高中生物《遗传与进化》经典知识汇总知识点分析（新人教版必修2）

用心 爱心 专心 遗传与进化遗传与进化 经典知识汇总经典知识汇总 一 孟德尔遗传规律的应用一 孟德尔遗传规律的应用 基本策略 基本策略 牢记一对等位基因的相关情况 两对或两对以上的都采用拆分法 1 判断显隐性的方法 P 亲本 F 子代 X 杂交 自交 父本 母本 x 已知条件显隐性判断 亲本组合 表现型 后代表现型显性性状隐性性状 甲性状甲性状 X X 乙性状乙性状只出现甲性状后代只出现甲性状后代甲甲乙乙 甲性状甲性状 X X 甲性状甲性状出现甲 乙两种性状的后代出现甲 乙两种性状的后代甲甲乙乙 甲性状 乙性状甲性状 乙性状 3 3 1 1甲甲乙乙 2 等位基因的情况 正推 已知亲本组合推论各种后代情况 亲本组合后代基因型后代表现型纯合子概率杂合子概率备注 DD X DDDD 全显 10 DD X DdDD Dd 全显 1 21 2 DD X ddDd 全显 01 dd X dddd 全隐 10 DdDd X X ddddDdDd dddd 显 隐显 隐 1 1 1 1 1 21 21 21 2 DdDd X X DdDdDDDD 2DD2DD dddd 显 隐显 隐 3 3 1 1 1 21 21 21 2 对于不同的 表达方式 概率 基因 型 比列 表现型都要 分清楚 逆推 已知后代情况推论亲本组合 后代表现型亲本组合备注 全显 DDX 亲本中一定有个显性纯合子 全隐 dd X dd 亲本组合唯一 显 隐显 隐 1 1 1 1 DdDd X X dddd 显 隐显 隐 3 3 1 1 DdDd X X DdDd 重点识记 3 两对或者两对以上的 均是先拆对 后相乘 如 配子类型的问题 用心 爱心 专心 例 某生物雄性个体的基因型为 AaBbcc 这三对基因为独立遗传 则它产生的精子的种 类有 Aa Bb cc 2 2 1 4 种 基因型类型的问题 例 AaBbCc 与 AaBBCc 杂交 其后代有多少种基因型 先将问题分解为分离定律问题 Aa Aa 后代有 3 种基因型 1AA 2Aa 1aa Bb BB 后代有 2 种基因型 1BB 1Bb Cc Cc 后代有 3 种基因型 1CC 2Cc 1cc 因而 AaBbCc 与 AaBBCc 杂交 其后代有 3 2 3 18 种基因型 表现型类型的问题 例 AaBbCc 与 AabbCc 杂交 其后代有多少种表现型 先将问题分解为分离定律问题 Aa Aa 后代有 2 种表现型 Bb BB 后代有 2 种表现型 Cc Cc 后代有 2 种表现型 因而 AaBbCc 与 AabbCc 杂交 其后代有 2 2 2 8 种表现型 4 人类遗传病的口诀 无中生有为隐性 隐性患病看女病 女病父正为常隐 无中生有为隐性 隐性患病看女病 女病父正为常隐 图 图 1 1 有中生无为显性 显性遗传看女性 女正父患为常显 有中生无为显性 显性遗传看女性 女正父患为常显 图 图 3 3 父传子 子传孙 一传到底 父传子 子传孙 一传到底 图 图 5 5 图 2 可能是常隐也可能是伴 X 隐 图 4 可能是常显也可能是伴 X 显 常染色体显性遗传病并指 多指 软骨发育不全常染色体遗传病 常染色体隐性遗传病白化病 先天性聋哑 苯丙酮尿症 伴 X 显性遗传病抗维生素佝偻病 伴性遗传病 伴 X 隐性遗传病红绿色盲 血友病 用心 爱心 专心 伴 Y 遗传病外耳廓多毛症 二 减数分裂与有丝分裂二 减数分裂与有丝分裂 1 图象 12345 用心 爱心 专心 2 总体比较 有丝分裂减数分裂 发生分裂的细胞类型体细胞原始生殖细胞 复制与分裂次数复制一次 细胞分裂一次复制一次 细胞连续分裂二 次 子细胞数目 2 1 或 4 子细胞类型体细胞生殖细胞 染色体数变化2n 4n 2n2n n 2n n 染色单体数变化0 4n 00 4n 2n 0 用心 爱心 专心 DNA 分子数变化2c 4c 2c2c 4c 2c c 染色体行为不联会 无四分体形成联会后形成四分体 可能发生的变异基因突变 频率极低 染色体 变异 基因突变 染色体变异和基 因重组 3 图形比较 前期图辨认 中期图辨认 后期图辨认 4 曲线比较 用心 爱心 专心 5 减数分裂过程中染色体 DNA 染色单体数目变化 物种为 2n 减数第一次分裂减数第二次分裂 间期 前期中期后期末期前期中期后期末期 染色体 2n2n2n2n 2n n nn2n 2n n DNA 2a 4a 4a4a4a 4a 2a 2a2a2a 2a a 染色单体 0 4n4n4n4n 4n 2n 2n2n00 三 中心法则三 中心法则 1 证明 DNA 是遗传物质 而蛋白质不是遗传物质的实验有两个 一个是肺炎双球菌转化实 验和噬菌体侵染细菌实验 其中噬菌体侵染细菌的实验过程 因为噬菌体是一种专门寄生在 细菌体内的病毒 它的头部和尾部都具 蛋白质蛋白质 的外壳 头内部含有 DNADNA 放射性同位 素 35S 标记噬菌体的 蛋白质 蛋白质 用放射性同位素 32P 标记噬菌体的 DNA DNA 实验结果表明 DNADNA 是遗传物质是遗传物质 2 在自然界 除了 病毒病毒 中有少数生物只含 RNARNA 不含 DNADNA 在这种情况下 RNA 是遗传物 质 因为绝大多数生物的遗传物质是 DNA 所以说 DNA 是主要的遗传物质 3 DNA 分子中 脱氧核苷酸数 磷酸基数 含 N 碱基数相等 n 个 DNA 分子中 如果共有磷 酸基数为 a A 碱基 b 个 则复制 n 次 共需脱氧核苷酸 2 2n n 1 1 a a 个 第 n 次复制 需 G 2 2n n 1 1 a a 2b2b 个 DNA 分子中 G C G C 碱基对占的比例越高 DNA 分子结构越稳定 4 DNA 分子的立体结构的主要特点是 两条长链按 反向反向 平行方式盘旋成 双螺旋结构双螺旋结构 脱氧核糖脱氧核糖 和 磷酸磷酸 交替连接 排列在 DNA 分子的外侧 构成基本骨架基本骨架 碱基碱基 排列在内 侧 DNA 分子两条链上的碱基通过氢键氢键连接成碱基对 并且配对有一定的规律 5 DNA 分子能够储存大量的遗传信息 是因为碱基对排列顺序碱基对排列顺序的多种排列 6 DNA 的特性 多样性多样性 特异性特异性 稳定性稳定性 7 复制的过程 解旋提供准确模板 在 ATPATP 供能 解旋解旋 酶的作用下 DNA 分子两条多 脱氧核苷酸链配对的碱基从 氢键氢键 处断裂 两条螺旋的双链解开 这个过程叫做 解旋解旋 合成互补子链 以上述解开的每一段母链为 模板模板 以周围环境中游离的 4 4 种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸为 转录 复制DNA 翻译 蛋白质 RNA 逆转录 用心 爱心 专心 原料 按照 碱基互补配对碱基互补配对 原则 在 有关酶 有关酶 DNADNA 聚合酶 聚合酶 DNADNA 连接酶 连接酶 的作用下 各自合 成与母链互补的一段子链 子 母链结合盘绕形成新 DNA 分子 在 DNA 聚合酶的作用下 随着解旋过程的进行 新合成的子链不断地延伸 同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺 旋结构 从而各自形成一个新的 DNA 分子 DNA 复制的特点 新 DNA 分子由亲代 DNA 分子的 一条链和新合成的一条子链构成 是一种半保留复制半保留复制 DNA 复制的生物学意义 DNA 通过复 制 使遗传信息从 亲代传给子代亲代传给子代 从而保持了遗传信息的 稳定性和连续性稳定性和连续性 8 基因的概念是有遗传效应的有遗传效应的 DNADNA 片断片断 基因的功能 通过复制传递遗传信息通过复制传递遗传信息 通过控制蛋白质的合成表达遗传信息通过控制蛋白质的合成表达遗传信息 基因的脱氧核苷酸排列顺序就代表遗传信息遗传信息 信使 RNA 上决定一个氨基酸的三个相邻的碱 基 叫做 密码子密码子 9 基因对性状的控制 直接通过控制蛋白质的分子结构直接通过控制蛋白质的分子结构 通过控制酶的合成来控制代谢通过控制酶的合成来控制代谢 过程 从而控制生物性状过程 从而控制生物性状 10 蛋白质的合成包括转录和翻译转录和翻译两个过程 概念 以 DNADNA 的一条链的一条链 为模板 通过 碱基互补配对原则碱基互补配对原则 合成 RNARNA 的过程 转录 即 DNA 的 脱氧核苷酸脱氧核苷酸 序列 mRNA 的 核糖核苷酸核糖核苷酸 序列 场所 细胞核细胞核 概念 以 mRNAmRNA 模板 合成 具有一定氨基酸顺序的蛋白质具有一定氨基酸顺序的蛋白质 的过程 翻译 即 mRNA 的 核糖核苷酸核糖核苷酸序列 蛋白质的氨基酸氨基酸 序列 场所 细胞质的核糖体细胞质的核糖体 表一 DNA 分子转录与复制比较 DNA 的转录DNA 的复制 场所细胞核细胞核 模板DNA 一条链DNA 两条链 原料四种核糖核苷酸四种脱氧核苷酸 酶解旋酶 RNA 聚合酶解旋酶 DNA 聚合酶 能量 ATPATP 碱基配对 A T C G U A G C A T C G T A G C 产物各种 RNA子代 DNA 用心 爱心 专心 表二 基因表达之转录与翻译比较 转录翻译 定义细胞核中 以 DNA 的一条链为模 板合成 mRNA 的过程 以 mRNA 为模板 合成具有一定氨基酸顺 序的蛋白质的过程 场所细胞核细胞质的核糖体 模板DNA 的一条链信使 RNA 信息传递方向 DNA mRNA mRNA 蛋白质 原料四种核糖核苷酸20 种氨基酸 产物信使 RNA蛋白质 实质遗传信息的转录遗传信息的表达 四 基因突变与其他变异四 基因突变与其他变异 表一 基因突变 项目概述说明 实例镰刀型贫血症 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 叫做 基因突变 类型体细胞基因突变 不能遗传 生殖细胞基因突变 能遗传 结果产生等位基因 原因内因 细胞分裂间期 DNA 复制时 碱基互补配对出现差错 外因 物理因素 化学因素 生物因素 特点普遍性 随机性 不定向性 低频性 多数有害性 意义基因突变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 应用诱变育种 表二 基因突变与基因重组比较 比较项目基因突变基因重组 本质基因的分子结构发生改变 产生新 的基因 出现了新的性状 基因的重新组合 产生新的基因型 使性状重新组合 用心 爱心 专心 时间原因细胞分裂间期 DNA 复制时 由于碱 基互补配对的差错而引起 交叉互换重组 减 I 前 自由组合 重组 减 I 后 条件外界条件的剧变和内部因素的相互 作用 不同个体间的杂交 后代特征大多数变异对生物体正常发育不利 遵循两大遗传定律 出现频率类型少 且出现频率小 突变个体 与突变前比较只有个别性状发生变 异 类型多 且出现频率大 意义生物变异的根本来源 也是生物进 化的重要原因之一 生物变异的重要原因之一 是生物多 样性的重要原因 应用诱变育种杂交育种 定位变异的根本来源变异的主要 重要 来源 表三 染色体结构变异 种类 概述举例 缺失 染色体中某一片段缺失引起变异果蝇缺刻翅形成 猫叫综合征 增加 染色体中增加某一片段引起变异果蝇棒状眼形成 移接 染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上夜来香变异 跟交叉互换区别 颠倒 染色体某一片段位置颠倒引起的变异 表四 染色体数目变异 两类 一类染色体数目个别增加或减少 另一类以染色体组形式成倍增加或减少 二倍体多倍体单倍体 概念体细胞中含有 2 个染色体组 体细胞中含有 3 个以上染色体 组 体细胞中含有本物质配子染色体 数目的个体 成因 有丝分裂过程染色体复制 不 分开 由配子发育而成 特点 茎秆粗壮 叶片 果实和种子 比较大 含有机物多 缺点是 生长慢 结实率低 单倍体植株矮小 而且高度不育 应用 人工诱导多倍体育种单倍体育种 用心 爱心 专心 举例人 水稻 无籽西瓜培育蜜蜂性别 表五 人类遗传病 人类常见遗传病种类定义举例 常显参考书本并指 多指 软骨发育不全 常隐参考书本白化病 先天性聋哑 苯丙酮尿症 镰刀型细胞贫血症 伴 X 显参考书本抗维生素 D 佝偻病 伴 X 隐参考书本红绿色盲 血友病 进行性肌营养 不良 假肥大型 单基因遗传病 伴 Y参考书本外耳廓多毛症 多基因遗传病 两对以上等位基因控制原发性高血压 冠心病 哮喘病 青少年型糖尿病 常染色体遗传病21 三体综合征 染色体异常遗传病性染色体遗传病性腺发育不良 五 基因工程与育种五 基因工程与育种 1 基因工程工具及操作步骤 工具 限制性内切酶 DNA 连接酶 基因的运载体 质粒 噬菌体 和动植物病毒 步骤 1 提取目的基因 2 目的基因与运载体结合 3 将目的基因导入受体细胞 4 目的基因的表达和检测 2 基因工程应用 1 抗虫基因作物的使用 不仅减少了 农药的用量农药的用量 大大降低了 生产成本生产成本 而且还减 少了 减少了农药对环境的污染减少了农药对环境的污染 2 基因工程生产药品的优点是 效率高效率高 成本低成本低 品质好品质好 3 目前关于转基因生物和转基因产品的安全性 有两种观点 一种观点是转基因生物和转基因生物和 转基因食品不安全 要严格控制转基因食品不安全 要严格控制 另一种观点是 转基因生物和转基因食品是安全的 应该转基因生物和转基因食品是安全的 应该 大范围推广大范围推广 表 各种育种方法总结 类别方式 原理 主要处理方法 主要优 缺 点 用心 爱心 专心 杂交育种基因重组 先让表现型不同的个体 进行杂交 得 F1后再经 多次 自交 选择 最 终获得纯合的优良品种 优点 使位于不同个体的优良性状集中 到一个个体上 缺点 育种时间长 局限于同种或亲缘 关系较近的物种 诱变育种基因突变 物理方法 激光或辐射 等 化学方法 化学药剂处 理 秋水仙素 硫酸二乙酯 优点 可以提高变异的频率 大幅度改 良某些性状 加速育种进程 缺点 有利变异少 工作量大 盲目性 强 单倍体育种 染色体数目 变异 染色体 数目先成倍 减少后成倍 增加 花药 F1 离体培养出 单倍体幼苗 对单倍体 幼苗再经人工诱导 如 秋水仙素 使染色体数 目加倍 得到纯种 优点 自交后代不发生性状分离 明显 缩短育种年限 缺点 技术复杂 多倍体育种 染色体数目 变异 染色体 数目成倍增 加 用秋水仙素处理幼苗或 萌发的种子 优点 培育出自然界没有的生物品种 茎秆粗壮 器官大 产量高 营养丰富 等 缺点 技术复杂 发育缓慢 结实率低 一般只适合于植物 转基因育种基因重组 提 装 导 检 选 优点 可以按人的意愿定向改造生物 目的性强 缺点 技术复杂 安全性问题多 植物体 细胞杂 交育种 细胞的全能 性 细胞膜 的流动性 去壁 诱融 组培 优点 克服远缘杂交不亲和的障碍 培 育出植物新品种 缺点 技术复杂 工作量大 操作繁琐细胞 工程 育种 动物体 细胞克 隆育种 细胞的全能 性 核移植和胚胎移植 优点 培育繁殖优良生物品种 用于保 存濒危物种 有选择地繁殖某性别动物 缺点 技术复杂 工作量大 操作繁琐 用心 爱心 专心 激素育种利用生长素培育无籽番茄 无籽黄瓜 无籽辣椒 六 生物进化论六 生物进化论 1 名词解释 1 过度繁殖 任何一种生物的繁殖能力都很强 在不太长的时间内能产生大量的后代表 现为过度繁殖 2 自然选择 达尔文把这种适者生存不适者被淘汰的过程叫作自然选择 3 种群 生活在同一地点的同种生物的一群个体 是生物繁殖的基本单位 个体间彼此 交配 通过繁殖将自己的基因传递给后代 4 基因库 种群全部个体所含的全部基因叫做这个种群的基因库 其中每个个体所含的 基因只是基因库的一部分 5 基因频率 某种基因在整个种群中出现的比例 6 物种 指分布在一定的自然区域 具有一定的形态结构和生理功能 而且在自然状态 下能互相交配 并产生出可育后代的一群生物个体 7 隔离 指同一物种不同种群间的个体 在自然条件下基因不能自由交流的现象 包括 a 地理隔离 由于高山 河流 沙漠等地理上的障碍 使彼此间不能相遇而不能交配 如 东北虎和华南虎 b 生殖隔离 种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育的后代 2 基因频率的计算 基因频率的计算方法 通过基因型计算基因频率 例如 从某种种群中随机抽出 100 个个体测知基因型为 AA Aa aa 的个体分别为 30 60 和 10 A 基因频率 2 30 60 2 100 60 a 基因频 率 1 60 40 通过基因型频率计算基因频率 一个等位基因的频率等于它的纯合子频率与 1 2 杂合子频 率之和 例如 AA 基因型频率为 30 100 0 3 Aa 基因型频率为 60 100 0 6 aa 基因型频率 为 10 100 0 1 则 A 基因频率 0 3 1 2 0 6 40 种群中一对等位基因的频率之和等于 1 种群中基因型频率之和等于 1 3 语句解释 1 1 达尔文自然选择学说的内容有四方面 达尔文自然选择学说的内容有四方面 过度繁殖 生存斗争 遗传变异 适者生存 用心 爱心 专心 2 2 达尔文认为长颈鹿的进化原因是 达尔文认为长颈鹿的进化原因是 长颈鹿产生的后代超过环境承受能力 过度繁殖 它们都要吃树叶而树叶不够吃 生存斗争 它们有颈长和颈短的差异 遗传变异 颈长的 能吃到树叶生存下来 颈短的因吃不到树叶而最终饿死了 适者生存 3 3 现代生物进化理论的基本观点是 现代生物进化理论的基本观点是 进化的基本单位是种群 进化的实质是种群基因频 率的改变 物种形成的基本环节是 突变和基因重组 提供进化的原材料 自然选择 基因频率定向改变 决定进化的方向 隔离 物种形成的必要条件 4 4 种群基因频率改变的原因 种群基因频率改变的原因 基因突变 基因重组 自然选择 生物进化其实就是种群 基因频率改变的过程 5 5 基因突变和染色体变异都可称为突变 突变和基因重组使生物个体间出现可遗传的变 基因突变和染色体变异都可称为突变 突变和基因重组使生物个体间出现可遗传的变 异 异 6 6 种群产生的变异是不定向的 种群产生的变异是不定向的 经过长期的自然选择和种群的繁殖使有利变异基因不断 积累 不利变异基因逐代淘汰 使种群的基因频率发生了定向改变 导致生物朝一定方向缓 慢进化 因此 定向的自然选择决定了生物进化的方向 7 7 物种的形成 物种的形成 物种形成的方式有多种 经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见 的方式 如 加拉帕戈斯群岛上的 13 种地雀的形成过程 就是长期的地理隔离导致生殖隔 离的结果 4 共同进化与生物多样性 共同进化 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 这就是共同进化 1 生物与生物之间的共同进化 如某种兰花和专门为它传粉的蛾 捕食者和被捕食者 2 生物与无机环境之间的共同进化 生物多样性 生物的多样性 不同环境生活着不同的生物 这些生物的形态结构 功能习性等各不相同 构成生物的多样性 生物多样性是特定环境自然选择的定向性和不同生物生存环境多样性共 同形成的 多样的环境必然对生物进行多方向的选择 选择的结果必然是不同环境中的生物 多种多样 生物多样性包括基因多样性 物种多样性和生态系统多样性 生物多样性是人类 赖以生存和发展的基础 1 1 基因多样性是指地球上所有生物所拥有的全部基因 基因多样性是指地球上所有生物所拥有的全部基因 基因多样性 即遗传多样性 是由构成基因的脱氧核苷酸排列顺序的多样性决定的 基 因通过转录和翻译 其多样性就可以反映到蛋白质分子的空间结构上 进而反映出生物性状 的多样性 2 2 物种多样性是指地球上所有的植物 动物和微生物 强调物种的变异性 物种多样性是指地球上所有的植物 动物和微生物 强调物种的变异性 3 3 生态系统多样性是指地球上各种各样的生态系统 生态系统多样性是指地球上各种各样的生态系统 生态系统组成成分的多样性 营养 结构的复杂性 自动调节能力的大小 用心 爱心 专心 所谓生物多样性是指地球上所有的生物 动物 植物 微生物等 以及它们所构成的综合 体 生态系统 通常包括基因多样性 物种多样性和生态系统多样性三个组成部分 基因多 样性是生物多样性的重要组成部分 是地球上所有生物携带的各种遗传信息的总和 任何一个物种或一个生物个体都保存着大量的遗传基因 因此 可被看作是一个基因库 一个物种所包含的基因越丰富 它对环境的适应能力越强 基因的多样性是生命进化和物种 分化的基础 而物种多样性是指地球上动物 植物 微生物等生物种类的丰富程度 是衡量 一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标 生态系统的多样性主要是指地球生态系统类型 的多样性及其各种生态过程的多样性 从以上分析中可看出 基因多样性是物种多样性 生态系统多样性赖以存在的基础 所 以 在基因这一层次上的保护是最核心的 也是最基本的 关于生物多样性的原因 从分子水平上看 其根本原因是 DNA 上基因的多样性 遗传物 质多样性 性状表现多样性的直接原因是蛋白质种类的多样性 从进化的角度看多样性产 生的原因是生态环境的多样性 不同环境的自然选择 5 各种生命起源观点对比 1 用进废退 与 自然选择 用进废退学说的中心论点是 环境变化是物种变化的原因 环境变化了 使得生活在这 个环境中的生物 有的器官由于经常使用而发达 有的器官则由于不经常使用而逐渐衰退 功能越来越弱 甚至消失退化 这些变化了的性状 即后天获得的性状 能够遗传下去 也 就是说 获得性能够遗传 拉马克认为 不仅生物先天有的形态可以遗传 后天产生的变异 也可以遗传 这就是 获得性遗传 原则 生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和 获得性遗传的 虽然达尔文也同意生物变异比环境更为重要 但达尔文认为生物变异和环境是相互独立 的 在环境发生作用前变异就产生了 环境只是对变异其选择的作用