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生物必修二

第一章

第一节：

孟德尔豌豆杂交实验

豌豆作实验材料

1．优点

（1）豌豆是自花传粉植物，而且是闭花受粉。

（2）豌豆植株具有易于区分的相对形状。

2．操作步骤

去雄→套袋→传粉→套袋

注：

应在花蕾期（即开花前期）就开始去雄

理论解释：

（1）生物的性状是由遗传因子决定的。

（2）体细胞中遗传因子是成对存在。

（3）在形成生殖细胞时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。

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

验证分离定律：

测交实验。

测交实验的用途：

（1）验证某相对性状的遗传是否符合分离定律。

（2）检测个体的基因型。

分离定律的实质

1．在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性

2．在减数分裂形成配子过程中，等位基因随着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。

几种交配类型

含义

作用

杂交

基因型不同的生物个体间相互交配

①探索控制生物性状的基因的传递规律

②将不同优良性状集中到一起，得到新品种

③显隐性性状判断

自交

两个基因型相同的个体相交

①可不断提高种群中纯合子的比例

②可用于植物纯合子、杂合子的鉴定

测交

F1与隐性纯合子相交，从而测定F1的基因组成

①验证遗传基本定律理论解释的正确性

②高等动物纯合子、杂合子的鉴定

正交

与

反交

相对而言的，正交中父方和母方分别是反交中母方和父方

（1）检验是细胞核遗传还是细胞质遗传

（2）验证基因在常染色体上还是性染色体上

等位基因：

位于一对同源染色体的相同位置上，控制相对性状

基因型：

与表现型有关的基因组成。

表现型：

生物个体表现出来的性状。

基因型和表现型关系：

在相同的环境条件下，基因型相同，表现型一定相同；在不同环境中，即使基因型相同，表现型也未必相同。

表现型是基因型与环境共同作用的结果。

自由交配和自交的区别：

自交：

基因型相同的个体之间交配;子代情况只需统计各自自交结果

自由交配：

各种基因型之间均可交配，包括自交和杂交；

子代情况应将各自由交配后代的全部结果一并统计。

自由交配的后代情况多用基因频率的方法来计算

杂合子Aa连续自交，第n代的比例分析

第二节：

基因自由组合定律

对自由组合现象的解释

（1）两对相对性状分别由非同源染色体上的两对遗传因子控制。

（2）F1产生配子时，成对的遗传因子分离，非同源染色体不同对的遗传因子自由组合（产生了雌、雄各4种类型且数目相等的配子）。

（3）受精时，雌雄配子随机组合。

验证自由组合定律：

测交实验四、

自由组合定律的实质

（1）位于非同源染色体上的非等位基因的分离和组合是互不干扰的。

（2）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。

思考；等位基因分离、相同基因分开及非等位基因自由组合的时期各是在什么时期？

答：

减数第一次分裂后期，减数第二次分裂后期和有丝分裂后期、减数第一次分裂后期。

2．自由组合定律的适用条件

（1）有性生殖的真核生物。

（2）细胞核内染色体上的基因。

（3）两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因。

3、自由组合定律的细胞学基础：

基因的自由组合定律发生在减数分裂的第一次分裂后期。

4．F1杂合子（YyRr）产生配子的情况总结如下：

可能产生

配子的种类

实际能产生配子的种类

一个精原细胞

4种

2种（YR和yr或Yr和yR）

一个雄性个体

4种

4种（YR和Yr和yR和yr）

一个卵原细胞

4种

1种（YR或Yr或yR或yr）

一个雌性个体

4种

4种（YR和Yr和yR和yr）

5.n对等位基因（完全显性）位于n对同源染色体上的遗传规律：

相对性

状对数

等位基

因对数

F1配子

F1配子可

能组合数

F2基因型

F2表现型

种类

比例

种类

比例

种类

比例

1

1

2

1∶1

4（2×2）

3

1∶2∶1

2

3∶1

2

2

22

1∶1∶1∶1

42

32

（1∶2∶1）2

22

（3∶1）2

3

3

23

1∶1∶1∶1

……∶1

43

33

（1∶2∶1）3

23

（3∶1）3

⋮

⋮

⋮

⋮

⋮

⋮

⋮

⋮

⋮

n

n

2n

1∶1∶1∶1

……∶1

4n

3n

（1∶2∶1）n

2n

（3∶1）n

三、自由组合定律的解题方法

1．配子类型的问题

规律：

某一基因型的个体所产生配子种类等于2n种（n为等位基因对数）

如：

AaBbCCDd产生的配子种类数：

AaBbCCDd

↓↓↓↓

2×2×1×2＝23＝8种

2．配子间结合方式问题

规律：

两基因型不同个体杂交，配子间结合方式种类数等于各亲本产生配子种类数的乘积

3．基因型、表现型问题

（1）已知双亲基因型，求双亲杂交后所产生子代的基因型种类与子代表现型种类。

规律：

两种基因型双亲杂交，子代基因型与表现型种类数分别等于将各性状分别拆开后，各自按分离定律求出子代基因型与表现型种类数的各自的乘积。

（2）已知双亲基因型，求某一具体基因型或表现型子代所占比例

规律：

某一具体子代基因型或表现型所占比例应等于按分离定律拆分，将各种性状及基因型所占比例分别求出后，再组合并乘积

4、具两对相对性状的亲本杂交，据子代表现型比例推测亲本基因型归纳如下：

9∶3∶3∶1⇒（3∶1）（3∶1）⇒AaBb×AaBb

1∶1∶1∶1⇒（1∶1）（1∶1）⇒AaBb×aabb或Aabb×aaBb

3∶3∶1∶1⇒（3∶1）（1∶1）⇒AaBb×Aabb或AaBb×aaBb

3∶1⇒（3∶1）×1⇒AaBB×Aabb或AaBB×AaBB或AaBb×AaBB等

1∶1⇒（1∶1）×1⇒AaBB×aabb或AaBB×aaBb或AaBb×aaBB或Aabb×aaBB等

当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率如下表：

序号

类型

计算公式

1

患甲病的概率m

则非甲病概率为1－m

2

患乙病的概率n

则非乙病概率为1－n

3

只患甲病的概率

m－mn

4

只患乙病的概率

n－mn

5

同患两种病的概率

mn

6

只患一种病的概率

m＋n－2mn或m（1－n）＋n（1－m）

7

患病概率

m＋n－mn或1－不患病率

8

不患病概率

（1－m）（1－n）

第二章

第一节：

减数分裂和受精作用

1、减数分裂概念的理解：

（1）生物种类：

进行有性生殖的细胞

（2）细胞类型：

原始生殖细胞→成熟的生殖细胞

（3）分列特点：

DNA复制一次，细胞连续分裂两次

（4）分裂结果：

生殖细胞中的染色体数目是原始生殖细胞中一半

2、同源染色体和非同源染色体：

同源染色体：

在减数分裂过程中配对的染色体，形态、大小都相同，一条来自父方，一条来自母方

非同源染色体:

是指形态、大小都不相同的染色体

3、姐妹染色单体和非姐妹染色单体

姐妹染色单体：

同一着丝点连接的两条染色单体

非姐妹染色单体：

不同着丝点连着的两条染色单体

4、减数分裂过程的特点

减Ⅰ间期：

性原细胞细胞体积变大，DNA复制

减Ⅰ前期：

同源染色体出现联会现象，一对同源染色体为一个四分体，因此也称四分体时期

减Ⅰ中期：

第二节：

基因在染色体上和伴行遗传

一、萨顿的假说

1．方法：

类比推理

2．内容：

基因是由染色体携带着从亲代传递给子一代的，即基因就在染色体上。

3．理论依据

（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存在，染色体也是成对的，在配子中成对的基因只有一个，同样，成对的染色体也只有一条。

（3）体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，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的。

二、基因在染色体上的实验证据

1．实验过程

F2中白眼果蝇全为雄性，F2中红眼和白眼之间数量比为3∶1。

思考：

为什么实验选果蝇作为材料？

1、果蝇体内只有4对染色体，研究方便

2、果蝇繁殖周期短，且繁殖量庞大，给实验提供了丰富的来源

三、伴性遗传

1．概念：

性染色体上的基因控制的性状遗传与性别相联系的遗传方式

一、伴X隐性遗传

遗传特点：

①男性患者多于女性患者②交叉遗传现象

③女患者的父亲和儿子一定患病

实例：

血友病，红绿色盲，进行性肌营养不良

二、X染色体显性遗传：

如抗维生素D佝偻病

1、致病基因XA正常基因：

Xa

2、患者：

男性XAY女性XAXAXAXa

正常：

男性XaY女性XaXa

3、遗传特点：

（1）人群中发病人数女性大于男性

（2）连续遗传现象

（3）女患者的父亲和儿子一定患病

三、Y染色体遗传：

人类毛耳现象

遗传特点：

基因位于Y染色体上，仅在男性个体中遗传

四、性别类型：

XY型：

XX雌性XY雄性————大多数高等生物：

人类、动物、高等植物

XW型：

ZZ雄性ZW雌性————鸟类、蚕、蛾蝶类

五、遗传病类型的鉴别：

（一）先判断显性、隐性遗传：

父母无病，子女有病——隐性遗传（无中生有）

隔代遗传现象——隐性遗传

父母有病，子女无病——显性遗传（有中生无）

连续遗传、世代遗传——显性遗传

六、确定是常染色体遗传还是伴X遗传

（1）在已确定是隐性遗传的系谱中

①若女患者的父亲和儿子都患病，则为伴X隐性遗传。

②若女患者的父亲和儿子中有正常的，则为常染色体隐性遗传。

（2）在已确定是显性遗传的系谱中

①若男患者的母亲和女儿都患病，则为伴X显性遗传。

②若男患者的母亲和女儿中有正常的，则为常染色体显性遗传。

类比推理与假说演绎法比较

（1）假说演绎法：

在观察和分析基础上提出问题→通过推理和想像提出解释问题的假说→据假说进行演绎推理→通过实验检验演绎推理的结论→若实验结果与预期结论相符，证明假说是正确的；反之，假说是错误的。

（2）类比推理法：

将未知事物同已知事物的性质类比，依据其相似性，提出关于未知事物某些性质的假说——类比推理得出的结论，并不具备逻辑的必然性，其正确与否，有待观察及实验检验。

由此可见：

对假说演绎法与类比推理法所提出的假说均需经实验检验，方可得出结论。

第三章

第一节：

DNA是主要的遗传物质

一、对遗传物质的早期推测

1．主导观点：

___蛋白质___是生物的遗传物质。

2．对DNA的认识

（1）生物大分子：

由许多____脱氧核苷酸___聚合而成。

（2）基本组成单位——脱氧核苷酸

①化学组成：

_磷酸_、__脱氧核糖_和__碱基_三部分。

②种类：

_四_种，由含氮___碱基___决定。

S型细菌

R型细菌

菌落

____光滑__

___粗糙___

菌体

__有_多糖类荚膜

_无_多糖类荚膜

毒性

有毒性，使小鼠患败血症死亡

__无毒性_____

2.格里菲思的实验

（1）实验材料：

___S__和__R___肺炎双球菌，_小鼠_____。

（2）实验原理：

S型细菌___能使小鼠患败血症死亡___。

（3）实验过程及结果

①__R型细菌__

小鼠―→不死亡。

②S型活细菌

小鼠―→死亡，小鼠体内有____S型细菌____。

③加热杀死S型细菌

小鼠―→不死亡。

R型活细菌+杀死的S型菌

小鼠死亡，小鼠体内有S型菌

（4）结论：

加热杀死的S型细菌中，含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“__转化因子_”。

提醒：

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。

3．艾弗里的实验

（1）方法：

将S型细菌的___DNA___和_蛋白质__、_多糖_等物质分开，分别加入到培养R型细菌的培养基中。

（2）结果：

只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌。

（3）结论：

_DNA_才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

三、噬菌体侵染细菌的实验

1．实验材料：

T2噬菌体、_________。

2．实验方法：

放射性同位素标记法。

3．T2噬菌体的特点

（1）结构：

外壳由___蛋白质___构成，头部内含有_DNA____。

（2）生活方式：

_寄生于____于大肠杆菌内。

（3）增殖特点：

在自身DNA的作用下，利用____大肠杆菌____体内的物质合成自身成分，进行增殖。

（4）实验思路及方法

S是蛋白质特有的元素，P是DNA特有的元素，用放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。

3．侵染特点:

（1）进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体蛋白质留在外面不起作用。

（2）噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入→合成→组装→释放五个过程。

5．实验表明

（1）噬菌体侵染细菌时，___DNA__进入细菌细胞中，而__蛋白质__留在外面。

（2）子代噬菌体的各种性状是通过亲代__DNA___来遗传的。

6．结论：

___DNA___是遗传物质。

四、RNA也是遗传物质

1．组成：

烟草花叶病毒由蛋白质和_____组成。

2．侵染过程

（1）烟草花叶病毒__蛋白质_____烟草―→烟草不感染病毒。

（2）烟草花叶病毒__RNA____烟草―→烟草感染病毒。

3．结论：

____RNA是遗传物质____。

五、生物的遗传物质

绝大多数生物的遗传物质是__DNA_，所以DNA是主要的遗传物质。

六、所有细胞生物的遗传物质是DNA绝大部分病毒的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质是DNA。

第二节：

DNA的分子结构

一、DNA双螺旋结构模型的构建

1．对DNA的认识

（1）DNA分子是以4种_____脱氧核苷酸______为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有_A、C、T、G__四种碱基。

（2）腺嘌呤（A）的量等于_胸腺嘧啶（T）_的量，鸟嘌呤（G）的量等于__胞嘧啶（C）__的量。

2．模型建立

（1）建立人：

沃森和克里克。

（2）模型：

磷酸－核糖在外、碱基在内的双链螺旋。

二、DNA分子的空间结构

1．构成：

两条脱氧核苷酸链按___反向平行__方式盘旋成__双螺旋_结构。

2．由脱氧核糖和__磷酸___交替连接排在外侧，构成基本骨架；__碱基__在内侧，由两条链上的碱基通过__氢键__连接成碱基对。

3．碱基互补配对原则：

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。

三、DNA分子特点：

稳定性、多样性、特异性

①两条链之间的脱氧核苷酸数目相等⇒两条链之间的碱基、脱氧核糖和磷酸数目对应相等。

②碱基配对的关系是：

A（或T）一定与T（或A）配对、G（或C）一定与C（或G）配对，这就是碱基互补配对原则。

③A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键。

四、DNA分子中碱基数量计算的规律

在双链DNA分子中：

1．互补的两个碱基数量相等，即A＝T，C＝G。

2．两不互补的碱基和的比值相等，即

＝

＝1。

3．任意两不互补的碱基之和占总碱基数的50%，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。

4．一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两个碱基的和，即A1＋T1＝A2＋T2或G1＋C1＝G2＋C2（1、2分别代表DNA分子的两条链，下同）。

5．一条链中互补的两碱基占该单链的比例等于DNA分子两条链中这两种碱基占总碱基的比例。

6．若一条链中

＝K，则另一条链中

＝

。

第三节：

DNA的复制

一、概念

以亲代DNA为模板合成__子代DNA__的过程。

二、发生时期

　有丝分裂__间期___和减数第一次分裂的___间期__。

三、过程

1．解旋：

需要细胞提供能量，在___DNA解旋酶__的作用下，两条螺旋的双链解开。

2．合成子链：

以解开的每一段母链为模板，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，合成与母链互补的子链。

3．形成子代DNA：

延伸子链，母子链盘绕成双螺旋结构。

结果，1个DNA分子形成__两个_子代DNA分子。

四、特点

1．边解旋边_复制__。

2．复制方式：

_半保留_复制。

五、条件

　模板、原料、_能量_和酶等。

六、准确复制的原因

1．DNA分子独特的__双螺旋结构__提供精确模板。

2．通过__碱基互补配对__保证了复制准确进行。

七、意义

　将遗传信息从亲代传给了子代，保持了__遗传信息__的连续性。

八对DNA复制的理解

1、场所：

主要是在细胞核（凡是细胞内有DNA的地方均可复制）。

九、DNA分子复制的有关计算

假设将1个全部被15N标记的DNA分子（0代）转移到含14N的培养基中培养n代，结果如下：

1．DNA分子数

（1）子代DNA分子总数＝2n个

（2）含15N的DNA分子数＝2个

（3）含14N的DNA分子数＝2n个

（4）只含15N的DNA分子数＝0个

（5）只含14N的DNA分子数＝（2n－2）个

2．脱氧核苷酸链数

（1）子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条

（2）含15N的脱氧核苷酸链数＝2条

（3）含14N的脱氧核苷酸链数＝（2n＋1－2）条

3．消耗的脱氧核苷酸数

设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则：

（1）经过n次复制，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸m·（2n－1）个。

（2）在第n次复制时，共需消耗游离的该脱氧核苷酸m·2n－1个。

第四节：

基因是具有遗传效应的DNA片段

一、基因与DNA分子的关系

二、DNA片段中的遗传信息

1．遗传信息：

DNA分子中__脱氧核苷酸_的排列顺序。

2．特点

（1）多样性：

___碱基排列顺序___的千变万化。

（2）特异性：

每一个DNA分子有___特定的脱氧核苷酸序列____。

3．与生物体多样性和特异性的关系

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___。

三．基因与脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质、生物性状之间的关系

（1）染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系：

（2）基因、染色体、蛋白质、性状的关系：

第四章

第一节：

基因控制蛋白质的合成

一、RNA的组成及分类

1．基本单位：

_____核糖核苷酸_______。

2．组成成分：

3.种类、作用及结构

种类

作用

结构

信使RNA（mRNA）

蛋白质合成的直接模板

单链结构

转运RNA（tRNA）

识别密码子，运载氨基酸

三叶草形

核糖体RNA（rRNA）

核糖体的组成成分

单链结构

二、遗传信息的转录

1．概念：

转录是在__细胞核_内进行的，是以__DNA的一条链__为模板合成mRNA的过程。

2．过程

第一步：

DNA双链解开，碱基暴露出来。

第二步：

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。

第三步：

新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的___mRNA____上。

第四步：

合成的mRNA从DNA上释放，而后DNA双链恢复。

三、遗传信息的翻译

1．概念

游离在__细胞质基质__中的氨基酸，在核糖体上以_mRNA_为模板合成具有一定__氨基酸__顺序的蛋白质的过程叫翻译。

2．过程

第一步：

mRNA进入细胞质与__核糖体__结合，携带甲硫氨酸的tRNA通过与密码子AUG配对进入位点1。

第二步：

携带另一种__氨基酸的tRNA__以同样的方式进入位点2。

第三步：

甲硫氨酸与另一种氨基酸形成_____而转移到位点2上的tRNA上。

第四步：

核糖体移动到下一个密码子，原来占据位点1的tRNA离开核糖体，位点2进入到位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。

重复步骤二、三、四，直到核糖体读取mRNA的__终止密码子__后，合成才停止。

肽链合成后，被运送到各自的“岗位”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的__蛋白质___，承担各项职责。

DNA与RNA的比较

DNA

RNA

结构

通常是双螺旋结构极少数病毒是单链结构

通常是单链结构，极少数病毒是双链结构

基本单位

脱氧核糖核苷酸

核糖核苷酸

五碳糖

脱氧核糖

核糖

碱基

A、G、C、T

A、G、C、U

产生途径

DNA复制、逆转录

转录、RNA复制

存在部位

主要位于细胞核中的染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上

主要位于细胞质中

功能

储存、传递和表达遗传信息

信使RNA：

遗传信息转录的模板

转运RNA：

运输特定的氨基酸

核糖体RNA：

核糖体的组成成分

复制、转录和翻译的比较

项目

复制

转录

翻译

时间

细胞分裂间期

在生长发育的连续过程中

在生长发育的连续过程中

场所

主要是细胞核

主要是细胞核

细胞质中核糖体上

原料

4种脱氧核苷酸

4种核糖核苷酸

20种氨基酸

模板

以DNA解旋后的两条链为模板

以DNA解旋后的一条链为模板

以信使RNA为模板

条件

解旋酶、DNA聚合酶、ATP等

解旋酶、RNA聚合酶、ATP等

缩合酶、ATP等

项目

复制

转录

翻译

碱基配对方式

A－T、T－A、

G－C、C－G

A－U、T－A、

G－C、C－G

A－U、U－A、

G－C、C－G

遗传信息传递方向

DNA→DNA

DNA→RNA

RNA→蛋白质

过程特点

边解旋边复制、半保留复制（每个子代DNA含一条母链、含一条子链）

边解旋边转录，完成转录后的DNA仍保留原来的双链结构

以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，在核糖体中，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质

产物

两个双链DNA

一条单链的mRNA

多肽或蛋白质

四、特别提醒：

有关蛋白质合成过程习题的注意事项

①基因→mRNA→蛋白质

碱基数目∶碱基数目∶氨基酸数目

6　∶　　3　∶　　1　　

②转录中DNA分子双链中一条为模板链，另一条链无转录功能。

③转录中的配对关系：

G—C、C—G、T—A、A—U。

④tRNA与密码子的关系为：

tRNA一端为反密码子，可与mRNA的相应密码子进行配对；一种tRNA只能转运一种氨基酸，一种氨基酸可被多种tRNA运输。

第二节：

基因控制相对性状

一、基因控制相对性状的途径

1、基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状

2、基因通过可控制酶的合成来控制谢陈代谢间接控制生物性状

二、中心法则

第五章

第一节：

基因突变和基因重组

一、基因突变

1．概念：

由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失和替换，而引起的基因结构的改变

2．时期：

DNA复制时，包括有丝分裂间期及减数第一次分裂间期。

3．原因：

外因：

某些环境条件（如物理、化学因素、生物因素）；内因：

DNA复制过程中，基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序发生