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高中生物必修2知识汇编第一章 遗传因子的发现 第1、2节 孟德尔的豌豆杂交实验一、基本概念：（一般了解）1性状类：性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离；2交配类：杂交、自交、测交3基因类：基因、等位基因、非等位基因、显性基因、隐性基因；4合子类：纯合子、杂合子5基因型和表现型：表现型是基因型与环境相互作用的结果。二、孟德尔实验成功的原因：（1）正确选用实验材料：豌豆是严格自花传粉植物（闭花授粉），自然状态下一般是纯种具有易于区分的性状 （2）由一对相对性状到多对相对性状的研究 （从简单到复杂） （3）对实验结果进行统计学分析 （4）严谨的科学设计实验程序：假说-演绎法三、孟德尔豌豆杂交实验（一）一对相对性状的杂交： P：高茎豌豆矮茎豌豆 DDdd F1： 高茎豌豆 F1： Dd 自交 自交 F2：高茎豌豆 矮茎豌豆 F2：DD Dd dd 3 ： 1 1 ：2 ：1基因分离定律的实质：在减数分裂形成配子过程中，等位基因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相关知识运用链接：1、判断显隐性状：如上。2、个体基因型的确定例：某学校动物饲养室里养了2只黑毛豚鼠和1只白毛豚鼠，其中黑毛雌豚鼠(甲)与白毛雄豚鼠(丙)交配后，共生殖了7窝小豚鼠，其中8只黑毛，6只白毛。另一只黑毛雌豚鼠(乙)与白毛雄豚鼠(丙)交配后，生殖的7窝小豚鼠全部是黑毛豚鼠。已知豚鼠的毛色是由一对等位基因B和b控制的性状。根据以上资料请推算出甲、乙、丙3只豚鼠的基因型。3、计算概率1）该个体是已知表现型还是未知表现型例、杂合子(Aa)自交，求子代某一个体是杂合子的概率2）亲本基因型在未肯定的情况下，如何求其后代某一性状发生的概率例、一对夫妇均正常，且他们的双亲也正常，但该夫妇均有一个白化病弟弟，求他们婚后生白化病孩子的概率例、幼儿黑蒙性白痴是一种严重的精神病，这是一种常染色体上的隐性基因（d）遗传病，请分析回答：（1）如果两个正常的双亲生了一个患此病的女儿和一正常的儿子，那么这个儿子携带此隐性基因的几率是_（2）如果这个儿子与一正常女人结婚，他们的第一个孩子患有此病，那么第二个孩子也患病的概率是_2/3 1/44、杂合子(Aa)自交n代，求后代中是杂合子的概率。规律性比值在解决遗传性问题的应用1、后代显性:隐性为1 : 1，则亲本基因型为：Aa aa2、后代显性：隐性为3 : 1，则亲本的基因型为：Aa Aa3、后代基因型Aa比aa为1 : 1，则亲本的基因型为：Aa aa4、后代基因型AA:Aa:aa为1 : 2 : 1，则亲本的基因型为：Aa Aa1 、凡生物体的表现型为隐性性状，则它的基因型一定是隐性纯合子，凡表现型为显性性状，则它的基因型至少含有一个显性基因。2、两个显性个体杂交，如果后代出现了隐性性状，则这两个显性亲本的基因型一定是杂合子。3、一个显性个体与一个隐性个体杂交，如果后代没有出现性状分离，全是显性性状，则这个显性亲本可认为是纯合子；如果后代出现隐性性状，则这个显性亲本就一定是杂合子。遗传题解题步骤 1、根据题意，画出便于逻辑推理的图解； 2、根据性状分离，判断显、隐性性状； 3、根据性状表现初步确定遗传因子组成；（隐性性状dd，显性性状Dd或DDD_） 4、根据性状分离比（根据后代表现型、遗传因子组成），判断双亲遗传因子组成； 5、弄清有关配子的遗传因子及比例； 6、利用配子比例求相应个体概率。例、在人类，正常(A)对白化病(a)是显性，求下面家系中有关个体出现的几率。1、9个体患病的几率? 2、7个体为杂合子的几率? 3、10个体为有病男孩的几率?解析：1、8个体有病，基因型为(aa)，说明了3和4是杂合子，3和4产生a配子均为独立事件，几率均为1/2。两个a配子受精成(aa)合子，为两个独立事件同时出现，几率为1/21/2=1/4, 即9个体为有病个体的几率为1/4.2、7个体为正常，正常个体的基因型和几率为1/3(AA), 1/3(Aa), 1/3(aA),则7个体是杂合子的几率为:1/3+1/3=2/3(互斥事件)。3、10个体有病的基因型为(aa)，7个体和6个体为杂合子的几率均为2/3，他们形成a配子的几率均为1/2，10个体可能是男孩的几率是1/2。则10个体为病男孩的几率=2/31/22/31/21/2=1/18（二）二对相对性状的杂交： P： 黄圆绿皱 P：YYRRyyrr F1： 黄圆 F1： YyRr 自交 自交 F2：黄圆 绿圆 黄皱 绿皱 F2：Y-R- yyR- Y-rr yyrr 9 ：3 ： 3 ： 1 9 ： 3 ： 3 ：1在F2 代中：4 种表现型： 两种亲本型：黄圆9/16 绿皱1/16 两种重组型：黄皱3/16 绿皱3/16 9种基因型： 纯合子 YYRR yyrr YYrr yyRR 共4种1/16 半纯半杂 YYRr yyRr YyRR Yyrr 共4种2/16 完全杂合子 YyRr 共1种4/16 YyRr :YYRr:yyRr:YyRR:Yyrr:YYRR:yyrr:YYrr:yyRR=4:2:2:2:2:1:1:1:1基因自由组合定律的实质：在减数分裂过程中，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。分枝法在解遗传题中的应用 (该法的原理为乘法原理,故常用于解基因自由组合的题)1.分析亲本产生的生殖细胞种类及比例:如亲本基因型为AaBbCc,则其产生的生殖细胞为共8种生殖细胞,每种生殖细胞各占1/8.推广:n对等位基因位于n对同源染色体上,则生殖细胞共有2n种,每种各占1/2n.2.分析杂交后代的基因型、表现型及比例如:黄圆AaBbX绿圆aaBb,求后代基因型、表现型情况。基因型的种类及数量关系: 表现型的种类及数量关系:3、怎样求基因型?（1）填空法: 已知亲代表现型和后代表现型,求亲代基因型,最适用此法。例:鸡毛腿(F)对光腿(f)是显性,豌豆冠(E)对单冠(e)是显性。现有两只公鸡A、B与两只母鸡C、D。这四只鸡都是毛腿豌豆冠，它们杂交产生的后代性状表现如下：（1）AXC 毛腿豌豆冠（2）AXD 毛腿豌豆冠（3）BXC 毛腿豌豆冠，光腿豌豆冠（4）BXD 毛腿豌豆冠，毛腿单冠试求：A、B、C、D的基因型。（2）分解法:适合解多类题。但最适合解已知后代表现型及其数量比，求亲代的表现型和基因型的题。 要求：能熟练掌握一对相对性状的杂交组合及结论。 3:1 AaAa 1:1 Aaaa 全隐 aaaa 全显 AAAA或AAAa或AAaa例1:小麦高(D)对矮(d)是显性,抗病(T)对不抗病(t)是显性,现有两亲本杂交,后代如下: 高抗180,高不抗60,矮抗180,矮不抗62。求亲代基因型和表现型。乘法原理：两个相互独立的事件同时或相继出现 (发生)的概率是每个独立事件分别发生的概率 之积。 P(AB)=PAPB注:同时发生:通常用于基因自由组合定律如:基因型为AaBb的黄色圆粒豌豆与基因型为aaBb的绿色圆粒豌豆杂交,则后代中基因型为Aabb和表现型为绿色圆粒的豌豆各占( ) A.1/8,1/16 B.1/4,3/1 C.1/8,3/16 D.1/8,3/8第二章 基因和染色体的关系第一节：减数分裂和受精作用：（这部分内容考纲要求理解，希望同学们能弄懂并记住）一、减数分裂：是进行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，成熟生殖细胞中染色数目比原始生殖细胞的减少一半。 二、有性生殖细胞的形成：1、 部位：动物的精巢、卵巢；植物的花药、胚珠精子的形成： 3、卵细胞的形成 1个精原细胞（2n） 1个卵原细胞（2n） 间期：染色体复制 细胞体积增大 间期：染色体复制 细胞体积增大 DNA加倍，染色体不加倍 DNA加倍，染色体不加倍 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 交叉互换（2n） 中期：同源染色体排列在赤道板上（2n） 中期：同源染色体排列在赤道板上（2n） 后期：配对的同源染色体分离（2n） 后期：配对的同源染色体分离（2n）末期：细胞质均等分裂 ，染色体数目减半 末期：细胞质不均等分裂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：着丝点断裂，染色单体分开成为 后期：着丝点断裂，染色单体分开成两组染色体，染色体体数目加倍（2n） 为两组染色体，染色体体数目加倍（2n）末期：细胞质均等分裂（n） 末期：细胞质不均等分裂（n）4个精细胞（n） 1个卵细胞（n）+3个极体（n）变形 4个精子（n） 三个极体都退化消失，只形成一个卵细胞三、受精作用及其意义： 1、受精作用：精子和卵细胞相互识别，融合成为受精卵的过程。实质：是精子核卵细胞的核膜融合。 2、受精作用的意义： 减数分裂形成的配子多样性及精子和卵细胞结合的随机性，导致后代性状的多样性，这种多样性有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。3.减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体的数目恒定，对于生物的遗传和变异，都有重要意义。2、 有丝分裂、减数分裂和受精作用中DNA、染色体的变化 DNA4n 染色体2n n 0 精（卵）原细胞 精（卵）原细胞 受精卵 时间的有丝分裂 的减数分裂 受精作用 的有丝分裂四、细胞分裂的鉴别：1、细胞质是否均等分裂：不均等分裂减数分裂中的卵细胞的形成2、细胞中染色体数目： 若为奇数减数第二分裂（次级精母细胞、次级卵母细胞、减数第二分裂后期，看一极）若为偶数有丝分裂、减数第一分裂、3、细胞中染色体的行为： 有同源染色体有丝分裂、减数第一分裂联会、四分体现象、同源染色体的分离减数第一分裂无同源染色体减数第二分裂4、姐妹染色单体的分离 一极无同源染色体减数第二分裂后期 一极有同源染色体有丝分裂后期第二节、 基因在染色体上：1、基因和染色体行为存在明显的平行关系-萨顿通过对蝗虫减数分裂的“演绎-推理”研究提出。2、基因在染色体上呈线性排列-摩尔根通过对果蝇颜色遗传的“假设试验验证”提出。第三节、伴性遗传1、概念：遗传控制基因位于性染色体上，因而与性别相关联。2、X染色体隐性遗传：如人类红绿色盲患者：男性XaY 女性XaXa 正常：男性XAY 女性 XAXA XAXa（携带者） 遗传特点：（1）人群中发病人数男性大于女性；（2）交叉遗传；（3）隔代遗传。3、X染色体显性遗传：如抗维生素D佝偻病遗传特点：（1）人群中发病人数女性大于男性（2）交叉遗传； （3）连续遗传4、Y染色体遗传：遗传特点：基因位于Y染色体上，仅在男性个体中遗传5、遗传病类型的鉴别：1）先判断显性、隐性遗传： 父母无病，子女有病隐性遗传（无中生有） 隔代遗传现象隐性遗传 父母有病，子女无病显性遗传（有中生无）连续遗传、世代遗传显性遗传2）再判断常、性染色体遗传：（隐性遗传抓患女；显性遗传抓患男） 1、父母无病，女儿有病常、隐性遗传 2、已知隐性遗传，母病儿子正常常、隐性遗传 3、已知显性遗传，父病女儿正常常、显性遗传口诀：无中生有必为隐，隐性遗传看患女，女患男正非伴性 有中生无必为显，显性遗传看患男，男患女正非伴性第三章 基因的本质第一节 DNA是主要的遗传物质一、DNA是主要的遗传物质1DNA是遗传物质的证据（1）肺炎双球菌的转化实验过程和结论 （2）噬菌体侵染细菌实验的过程和结论实验名称实验过程及现象结论细菌的转化体内 转化1注射活的无毒R型细菌，小鼠正常。2注射活的有毒S型细菌，小鼠死亡。3注射加热杀死的有毒S型细菌，小鼠正常。4注射“活的无毒R型细菌+加热杀死有毒S型细菌”，小鼠死亡。DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。体外 转化5加热杀死的有毒细菌与活的无毒型细菌混合培养，无毒菌全变为有毒菌。6对S型细菌中的物质进行提纯：DNA蛋白质糖类无机物。分别与无毒菌混合培养，能使无毒菌变为有毒菌；与无毒菌一起混合培养，没有发现有毒菌。噬菌体侵染细菌用放射性元素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，让其在细菌体内繁殖，在与亲代噬菌体相同的子代噬菌体中只检测出放射性元素32PDNA是遗传物质2DNA是主要的遗传物质：（1）某些病毒的遗传物质是RNA（2）绝大多数生物的遗传物质是DNA第二节 DNA 分子的结构1DNA分子结构的主要特点： DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A = T/U G = C 2特点稳定性：DNA分子中脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变多样性：DNA分子中碱基对的排列顺序多种多样（主要的）、碱基的数目和碱基的比例不同特异性：DNA分子中每个DNA都有自己特定的碱基对排列顺序 A+T/C+G=R3计算 1在两条互补链中的比例互为倒数关系。2在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。3整个DNA分子中，与分子内每一条链上的该比例相同。第三节 DNA的复制1主要场所：细胞核； 2时间：有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期3DNA分子复制特点：边解旋边复制4方式：半保留复制5基本条件： 模板：开始解旋的DNA分子的两条单链； 原料：是游离在细胞中的4种脱氧核苷酸； 能量：由ATP提供； 酶：酶是指一个酶系统，不仅仅是指一种解旋酶。6基础：规则的双螺旋结构为复制提供精确模板；特有的碱基互补配对原则确保复制准确无误完成7结果：1DNA2DNA(在两条染色单体上，并在有丝分裂后期或减2后期分离)8意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性第四节 基因是有遗传效应的DNA片段1、基因的定义：基因是有遗传效应的DNA片段2、DNA是遗传物质的条件：a、能自我复制 b、结构相对稳定 c、储存遗传信息 d、能够控制性状。3、DNA分子的特点：多样性、特异性和稳定性。第四章 基因的表达第一节 基因指导蛋白质的合成转录1.定义：在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成RNA（中文：核糖核酸）的过程。2.场所：细胞核（主要） 3.模板：DNA的一条链的一段 4.信息的传递方向：DNA mRNA5.原料：含A、U、C、G的4种核糖核苷酸 6.产物：mRNA、tRNA、rRNA7.条件：ATP 酶（DNA解旋酶，RNA聚合酶）翻译1.定义：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排列顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。 2.场所：细胞质（核糖体）3.条件：ATP、酶（缩合酶）、原料（20种氨基酸）、模板（mRNA）、核糖体、tRNA4.信息传递方向：mRNA 蛋白质。5.密码子：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基又称为1个密码子.6.翻译位点：一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点。（一种tRNA携带相应的氨基酸进入相应的位点）.7.产物：蛋白质第2节 基因对性状的控制1、中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。但是，遗传信息不能从蛋白质流向蛋白质，也不能从蛋白质流向DNA或RNA。近些年还发现有遗传信息从RNA到RNA（即RNA的自我复制）也可以从RNA流向DNA（即逆转录）。2、基因、蛋白质与性状的关系：（1）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病等。（2）基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如镰刀型细胞贫血等。（3）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的影响。生物体性状的多基因因素：基因与基因；基因与基因产物；与环境之间多种因素存在复杂的相互作用，共同地精细的调控生物体的性状。 第5章 基因突变及其他变异第一节 基因突变和基因重组1、镰刀型贫血症的原因：DNA的碱基对发生变化mRNA分子中的碱基发生变化氨基酸改变蛋白质改变性状改变2、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，叫做基因突变。 原因：物理原因、化学原因、生物因素。 特点：a、普遍性 b、随机性：体细胞的突变不能直接传给后代，生殖细胞的则可能。c、低频性 d、多数有害性 e、不定向性意义：它是新基因产生的途径；是生物变异的根本来源；是生物进化的原始材料。3、基因重组概念：是指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：a、非同源染色体上的非等位基因自由组合。b、四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换第2节 染色体变异1、 缺失 猫叫综合症 染色体结构的变异 增添 染色体变异 易位 倒位 染色体数目的变异：个别染色体增减；以染色体组的形式成倍增减2、染色体组（1）概念：例如：雌果蝇的一个卵细胞。（2）特点：不含同源染色体，但含有每对同源染色体中的一条。3、多倍体特点：形态上加大，物质含量增高（蛋白质、糖、脂肪含量增高），发育迟，结实率低。成因：低温或秋水仙素使纺缍体形成受破坏，染色体数目加倍。多倍体育种：无子西瓜4、 单倍体：由配子直接发育而来的个体，体细胞只含本物种配子的染色体数目。与体细胞中含有的染色体组数目无关。特点：弱小，高度不孕。单倍体育种：花药离体培养第3节 人类遗传病1、 常染色体 单基因遗传病 性染色体 人类遗传病多基因遗传病：易受环境影响，群体中发病率高 数目异常 原因 染色体异 结构异常常遗传病： 常染色体：21三体综合症、猫叫综合症 类型 性染色体：性腺发育不良 2、 危害 遗传咨询 婚前检测与预防 监测与预防 产前诊断 ：羊水、B超、孕妇血细胞检查、基因诊断3、人类基因组计划：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。中、美、德、英、法