高中生物必修2遗传与进化第一章 遗传因子的发现 第一节 孟德尔豌豆杂交试验(一).doc

必修２遗传与进化 　第一章 遗传因子的发现 第一节 孟德尔豌豆杂交试验（一）

1.遗传学中常用概念及分析
（1）性状：生物所表现出来的形态特征和生理特性。
相对性状：一种生物同一种性状的不同表现类型。举例：兔的长毛和短毛；人的卷发和直发等。
性状分离：杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。如在DD×dd杂交实验中，杂合F1代自交后形成的F2代同时出现显性性状（DD及Dd）和隐性性状（dd）的现象。
显性性状：在DD×dd 杂交试验中，F1表现出来的性状；如教材中F1代豌豆表现出高茎，即高茎为显性。决定显性性状的为显性遗传因子（基因），用大写字母表示。如高茎用D表示。
隐性性状：在DD×dd杂交试验中，F1未显现出来的性状；如教材中F1代豌豆未表现出矮茎，即矮茎为隐性。决定隐性性状的为隐性基因，用小写字母表示，如矮茎用d表示。
（2）纯合子：遗传因子（基因）组成相同的个体。如DD或dd。其特点纯合子是自交后代全为纯合子，无性状分离现象。
杂合子：遗传因子（基因）组成不同的个体。如Dd。其特点是杂合子自交后代出现性状分离现象。
（3）杂交：遗传因子组成不同的个体之间的相交方式。如：DD×dd Dd×dd DD×Dd等。
自交：遗传因子组成相同的个体之间的相交方式。如：DD×DD Dd×Dd等
测交：F1（待测个体）与隐性纯合子杂交的方式。如：Dd×dd
2.常见问题解题方法
（1）如果后代性状分离比为显:隐=3:1，则双亲一定都是杂合子（Dd）。即Dd×Dd 3D_:1dd
（2）若后代性状分离比为显:隐=1:1，则双亲一定是测交类型。即Dd×dd 1Dd :1dd
（3）若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子。即DD×DD或DD×Dd或DD×dd
3.分离定律的实质：减I分裂后期等位基因分离。
第2节 孟德尔豌豆杂交试验（二）
1.两对相对性状杂交试验中的有关结论
（1）两对相对性状由两对等位基因控制，且两对等位基因分别位于两对同源染色体。
(2) F1 减数分裂产生配子时，等位基因一定分离，非等位基因（位于非同源染色体上的非等位基因）自由组合，且同时发生。
（3）F2中有16种组合方式，9种基因型，4种表现型，比例9：3：3：1
注意：上述结论只是符合亲本为YYRR×yyrr，但亲本为YYrr×yyRR，F2中重组类型为 10/16 ，亲本类型为 6/16。
2.常见组合问题
（1）配子类型问题 如：AaBbCc产生的配子种类数为2x2x2=8种
（2）基因型类型 如：AaBbCc×AaBBCc，后代基因型数为多少？
先分解为三个分离定律：
Aa×Aa后代3种基因型（1AA：2Aa：1aa） Bb×BB后代2种基因型（1BB：1Bb）
Cc×Cc后代3种基因型（1CC ：2Cc：1cc） 所以其杂交后代有3x2x3=18种类型。
（3）表现类型问题 如：AaBbCc×AabbCc，后代表现数为多少？
先分解为三个分离定律：
Aa×Aa后代2种表现型 Bb×bb后代2种表现型 Cc×Cc后代2种表现型
所以其杂交后代有2x2x2=8种表现型。
3.自由组合定律的实质：减I分裂后期等位基因分离，非等位基因自由组合。
第二章 基因和染色体的关系 第一节 减数分裂和受精作用
1．减数分裂
减数分裂的概念：①范围：进行有性生殖的生物，在原始生殖细胞（精原细胞或卵原细胞）发展成为成熟生殖细胞（精子或卵细胞）过程中进行的。②过程：减数分裂过程中染色体复制一次细胞连续分裂两次，③结果：新细胞染色体数减半。
2．精子和卵细胞的形成过程及比较
（1）同源染色体：两条形状和大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方的染色体。
（2）联会：同源染色体两两配对的现象。
（3）四分体：复制后的一对同源染色体包含四条姐妹染色单体，这对同源染色体叫四分体。
一对同源染色体= 一个四分体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。
（4）一个精原细胞减数分裂完成形成四个精子。一个卵原细胞减数分裂完成形成一个卵细胞和三个极体。
3．减数分裂和有丝分裂主要异同点：
4．受精作用的概念、过程及减数分裂和受精作用的意义
意义：减数分裂和受精对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于遗传和变异很重要特点：
5．识别细胞分裂图形（区分有丝分裂、减数第一次分裂、减数第二次分裂）
（1）、方法（点数目、找同源、看行为）
第1步：如果细胞内染色体数目为奇数，则该细胞为减数第二次分裂某时期的细胞。
第2步：看细胞内有无同源染色体，若无则为减数第二次分裂某时期的细胞分裂图；若有则为减数第一次分裂或有丝分裂某时期的细胞分裂图。
第3步：在有同源染色体的情况下，若有联会、四分体、同源染色体分离，非同源染色体自由组合等行为则为减数第一次分裂某时期的细胞分裂图；若无以上行为，则为有丝分裂的某一时期的细胞分裂图。
（2）例题：判断下列各细胞分裂图属何种分裂何时期图。

［解析］：
甲图细胞的每一端均有成对的同源染色体，但无联会、四分体、分离等行为，且每一端都有一套形态和数目相同的染色体，故为有丝分裂的后期。
乙图有同源染色体，且同源染色体分离，非同源染色体自由组合，故为减数第一次分裂的后期。
丙图不存在同源染色体，且每条染色体的着丝点分开，姐妹染色单体成为染色体移向细胞两极，故为减数第二次分裂后期。
6．配子种类问题
由于染色体组合的多样性，使配子也多种多样，根据染色体组合多样性的形成的过程，所以配子的种类可由同源染色体对数决定，即含有n对同源染色体的精（卵）原细胞产生配子的种类为2n种。
7．植物双受精（补充）
被子植物特有的一种受精现象。花粉被传送到雌蕊柱头后，长出花粉管，伸达胚囊，管的先端破裂，放出两精子，其中之一与卵结合，形成受精卵，另一精子与两个极核结合，形成胚乳核；经过一系列的发展过程，前者形成胚，后者形成胚乳，这种双重受精的现象称双受精。
注：其中两个精子的基因型相同，胚珠中极核与卵细胞基因型相同。
例：一株白粒玉米(aa)接受红粒玉米(AA)的花粉，所结的种子的胚细胞、胚乳细胞基因型依次是：Aa、Aaa
第二节 基因在染色体上
1． 萨顿假说推论：基因在染色体上，也就是说染色体是基因的载体。因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
2．基因位于染色体上的实验证据：果蝇杂交实验
3．一条染色体上一般含有多个基因，且这多个基因在染色体上呈线性排列
第三节 伴性遗传
1．伴性遗传的概念
2．人类遗传病的判定方法
口诀：无中生有为隐性，有中生无为显性；隐性看女病，女病男正非伴性；显性看男病，男病女正非伴性。
第一步：确定致病基因的显隐性：可根据
（1）双亲正常子代有病为隐性遗传（即无中生有为隐性）；
（2）双亲有病子代出现正常为显性遗传来判断（即有中生无为显性）。
第二步：确定致病基因在常染色体还是性染色体上。
① 在隐性遗传中，父亲正常女儿患病或母亲患病儿子正常，为常染色体上隐性遗传；
② 在显性遗传，父亲患病女儿正常或母亲正常儿子患病，为常染色体显性遗传。
③ 不管显隐性遗传，如果父亲正常儿子患病或父亲患病儿子正常，都不可能是Y染色体上的遗传病；
④ 题目中已告知的遗传病或课本上讲过的某些遗传病，如白化病、多指、色盲或血友病等可直接确定。
注：如果家系图中患者全为男性（女全正常），且具有世代连续性，应首先考虑伴Y遗传，无显隐之分。
4、性别决定的方式：雌雄异体的生物决定性别的方式，分为XY型和ZW型。
①XY型：XX表示雌性XY表示雄性；主要时哺乳动物、昆虫、两栖类、鱼、菠菜、大麻
②ZW型：ZW表示雌性ZZ表示雄性；主要指鸟类、蝶、蛾
第三章 基因的本质 第一节 DNA是主要的遗传物质
1．肺炎双球菌的转化实验
（1）体内转化实验：1928年由英国科学家格里菲思等人进行。
结论：在S型细菌中存在转化因子，可以使R型细菌转化为S型细菌。
（2）体外转化实验：1944年由美国科学家艾弗里等人进行。结论：DNA是遗传物质
2．噬菌体侵染细菌的实验。结论：进一步确立DNA是遗传物质
绝大多数生物（细胞结构的生物和DNA病毒）的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
第二节 DNA分子的结构
一、 DNA分子的结构
1、化学结构：脱氧核糖核苷酸连接成脱氧核苷酸链。磷、糖在外为骨架，碱基在内。
2、空间结构：规则的双螺旋（双链螺旋结构，极性相反平行）
3、结构特点：①稳定性：外侧是磷酸和脱氧核糖交替连接，碱基A-T、C-G配对。
②多样性：碱基对排列顺序千变万化，数目成百上千。③特异性：每种生物具有特定的碱基排列。
二、相关计算
（1）A=T C=G （2）（A+ C ）/ （T+G ）= 1或A+G / T+C = 1
（3）如果（A1+C1 ） / （ T1+G1 ）=b 那么（A2+C2 ） / （T2+G2 ） =1/b
（4） （A+ T ） / （ C +G ） =（A1+ T1 ） / （ C1 +G1 ） = （ A2 + T2 ） / （ C2+G2 ）= a
例：已知DNA分子中，G和C之和占全部碱基的46％，又知在该DNA分子的H链中，A和C分别占碱基数的28%和22%，则该DNA分子与H链互补的链中，A和C分别占该链碱基的比例为( )
Ａ28％ 、22% B. 22％、28%　　　C. 23％、27% D.26％、24%
三、判断核酸种类
（1）如有U无T，则此核酸为RNA； （2）如有T且A=T C=G，则为双链DNA；
（3）如有T且A≠ T C≠ G，则为单链DNA ； （4）U和T都有，则处于转录阶段。
第3节 DNA的复制
一、DNA半保留复制的实验证据。结论：DNA分子复制为半保留复制。
二、DNA分子复制的过程
1、时间：有丝分裂间期和减数分裂间期
2、条件：模板—DNA双链 原料—细胞中游离的四种脱氧核苷酸 能量—ATP 多种酶
3、过程：边解旋边复制，解旋与复制同步，多起点复制。
4、特点：半保留复制，新形成的DNA分子有一条链是母链，
5、意义：通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，保证遗传信息的连续性。
三、与DNA复制有关的碱基计算
1.一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：2n
2.第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占1/(2n-1)
3.若某DNA分子中含碱基T为a，
(1)则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a(2n-1)
(2)第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a·2n-1
例题：
（1）、一个被放射性元素标记双链DNA的噬菌体侵染细菌，若此细菌破裂后释放出n个噬菌体，则其中具有放射性元素的噬菌体占总数( ) A.1/n B.1/2n C.2/n D.1/2
（2）、具有100个碱基对的一个DNA分子片段，含有40个胸腺嘧啶，若连续复制3次，则第三次复制时需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数是( ) A.60个 B.120个 C.240个 D.360个
第4节 基因是有遗传效应的DNA片段
一、基因与DNA、染色体的关系
基因是有遗传效应DNA片段，是决定生物性状的基本单位。在染色体上呈直线排列。染色体是基因、DNA的载体
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，而碱基的特异排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。
第四章 基因的表达
一、基因控制蛋白质的合成（转录、翻译）
转录：在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
翻译：在细胞质中，以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
二、基因控制性状的原理，中心法则
三、基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算
1、转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。
2、经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的 1/6 。
第五章 基因突变及其他变异 第一节 基因突变和基因重组
一、基因突变的原因和特点
⑴诱发突变（外因） ⑵自然突变（内因）时间 有丝分裂或减数第一次分裂间期
特点 ⑴普遍性 ⑵随机性 ⑶不定向性 ⑷低频性 ⑸多害少利性
二、基因重组 时间：减数第一次分裂过程中（减数第一次分裂后期和四分体时期），受精作用
第二节 染色体变异
一、染色体结构的变异
二、染色体数目的变异
1.染色体组的概念及特点
①由合子发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；
②而由配子直接发育来的,不管含有几个染色组，都只能叫单倍体 。
2.总结：多倍体育种方法： 单倍体育种方法：
3.染色体组数目的判断
（1）细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组 。
（2） 根据基因型判断细胞中的染色体数目，根据细胞的基因型确定控制每一性状的基因出现的次数，该次数就等于染色体组数。
（3）根据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数
第三节 人类遗传病
一、常见遗传病分类及判断方法：
1、判断顺序及方法： 第一步：判断是显性还是隐性遗传病
方法：看患者总数，如果患者很多连续每代都有即为显性遗传。如果患者数量很少，只有某代或隔代个别有患者即为隐性遗传。（无中生有为隐性，有中生无为显性）
第二步：先判断是常染色体遗传病还是X染色体遗传病。
方法：看患者性别数量，如果男女患者数量基本相同即为常染色体遗传病。如果男女患者的数量明显不等即为X染色体遗传病。（特别:如果男患者数量远多于女患者即判断为X染色体隐性遗传。反之，显性）
二、常见单基因遗传病分类：
①伴X染色体隐性遗传病：红绿色盲、血友病、进行性肌营养不良(假肥大型)。
发病特点：⒈男患者多于女患者⒉男患者将至病基因通过女儿传给他的外孙（交叉遗传）
②伴X染色体显性遗传病：抗维生素D性佝偻病。
发病特点：女患者多于男患者 遇以上两类题，先写性染色体XY或XX，在标出基因
③常染色体显性遗传病：多指、并指、软骨发育不全
发病特点：患者多，多代连续得病。
④常染色体隐性遗传病：白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症
发病特点：患者少，个别代有患者，一般不连续。 遇常染色体类型，只推测基因，而与X、Y无关
三、多基因遗传病：唇裂、无脑儿、原发性高血压、青少年糖尿病。
四、染色体异常病：21三体（患者多了一条21号染色体）、性腺发育不良症（患者缺少一条X染色体）
五、优生措施：⒈禁止近亲结婚。（直系血亲与三代以内旁系血亲禁止结婚）
⒉进行遗传咨询，体检、对将来患病分析 ⒊提倡“适龄生育” ⒋产前诊断
第6章 从杂交育种到基因工程 第1节 杂交育种与诱变育种
一、杂交育种：概念、原理、优缺点 二、诱变育种：概念、原理、优缺点
三、四种育种方法（杂交、诱变、单倍体、多倍体育种）的比较
第二节 基因工程及其应用 1.概念 2.原理 3.基本工具 4.基本步骤：
例题：下图中A－E表示几种不同育种方法
甲
A.

乙

B. ①
③

①
C. AABBDD × RR ABDR AABBDDRR
普通小麦 黑麦 不育杂种 小黑麦

DDTT × ddtt F1 F2 能稳定遗传的
D. 高秆 矮秆 矮秆抗锈病的品种
抗锈病 易染锈病
① ② ③
DDTT × ddtt F1 配子 幼苗 能稳定遗传的
E. 高秆 矮秆 矮秆抗锈病的品种
抗锈病 易染锈病
F. 其它生物基因
植物细胞 新细胞 具有新性状的植物体
①
A：克隆 B：诱变育种 C：多倍体育种 D：杂交育种 E：单倍体育种 F：基因工程
第7章 现代生物进化理论 第1节 现代生物进化理论的由来
一、拉马克的进化学说 二、达尔文自然选择学说
自然选择：过度繁殖，生存斗争（进化动力），遗传变异（内在因素），适者生存（选择结果）
第2节 现代生物进化理论的主要内容
一、种群基因频率的改变与生物进化
（一）种群是生物进化的基本单位
1、种群概念： 特点： 2、基因库
3、基因频率、基因型频率及其相关计算
基因频率= 基因型频率=
两者联系：
（1）种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。
（2）一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+杂合子的频率。
例题1.从某种生物种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型为AA个体占24%，基因型为Aa个体占72%，基因型为aa个体占4%，则基因A和a的频率分别是（ ）A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60% 40%
补充：伴X遗传的基因频率 Xb/XB+Xb=（2XbXb+XBXb+XbY）/（2XX+XY）
和非伴性遗传的基因频率不同点就在于Y染色体上无B的等位基因，女性含有2个X，男性只含有一个X。所以XB+Xb=X染色体的数目=2XX+XY。
例题2.某小学的学生中基因型比率为XBXB：XBXb：XbXb：XBY：XbY=44%：5%：1%：43%：7%，则Xb的基因频率为 （ ） A.13.2% B.5% C.14% D.9.3%
（二）突变和基因重组产生进化的原材料
可遗传的变异：基因突变、染色体变异、基因重组。 突变包括基因突变和染色体变异
突变的有害或有利不是绝对的，取决于生物的生存环境
（三）自然选择决定生物进化的方向
生物进化的实质是基因频率的改变。所以说变异不是定向的，但自然选择是定向的，决定着进化的方向。
二、隔离与物种的形成
1、物种的概念 注：一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。
地理隔离 阻断基因交流 不同的突变基因重组和选择 基因频率向不同方向改变 种群基因库出现差异 差异加大 生殖隔离 新物种形成
三、共同进化与生物多样性的形成
（一）、共同进化 （二）、生物多样性的形成
生物多样性形成的进化历程
简单 复杂 水生 陆生 低等 高等 异样 自养
厌氧 需氧 无性 有性 单细胞 多细胞 细胞内消化 细胞外消化
三、生物进化理论在发展 现代生物进化理论核心是自然选择学说

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