生物必修二遗传与进化学案与答案.docx
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生物必修二遗传与进化学案与答案
必修二遗传与进化
第一章遗传定律
一、遗传杂交实验中的基本概念
1．杂交技术：
杂交：
基因型不同的生物体间相互交配（AA×aa）
自交：
基因型相同的生物体间相互交配（AA×AA、aa×aa、Aa×Aa）
测交：
与隐性个体相交，用来测定F1代基因型及其比例。
（Aa×aa）
正交：
♀高茎AA×♂矮茎aa（显性为母本、隐性为父本）
反交：
♀矮茎aa×♂高茎AA（隐性为母本、显性为父本）
2．性状：
生物体的形态特征和生理特性的总称
相对性状：
同种生物同一性状的不同表现类型。
显性性状：
具有相对性状的纯种亲本杂交，F1代表现出来的那个亲本性状。
隐性性状：
具有相对性状的纯种亲本杂交，FI未表现出来的那个亲本性状。
性状分离：
杂种的自交后代中，呈现不同性状的现象。
显性的相对性：
（显隐性关系的相对性）
相对性关系
完全显性
不完全显性
共显性
概念
具有相对性状的两个亲本杂交，所得F1与显性亲本的表现完全一致的现象。
具有相对性状的两个亲本杂交，所得F1表现为双亲的中间类型的现象
具有相对性状的两个亲本杂交，的F1个体同时表现出双亲性状的现象
遗传图解
P:
♀红花CC×♂白花cc
↓
F1:
红花Cc
↓⊗
F2:
CC:
Cc:
cc
红花白花
3:
1
P:
♀红花CC×♂白花cc
↓
F1:
粉花Cc
↓⊗
F2:
CC:
Cc:
cc
红花粉花白花
1:
2:
1
P:
A型IAIA×B型IBIBcc
↓
F1:
AB型IAIB
↓⊗
F2:
IAIA:
IAIB:
IBIB
A型AB型B型
1:
2:
1
基因间的
相互作用
显性基因对隐性基因
完全显性
显性基因对隐性基因
不完全显性
一对等位基因不存在显隐性关系,表现为共显性
表现
只要存在一个显性基因,就可以完全表现出显性性状
显性基因单独存在时,不能完全表现出显性性状
两个基因互不遮盖,各自发挥作用
⑶ 基因：
等位基因：
同源染色体的相同位置上控制相对性状的一对基因。
显性基因：
控制显性性状的基因
隐性基因：
控制隐性性状的基因
⑷ 个体：
表现型：
指生物个体所表现出来的性状。
基因型：
指与表现型有关的基因组成。
表现型=基因型+环境条件
纯合子：
由含相同的配子结合成合子发育而成的个体。
杂合子：
由不同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。
6.表现型与基因型的关系
1 基因型是性状表现的内在因素，而表现型则是基因型的表现形式（一般来说：
基因型相同,表现型相同；表现型相同，基因型不一定相同）。
2 表现型是基因型与环境条件共同作用的结果：
环境对基因型表现是有一定影响的：
♦秃顶：
BB无论男女均表现秃顶，bb无论男女均表现正常，Bb男性表现秃顶，女性表现正常
♦藏报春：
AA25℃条件下开红花，30℃条件下开白花
♦曼陀罗：
夏季高温时F1的茎为紫色（紫色对绿色为完全显性），
温度较低、光线较弱时，F1茎为浅紫色（紫色对绿色为不完全显性）
3显性现象在生物界是广泛存在的，但基因的显隐性关系不是绝对的；显性性状的表现既是等位基因相互作用的结果，又是基因与内外环境条件共同作用的结果。
二、遗传的基本规律
1．三大遗传规律的比较
遗传规律
基因的分离规律
基因的自由组合规律
基因的连锁互换规律
创建人
孟德尔
孟德尔
摩尔根
实验名称
豌豆一对相对性状的
遗传实验
豌豆两对或以上的
相对性状的遗传实验
果蝇两对相对性状的
遗传实验
相对性状
一对
两对或两对以上
两对
等位基因
一对
两对或两对以上
不完全连锁
完全连锁
两对
等位基因
简图
基因的位置
位于一对同源染色体相同位置上
位于两对同源染色体的不同位置上
位于一对同源染色体的不同位置上
染色体及等位基因的
行为变化
等位基因随同源染色体分离而分离
同源染色体而分离时,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合
同源染色体分离时两对等位基因连锁遗传
同源染色体非姐妹染色单体部分交叉互换
F1配子类型
2种
4种
2种
4种
配子类型
之比
1:
1
1:
1:
1:
1
1:
1
亲本性状多
重组性状少
F2代基因型及比例
Aa×Aa
AA:
Aa:
aa
1:
2:
1
Y_R_:
Y_rr:
yyR_:
yyrr
9:
3:
3:
1
AABB:
AaBb:
bbaa
1：
2：
1
AABB:
bbaa
aaB_:
A_bb
测交后代
基因型
表现型比例
2种Aa×aa
Aa:
aa
1:
1
（YyRr×yyrr）4种
YyRr:
Yyrr:
yyRr:
yyrr
1:
1:
1:
1
2种
1:
1
4种
比例不规律
F2代表现型
种类及比例
2种（Aa×Aa）
3:
1
4种
9:
3:
3:
1
2种
3:
1
4种
比例不规律
2.表现型与基因型及其比例的判定（一对一对看，一对一对算）
⑴1——AA×aa→Aa＝子代表现型100％为显性
⑵3:
1——Aa×Aa→AA、Aa、aa＝子代表现型显性与隐性之比3:
1
⑶1:
1——Aa×aa→Aa、aa＝子代表现型显性与隐性之比1:
1
⑷1:
2:
1——Aa×Aa→AA、Aa、aa＝子代基因型之比1:
2:
1
3．基因分离定律的特殊形式
特殊形式
亲本组合
子代的基因型比
子代的表现型比
正常形式
Aa×Aa
AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1
显性∶隐性＝3∶1
显性相对性
Aa×Aa
AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1
显性∶相对显性∶隐性＝1∶2∶1
共显性（MN血型）
LMLN×LMLN
LMLM∶LMLN∶LNLN＝1∶2∶1
显性①∶共显性∶显性②＝1∶2∶1
复等位基因遗传
物种中存在三个以上等位基因，而每一个体只含两个等位基因或两个相同的基因，基因之间存在显隐关系或其它关系。
如ABO血型的遗传：
IA、IB对i为显性，IA对IB共显性。
显性纯合致死
Aa×Aa
Aa∶aa＝2∶1
显性∶隐性＝2∶1
隐性纯合致死
Aa×Aa
AA∶Aa＝1∶2
显性
单性隐性配子致死
Aa×Aa
AA∶Aa＝1∶1
显性
单性显性配子致死
Aa×Aa
Aa∶aa＝1∶1
显性∶隐性＝1∶1
X染色体上隐性基因致死效应
第二章基因和染色体的关系
一、减数分裂与受精作用
㈠减数分裂
1.减数分裂过程中细胞名称：
体细胞、精、卵原细胞、初级精、卵母细胞、次级精、卵母细胞、精、卵细胞、极体。
2.减数分裂过程中染色体的名称：
DNA、染色体与染色单体、同源染色体与非同源染色体、姐妹染色体与非姐妹染色单体、四分体
3.减数分裂过程中染色体的行为：
Ø染色体的出现与消失：
减I前、减II末
Ø染色单体的出现与消失：
减I前、减II后
Ø染色体的减半与加倍：
减I末、减II后（与体细胞数目相同）
Ø同源染色体联会与分离：
减I前、减I后
Ø四分体的形成与消失：
减I前、减I后
Ø非同源染色体的自由组合：
减I后
Ø姐妹染色单体的分离：
减II后
Ø非姐妹染色单体的交叉与互换：
减I前
4.减数分裂过程中染色体与DNA的数量变化
Ø染色体与DNA含量比值为1:
2的时期：
减I间、前、中、后、末，减II中
Ø染色体与DNA含量比值为1:
1的时期：
减II后、末
Ø染色体和DNA含量与体细胞染色体数相同的时期：
减II后
Ø染色体和DNA含量比体细胞染色体数多一倍的时期：
有丝分裂后期
Ø染色体和DNA含量比体细胞染色体数少一半的时期：
减II末
㈡受精作用
1.配子中染色体组合的多样性：
♦减数分裂形成配子的类型多样性2n种，受精的配子类型多样性：
1/2n
♦受精过程中雌雄配子结合的随机性和均等性。
♦同一双亲后代呈现出多样性
2.受精过程:
包括准备阶段和受精阶段。
♦准备阶段：
精子在雌性输卵管中获能
卵子在减数第二次分裂中期，获得了与精子受精的能力。
♦受精阶段：
精子→顶体反应→透明带反应→卵黄封闭作用→形成雄原核→与雌原核融合→受精卵
2．受精的场所：
雌性的输卵管内完成的
3．受精的标志：
在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时。
4.受精的结果：
受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中的数目，其中一半染色体来自精子（父方），一半染色体来自卵细胞（母方）
㈢减数分裂与受精作用的意义：
1.配子类型的多样性与受精作用的随机性有利于生物在自然选择中的进化，体现了有性生殖的优越性。
2.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地，都是十分重要的。
㈣减数分裂过程中异常配子的形成：
1．若一个性原细胞中又n对同源染色体，它经过减数分裂理论上可能形成2n种不同染色体组成的配子，只能形成2种精子，1种卵细胞，与同源染色体对数无关。
2．减数分裂形成的生殖细胞中染色体来自父方和自母方的染色体随机分配。
3．下图表示性原细胞中一对性染色体，正常减数分裂产生生殖细胞类型和异常分裂产生的生殖细胞类型：
①正常减数分裂：
22+X和22+Y
第一次分裂异常：
22+XY和22+O
第二次分裂异常：
22+XX和22+O22+YY和22+O
正常减数分裂：
22+X
第一次分裂异常：
22+XX或22+O
第二次分裂异常：
22+XX或22+O
②异常性染色体（XXY和XYY）个体形成的原因：
♦XXY型：
第一次分裂异常：
X＋XY——→XXY
正常卵细胞异常的精子
XX＋Y——→XXY
异常的卵细胞+正常精子
第二次分裂异常：
XX+Y——→XXY
异常卵细胞正常的精子
♦XYY：
只可能是第二次分裂异常：
X+YY——→XY
正常卵细胞异常精子
二、基因在染色体上：
㈠萨顿假说
⑴内容：
基因在染色体上（染色体是基因的载体）
⑵依据：
基因与染色体行为存在着明显的平行关系。
1
在杂交中保持完整和独立性
2成对存在
3一个来自父方，一个来自母方
4形成配子时自由组合
⑶证据：
摩尔根的果蝇的杂交（伴性）遗传实验
证明：
一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列。
㈡ 孟德尔遗传定律的现代解释P30
1.分离定律的实质：
等位基因随同源染色体的分开独立地遗传给后代。
2.自由组合定律实质：
同源染色体上的等位基因分离时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
㈢相关概念的关系：
1.DNA与染色体：
染色体由DNA和蛋白质组成
2.DNA与基因：
基因是具有遗传效应的DNA片段
3.DNA与遗传物质：
生物体的遗传物质是核酸，DNA是主要遗传物质。
4.DNA与核酸：
核酸由DNA和RNA组成
5.基因与染色体：
染色体是基因的载体，基因在染色体上呈线性排列。
6.基因与性状：
基因控制着生物性状
7.基因与遗传信息：
基因的脱氧核苷酸排列顺序就代表着遗传信息。
8.遗传信息与遗传密码：
DNA上的基因的脱氧核苷酸排列顺序就代表着遗传信息，转录形成的mRNA上的
核糖核苷酸排列顺序（三个相邻的碱基是一个遗传密码子）。
三、性别决定与伴性遗传
㈠性别决定:
1．性别决定的类型：
⑴XY型与ZW型
⑵其他类型性别决定
♦蜜蜂的性别决定：
染色体数（工蜂、蜂王32条染色体，雄蜂16条染色体）
♦果蝇的性别决定：
X染色体数（XY-♂、XX-♀、XXY-♀）
♦蝗虫的性别决定：
雄蝗（2N=23XO），雌蝗（2N=24XX）
⑶性别分化与环境的关系
㈡伴性遗传
1．性别决定
⑴概念：
性染色体上的基因，它的遗传方式与性别相联系。
⑵常见类型：
伴X染色体显、隐性遗传，伴Y染色体遗传
2．伴性遗传病的特点、判断与实例
遗传病的遗传方式
遗传特点
实例
伴X染色体隐性遗传病
隔代遗传，交叉遗传，患者男多于女
色盲、血友病
伴X染色体显性遗传病
代代相传，交叉遗传，患者女多于男
抗VD佝偻病
伴Y染色体遗传病
传男不传女，只有男患者没有女患者
人类中的毛耳
3．伴性遗传在实践中的应用（通过性状鉴定性别的杂交实验）
四、人类常见的遗传病及发病率调查与计算：
㈠人类常见的遗传病类型：
1单基因遗传病：
●常染色体显性遗传病：
并指、软骨发不全、
●伴X染色体显性遗传病：
抗维生素D佝偻病（X显）等
●常染色体隐性遗传病：
白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症
●伴X染色体隐性遗传病：
进行性肌营养不良（X隐）、红绿色盲、血友病等
2多基因遗传病：
唇裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等
3染色体遗传病：
21三体综合症（21-Ⅲ）、性腺发育不良（XO）、猫叫综合症（5缺）
2伴性遗传病与常染色体遗传病的判断
遗传病病因
排除伴性遗传特症
遗传系谱图
患者基因型
常见病
显性
↓
有生无
①必须首先否定伴X显性遗传病
②才能确定常显性遗传
Y染色体显性或隐性遗传病
①子病，父必病
②传男不传女
XYA
XYa
外耳道
多毛症
X染色体
显性遗传
①父病：
女必病，
②子病：
母必病
（男病母女必病）
XBY
XBXB
XBXb
抗维生素
D佝偻病
常染色体
显性遗传
①子女中有患者，父母必有患者
②父母中有患者，子女未必有患者
AA、Aa
多指症
隐性
↓
无生有
①必须首先否定伴X隐性遗传病
②才能确定常隐性遗传
X染色体
隐性遗传
①女病，父必病
②母病，子必病
（女病父子必病）
XbY
XbXb携带者XBXb
红绿色盲
血友病
常染色体
隐性遗传
①父母正常，子女可能有病
②父母均为患者，子女也是患者
aa
白化病
侏儒症
3人类遗传病发病率的计算
1.一种遗传病的发病率的计算：
父、母携带致病基因的概率×生病孩的概率=后代病率
2.两种遗传病发病率的计算
✧患两种病的概率：
A×B
✧健康概率：
（1-A）×（1-B）
✧患病的概率（至少得一种病的概率）：
A+B－A×B
✧只患一种病的概率：
A+B－2AB
✧只患其中一种病的概率：
A（1－B）或B（1－A）
㈣人类遗传病的调查
㈤遗传病的监测和预防
㈥人类基因组计划（HGP）与人体健康
1.人类的基因组：
22条常染色体＋X和Y两条性染色体，共计24条染色体
2.人类基因组计划启动：
♦1990年，美国国会批准美国的“人类基因组计划”于10月1日正式启动，规划在15年内至少投入30亿美元，进行对人类全基因组的分析。
♦参加研究国家：
美、英、法、德、日、中
♦我国1993年加入，承担了1%的测序工作（第3对染色体端粒上的碱基序列）
3.人类基因组计划的研究进展：
♦2000年6月26日美国宣布人类基因组测序结果：
人类基因组共有31.6亿个碱基对，大约有3～3.5万个基因，已发现的基因约为2.0万～2.5万个。
♦2001年2月，人类基因组工作草图公开发表：
遗传图、物理图、序列图和转录图。
第五章基因突变及其他变异
一、基因重组、基因突变、染色体变异比较
变异来源
基因重组
基因突变
染色体变异
发生时期
减数分裂第一次分裂
前期、后期
有丝分裂的间期
减数分裂的间期
减数分裂的后期
有丝分裂的前、后期、
产生原因
减数分裂形成配子时，等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合；同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换。
由于体内、外因素导致基因结构发生改变，包括碱基对的增添、缺失、种类。
人工诱导多倍体
花药离休培养单倍体
环境因素诱导多倍体
单性生殖由配子直接发育
特点
出现新的基因型
产生新基因
产生新核型
在变异中的地位
是遗传变异的丰富来源
是遗传变异的根本来源；也是生物进化的主要原因；
生物变异的原因
二、单倍体和多倍体的比较
比较内容
单倍体
多倍体
含义
含有本物种配子染色体数目的个体，
或是由配子直接发育而成的个体
体细胞中含有三个及其以上染色体组的个体
原因
单性生殖的结果。
孤雌生殖：
未受精的卵细胞发育成新个体
孤雄生殖：
花粉、花药发育成新个体
受外界环境剧烈变化的影响，细胞分裂过程中纺锤丝不能正常形成，细胞中染色体已经复制，而细胞分裂受阻，使细胞中染色体数目加倍
特点
植株茎杆弱小，高度不孕；不能形成配子
植株茎秆粗壮，叶片、果实、种子硕大；细胞内有用成分含量高，发育迟缓，结实率低
应用价值
经秋水仙素诱导，促使染色体加倍，可产生基因型纯合，能够明显缩短育种年限。
常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，可获得多倍体植株。
实例
玉米、水稻、小麦、烟草单倍体植株
三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦
三、遗传相关内容的比较
类别
内容
实例
基因突变
基因的结构发生改变
镰刀型贫血症
转基因
人工重组DNA的技术，把一种生物体内基因引入另一种生物体内
合成胰岛素微生物、抗虫棉
DNA分子杂交
不同来源的DNA单链放在一起，如果两种生物DNA分子之间存在互补的部分,就能形成双链区。
利用基因探针进行基因诊断
染色体变异
非整倍体变异
缺失
由于减数分裂出错导致受精卵中染色体减少一条
性腺发育不良XO
增添
由于减数分裂出错导致受精卵中染色体增加一条
21三体综合症
整倍体变异
单倍体
由配子发育而成的个体
花药离体培养
多倍体
由于有丝分裂或减数分裂时形成了染色体数目加倍的细胞，从而发育成染色体数目加倍的个体。
无籽西瓜
细胞杂交
两种生物的细胞融合，后代获取双亲的优良性状
白菜甘蓝、单克隆抗体
嫁接
将一种植物的茎或芽接在另一种植物体上
繁殖优良性状的花卉和果树
有性杂交
具有不同基因性的亲本相互交配
既抗锈病又抗倒伏的新品种
第六章从杂交育种到基因工程
一、育种方法：
二、育种方法的比较：
育种方法
依据的原理
操作时期
优缺点
1
诱变育种
基因突变
种子萌发、幼苗,诱发突变
能产生生物新品种，工作量大，突变不定向
2
转基因育种
基因重组
导入、感染，植物组织培养
定向改变生物性状，操作技术难，植物组织培养
3
杂交育种
基因重组
去雄、套袋、人工授粉
操作简单，重组生物新性状，育种时间长
4
单倍体育种
染色体变异
开花时花药离体培养
明显缩短育种年限，操作技术难度大
5
多倍体育种
染色体变异
秋水仙素处理萌发种子或幼苗
果实大，营养高，结实率低、生长发育期长
6
植物体细胞杂交
细胞全能性
植物离体细胞
克服远缘杂交不亲合的障碍，植物组培，操作难
7
植物组织培养
细胞全能性
植物离体组织
保持亲本优良性状，大量繁殖，植物组培，操作难
第七章现代生物进化理论
㈠概念区分
种群、物种、品种
自然选择与人工选择
突变与基因突变
隔离与生殖隔离
㈡达尔文的自然选择学说
1．主要内容
过度繁殖：
为生物进化提供了更多的，加剧了；
进化的基础（内因）：
进化的动力：
进化的结果：
2．主要观点
生物的变异是的，自然选择是；
生物产生变异后由来决定其生存或淘汰
是自然选择的结果
㈢现代生物进化理论的观点
1．种群基因频率的改变与生物进化
⑴种群是生物进化的基本单位
⑵突变和基因重组产生进化的原材料：
⑶自然选择决定生物进化的方向
2．物种的形成
1．生物进化学说——达尔文主义与现代进化论
2．达尔文学说的主要内容及观点
进化的条件：
过度繁殖
内容进化的手段：
生存斗争
进化的基础（内因）：
遗传和变异
进化的结果：
适者生存
生物的变异是不定向的，自然选择是定向的
观点生物产生的变异是由自然选择来决定其生存或淘汰
适应是自然选择的结果
3．现代进化论的观点
继承了达尔文学说的自然选择理论，并弥补了它的不足。
概念
基因频率
研究基因频率的意义：
生物进化的实质是种群基因频率发生改变的过程
基因突变和基因重组产生进化的原材料
自然选择决定进化方向
隔离的概念：
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
隔离是新物种形成隔离的类型：
地理隔离、生殖隔离
的必要条件物种的概念
物种的形成：
长期的地理隔离导致生殖隔离
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