高中生物必修二遗传与进化知识点Word格式.docx
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高茎豌豆与矮茎豌豆杂交实验的遗传图解：
P：
×
F1×
配子配子
F1F2
11．假说—演绎法：
在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。
如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。
这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做假说—演绎法。
12．测交：
用来验证一个未知个体的基因型。
13．稳定遗传：
纯合子自交后代为纯合子称为稳定遗传。
14．分离定律：
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。
第2节孟德尔的豌豆杂交试验
（二）
1．孟德尔的实验：
孟德尔用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本进行杂交，无论正交反交，结出的种子都是黄色圆粒的，这表明黄色和圆粒都是显性性状，绿色和皱粒都是隐性性状。
孟德尔又让子一代自交，产生的子二代中不仅有黄色圆粒和绿色皱粒的，还有绿色圆粒和黄色皱粒的，而且黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒、绿色皱粒的数量比接近于9：
3：
孟德尔首先对每对相对性状单独进行分析，结果发现每一对相对性状的遗传都遵循了分离定律。
孟德尔的解释是：
子一代产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合，受精时，雌雄配子的结合是随机的。
孟德尔又设计了测交实验，让杂种子一代与隐形纯合子杂交，无论正交还是反交，结果都符合预期的设想。
2．孟德尔杂交试验的遗传图解：
PYYRR×
yyrr测交YyRr×
yyrr
配子YR×
yr配子YRYryRyryr
F1YyRr测交后代YyYyyyyy
RrrrRrrr
F1配子YRyRYryr1：
1：
1
YYRR
（黄圆）
YyRR
YYRr
YyRr
yyRR
（绿圆）
yyRr
YYrr
（黄皱）
Yyrr
（绿皱）
YR
yR
Yr
yr
3．自由组合定律：
控制不同形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，决定不同形状的遗传因子自由组合。
4．表现型由基因型和环境条件决定。
5．孟德尔遗传规律的再发现：
1909年，丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”起了一个新名字，叫做“基因”，并提出表现型和基因型的概念。
6．表现型与基因型：
表现型是指生物个体表现出来的性状，与表现性有关的基因组成叫做基因型。
7．等位基因：
控制相对性状的基因，叫做等位基因。
8．孟德尔遗传规律的意义：
随着孟德尔遗传规律的再发现，基因的本质和作用原理成为遗传学研究的中心问题，这些问题的研究使人们对生物的认识越来越接近生命活动的本质，并且为基因工程等现代生物技术的兴起奠定了理论基础。
第2章基因和染色体的关系
第1节减数分裂和受精作用
一．魏斯曼的预言：
与孟德尔同时代的生物学家魏斯曼预测：
在卵细胞和精子成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；
受精时，精子和卵细胞融合，恢复正常的染色体数目。
这个预见在19世纪80年代被其他科学家的显微镜观察所证实。
二．其他科学家对减数分裂与受精作用的探究：
1883年，科学家用体细胞中只有两对染色体的马蛔虫作材料进行研究，发现马蛔虫精子和卵细胞中的染色体数目都只有体细胞的一半，而在受精卵中又恢复成两对染色体；
1890年，科学家确认精子和卵细胞的形成要经过减数分裂；
1891年，科学家描述了形成精子和卵细胞的减数分裂的全过程。
三．减数分裂：
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，成熟的生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
四．生殖细胞形成的场所：
①精子：
人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中形成的。
睾丸里有许多弯弯曲曲的曲细精管。
曲细精管中有大量的精原细胞。
精原细胞是原始的雄性生殖细胞，每个精原细胞中的染色体数目都与体细胞的相同。
当雄性动物性成熟时，睾丸里的一部分精原细胞就开始进行减数分裂。
②人和其他哺乳动物的卵细胞是在卵巢中形成的。
卵巢位于腹腔内，内部有许多发育程度不同的卵泡，位于卵泡中央的一个细胞就是卵细胞。
五．形成精子的过程：
在减数第一次分裂前的间期，精原细胞的体积增大，染色体复制，成为初级精母细胞。
复制后的每条染色体都由两条姐妹染色单体构成。
这两条姐妹染色单体由同一着丝点连接，减数第一次分裂期开始不久，初级精母细胞中原来分散的染色体进行两两配对。
配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做同源染色体。
同源染色体两两配对的现象叫做联会。
联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。
四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换一部分片段。
随后，各对同源染色体排列在赤道板上，每对染色体的着丝点都附着在纺锤丝上。
不久，在纺锤丝的牵引下，配对的两条同源染色体彼此分离，分别向细胞的两极移动。
这样，细胞的每个极只得到各对同源染色体中的一条。
在两组染色体到达细胞两极的时候，一个初级精母细胞分裂成了两个次级精母细胞。
减数分裂过程染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。
减数第一次分裂与减数第二次分裂之间通常没有间期，或者间期时间很短，染色体不再复制。
在减数第二次分裂过程中，每条染色体的着丝点分裂，两条姐妹染色单体也随之分开，成为两条染色体。
在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别向细胞的两极移动，并且随着细胞的分裂进入两个子细胞。
这样，在减数第一次分裂中形成的两个次级精母细胞，经过减数第二次分裂，就形成了四个精细胞。
精细胞要经过复杂的变形才成为精子。
精子呈蝌蚪状，头部含有细胞核，尾长，能够摆动。
六．形成精子的图解：
七．卵细胞的形成与精子的形成的区别：
初级卵母细胞经过减数第一次分裂，形成大小不同的两个细胞，大的叫做次级卵母细胞，小的叫做极体。
次级卵母细胞进行减数第二次分裂，形成一个大的卵细胞和一个小的极体。
在减数第一次分裂过程中形成的极体也分裂为两个极体。
这样，一个初级卵母细胞经过减数分裂，就形成一个卵细胞和三个极体。
不久，三个极体都退化消失，结果是一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞。
八．卵细胞形成的图解：
九．DNA与染色体数目变化的图象：
10．观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
1.材料：
蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
2.步骤：
①在低倍显微镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，识别初级精母细胞，次级精母细胞和精细胞；
②先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂中期、后期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目；
③根据观察结果，尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞简图。
11．受精作用：
受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
12．受精作用的过程：
在受精作用进行时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。
与此同时，卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入。
精子的头部进入卵细胞后不久，精子的细胞核就与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。
这样，受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方）。
另一半来自卵细胞（母方）。
未受精时，卵细胞好像睡着了，细胞呼吸和物质合成进行得比较缓慢。
受精过程使卵细胞变得十分活跃。
然后受精卵将迅速进行细胞分裂、分化，新生命由此开始了遗传物质与环境相互作用的发育过程。
13．受精作用的意义：
新一代继承了父母双方的遗传物质，由于减数分裂形成的配子，染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性。
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。
此外，就进行有性生殖的生物来说，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。
第2节基因在染色体上
一．萨顿的假说：
美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子细胞和卵细胞形成过程，发现等位基因与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
他推论，基因就在染色体上，因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
（1）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；
（2）在体细胞中基因成对存在，同样，也只有成对的染色体中的一条；
（3）体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方。
同源染色体也是如此；
（4）非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合。
二．类比推理：
萨顿将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比，就是类比推理。
类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。
三．摩尔根的实验证据：
美国生物学家摩尔根发现果蝇的红眼和白眼是受一对等位基因控制的，而白眼性状的表现总是与性别相联系。
摩尔根及其同事设想是控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因。
后来他们又通过测交等方法，进一步验证了这些解释，用实验验证了基因在染色体上。
摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置方法，并绘出了第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图，说明基因在染色体上呈线性排列。
四．果蝇杂交实验图解：
五．孟德尔遗传规律的现代解释
1.基因分离定律的实质：
在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的对立性；
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。
2.基因的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。
第3节伴性遗传
1．伴性遗传：
基因位于性染色体上，所以遗传上总是和性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。
2．道尔顿：
18世纪英国著名的化学家兼物理学家，是世界上第一个提出色盲问题的人，所以色盲症又称为道尔顿症。
3．色盲
1.遗传特征：
X染色体上的隐性遗传病。
2.特点：
①男多于女；
②隔代遗传；
③交叉遗传；
④女患者父与子必患。
4．抗维生素D佝偻病
X染色体上的显性遗传病。
①女多于男；
②世代遗传；
④男患者母与女必患。
五．交叉遗传：
像色盲、抗维生素D佝偻病这样，男性红绿色盲基因只能从母亲那里传来，以后只能传给女儿。
这种遗传特点，在遗传学上叫做交叉遗传。
六．性别判定
7．典型伴性遗传病：
红绿色盲、抗维生素D佝偻病、果蝇红眼白眼、血友病、芦花鸡羽毛上黑白相间的横斑条纹、雌雄异株植物
8．伴性遗传的应用：
对早期的雏鸡根据羽毛的特征把雌性和雄性区分开，从而做到多养母鸡，多得鸡蛋。
第3章基因的本质
第1节DNA是主要的遗传物质
1．对遗传物质的早期推测：
在20世纪20年代，大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质。
到了20世纪30年代，人们才认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，这一认识本可以使人们意识到DNA的重要性，但是，由于对DNA分子的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
2．肺炎双球菌的转化实验
1.体内转化实验：
英国科学家格里菲思用两种不同类型的肺炎双球菌去感染小鼠。
一种细菌的菌体有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑，叫做S型细菌，可以使人患肺炎或使小鼠患败血症，是有毒性的；
另一种细菌的菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙，叫做R型细菌，是无毒性的。
实验
注射R型活细菌
注射S型活细菌
注射加热后杀死的S型细菌
将R型活细菌与加热后杀死的S型细菌混合后注射
现象
小鼠不死亡
小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌
格里菲思从第四组实验的小鼠尸体中分离出了有毒性的S型活细菌，而且这些S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌，这表明无毒性的R型活细菌在与被加热杀死的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型活细菌，而且这种形状的转化是可以遗传的。
于是，格里菲思推论：
在第四组实验中，已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——“转化因子”，这种转化因子将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。
2.体内转化实验：
艾弗里及其同事对S型细菌中的物质进行了提纯和鉴定。
他们将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，结果发现：
只有加入DNA，R型细菌才能够转化成S型细菌，并且DNA的纯度越高，转化就越有效；
如果用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，就不能使R型细菌发生转化。
于是，艾弗里提出：
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
3．噬菌体侵染细菌的实验：
1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位标记的新技术。
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。
T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。
当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
赫尔希和蔡斯首先在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体。
然后，用32P或35S标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心。
搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
离心后，检查上清液和沉淀物中的放射性物质发现：
用35S标记的一组感染实验，放射性同位素主要分布在上清液中；
用32P标记的一组实验，放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中。
进一步观察发现：
细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。
赫尔希和蔡斯的实验表明：
噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。
因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。
DNA才是真正的遗传物质。
4．对遗传物质的后续研究：
遗传物质除了DNA之外，还有RNA，有些病毒不含有DNA，只含有蛋白质和RNA，在这些病毒中，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。
5．只含有RNA的病毒：
SARS（非典），HIV（艾滋病），TMV（烟草花叶病毒）。
第2节DNA分子的结构
1．DNA双螺旋结构模型的构建：
美国生物学家沃森和英国物理学家克里克构建DNA双螺旋结构。
2．DNA分子的结构特点：
1.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；
2.DNA分子中的脱氧核糖的磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；
碱基排列在内侧；
3.两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（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对；
G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对。
碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。
3．最短的DNA有4000对碱基。
第3节DNA的复制
1．对DNA分子复制的推测：
沃森和克里克接着提出了遗传物质自我复制的假说：
DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模版，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上，由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称作半保留复制。
2．DNA半保留复制的实验证据：
1985年，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素示踪技术，证实了DNA的确是以半保留的方式复制的。
首先，科学家以含有15N标记的NH4Cl培养液来培养大肠杆菌。
然后，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行密度梯度离心，记录离心后试管中DNA的位置。
如果DNA是以半保留的方式复制的，那么离心后应该出现三条DNA带：
一条带是15N标记的亲代双链DNA，其密度最大，最靠近试管底部；
一条带是只有一条DNA链被15N标记的子代双链DNA，其密度居中，位置也居中；
还有一条带是两条DNA链都未被15N标记的子代双链DNA，密度最小，离试管底部最远。
实验结果与预期一样，在试管中出现了DNA的这三条带，证明DNA的复制是以半保留的方式进行的。
3．DNA分子的复制过程：
DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
这一过程是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。
复制开始时，DNA分子首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条解旋的双链解开，这个过程叫做解旋。
然后，以解开的每一端母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链。
随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断地延伸。
同时，每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
这样，复制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。
新复制出的两个子代DNA分子，通过细胞分裂分配到子细胞中去。
DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。
DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。
第4节基因是有遗传效应的DNA片段
一．基因（DNA）上碱基（脱氧核苷酸）排列顺序叫做遗传信息。
二．DNA片段中的遗传信息：
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；
碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；
DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
DNA分子上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。
第4章基因的表达
第1节基因指导蛋白质的合成
1．基因的表达：
基因通过指导蛋白质的合成来控制性状。
2．转录：
RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录。
3．以DNA为模板转录RNA的图解：
4．转录的过程：
1.DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露；
2.游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA的碱基互补时，两者以氢键结合；
3.新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上；
4.合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复。
5．翻译：
游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。
6．密码子：
mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基又称作1个密码子。
7．密码子表
第一个字母
第二个字母
第三个字母
U
C
A
G
苯丙氨酸
亮氨酸
丝氨酸
酪氨酸
终止
半胱氨酸
色氨酸
脯氨酸
组氨酸
谷氨酰胺
精氨酸
异亮氨酸
甲硫氨酸（起始）
苏氨酸
天冬氨酸
赖氨酸
缬氨酸
缬氨酸（起始）
丙氨酸
谷氨酸
甘氨酸
八．所有的多肽链都是有起始密码开始的，由终止密码子结束的。
九．密码子的简并性：
一种氨基酸可能有几个密码子，这一现象称作密码的简并。
十．反密码子：
每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，因而叫反密码子。
十一．一种氨基酸由一种或几种密码子决定，一种密码子决定一种氨基酸。
十二．蛋白质合成的过程：
1.mRNA进入细胞质，与核糖体结合。
携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1；
2.携带组氨酸的tRNA以同样的方式进入位点2；
3.甲硫氨酸通过与组氨酸形成肽键而转移到占据位点2的tRNA上；
4.核糖体读取下一个密码子，原占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。
重复步骤
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