、基因突变 5 概念：DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变 原因：物理因素。如：紫外线 X 射线及其他辐射能损伤细胞内的 DNA。 化学因素。如：亚硝酸等能改变核酸的碱基。 生物因
23、素。如：某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的 DNA 等。 特征：1、基因突变在自然界是普遍存在的 2、基因突变是随机发生的、不定向的 3、在自然状态下，基因突变的频率是很低的。 4、多数是有害的，但不是绝对的，有利还是有害取决于生物变异的性状是否适应环境 。 诱变育种：就是利用物理因素和化学因素来处理生物，使生物发生基因突变。 用这种方法可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。诱导青霉素菌株，提高青霉素的产量 3）基因重组 时间：减数第一次分裂过程中（减数第一次分裂后期和四分体时期减数第一次分裂后期和四分体时期） 基因重组的意义：产生新的基因型；生物变异的来源之一；是进化的原始材料
24、 1212染色体结构的变异和数目的变异染色体结构的变异和数目的变异 1）染色体结构的变异（猫叫综合征，不是猫叫综合症） 类型：缺失缺失 、重复、倒位、重复、倒位 、易位、易位 2）染色体数目的变异：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的 形式成倍地增加或减少。 染色体组的概念染色体组的概念： 细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物发育的全部遗 传信息，这样的一组染色体，叫染色体组。 3） 单倍体育种 采用花药离体培养的方法来获得单倍体植株，然后经过人工诱导使染色体数目加倍重新恢复到正常植株的染色 体的数目 单倍体植株特征：植株长得弱小
25、而且高度不育。 单倍体植株获得方法：花药离休培养。花药离休培养。 单倍体育种的优点：明显缩短育种年限（只需二年） 。明显缩短育种年限（只需二年） 。 4）多倍体育种的原理、方法及特点（多倍体育种的原理、方法及特点（A A） 原理：用秋水仙素可以作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两级，从而使得 染色体数目加倍。 方法：低温处理、秋水仙素 特点：叶片，果实和种子较大，茎杆粗壮；糖类和蛋白质等营养物质有所增加。 应用：1）、人工诱导多倍体，培育新品种。 2）、诱导三倍体，生产无子果实如无子西瓜 常见的一些关于单倍体与多倍体的问题 由受精卵发育来的个体受精卵发育来的个体，细
26、胞中含有几个染色体组，就叫几倍体； 而由配子直接发育来配子直接发育来的,不管含有几个染色组，都只能叫单倍体单倍体 。 5）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 基因重组基因重组 基因突变基因突变 染色体变异染色体变异 染色体变异染色体变异 方法 杂交 激光、 射线或化学药激光、 射线或化学药品处理 秋水仙素秋水仙素处理萌发 种子或幼苗 花药离体培养后加倍 优点 可集中优良性状 时间短 器官大和营养物质含 量高 缩短育种年限缩短育种年限 缺点 育种年限长 盲目性及突变频率较低 动物中难以开展 成活率低，只适用于植物 举例 杂交水稻、黑白杂交水稻、黑白 花牛、优良小
27、麦花牛、优良小麦 高产青霉菌株、太空椒高产青霉菌株、太空椒 三倍体西瓜 抗病植株的育成 13人类遗传病人类遗传病 6 主要可以分为单基因遗传病单基因遗传病，多多基因遗传病基因遗传病和染色体异常遗传病染色体异常遗传病三大类。 1） 单基因遗传病： （常染色体）显性遗传病：并指、多指，隐性遗传病：白化病、苯丙酮尿症 （性染色体）X 显性：抗维生素 D 佝偻病。隐性：红绿色盲、血友病、 （进行肌营养不良） 。 Y 外耳道多毛症（只有男性患者） 2）多基因遗传病：原发性高血压、冠心病、青少年型糖尿病 3）染色体异常遗传病：常染色体：21 三体综合症、猫叫综合症 。性染色体：性腺发育不良（如：特纳氏综合
28、症） 14现代生物进化理论现代生物进化理论 （1）内容： 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 ； 隔离导致新物种的形成 。 （2）通过基因型计算基因频率。 如：从某种群抽取 100 个个体，测知基因型为 AA、Aa、aa 的个体分别为 30、60、10 个。则 ： A 基因的频率为 （30*2+60）/20060% a 基因的频率为 （10*2+60）/20040% 通过基因型频率计算基因频率，即一个基因的频率等于它的纯合子频率与杂合子频率的一半之和。如： 一个种群中 AA 的个体占 30%，Aa 的个体占 60%，aa 个体占 10%
29、。则： A 基因的频率为 30%+1/260%=60% a 基因的频率为 10%+1/260%=40% 1 15 5物种物种：是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。 1）隔离：是不同种群的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。常见的隔离有生殖隔离和地理隔离 。 2)生殖隔离：即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后代 。 3)地理隔离：即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。 4)共同进化：是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。 1 16 6. .生物多样性包括三个层次的内容生物多样性
30、包括三个层次的内容：基因基因多样性、物种物种多样性和生态系统生态系统多样性。 17.生物多样性形成的进化历程生物多样性形成的进化历程 进化顺序： 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 细胞内消化 细胞外消化 潜在价值潜在价值： 5） 、生物多样 间接价值间接价值： 性的价值 直接价值直接价值： （可以食用、药用、工业原料、旅游观赏、科学研究和文艺创作等的价值） 6 6） 、生物多样性保护的措施：） 、生物多样性保护的措施： （1）就地就地保护：自然保护区和国家森林公园是生物多样性就地保护的场所。 （2）迁地迁地保护：动物园、植物园、濒危物种保护中心。 （3）加强宣传和执法宣传和执法力度。 （4）建立精子库精子库、种子库种子库，利用生物技术对濒危物种的基因进行保护等。
