届高中生物必修2《遗传与变异》第一轮复习知识梳理.docx

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届高中生物必修2《遗传与变异》第一轮复习知识梳理

2014必修2《遗传与进化》一轮复习教学案

第一单元遗传的细胞基础

第二章减数分裂和有性生殖

第一节减数分裂

一、细胞的减数分裂及配子的形成过程

（一）减数分裂的概念

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，而细胞连续分裂两次。

减数分裂的结果是，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞（原始生殖）细胞的减少一半。

（注：

体细胞主要通过有丝分裂产生，有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。

）

（二）减数分裂的过程（以动物细胞为例）

1、精子的形成过程：

场所精巢（哺乳动物称睾丸）

●减数第一次分裂

间期：

染色体复制（包括DNA复制和蛋白质的合成）。

前期：

同源染色体两两配对（称联会），形成四分体。

四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换。

中期：

同源染色体成对排列在赤道板上（两侧）。

后期：

同源染色体分离（分别移向细胞两极）；（等位基因分离）

非同源染色体自由组合。

（非等位基因自由组合）

末期：

细胞质分裂，形成2个子细胞。

结果：

每个子细胞的染色体数目减半。

●减数第二次分裂（无同源染色体）

前期：

染色体散乱排列在细胞中央。

（减Ⅰ的末期）

中期：

每条染色体的着丝粒（点）都排列在细胞中央的赤道板上。

后期：

每条染色体的着丝粒（点）分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，并分别移向细胞两极。

末期：

细胞质分裂，每个细胞形成2个子细胞，最终共形成4个子细胞。

结果：

每个子细胞的DNA数目减半。

2、卵细胞的形成过程：

场所卵巢

（三）精子与卵细胞的形成过程的比较

精子

卵细胞

部位

动物：

精巢（哺乳动物称睾丸）

植物：

花药

动物：

卵巢

植物：

胚囊

原始生殖细胞

动物：

精原细胞

植物：

小孢子母细胞

动物：

卵原细胞

植物：

大孢子母细胞

细胞质分裂情况

两次分裂都均等

减Ⅰ的初级卵母细胞和减Ⅱ的次级卵母细胞皆不均等分裂。

只有减Ⅱ过程中第一极体是均等分裂，

分裂结果

1精原细胞→4精细胞（生殖细胞）

1卵原细胞→1卵细胞（生殖细胞）+3极体（消失）

是否变形

变形

不需变形

相同点

①染色体的行为和数目变化规律相同。

②产生的子细胞数目都是4个，且细胞中染色体数目减半。

【特别提示】

1、判断同源染色体条件：

①形态、大小基本相同；②一条来自父方，一条来自母方；③联会。

2、精原细胞和卵原细胞

的染色体数目与体细胞的相同。

因此，它们属于体细胞，通过有丝分裂的方式增殖，但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。

3、减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂，原因是同源染色体分离并进入不同的子细胞。

所以减数第二次分裂过程中无同源染色体。

（四）减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律

（五）减数分裂形成子细胞种类：

假设某生物的体细胞中含n对同源染色体，则：

它的精（卵）原细胞进行减数分裂可形成2n种精子（卵细胞）；

它的1个精原细胞进行减数分裂形成2种精子。

它的1个卵原细胞进行减数分裂形成1种卵细胞。

（六）配子中染色体组合多样性的原因：

（1）减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合。

（2）四分体中非同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换。

（七）细胞分裂图像辨析：

姐妹分家只看一极

一看染色体数目：

奇数为减Ⅱ

二看有无同源染色体：

没有为减Ⅱ

三看同源染色体行为：

确定有丝或减Ⅰ

注意：

若细胞质为不均等分裂，则为卵原细胞的减Ⅰ或减Ⅱ的后期。

同源染色体分家—减Ⅰ后期（初级卵母细胞）姐妹分家—减Ⅱ后期（次级卵母细胞）

例：

判断下列细胞正在进行什么分裂，处在什么时期？

答案：

减Ⅱ前期减Ⅰ前期减Ⅱ前期减Ⅱ末期有丝后期减Ⅱ后期减Ⅱ后期减Ⅰ后期

答案：

有丝前期减Ⅱ中期减Ⅰ后期减Ⅱ中期减Ⅰ前期减Ⅱ后期减Ⅰ中期有丝中期

【特别提示】

①该鉴别方法近适用于二倍体。

②染色组为偶数的多倍体进行减数分裂，其减Ⅱ细胞中也有同源染色体，可根据子细胞的染色体数目减半推断是减数分裂。

③含一个染色体组的单倍体体细胞进行有丝，分裂细胞中无同源染色体，可根据子细胞内染色体数与母细胞相同推断为有丝分裂。

（八）模型建构说明减数分裂过程：

例：

图A表示某二倍体雄性动物（2N=4）体内细胞正常分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系，图B表示细胞分裂图象，请分析回答：

（139）

1、图A中a～c柱表示染色体的是a，图B中表示二倍体体细胞分裂的时期是甲。

2、图A中Ⅲ的数量关系对应图B中的丙，该细胞中有1个染色体组。

3、图A中的数量关系由Ⅰ变化为Ⅱ的过程，细胞核内发生的分子水平的变化是DNA复制；由Ⅱ变化为Ⅲ，相当于图B中的乙→丙过程。

4、符合图A中Ⅳ对应的细胞所示数量关系的某细胞名称是卵细胞或（第二）极体。

与图A中Ⅲ和Ⅳ对应内不可能存在同源染色体。

（九）配子的形成与生物个体发育的联系

1、受精作用：

（1）概念及部位：

受精作用是指精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。

精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合，使受精卵中染色体数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半来自精子，另一半来自卵细胞。

高等动物在输卵管完成受精。

（2）实质：

精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合。

（3）有性生殖产生的后代呈现多样性。

①配子中染色体组合具有多样性。

②受精时卵细胞和精子结合具有随机性。

（4）减数分裂与受精作用的意义：

有利于生物在自然选择中的进化；维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，促进了遗传物质的重新组合。

对于生物的遗传和变异具有重要的作用。

如右图表示：

二、【实验】观察细胞的减数分裂（书P14）

1、取材：

植物的花药，动物的精巢。

2、过程：

（看书、了解）

第二节有性生殖

一、生殖的类型：

有性生殖：

有性生殖是由亲代产生有性生殖细胞或配子，经过两性生殖细胞（如精子和卵细胞）的结合，成为合子（如受精卵）。

再由合子发育成新个体的生殖方式。

无性生殖：

是指不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生出新个体的生殖方式。

如酵母菌的出芽生殖、植物组织培养产生新个体、动物体细胞克隆产生新个体、通过胚胎分割产生众多个体等。

二、绿色开花植物的有性生殖与个体发育

1、个体发育过程：

包括大小孢子的形成和发育、精卵结合、以及受精卵生长发育为植物体等过程。

（1）大小孢子的形成和发育

有丝分裂

减数分裂

小孢子母细胞小孢子２个精子

（2N）（N）（N）

减数分裂

有丝分裂

大孢子母细胞大孢子卵细胞（N）

（2N）（N）２个极核（每个N）

（注：

假设植物为二倍体，每个染色体组中染色体条数为N）

（2）精卵结合：

花粉管内的两个精子释放到胚囊中，一个精子与卵细胞结合，形成受精卵，将来发育成胚，另一个精子与两个极核结合，将来发育成胚乳。

像这样，两个精子分别与卵细胞和极核融合的过程称为双受精。

这是被子植物（又称绿色开花植物）有性生殖特有的现象。

（3）受精卵生长发育为植物体

●种子的形成：

●种子萌发发育为新植物体

【特别注意】

果实中的种皮和果皮由母体的体细胞发育而来，染色体组成与母体相同。

三、脊椎动物的个体发育包括：

胚胎发育：

受精卵→幼体。

卵裂（主要有丝分裂）

阶段：

囊胚（囊胚中的空腔叫囊胚腔）

原肠胚（具有内胚层、外胚层、中胚层和原肠腔等结构）等

胚后发育：

幼体→性成熟个体

方式：

直接发育（爬行类、鸟类、哺乳类）

变态发育（两栖类、昆虫）

四、有性生殖的意义：

由于两性生殖细胞分别来自不同的亲本，因此，由合子发育成的后代就具备了双亲的遗传特性，具有更强的生活能力和变异性，这对于生物的生存和进化具有重要的意义

第二单元遗传的分子基础

第四章遗传的分子基础

第一节探索遗传物质的过程

一、人类对遗传物资的探索过程：

（一）1928年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验：

1、肺炎双球菌有两种类型类型：

●S型细菌：

菌落光滑，菌体有夹膜，有毒性

●R型细菌：

菌落粗糙，菌体无夹膜，无毒性

小

鼠

2、实验过程：

注射

R型活细菌→不死亡

S型活细菌→死亡，分离出S型活细菌

加热杀死的S型细菌→不死亡

R型活细菌+加热杀死的S型细菌→死亡，分离出S型活细菌

3、实验证明：

无毒性的R型活细菌与被加热杀死的有毒性的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型活细菌。

这种性状的转化是可以遗传的。

推论（格里菲思）：

在第四组实验中，已经被加热杀死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。

【特别提示】

①加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。

②R型细菌转化S型细菌的原因是S型菌的DNA进入R型细菌内，与R型菌DNA实现重组，表现出S型菌的性状，此变异属于基因重组。

（二）1944年艾弗里的实验：

1、实验设计思路：

对S型细菌中的物质进行提取、分离，分别单独观察各种物质的作用，体现了实验设计中的对照原则。

2、实验过程：

如右图

3、实验证明：

DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

（即：

DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质。

）

（三）1952年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验

1、实验设计思路：

把DNA和蛋白质区分开来，直接地、单独地去观察DNA和蛋白质的作用。

2、实验材料：

T2噬菌体

（1）结构：

没有细胞结构，只有DNA和蛋白质外壳。

如右图所示

（2）生活习性：

专门寄生在大肠杆菌体内。

2、实验过程：

（对比实验）

（1）用35S标记噬菌体：

让标记的噬菌体侵染大肠杆菌后搅拌并离心。

结果：

①上清液中含35S，即亲代噬菌体蛋白质外壳；②沉淀中无35S，即子代噬菌体。

（2）用32P标记噬菌体：

让标记的噬菌体侵染大肠杆菌后搅拌并离心。

结果：

①上清液中无32P，即亲代噬菌体蛋白质外壳；②沉淀中有32P，即子代噬菌体。

3、实验结论：

在噬菌体中，亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质，即：

DNA是遗传物质。

注意：

该实验不能证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质没有进入细胞内。

【特别提示】

①噬菌体侵染细菌包括：

吸附、注入、合成、组装、释放5个步骤。

②噬菌体侵染细菌后，合成子代噬菌体蛋白质外壳所需的原料——氨基酸全部来自细菌，场所——核糖体来自细菌。

而组成子代噬菌体的DNA既有来自侵入细菌的亲代噬菌体的，也有利用细菌体内的原料——脱氧核苷酸新合成的。

（四）1956年烟草花叶病毒感染烟草实验

1、实验过程：

提取烟草花叶病毒的RNA和蛋白质，分别感染烟草，用从烟草花叶病毒中提取的蛋白质不能使烟草感染花叶病，但从烟草花叶病毒中提取的RNA却能使烟草感染花叶病。

2、实验证明：

在只有RNA的病毒中，RNA是遗传物质。

二、生物的遗传物质

1、作为遗传物质必需具备的4个条件

（1）在生长和繁殖的过程中，能够精确地复制自己，使前后代具有一定的连续性。

（2）能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。

（3）具有贮存大量遗传信息的潜在能力。

（4）结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变后还能继续复制，并能遗传给后代。

2、生物体内遗传物质的判别

细胞生物（真核、原核）

非细胞生物（病毒）

核酸

DNA和RNA

仅有DNA

仅有RNA

遗传物质

DNA

RNA

举例

细菌、蓝藻、真菌、动植物等

T2噬菌体

烟草花叶病毒、艾滋病病毒、SARS病毒等

【特别提示】

（1）因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。

（2）蛋白质一般不作为遗传物质的原因：

①不能自我复制，而且它在染色体中的含量往往不固定。

②分子结构也不稳定（易变性）。

③不能遗传给后代。

（3）特例：

阮病毒只含蛋白质成分，不含核酸，故认为阮病毒的遗传物质是蛋白质。

第二节DNA的结构和DNA的复制：

一、DNA分子结构的主要特点：

（一）DNA分子的结构：

1、DNA的组成元素：

C、H、O、N、P

2、DNA的基本单位：

脱氧核糖核苷酸（4种）

3、DNA的结构：

沃森和克里克提出“DNA双螺旋结构模型”内容是：

①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。

②外侧：

脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。

内侧：

由氢键相连的碱基对组成。

③碱基配对有一定规律：

A＝T；G≡C。

（碱基互补配对原则）

【特别提示】

①单链上的磷酸二酯键，可以被限制性内切酶切断，也可以用DNA连接酶和DNA聚合酶复原。

②碱基对之间的氢键，可用解旋酶断开，也可升温断裂，适宜条件下可自动复原。

（二）DNA的特性：

1、多样性：

碱基对的排列顺序是千变万化的（排列种数：

4n，n为碱基对对数）。

从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。

2、特异性：

每个特定DNA分子的碱基排列顺序是特定的。

所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息，这就构成了DNA分子的特异性。

3、稳定性：

指DNA分子双螺旋结构空间结构的相对稳定性。

原因有：

a．DNA分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成，从头至尾没有变化。

b．碱基配对方式始终不变，即A＝T；G≡C

（三）DNA的功能：

携带遗传信息（DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息）。

（四）与DNA有关的计算：

1、在双链DNA分子中：

①A=T、G=C

②任意两个非互补的碱基之和相等；且等于全部碱基和的一半

例：

A+G=A+C=T+G=T+C=1/2全部碱基

2、在DNA的两条单链之间：

①百分比关系:

Ø若一条链中互补碱基的和占该链比率为a%，则:

另一条链中该比率也为a%

双链中该比率也为a%

Ø一条链中非互补碱基的和占该链比率为b%，

则另一条链中该比率为1－b%

②比值关系:

Ø若一条链中两组互补碱基和的比值a，则：

另一条链中该比值也为a

双链中该比值也为a

Ø一条链中两组非互补碱基和的比值为b，

则另一条链中该比值为1/b

（3）在一个双链DNA分子中，某碱基占碱基总量的百分数等于其在每条链中百分数和的一半。

例：

A双%=（A1%+A2%）/2

（五）设计和制作DNA分子双螺旋结构模型

1、制作磷酸、脱氧核糖、碱基模型

（注意：

磷酸=脱氧核糖=碱基（碱基中：

A=T、G=C））

2、制作脱氧核糖核苷酸模型（注意：

连接位置（1、3位置））

3、制作DNA分子平面模型

①制作第一条链注意：

①连接位置4-P②用一半脱氧核苷酸。

②制作第二条链注意：

①碱基顺序（互补）；②脱氧核苷酸方向（相反）。

③连接两条链注意：

A＝T（订2针）；G≡C（订3针）

4、制作DNA分子立体模型（两端反向扭转）

二、DNA的复制

1、概念：

以亲代DNA分子两条链为模板，合成子代DNA的过程

2、时间：

有丝分裂间期和减Ⅰ前的间期

3、场所：

主要在细胞核

4、过程：

（看书）①解旋②合成子链③子、母链盘绕形成子代DNA分子

5、特点：

半保留复制（子代DNA=母链+子链）

附：

半保留复制的实验证据：

（看书P62积极思维）

6、原则：

碱基互补配对原则

7、条件:

①模板：

亲代DNA分子的两条链

②原料：

4种游离的脱氧核糖核苷酸

③能量：

ATP

④酶：

解旋酶、DNA聚合酶等

8、结果：

形成了两个完全一样的DNA分子。

9、DNA能精确复制的原因：

①独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;

②碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。

10、意义：

（1）遗传：

DNA分子复制，使遗传信息从亲代传递给子代，从而确保了遗传信息的连续性。

（2）变异：

复制时出现差错——基因突变。

11、与DNA复制有关的计算：

复制出DNA数=2n（n为复制次数）；含亲代链的DNA数=2

第三节基因控制蛋白质的合成

一、RNA的结构：

1、组成元素：

C、H、O、N、P

2、基本单位：

核糖核苷酸（4种）

3、结构：

一般为单链（如右图）

二、基因：

1、基因与DNA的关系：

（1）基因是具有遗传效应的DNA片段。

（DNA分子中存在不是基因的片段）

（2）每个DNA分子含有多个基因。

（3）基因主要是细胞核中在染色体上。

（细胞核中DNA上的基因称核基因，细胞质中DNA上的基因称质基因。

）

2、DNA片段中的遗传信息

（1）DNA分子能够储存足够量的遗传信息。

（2）遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。

（3）DNA分子的多样性源于碱基排列顺序的多样性。

（4）DNA分子的特异性源于每个DNA分子的碱基的特定的排列顺序。

3、基因与性状的关系：

基因是控制生物性状的结构单位和功能单位。

4、生物多样性和特异性的物质基础：

DNA分子的多样性和特异性。

三、基因控制蛋白质合成：

1、转录：

（1）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。

（注：

叶绿体、线粒体也有转录）

（2）过程（看书）

（3）条件：

模板：

DNA的一条链（模板链）

原料：

4种游离的核糖核苷酸

能量：

ATP

酶：

解旋酶、RNA聚合酶等

（4）原则：

碱基互补配对原则（A—U、T—A、G—C、C—G）

（5）产物：

信使RNA（mRNA）、核糖体RNA（rRNA）、转运RNA（tRNA）

2、翻译：

（1）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。

附：

密码子：

（1）概念：

遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基，叫做一个“遗传密码子”。

（2）实验：

遗传密码是怎么破译的？

（看书P68）

例：

看书P69表4-1，回答下列问题

1、密码子共有____个。

起始密码子有___个。

是否决定氨基酸____。

终止密码子有___个。

是否决定氨基酸___，所以决定氨基酸的密码子有____种。

2、一个密码子只能决定____种氨基酸。

一种氨基酸是否只有一种密码子？

______

3、当某DNA碱基发生改变，是否一定会导致生物性状发生改变？

_______

答案：

1、641是3不决定612、1不是3、不一定

（2）过程：

（看书）

（3）条件：

模板：

mRNA

原料：

氨基酸（约20种）

能量：

ATP

酶：

多种酶

搬运工具：

tRNA

装配机器：

核糖体

（4）原则：

碱基互补配对原则

（5）产物：

多肽链

例：

转运RNA上与mRNA上密码子配对的3个碱基称为反密码子，共61个，若一条肽链共有21个氨基酸组成，则合成该肽链时需要的转运RNA可能有61种，实际最多21种。

3、与基因表达有关的计算

（1）DNA中模板链与mRNA之间：

满足DNA中两条链之间的百分比关系和比值关系

（2）基因中碱基数：

mRNA分子中碱基数：

氨基酸数=6：

3：

四、基因对性状的控制

1、中心法则：

克里克提出：

遗传信息可以从DNA流向DNA，即完成DNA的自我复制过程，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译过程。

后来有科学家在RNA肿瘤病毒发现了逆转录酶，它是以RNA为模板，合成DNA的酶，这说明遗传信息也可以从RNA流向DNA，RNA自我复制过程的发现说明遗传信息也可以从RNA流向RNA，从而补充和发展了“中心法则”。

【特别提示】

上述遗传信息的流动都要遵循碱基互补配对原则。

2、基因控制性状的方式：

（1）通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状；

（2）通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。

五、人类基因组计划及其意义

计划：

完成人体24条染色体上的全部基因的遗传作图、物理作图、和全部碱基的序列测定。

意义：

可以清楚的认识人类基因的组成、结构、功能极其相互关系，对于人类疾病的诊治和预防具有重要的意义

第三单元遗传的基本规律和人类遗传病

第三章遗传和染色体

第一节基因的分离定律

一、相对性状

性状：

生物体所表现出来的的形态特征、生理特征或行为方式等。

相对性状：

同一种生物的同一种性状的不同表现类型。

例：

判断下列性状是否属于相对性状（是的打√，不是的打×）：

1.水稻的早熟与晚熟（√）

2.人的卷发与直发（√）

3.棉花的长绒与粗绒（×）

4.人的五指与多指（√）

5.番茄的红果与圆果（×）

6.人的高鼻梁与塌鼻梁（√）

7.狗的黑毛与羊的白毛（×）

二、孟德尔一对相对性状的杂交实验

1、实验过程（看书）

2、对分离现象的解释（看书）

3、对分离现象解释的验证：

测交（看书）

例：

①现有一株紫色豌豆，如何判断它是显性纯合子（AA）还是杂合子（Aa）？

②表现型为显性性状的动物如何判断它是显性纯合子还是杂合子？

4、显性纯合子与杂合子的实验鉴别方法

（1）侧交法：

让其与隐形纯合子杂交。

（2）自交法

（3）花药离体培养法

方法：

用花药离体培养形成单倍体幼苗，再用秋水仙素处理获得纯合子植株，观察植物的性状类型。

若植株只有一种性状→纯合子

若植株有不同的性状→杂合子

（4）花粉鉴别法：

原理：

水稻的非糯性（W）对糯性（w）是完全显性。

前者花粉含直链淀粉，遇碘变成蓝黑色，后者含支链淀粉，遇碘则变成红褐色。

方法：

待个体长大开花后，取出花粉粒放在载玻片上，加一滴碘液，用显微镜观察。

若一半是蓝黑色，一半红褐色→杂合子

若全部为蓝黑色或全部红褐色→纯合子

附：