高中生物必修二知识点归纳与习题详解

高中生物必修二知识点归纳与习题详解高中生物必修二以遗传学为核心，探讨了生物的遗传、变异与进化的基本规律。这部分内容抽象性强，概念繁多，且与数学逻辑结合紧密，是生物学学习的重点与难点。本文将对必修二的核心知识点进行梳理归纳，并辅以典型习题的详细解析，旨在帮助同学们构建清晰的知识网络，提升解题能力。第一章遗传因子的发现本章是遗传学的基础，孟德尔通过豌豆杂交实验，揭示了遗传的基本规律——基因的分离定律和自由组合定律。一、核心知识点归纳1.孟德尔遗传实验的科学方法：*选材优势：豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物，自然状态下一般为纯种；具有易于区分的相对性状；花大，易于人工杂交操作。*研究方法：假说—演绎法。即观察现象（提出问题）→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。*杂交操作：去雄（在花蕾期，去除母本的雄蕊）→套袋（防止外来花粉干扰）→人工授粉（将父本的花粉涂抹在母本的柱头上）→再套袋。2.相关概念辨析：*性状类：性状、相对性状（同种生物同一性状的不同表现类型）、显性性状、隐性性状、性状分离（杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象）。*基因类：基因（控制性状的遗传因子）、显性基因、隐性基因、等位基因（位于一对同源染色体的相同位置上，控制相对性状的基因）。*个体类：纯合子（遗传因子组成相同的个体，如AA、aa）、杂合子（遗传因子组成不同的个体，如Aa）、表现型（生物个体表现出来的性状）、基因型（与表现型有关的基因组成）。表现型是基因型与环境共同作用的结果。*交配类：杂交（基因型不同的个体间交配）、自交（基因型相同的个体间交配，如植物的自花传粉）、测交（杂种子一代与隐性纯合子杂交，用于测定F1的基因型）、正交与反交（若甲作父本、乙作母本为正交，则乙作父本、甲作母本为反交，可用于判断基因位置）。3.基因的分离定律：*内容：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，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。*实质：减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离。*适用范围：一对相对性状的遗传；细胞核内染色体上的基因；进行有性生殖的真核生物。*验证方法：测交法、自交法、花粉鉴定法。4.基因的自由组合定律：*内容：控制不同性状的遗传因子的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。*实质：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。*适用范围：两对或两对以上相对性状的遗传；细胞核内染色体上的基因；进行有性生殖的真核生物。*验证方法：测交法、自交法。二、典型习题详解例题1：下列关于孟德尔豌豆杂交实验的叙述，正确的是（）A.孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交B.孟德尔研究豌豆花的构造，但无需考虑雌蕊、雄蕊的发育程度C.孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合D.孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性解析：本题考查孟德尔豌豆杂交实验的科学方法。A选项错误，豌豆是闭花受粉植物，开花时已完成受粉，因此去雄应在花蕾期（未成熟时）进行。B选项错误，进行杂交实验时，需要考虑雌蕊和雄蕊的发育程度，以确保去雄和授粉的成功。C选项错误，表现型相同，基因型不一定相同，如显性杂合子（Aa）和显性纯合子（AA）表现型相同，但前者为杂合子，后者为纯合子，因此不能仅根据表现型判断亲本是否纯合。D选项正确，孟德尔正是利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性，使得自然状态下的豌豆多为纯种，这是他成功的原因之一。答案：D例题2：豌豆的高茎（D）对矮茎（d）为显性。现有一株高茎豌豆，欲判断其基因型，最简便的方法是（）A.让其与另一株已知基因型的高茎豌豆杂交B.让其与另一株矮茎豌豆杂交C.让其自交D.观察该高茎豌豆的性状表现解析：本题考查基因分离定律的应用及纯合子、杂合子的判断方法。判断植物个体基因型最简便的方法通常是自交，尤其是对于自花传粉的植物如豌豆。A选项，与已知基因型的高茎豌豆杂交（如DD×D_或Dd×D_），若后代出现矮茎，则该高茎为Dd；若后代全为高茎，则可能为DD或Dd（当另一株为DD时），不够简便且结果判断可能不唯一。B选项，测交（与矮茎dd杂交）是判断基因型的有效方法，若后代全为高茎则为DD，若后代高茎:矮茎=1:1则为Dd。但需要进行人工杂交操作，不如自交简便。C选项，自交。若该高茎豌豆为纯合子（DD），自交后代全为高茎；若为杂合子（Dd），自交后代会出现性状分离，即高茎:矮茎=3:1。自交操作简便，无需去雄授粉（豌豆自然状态下即可自交）。D选项，仅观察性状表现无法判断基因型，因为DD和Dd均表现为高茎。答案：C第二章基因和染色体的关系本章将基因的行为与染色体的行为联系起来，揭示了基因在染色体上的分布及其遗传规律的细胞学基础。一、核心知识点归纳1.减数分裂和受精作用：*减数分裂的概念：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，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。*减数分裂的过程（以精子形成过程为例）：*减数第一次分裂：*间期：染色体复制（DNA复制和蛋白质合成），每条染色体形成两条姐妹染色单体。*前期Ⅰ：同源染色体联会形成四分体，四分体中的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换。*中期Ⅰ：同源染色体成对排列在赤道板两侧。*后期Ⅰ：同源染色体分离，非同源染色体自由组合。*末期Ⅰ：细胞质分裂，形成两个次级精母细胞，染色体数目减半。*减数第二次分裂（无同源染色体）：*前期Ⅱ：染色体散乱分布。*中期Ⅱ：染色体的着丝点排列在赤道板上。*后期Ⅱ：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，并移向细胞两极。*末期Ⅱ：细胞质分裂，每个次级精母细胞形成两个精细胞。精细胞经过变形成为精子。*卵细胞的形成过程：与精子形成过程基本相似，但也有区别（如细胞质不均等分裂、一个卵原细胞最终形成一个卵细胞和三个极体）。*受精作用：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。结果是受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中一半来自父方，一半来自母方。*意义：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数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。2.基因在染色体上：*萨顿的假说：依据基因和染色体行为存在着明显的平行关系（如：基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在配子形成和受精过程中也有相对稳定的形态结构；基因在体细胞中成对存在，染色体也是成对的等），提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的”，即基因在染色体上。*摩尔根的果蝇杂交实验：通过红眼雌果蝇与白眼雄果蝇的杂交实验，证明了控制果蝇眼色的基因位于X染色体上，从而为萨顿的假说提供了实验证据。摩尔根是第一个将特定基因定位在特定染色体上的科学家。*基因与染色体的关系：一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列。3.伴性遗传：*概念：位于性染色体上的基因所控制的性状，在遗传上总是和性别相关联的现象。*人类红绿色盲症（伴X染色体隐性遗传）：*致病基因：Xb*遗传特点：男性患者多于女性患者；具有隔代交叉遗传现象（男性患者的致病基因通过女儿传给外孙）；女性患者的父亲和儿子一定是患者。*抗维生素D佝偻病（伴X染色体显性遗传）：*致病基因：XD*遗传特点：女性患者多于男性患者；具有世代连续遗传现象；男性患者的母亲和女儿一定是患者。*伴Y染色体遗传：如外耳道多毛症。遗传特点：患者全为男性，且父传子、子传孙。二、典型习题详解例题3：下列关于减数分裂的叙述，正确的是（）A.减数分裂过程中染色体复制两次，细胞分裂一次B.减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第二次分裂C.同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂后期D.精原细胞经减数分裂后可形成四个精细胞，精细胞经过变形后成为精子，卵细胞的形成过程中也有变形阶段解析：本题考查减数分裂的过程和特点。A选项错误，减数分裂过程中染色体只复制一次（间期），细胞连续分裂两次（减数第一次分裂和减数第二次分裂）。B选项错误，减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂末期，由于同源染色体的分离，导致子细胞染色体数目减半。减数第二次分裂类似于有丝分裂，染色体数目不发生减半。C选项正确，减数第一次分裂后期的主要特征就是同源染色体分离，同时非同源染色体自由组合。D选项错误，精原细胞减数分裂形成四个精细胞，精细胞需要经过变形成为精子；而卵原细胞减数分裂形成一个卵细胞和三个极体，卵细胞形成过程中没有变形阶段。答案：C例题4：人类红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病。一个色觉正常的女性（其父亲是红绿色盲患者）与一个色觉正常的男性结婚，他们所生子女的色觉情况是（）A.儿子全部正常，女儿全部正常B.儿子全部患病，女儿全部正常C.儿子可能患病，女儿全部正常D.儿子可能患病，女儿可能患病解析：本题考查伴X染色体隐性遗传病的遗传规律。首先，确定双亲的基因型。红绿色盲为伴X隐性遗传，致病基因用b表示，正常基因用B表示。女性的父亲是红绿色盲患者（XbY），父亲的X染色体一定传给女儿，因此该色觉正常的女性必然从父亲那里获得Xb，其自身表现正常，说明她还从母亲那里获得了XB。因此，该女性的基因型为XBXb。色觉正常的男性，其基因型为XBY（因为男性只有一条X染色体，只要不携带b即为正常）。他们结婚后，子女的基因型和表现型如下：父亲（XBY）产生的配子为XB和Y。母亲（XBXb）产生的配子为XB和Xb。受精组合：XB（父）×XB（母）→XBXB（女儿，色觉正常）XB（父）×Xb（母）→XBXb（女儿，色觉正常，携带者）Y（父）×XB（母）→XBY（儿子，色觉正常）Y（父）×Xb（母）→XbY（儿子，红绿色盲）因此，他们的女儿基因型为XBXB或XBXb，全部表现正常；儿子基因型为XBY或XbY，有50%的概率患病。答案：C第三章基因的本质本章深入探讨了基因的化学本质、DNA的结构与复制方式，以及基因如何控制生物的性状。一、核心知识点归纳1.DNA是主要的遗传物质：*肺炎双球菌的转化实验：*格里菲思的体内转化实验：提出加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型活细菌转化为S型活细菌。*艾弗里的体外转化实验：将S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质分开，分别与R型细菌混合培养，证明了DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。*噬菌体侵染细菌的实验：赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法（32P标记DNA，35S标记蛋白质），证明了噬菌体在侵染细菌时，DNA进入细菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面，从而证明了DNA是噬菌体的遗传物质。*绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数病毒（如烟草花叶病毒）的遗传物质是RNA。因此，DNA是主要的遗传物质。2.DNA分子的结构：*基本单位：脱氧核苷酸（由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成）。含氮碱基有四种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）。*结构特点：由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构；外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架；内侧两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对，碱基配对遵循碱基互补配对原则：A与T配对（通过两个氢键），G与C配对（通过三个氢键）。*结构特性：稳定性（脱氧核糖和磷酸交替连接的基本骨架及碱基互补配对的方式）、多样性（碱基对的排列顺序千变万化）、特异性（每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序）。3.DNA的复制：*概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。*时间：细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。*场所：主要在细胞核，线粒体和叶绿体中也有进行。*过程：解旋（在解旋酶作用下，DNA双链解开）→合成子链（以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则合成与母链互补的子链）→形成子代DNA（每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构，从而形成两个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子）。*特点：边解旋边复制；半保留复制（新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链）。*意义：将遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性。4.基因是有遗传效应的DNA片段：*基因与DNA的关系：一个DNA分子上含有多个基因。基因是有遗传效应的DNA片段。*遗传信息：DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息。不同的基因含有不同的遗传信息。*基因与性状的关系：基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的