高一生物必修二复习内容及典型例题

生物学作为一门探索生命奥秘的学科，其知识体系既精密又富有逻辑。必修二《遗传与进化》更是其中的核心模块，它不仅揭示了生物遗传变异的本质规律，也为我们理解生命的多样性与统一性提供了钥匙。以下，我们将对本模块的核心内容进行梳理，并结合典型例题进行分析，希望能助同学们在复习之路上更上层楼。一、遗传的细胞基础减数分裂是理解有性生殖生物遗传规律的细胞学基础，务必透彻掌握其过程与特点。核心知识回顾1.减数分裂的概念与意义：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。其意义在于维持物种染色体数目的恒定，同时通过非同源染色体的自由组合和同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，为生物进化提供了原材料。2.减数分裂的过程：*减数第一次分裂：前期同源染色体联会形成四分体，可能发生交叉互换；中期同源染色体成对排列在赤道板上；后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合；末期细胞分裂，染色体数目减半。*减数第二次分裂：过程与有丝分裂相似，但无同源染色体。前期染色体散乱分布，中期着丝点排列在赤道板上，后期着丝点分裂，姐妹染色单体分离，末期细胞分裂。3.精子与卵细胞形成过程的异同：二者均经过减数分裂，但在细胞质分裂方式（精子形成过程中细胞质均等分裂，卵细胞形成过程中初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质不均等分裂）、产生生殖细胞的数量（一个精原细胞产生四个精子，一个卵原细胞产生一个卵细胞和三个极体）等方面存在差异。典型例题例题1：某动物的精原细胞在减数分裂过程中，若第一次分裂时某一对同源染色体未分离，第二次分裂正常进行，则其产生的精子中，染色体数目异常的占比为（）A.1/4B.1/2C.3/4D.1解析：在减数第一次分裂时，一对同源染色体未分离，会导致一个次级精母细胞多一条染色体，另一个次级精母细胞少一条染色体。这两个次级精母细胞进行正常的减数第二次分裂后，产生的四个精子中，有两个精子的染色体数目比正常多一条，另外两个比正常少一条。因此，所有精子的染色体数目均异常。答案：D。点拨：此类问题需紧密结合减数分裂各时期染色体行为变化，特别是染色体的分离与组合。可通过绘制简图辅助分析，清晰追踪异常情况下染色体的分配。二、遗传的基本规律孟德尔的豌豆杂交实验所揭示的基因分离定律和自由组合定律，是遗传学的基石。核心知识回顾1.孟德尔遗传实验的科学方法：假说-演绎法。包括观察现象、提出问题、作出假说、演绎推理、实验验证等步骤。2.基因的分离定律：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。*实质：等位基因随同源染色体的分离而分离。*适用范围：一对相对性状的遗传，进行有性生殖的真核生物的核基因。3.基因的自由组合定律：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。*实质：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，且控制这些性状的基因位于非同源染色体上。4.基本概念：相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离、纯合子、杂合子、等位基因、基因型、表现型等。典型例题例题2：豌豆的高茎（D）对矮茎（d）为显性，圆粒（R）对皱粒（r）为显性。现有高茎圆粒和矮茎皱粒的豌豆杂交，F1全为高茎圆粒，F1自交得F2。请回答：（1）F2中表现型有多少种？比例是多少？（2）F2中能稳定遗传的矮茎圆粒豌豆占多少？（3）若F2中高茎圆粒豌豆自交，后代中矮茎皱粒豌豆占多少？解析：（1）由题意可知，F1的基因型为DdRr。F1自交，根据自由组合定律，F2的表现型有2（高茎、矮茎）×2（圆粒、皱粒）=4种。比例为9（高圆）:3（高皱）:3（矮圆）:1（矮皱）。（2）能稳定遗传的个体为纯合子。F2中矮茎圆粒的基因型为ddRR和ddRr，其中纯合子ddRR占矮茎圆粒的1/3，占F2总数的3/16×1/3=1/16。（3）F2中高茎圆粒豌豆的基因型及比例为DDRR:DDRr:DdRR:DdRr=1:2:2:4。只有DdRr自交才可能产生ddrr（矮茎皱粒）。DdRr占高茎圆粒的4/9，其自交后代中ddrr的比例为1/4×1/4=1/16。因此，F2中高茎圆粒豌豆自交，后代中矮茎皱粒豌豆占4/9×1/16=1/36。答案：（1）4种，9:3:3:1；（2）1/16；（3）1/36。点拨：解决自由组合定律相关问题，关键在于将多对基因分解为单对基因，利用分离定律解决，再进行组合。同时，要注意区分“占所有后代的比例”还是“占特定表现型后代的比例”。三、基因的本质对基因本质的探索是现代遗传学的重要内容，DNA是主要的遗传物质，其结构与功能密切相关。核心知识回顾1.DNA是主要的遗传物质：*格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明了“转化因子”的存在。*艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验证明了DNA是遗传物质。*噬菌体侵染细菌的实验进一步证明了DNA是遗传物质。*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：由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。磷酸和脱氧核糖交替连接，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，遵循碱基互补配对原则（A与T配对，G与C配对）。3.DNA的复制：*时间：细胞分裂间期（有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期）。*过程：解旋→合成子链→形成子代DNA。*特点：边解旋边复制、半保留复制。*条件：模板（DNA的两条链）、原料（游离的脱氧核苷酸）、能量（ATP）、酶（解旋酶、DNA聚合酶等）。*意义：将遗传信息从亲代传递给子代，保持了遗传信息的连续性。典型例题例题3：在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的（）A.24%，22%B.22%，28%C.26%，24%D.23%，27%解析：已知整个DNA分子中A+T=54%，则G+C=46%。根据碱基互补配对原则，A=T，G=C，所以DNA分子中A=T=27%，G=C=23%。设已知链为1链，另一条链为2链。1链中G1=22%，T1=28%。因为在DNA分子中，G1+C2=G总=23%（整个DNA分子的G含量），所以C2=23%-G1=23%-22%=1%。又因为C1=G2，而G2+C2=G总=23%，所以G2=23%-C2=23%-1%=22%，故C1=22%。mRNA是以DNA的一条链（1链）为模板转录而来的，mRNA中的鸟嘌呤（G）对应DNA模板链（1链）中的胞嘧啶（C1），mRNA中的胞嘧啶（C）对应DNA模板链（1链）中的鸟嘌呤（G1）。因此，mRNA中G=C1=22%，C=G1=22%？不对，这里需要再仔细思考。哦，不对，mRNA的碱基与DNA模板链是互补的。所以mRNA的G对应DNA模板链的C（C1），mRNA的C对应DNA模板链的G（G1）。所以mRNA中G的比例等于DNA模板链C1的比例，mRNA中C的比例等于DNA模板链G1的比例。我们已经求得C1=22%，G1=22%？这似乎有问题。让我们换一种方法：整个DNA分子中G+C=46%，所以每条链中G+C也为46%（因为两条链碱基总数相等）。1链中G1=22%，则C1=46%-G1=46%-22%=24%。因此，mRNA中G的比例等于模板链（1链）C1的比例=24%；mRNA中C的比例等于模板链（1链）G1的比例=22%。答案：A。点拨：解决此类碱基计算问题，关键在于牢记碱基互补配对原则，并明确DNA两条链之间、DNA链与RNA链之间的碱基对应关系。可以画出简图，标出已知碱基比例，逐步推导未知碱基比例。四、基因的表达基因通过指导蛋白质的合成来控制性状，这一过程包括转录和翻译两个阶段。核心知识回顾1.基因的概念：基因是有遗传效应的DNA片段。2.转录：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。产物包括mRNA、tRNA、rRNA。3.翻译：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。场所是核糖体，搬运氨基酸的工具是tRNA，tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子互补配对。4.密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。密码子具有通用性、简并性等特点。5.中心法则：遗传信息从DNA流向DNA（复制），从DNA流向RNA（转录），从RNA流向蛋白质（翻译）。某些病毒中还存在RNA的复制和逆转录过程。6.基因对性状的控制：*直接途径：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。*间接途径：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。典型例题例题4：下图表示某真核生物基因的表达过程，下列叙述正确的是（）（注：此处假设有一示意图，显示DNA转录形成mRNA，mRNA在核糖体上翻译形成多肽链）A.图中①过程发生在细胞核内，需要DNA聚合酶的催化B.图中②过程中，核糖体移动的方向是从右向左C.若该基因发生了一个碱基对的替换，一定会导致其编码的蛋白质结构改变D.③上的密码子与④上的反密码子配对时，遵循碱基互补配对原则解析：A.①过程为转录，需要RNA聚合酶催化，而非DNA聚合酶。DNA聚合酶用于DNA复制。A错误。B.②过程为翻译，根据核糖体上肽链的长度判断，左侧核糖体上的肽链较长，说明核糖体是从左向右移动的。B错误。C.由于密码子的简并性，一个碱基对的替换可能导致密码子改变，但编码的氨基酸不一定改变，因此蛋白质结构不一定改变。C错误。D.③为mRNA，其上的密码子与④tRNA上的反密码子配对时，遵循A-U、U-A、G-C、C-G的碱基互补配对原则。D正确。答案：D。点拨：解答此类题目需准确理解转录和翻译的具体过程、场所、所需酶及物质。对于密码子的简并性、基因突变对蛋白质的影响等知识点也要熟练掌握。五、生物的进化现代生物进化理论为我们解释了生物进化的机制和物种形成的过程。核心知识回顾1.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：种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。*突变和基因重组产生进化的原材料：突变包括基因突变和染色体变异。*自然选择决定生物进化的方向：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。*隔离是物种形成的必要条件：隔离包括地理隔离和生殖隔离。生殖隔离的形成是新物种形成的标志。2.种群基因频率的计算：基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。3.共同进化与生物多样性的形成：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。生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。典型例题例题5：某植物种群中，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%。则：（1）该种群中A和a的基因频率分别是多少？（2）若该种群随机交配，后代中AA、Aa、aa的基因型频率分别是多少？（3）若该种群连续自交两代，后代中AA的基因型频率是多少？解析：（1）已知AA=30%，aa=20%，则Aa=1-30%-20%=50%。A的基因频率=AA的频率+1/2Aa的频率=30%+1/2×50%=55%。a的基因频率=aa的频率+1/2Aa的频率=20%+1/2×50%=45%。（2）若随机交配，种群足够大、无突变、无自然选择、无迁入迁出，则遵循遗传平衡定律。后代中AA的基因型频率=A的基因频率的平方=(55%)²=30.25%。Aa的基因型频率=2×A的基因频率×a的基因频率=2×55%×45%=49.5%。aa的基因型频率=a的基因频率的平方=(45%)²=20.25%。（3）若该种群连续自交两代：F1中，AA=30%+50%×1/4=42.5%，Aa=50%×1/2=25%，aa=20%+50%×1/4=32.5%。F2中，AA=42.5%+25%×1/4=42.5%+6.25%=48.75%。答案：（1）55%，45%；（2）30.25%，49.5%，20.25%；（3）48