高中生物必修二知识点归纳

高中生物必修二知识点归纳同学们，高中生物必修二的核心是遗传学，它帮助我们揭示生命延续和变异的奥秘。这部分知识概念繁多，逻辑严密，需要我们静下心来，层层深入地理解。下面，我将和大家一起梳理这册书的主要知识点，希望能为大家的学习提供一些帮助。一、遗传的细胞基础减数分裂与配子形成这是理解遗传规律的细胞学基础，务必掌握其过程与特点。*减数分裂的概念：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：以哺乳动物精子和卵细胞的形成过程为例，需清晰把握减数第一次分裂（减Ⅰ）和减数第二次分裂（减Ⅱ）各时期的主要特征，特别是染色体的行为变化，如同源染色体的联会、四分体的形成、同源染色体的分离、非同源染色体的自由组合，以及姐妹染色单体的分离等。*配子的形成：精原细胞经过减数分裂形成四个精细胞，再经变形成为精子；卵原细胞经过减数分裂形成一个卵细胞和三个极体（极体最终退化消失）。*受精作用：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。其意义在于维持了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具有重要意义。二、遗传的基本规律孟德尔的豌豆杂交实验（一）——基因的分离定律孟德尔通过严谨的实验设计和数据分析，揭示了遗传的基本规律。*实验材料：豌豆。豌豆作为遗传实验材料的优点（如自花传粉、闭花受粉，具有易于区分的相对性状等）。*核心概念：相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离、杂交、自交、测交、纯合子、杂合子、等位基因。*实验过程与现象：纯种高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，F1全为高茎；F1自交，F2中高茎与矮茎的比例约为3:1。*对分离现象的解释（假说）：生物的性状是由遗传因子（后来称为基因）决定的；体细胞中遗传因子成对存在；生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中；受精时，雌雄配子的结合是随机的。*对分离现象解释的验证：测交实验（F1与隐性纯合子杂交），后代高茎与矮茎的比例约为1:1，证明了解释的正确性。*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；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。孟德尔的豌豆杂交实验（二）——基因的自由组合定律*实验过程与现象：纯种黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，F1全为黄色圆粒；F1自交，F2中出现黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒四种表现型，比例约为9:3:3:1。*对自由组合现象的解释（假说）：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，后代出现四种表现型，比例约为1:1:1:1。*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。*孟德尔遗传规律的再发现：约翰逊将“遗传因子”命名为“基因”，并提出了“基因型”和“表现型”的概念。基因在染色体上*萨顿的假说：通过类比推理，认为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。理由是基因和染色体行为存在着明显的平行关系。*摩尔根的果蝇杂交实验：通过果蝇眼色（红眼与白眼）的杂交实验，证明了基因在染色体上。并发现了伴性遗传现象。*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。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染色体隐性遗传病。其遗传特点（如男性患者多于女性患者、交叉遗传、隔代遗传等）。*抗维生素D佝偻病：伴X染色体显性遗传病。其遗传特点（如女性患者多于男性患者、世代相传等）。*伴性遗传在实践中的应用：如根据性状推断后代性别，指导生产实践（如鸡的性别决定）。三、基因的本质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得出S型细菌中存在“转化因子”；艾弗里的体外转化实验证明了DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。*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，证明了噬菌体的遗传物质是DNA。*烟草花叶病毒的感染和重建实验：证明了RNA也可以作为遗传物质。*结论：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。DNA分子的结构*DNA双螺旋结构模型的构建：沃森和克里克在前人研究的基础上，提出了DNA分子双螺旋结构模型。*DNA分子的结构特点：由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构；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与T配对，G与C配对）——碱基互补配对原则。DNA分子的复制*概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA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。*过程：解旋（需要解旋酶）、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子链）、形成子代DNA分子（每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构）。*特点：半保留复制、边解旋边复制。*条件：模板（亲代DNA分子的两条链）、原料（游离的四种脱氧核苷酸）、能量（ATP）、酶（解旋酶、DNA聚合酶等）。*意义：DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。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。*DNA分子的多样性和特异性：DNA分子中碱基对的排列顺序千变万化，构成了DNA分子的多样性；每个DNA分子特定的碱基对排列顺序，构成了DNA分子的特异性。*遗传信息：DNA分子中碱基对的排列顺序就代表了遗传信息。四、基因的表达基因指导蛋白质的合成*转录：*概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。*场所：主要在细胞核。*模板：DNA分子的一条链（模板链）。*原料：四种游离的核糖核苷酸。*酶：RNA聚合酶等。*产物：RNA（主要是mRNA，还有tRNA、rRNA）。*翻译：*概念：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顺序的蛋白质的过程。*场所：核糖体。*模板：mRNA。*原料：20种游离的氨基酸。*工具：tRNA（识别密码子并转运特定氨基酸）。*产物：具有一定氨基酸顺序的多肽链（进一步盘曲折叠形成蛋白质）。*遗传密码：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，这3个相邻的碱基称为一个密码子。密码子具有通用性、简并性等特点。基因对性状的控制*中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA（DNA的复制），也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质（转录和翻译）。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA（RNA的复制）以及从RNA流向DNA（逆转录）两条途径。*基因控制性状的途径：*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）。*通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状（如囊性纤维病）。*基因与性状的关系：基因与性状之间并不是简单的一一对应关系。一个基因可能影响多个性状，一个性状也可能由多个基因共同控制。环境因素也会影响生物体的性状。五、基因突变及其他变异基因突变*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。*实例：镰刀型细胞贫血症。*原因：*内因：DNA分子复制偶尔发生错误。*外因：物理因素（如紫外线、X射线等）、化学因素（如亚硝酸、碱基类似物等）、生物因素（如某些病毒）。*特点：普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性。*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。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。*类型：*减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合。*减数第一次分裂前期（四分体时期），同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生交叉互换。*意义：基因重组是生物变异的重要来源之一，对生物的进化具有重要意义，也是形成生物多样性的重要原因之一。染色体变异*染色体结构的变异：包括缺失、重复、倒位、易位四种类型。这些变异会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。*染色体数目的变异：*细胞内个别染色体的增加或减少（如21三体综合征）。*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：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。*二倍体和多倍体：由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫做二倍体；体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫做多倍体。多倍体植株通常具有茎秆粗壮、叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加等特点。*单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫做单倍体。与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。单倍体育种可以明显缩短育种年限。人类遗传病*概念：由于遗传物质改变而引起的人类疾病。*类型：*单基因遗传病：受一对等位基因控制的遗传病（如多指、并指、白化病、红绿色盲等）。*多基因遗传病：受两对以上等位基因控制的人类遗传病（如冠心病、哮喘病、原发性高血压、青少年型糖尿病等）。*染色体异常遗传病：由染色体异常引起的遗传病（如21三体综合征、猫叫综合征等）。*人类遗传病的监测和预防：主要手段包括遗传咨询和产前诊断等。*人类基因组计划（HGP）：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。六、从杂交育种到基因工程杂交育种与诱变育种*杂交育种：*概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。*原理：基因重组。*过程：选择具有不同优良性状的亲本杂交→获得F1→F1自交→获得F2→筛选符合要求的表现型，连续自交，直至不发生性状分离为止。*优点：可以将多个品种的优良性状集中在一起。*缺点：育种周期长，过程繁琐。*诱变育种：*概念：利用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。*原理：基因突变。*优点：可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。*缺点：基因突变具有不定向性，有利变异少，需要大量处理实验材料。基因工程及其应用*基因工程的概念：又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。*基因工程的基本工具：*限制性核酸内切酶（限制酶）：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。*DNA连接酶：将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子。*运载体：常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。*基因工程的基本操作步骤：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。*基因工程的应用：*作物育种：培育抗虫、抗病、抗逆等转基因作物。*药物研制：如利用基因工程生产胰岛素、干扰素等。*环境保护：如利用转基因细菌降解有毒有害化合物，吸收环境重金属等。*转基因生物和转基因食品的安全性：存在不同的观点和争议，需要理性看待和加强监管。七、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：提出“用进废退”和“获得性遗传”的观点。*达尔文的自然选择学说：*主要内容：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。*意义：科学地解释了生物进化的原因以及生物多样性和适应性。*局限性：对于遗传和变异的本质未能作出科学的解释；对生物进化的解释局限于个体水平；强调物种形成是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。现代生物进化理论的主要内容*种群是生物进化的基本单位：*种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。*基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。*基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率。生物进化的实质是种群基因频率的改变。*突变和基因重组产生进化的原材料：突变（基因突变和染色体变异）和基因重组是不定向的，它们为生物进化提供了原材料。*自