高中生物必修2基础知识梳理.docx
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高中生物必修2基础知识梳理
高中生物必修2基础知识梳理
《第1章遗传因子的发现》
一、相关概念
性状分离:
杂种后代中,同时出现显性和隐性性状的现象
1、
╳
显性个体
Aa杂合子
隐性个体
表现型AA基因型
纯合子纯合子
决定
aa
性状基因
等位基因(同种字母对应的大小写)
决定
(大写字母表示如A)
显性性状显性基因
相对性状
(对应的小写字母如a)
隐性性状隐性基因(如D与d)
一种生物的同一种性状的不同表现类型(如兔的长毛和短毛,但兔的长毛和卷毛则不是)
2、遗传学符号
P:
亲本♀:
母本♂:
父本×:
杂交:
自交F1:
子一代F2:
子二代
3、交配方式
杂交:
遗传物质不同的个体相交(AA╳aa;AA╳Aa等)
自交:
遗传物质相同的个体相交(AA╳AA)
测交:
杂合子与隐性纯合子相交(Aa╳aa)
交配方式
AA╳aa
AA╳Aa
AA╳AA
Aa╳aa
Aa╳Aa
aa╳aa
子代基因型种类及其比例
Aa
AA:
Aa
=1:
1
AA
Aa:
aa
=1:
1
AA:
Aa:
aa
=1:
2:
1
aa
子代表现型种类及其比例
全为显性
全为显性
全为显性
显:
隐=1:
1
显:
隐=3:
1
全为隐性
4、人工杂交的过程:
人工去雄→套袋→人工授粉→套袋
二、孟德尔获得成功的原因自花传粉,闭花传粉,自然状态下一般都是纯种
1、正确选取实验材料(豌豆)
具有易于区分的性状,这些性状能稳定地遗传给后代
2、采用从一对到多对相对性状的研究方法
3、应用统计学的方法分析实验结果
4、科学地设计了实验的程序。
即按“实验现象、数据→提出问题→提出假说(解释)→验证实验→总结规律”的科学实验程序而进行的,被称为“假说—演绎”法。
总结规律
(分离定律的实质)
三、一对相对性状的杂交实验
发现问题提出假说验证假说(测交)
P高茎豌豆╳矮茎豌豆PDD╳dd杂种子一代╳隐性纯合子
开而分离,分别进入两个配子中
数分裂形成配子时会随同源染色体的分
位于一对同源染色体上的等位基因,在减
↓↓Dddd
F1高茎豌豆F1Dd配子Ddd
↓↓子代Dd:
dd
F2高茎豌豆:
矮茎豌豆F2DD:
Dd:
dd高茎矮茎
3:
11:
2:
11:
1
为什么子一代中只表现高茎?
(1)生物的性状是由遗传因子决定的
F2中的3:
1是不是巧合呢?
(2)体细胞中遗传因子是成对存在的
(3)配子中只含有每对遗传因子中的一个
(4)受精时,雌雄配子的结合是随机的
四、两对相对性状的杂交实验
P黄色圆粒╳绿色皱粒
↓
发现问题F1黄色圆粒
↓
F2黄色圆粒绿色圆粒黄色皱粒绿色皱粒
9:
3:
3:
1
在F2中:
PYYRR╳yyrr
(1)4种表现型9种基因型
↓
(2)亲本型占:
10/16(黄圆和绿皱)
提出假说F1YyRr重组型占:
6/16(绿圆和黄皱)
↓(3)双显占:
9/16(黄圆)
F2Y_R_Y_rryyR_yyrr双隐占:
1/16(绿皱)
9:
3:
3:
1(4)纯合子占:
4/16(YYRR、yyrr、
YYrr、yyRR)
假设:
F1产生的雌雄配子各四种:
YR、Yr、yR、yr,它们之间的数量比为1:
1:
1:
1
杂种子一代╳隐性纯合子
验证假说(测交)YyRryyrr
配子YRYryRyryr
子代YyRr:
Yyrr:
yyRr:
yyrr
1:
1:
1:
1
总结规律(自由组合定律的实质)在减数分裂的过程中,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
五、基因分离定律的解题
(一)基因分离定律的一般解题思路
亲代一对性状,子代一种性状则该性状为显性
方法一:
(如:
高╳矮→高,则高为显性)
判断显隐关系亲代一种性状,子代出现性状分离,则新出现的性状为隐性
(如:
高╳高→高与矮,则矮为隐性)
方法二:
典型系谱图
无中生有为隐性有中生无为显性
第一步:
写出能确定的基因(表现型为隐性则一定为aa,表现型为显性则为A_)
判断基因型A_╳aa:
子代只有显性个体则为AA;子代出现隐性个体则为Aa
少一方为AA
第二步:
确定未知基因
A_╳A_:
子代出现隐性个体则均为Aa;子代只有显性个体则至
计算遗传概率
(二)做遗传题的方法主要有两种
方法一:
隐性纯合突破法
例题:
现有一只白色公羊与一只白色母羊生了一只黑色小羊.试问:
那只公羊和母羊基因型分别是什么?
它
们生的那只小羊又是什么基因?
(用B与b表示)
(1)判断显隐性:
一只白色公羊与一只白色母羊生了一只黑色小羊→白色为显性,黑色为隐性
(2)写出基因组成P:
B_╳B_
↓
子代bb
(3)然后从遗传图式中出现的隐性纯合子突破,因为子代为黑色小羊,基因型为bb,它是由精子和卵细胞受精
后发育形成的,所以双亲中都有一个b基因,因此双亲基因型均为Bb.
方法二:
根据后代分离比解题
(1)若后代性状分离比为显性:
隐性=3:
1,则双亲一定是杂合子(Bb╳Bb)
(2)若后代性状分离比为显性:
隐性=1:
1,则双亲一定是测交类型(Bb╳bb)
(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(BB╳BBBB╳BbBB╳bb)
六:
基因自由组合定律的解题方法
1、推测配子种类:
每对基因产生的配子种类相乘(2n其中n为等位基因的对数)
例:
YyRr能产生几种配子?
YyRr
配子:
1Y:
1y1R:
1r
(2种)(2种)
则:
YyRr能产生2╳2=2种配子,其中YR占1/2╳1/2=1/4
2、推测子代基因型的种类及比例
子代基因型的种类=每对基因相交产生的子代基因型种类的乘积
子代基因型的比例=每对基因相交产生的子代对应基因型概率的乘积
例:
YyRr自交产生的子代有几种基因型,子代中YYRr占?
YyRr╳YyRr
子代基因型子代基因型
Yy╳Yy→1YY:
2Yy:
1yyRr╳Rr→1RR:
2Rr:
1rr
3种,其中YY占1/43种,其中Rr占2/4
则YyRr自交产生的子代有3╳3=9种基因型,子代中YYRr占1/4╳2/4=2/16
3、推测子代表现型的种类及比例
子代表现型的种类=每对基因相交产生的子代表现型种类的乘积
子代表现型的比例=每对基因相交产生的子代对应表现型概率的乘积
例:
YyRr自交产生的子代有几种表现型,子代中双显(Y_R_)占?
YyRr╳YyRr
子代表现型子代表现型
Yy╳Yy→1YY:
2Yy:
1yyRr╳Rr→1RR:
2Rr:
1rr
3显性1隐性3显性1隐性
2种,显性占3/42种,显性占3/4
则YyRr自交产生的子代有2╳2=4种表现型,子代中双显(Y_R_)占3/4╳3/4=9/16
七、检验一显性个体是否为纯合子的方法
有性状分离则为杂合子
自交检验植物时最简单的方法
无性状分离则为纯合子
有性状分离则为杂合子
测交检验动物常用的方法
无性状分离则为纯合子
*只有一对等位基因时仅遵循基因的分离定律,当有两对或两对以上的等位基因时既遵循基因的分离定
律又遵循基因的自由组合定律
八、基因型与表现型的关系:
①在不同的环境条件下,同一种基因型的个体,可以有不同的表现型。
如:
一种水毛茛水面上叶宽大,而水中的叶呈丝状(但基因型是相同的)。
②相同表现型的个体,基因型不一定相同。
如:
都是高茎的豌豆,基因型可以是DD,也可以是Dd。
因此,一般地说生物的性状即表现型是基因型和环境共同作用的结果。
第2章基因与染色体的关系
第1节减数分裂和受精作用
一、减数分裂
1.减数分裂的概念:
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。
此过程中,染色体只复制1次,细胞却连续分裂2次。
减数分裂的结果是:
成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
染色体数目减半发生在减数第一次分裂的末期。
2.妹妹染色单体、同源染色体、非同源染色体和四分体:
①妹妹染色单体:
指在细胞分裂间期,染色体复制后产生的两条由着丝点连着在一起的完全一样的子染色体。
②同源染色体:
指细胞中形态、大小一般相同,一个来自父方,一个来自母方,且在减数第一次分裂的前期能配对联会的染色体。
③非同源染色体:
指细胞中形态、大小、功能不相同,且减数分裂过程中不会联会的染色体。
④四分体:
减数分裂过程中,同源染色体联会后使得每对同源染色体都含有四个染色单体,此时的这对同源染色体称为1个四分体。
(即1个四分体=1对联会后的同源染色体)
⑤体细胞中也有同源染色体,但在体细胞的有丝分裂过程中,不会发生同源染色体的配对联会现象。
⑥同源染色体联会、彼此分离,染色体数减半是减I分裂的主要变化,
着丝点分裂,姐妹染色单体彼此分开是减Ⅱ分裂的主要变化。
3.精子的形成过程(哺乳动物):
场所——睾丸
(1)部分精原细胞经染色体复制(在减I间期),生长增大成为初级精母细胞。
(2)每个初级精母细胞经减数第一次分裂形成2个次级精母细胞;再经过减数第二次分裂,形成4个精细胞。
再经过变形,最终形成4个精子。
如下图:
4.减数分裂的主要特征:
(1)减数第一次分裂:
同源染色体配对联会;四分体中的非姐妹染色单体发生交叉互换;同源染色体分离,分别移向细胞两极。
(2)减数第二次分裂:
染色体不再复制,每条染色体的着丝点分裂,姐妹染色单体分开,分别移向细胞的两极。
5.卵细胞的形成过程:
场所——卵巢
(1)部分卵原细胞经染色体复制(在减I间期),生长增大成为初级卵母细胞。
(2)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:
大的叫次级卵母细胞,小的叫做极体。
(3)次级卵母细胞进行减数第二次分裂,形成1个大的卵细胞和1个小的极体。
在减Ⅰ分裂过程中形成的极体也分裂形成2个等大小的极体。
(4)卵细胞和极体中都含有数目减半的染色体。
不久,三个极体都退化,
结果是:
1个卵原细胞经过减数分裂,只形成1个卵细胞(不需变形)。
如下图:
6.精子和卵细胞形成过程的主要差异:
(1)减数第一次分裂:
①1个初级精母细胞产生2个大小相同的子细胞,即2个次级精母细胞;
②1个初级卵母细胞产生2个大小不同的子细胞,1个次级卵母细胞(大)和1个极体(小)。
(2)减数第二次分裂:
①2个次级精母细胞形成4个大小的相同的精细胞;
②1个次级卵母细胞形成1个大的卵细胞和1个小的极体,
第一次分裂形成的极体分裂成2个等大小的极体。
(3)有无变形:
①精细胞需要经过复杂的变形才能成为精子;
②而卵细胞不需要变形。
(4)分裂结果:
①1个精原细胞产生4个有功能的精子;
②1个卵原细胞产生1个有功能的卵细胞和3个极体,极体最终退化。
7.减数第一次分裂(减Ⅰ)与减数第二次分裂(减Ⅱ)的比较
减Ⅰ分裂
减Ⅱ分裂
着丝点
不分裂
分裂
染色体数目
2N→N
N→2N→N
DNA含量
4N→2N
2N→N
染色体主要行为
同源染色体联会、分离,
平均移两极
无同源染色体,姐妹染色单体彼此分开,
分别移向两极
8.减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律:
例:
某种生物的精原细胞中含有4对同源染色体。
1.参照曲线图填表:
2.填表并画出曲线图:
二、受精作用
1.受精作用的定义:
精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。
2.受精作用的过程:
(1)精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面。
(2)卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应,以阻止其他精子再进入。
(3)精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合,彼此的染色体会合在一起。
3.受精作用的结果:
受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数,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)。
4.受精作用的意义:
(1)子代呈现多样性,有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。
(2)维持有性生殖的生物前后代细胞中染色体数目的恒定:
对于生物的遗传和变异都具有重要意义。
5.双受精是被子植物有性生殖特有的现象,即一个精子与卵细胞结合,形成受精卵,将来发育成种子的胚;另一个精子与二个极核结合,将来发育成种子的胚乳。
第2节基因在染色体上
1.萨顿的假说
(1)基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的,也就是说基因在染色体上。
(2)原因:
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:
(1)实验者:
摩尔根
(2)实验材料:
果蝇(或白眼雄果蝇、红眼雌果蝇)
①材料特点:
体积小、易饲养、繁殖快、易观察。
②染色体组成:
体细胞中共4对
雌果蝇(♀):
3对常染色体+1对性染色体(用XX表示)
雄果蝇(♂):
3对常染色体+1对性染色体(用XY表示)
(3)实验过程:
(4)实验结果:
F1全为红眼,F2红眼果蝇和白眼果蝇之间的数量比3:
1。
(5)解释:
红眼和白眼的性状是由一对等位基因决定的,且白眼性状的表现总与性别相联系,即白眼性状的遗传总与X染色体的遗传相似。
(5)验证:
通过测交方法验证了这一解释,从而验证了萨顿假说和孟德尔遗传定律。
(6)实验结论:
基因在染色体上。
3.发展:
一条染色体上有许多个基因,用现代分子生物学技术方法测定了基因位于染色体上的相对位置,说明基因在染色体上呈线性排列。
孟德尔遗传定律的现代解释:
基因的分离定律
基因的自由组合定律
发生时间
减数第一次分裂后期
减数第一次分裂后期
描述对象
同源染色体上的等位基因
非同源染色体上的非等位基因
实质
(同源染色体上的)等位基因
随同源染色体的分开而分离
非同源染色体上的非等位基因
随非同源染色体的自由组合而自由组合
适用范围
真核生物——有性生殖、细胞核遗传
第3节伴性遗传
1.伴性遗传的概念:
指位于性染色体上的基因所控制的性状,在遗传上总是和性别相关联的现象。
2.人类红绿色盲症:
(1)致病基因的位置:
位于X染色体上,属于隐性基因。
(以Xb表示)
(Y染色体由于过于短小,而没有这种基因及其相应的等位基因。
)
(2)基因型:
正常者:
XBXB、XBY
携带者:
XBXb
患者:
XbXb、XbY
(3)传递规律:
通过交叉遗传向后代传递,即男性的红绿色盲基因只能从母亲那来传来,以后只能传给女儿(也就是说男性的红绿色盲基因不是从男性传到男性的)。
伴X隐性遗传
(4)遗传特点:
①男性患者要多于女性患者;
②往往表现为交叉遗传;
③母病儿必病;女病父必病
(或女性患者的儿子和父亲一定患病)。
3.抗维生素D佝偻病:
(1)基因位置:
位于X染色体上的显性基因。
(以XD表示)
(2)遗传特点:
①女性患者要多于男性患者;
伴X显性遗传
部分女性患者(XDXd)的病症较轻。
②表现为代代遗传;
③即父病女必病;儿病母必病
(或男性患者的女子和母亲一定患病)。
4.遗传病类型及其遗传特征
类型
遗传特征
举例
常染色体显性遗传
①遗传与性别无关,男、女患病几率相同;②代代相传,③有病的双亲,生出无病的女孩即“有”中生“无(女孩)”。
如:
并指症、多指症,
软骨发育不全。
常染色体隐性遗传
①遗传与性别无关,男、女患病几率相同,②遗传表现为不连续;③正常的双亲生出有病的女孩即“无”中生“有(女孩)”。
如:
白化病、先天性聋哑、
苯丙酮尿症
伴X显性遗传
①女性患者多于男性,②代代相传,③男患者的母亲和女儿一定患病
如:
抗维生素D佝偻病,
钟摆型眼球震颤
伴X隐性遗传
①男性患者多于女性,②交又遗传,③女患者的父亲和儿子一定患病。
如:
人类红绿色盲、血友病
伴Y遗传
患者都是男性,有父传子,子传孙的传递规律
如:
外耳道多毛症
5.外耳道多毛症————伴Y遗传病:
该类遗传病的致病基因位于Y染色体上,X染色体上没有与之相对应的基因,所以这些基因只能随Y染色体传递,由父传子,子传孙,如此世代相传。
因此,被称为“全男性遗传”。
6.伴性遗传在实践中的应用:
(1)鸡的性别决定是:
ZW型。
即ZW为雌鸡,ZZ为雄鸡。
(2)芦花鸡羽毛有黑白相间的横斑条纹,这是由位于Z染色体上显性基因B决定的,当它的等位基因b纯合时,鸡表现为非芦花。
如果用芦花雌鸡(ZBW)与非芦花雄鸡(ZbZb)交配,那么F1中雄鸡都是芦花鸡(ZBZb),雌鸡都是非芦花(ZbW),
(3)通过右图这种交配,这样就可以把雌、雄鸡在雏鸡时期分开,从而做到多养母鸡,多产蛋。
第3章基因的本质
第1节DNA是主要的遗传物质
一、DNA是遗传物质的证据
(一)肺炎双球菌的转化实验
1.格里菲思体内转化实验
(1)实验材料
无多糖类的荚膜,菌落表面粗糙;无毒性。
R型活细菌:
——肺炎双球菌
有多糖类的荚膜,菌落表面光滑;有毒性。
S型活细菌:
(2)过程:
①无毒R型活细菌
小鼠
小鼠不死亡;
②有毒S型活细菌
小鼠
小鼠死亡;
③有毒S型活细菌
杀死的S型细菌
小鼠小鼠不死亡;
④无毒R型活细菌+加热杀死的S型细菌
小鼠小鼠死亡。
(3)结论:
(从第四组实验可知)加热杀死的S型细菌内一定含有“转化因子。
2.艾弗里体外转化实验
(1)过程:
先将S型细菌中的物质进行提纯和鉴定,再完成如下实验:
①R型细菌+S型细菌的蛋白质
结果:
培养基中只有R型菌;
②R型细菌+S型细菌的多糖
结果:
培养基中只有R型菌;
③R型细菌+S型细菌的脂质
结果:
培养基中只有R型菌;
④R型活细菌+S型细菌的DNA
结果:
培养基中有大量R型菌和少量S型菌;
(证明了发生了转化。
且DNA的纯度越高,转化就越有效)
⑤R型细菌+S型细菌的DNA+DNA酶
结果:
培养基中只有R型菌;。
(2)结论:
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,
即DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。
(二)噬菌体侵染细菌的实验
(1)实验方法:
同位素标记法。
(2)T2噬菌体:
是专门寄生在大肠杆菌细胞内繁殖的一种病毒(在体外无独立生活的能力)。
它无细胞结构,仅蛋白质外壳和内部的DNA组成。
(3)侵染细菌的过程:
①标记噬菌体:
a.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌;
b.用上述大肠杆菌培养T2噬菌体;
c.即可得到蛋白质中含有35S标记或DNA中含有32P标记的噬菌体。
②含35S的噬菌体+细菌
搅拌、离心
上清液放射性高,沉淀物放射性低。
③含32P的噬菌体+细菌
搅拌、离心
上清液放射性低,沉淀物放射性高。
【附:
上清液中是重量较轻的T2噬菌体颗粒,沉淀物中主要是被感染的大肠杆菌】
进一步观察发现:
细菌裂解释放出的子代噬体菌中,可检测到32P标记的DNA,
而不能检测到35S标记的蛋白质。
结果表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌体内,而噬菌体的DNA却进入了细菌体内并增殖出许多一模一样的子代噬菌体。
(4)结论:
在噬菌体中,亲子代之间具有连续性的物质是DNA而不是蛋白质,噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的,因而DNA是遗传物质。
(三)DNA是主要的遗传物质
1.遗传物质除DNA外,还有RNA。
如烟草花叶病毒、HIV病毒、SASI病毒、、禽流感病毒、流感病毒、车前草病毒等少数生物的遗传物质是RNA。
2.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。
.
第2节DNA分子的结构
一、DNA双螺旋结构
1.化学组成
(1)组成元素:
C、H、O、N、P。
(2)基本单位:
脱氧核苷酸(4种)。
其结构模式图如右图:
含氮碱基有4种:
A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、T(胸腺嘧啶)
脱氧核苷酸共4种:
分别叫×××脱氧核苷酸。
×××由4种含氮碱基即A、G、C、T决定的)如:
含有A的核苷酸的名称叫腺嘌呤脱氧核苷酸。
依此类推。
(3)长链:
4种脱氧核苷酸通过聚合连成脱氧核苷酸长链。
2.空间结构——规则的双螺旋结构:
(由美国生物学家沃森和英国物理学家克里克共同构建的)
双螺旋结构的主要特点:
(1)DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构(即DNA双链)
(2)其外侧的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成;内侧是碱基(对)。
(3)两条长链间的碱基通过氢键按碱基互补配对原则形成碱基对。
3.碱基互补配对原则:
A配T,G配C。
(A与T之间形成2个氢键;G与C间有3个氢键。
)
4.DNA分子的特点:
①稳定性:
脱氧核糖和磷酸交替排列在外不变;大量氢键使双螺旋结构稳定不变。
②多样性:
DNA中的碱基对的排列方式多样,脱氧核苷酸数目不同。
③特异性:
每种生物的DNA分子都有特定的碱基排列顺序,具特定的功能。
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。
5.双链DNA分子中碱基互补配对原则的有关计算:
(1)DNA双链中:
互补碱基的数量相等即:
A=T,G=C。
(2)DNA双链中:
任意两种不互补碱基之和占总碱基数的1/2即A+G=C+T=A+C=G+T=50%
(3)DNA双链中:
两种不互补碱基之和与另外两种不互补碱基之和的比值为1。
即(A+G)/(C+T)=(A+C)/(G+T)=1
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