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1、2021年高考生物必修2遗传与进化基础知识复习汇编（完整版）第1章 遗传因子的发现一、孟德尔的豌豆杂交实验1、选择豌豆做遗传实验容易成功的原因：（1）豌豆是自花授粉植物，而且是闭花授粉，自然状态下一般是纯种。（2）豌豆植株还具有易于区分的现状，且能稳定地遗传给后代。2、相关概念：（1）相对性状：一种生物的同一种性状不同的表现类型。如豌豆的高茎与矮茎（D和d）（2）显隐性性状：具有相对性状的两个纯合子杂交，F1显现出来的性状叫显性性状，F1未显现出来的性状叫隐性性状。（3）等位基因：位于一对同源染色体的相同位置上，控制相对性状的基因。如D和d（4）非等位基因：位于非同源染色体上以及同源染色体不同
2、位置上的基因。如A和B、D和a等。（5）纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体。如DD的个体、dd的个体。纯合子自交，后代全部是纯合子，不会出现性状分离。（6）杂合子：由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体。如Dd的个体。杂合子自交，后代既有纯合子，也有杂合子，会出现性状分离。3、基因分离定律 (1)杂交试验过程：去雄 套袋（防干扰） 人工授粉（2）方法：假说演绎法（提出问题做出假说演绎推理实验检验得出结论）（3）过程： 一对相对性状的遗传现象：具有一对相对性状的纯合亲本杂交，后代表现为一种表现型，F1代自交，F2代中出现性状分离且分离比为3：1。 对分离现象的解释（假说）：生物的
3、性状是由遗传因子控制的；体细胞中遗传因子成对存在；生物体在形成生殖细胞配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中；受精时，雌雄配子随机结合。 根据假说做出的推理（演绎推理）：F1杂合子应产生两种比例相同的配子（显性和隐性），而隐性纯合子只产生一种配子，当F1与隐性纯合子杂交时，其子代应该能产生显性和隐性两种类型，且比例为1：1 测交实验检验假说：测交结果，其子代显性性状和隐性性状的数量比接近1：1。 得出结论：证明假说正确。（4）遗传图解：（5）基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随同源染色
4、体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。4、基因的自由组合定律两对等位基因控制的两对相对性状的遗传现象：（1）遗传图解： （2）结果分析：黄色和绿色由一对等位基因（Y、y）控制；圆粒和皱粒由另一个等位基因（R、r）控制。F2有9种基因型（其中4种纯合子占4/16、5种杂合子占12/16）和4种表现型，即：黄色圆粒：YYRR (1/16) 、YyRR (2/16)、 YyRr (4/16)、 YYRr (2/16)黄色皱粒：yyRR (1/16) 、yyRr (2/16)绿色圆粒：YYrr (1/16)、 Yyrr (2/16)绿色皱粒：yyrr(1/16)其中：纯合子四种
5、，各占1/16；单杂合子4种各占2/16；双杂合子一种占4/16。（3）测交实验：测交结果说明：F1在产生配子时，等位基因分离，同时非等位基因自由组合，产生了4种配子，且数量比为1：1：1：1；而隐性纯合子只产生一种配子，因而测交后代就有因种基因型、四种表现型，且数量比为1：1：1：1。（3）基因的自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。第二章 基因和染色体的关系（一）减数分裂：1、对象：有性生殖的生物2、时期：原始生殖细胞形成生殖细胞3、特点：染色体只复
6、制一次，细胞连续分裂两次4、结果：新产生的生殖细胞中染色体数比原始生殖细胞减少一半。5、过程：各时期染色体主要的变化特点：M前期：同源染色体联会，形成四分体，即四分体时期（可能会发生非姐妹染色单体的交叉互换，导致基因重组）M中期：配对的同源染色体排列在赤道板上M后期：同源染色体分离，同时非同源染色体自由组合（此期发生基因重组，即：等位基因分离，非等位基因自由组合）M与有丝分裂相同，后期着丝点分裂，染色体数目与本物种正常体细胞相同。注：（1）M实际上是同源染色体分离，M是着丝点分裂。（2）染色体数目减半发生在M。（3）若不考虑交叉互换，一个初级精母细胞经减数分裂形成4个（两种）精细胞，经变形形成
7、4个精子（4）一个初级卵母细胞经减数分裂形成1个卵细胞和3个极体（退化）（5）减数分裂无细胞周期。染色体复制发生在减数第一次分裂间期。6、受精作用：略。7、意义：对于进行有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用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，都是十分重要的8、 有丝分裂和减数第二次分裂的鉴别：（以二倍体生物为例）（1）减数第一次分裂有同源染色体联会、形成四分体、同源染色体分离等； 而有丝分裂过程中同源染色体没有上述特殊行为（2）减数第二次分裂细胞中没有同源染色体；而有丝分裂细胞中有同源染色体。（二）基因在染色体上1、萨顿假说基因在染色体上（1）萨顿推论：基因
8、是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因在染色体上。（2）推论依据：基因和染色体存在着明显的平行关系。（3）方法类比推理（象萨顿这样，将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上的假说。这种方法称为类比推理）2、基因在染色体上的实验证据摩尔根果蝇杂交实验（1）方法：假说演绎法。（2）过程： 实验现象：红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1全是红眼，F1雌雄个体相互交配，F2代红眼果蝇中雌雄均有。白眼全为雄果蝇。 做出假设：控制果蝇眼色的基因在X染色体上，Y染色体上不含它的等位基因。 演绎推理： P 红眼（雌） 白眼（雄） XWXW XwY F1 红眼（雌
9、） 红眼（雄 ） XW Xw XW Y F2 红眼（雌）红眼（雌） 红眼（雄） 白眼（雄） XW XW XW Xw XWY XwY 实验验证：测交等方法。 实验结论：基因在染色体上。小结：基因在染色体上，一个染色体上有许多基因，并且基因在染色体上呈线性排列。（三）性别决定与伴性遗传(1) 性别决定方式XY型和ZW型XY型：如人类、果蝇等极大多数生物。雌性基因型：XX ；雄性基因型：XYZW型：如鸟类和蝶、蛾类。雌性基因型：ZW；雄性基因型：ZZ（2）伴性遗传：位于性染色体上的基因，遗传上总是和性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。如：人类的红绿色盲、血友病、搞维生素D佝偻病、果蝇的眼色遗传等。（3
10、）人类红绿色盲的传递特点： 隔代交叉遗传（即父亲女儿外孙） 男性患者多于女性患者。第三章 基因的本质（一）DNA是主要的遗传物质1、有关实验：（1）肺炎双球菌转化家验格里非思（体内转化）实验材料：小鼠、肺炎双球菌（R型无夹膜、无毒性；S型有夹膜、有毒性）实验结论：被加热杀死的S型细菌中含有一种活性物质转化因子，促使无毒性的R菌转化成了有毒性的S菌。（2）肺炎双球菌转化家验艾弗里 （体外转化） 实验材料：肺炎双球菌实验设计思路：设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用。方法：分离、提纯、鉴定结果：只有加入S型细菌的DNA，R型细菌才会转化成S型细菌。实验结论：DNA才是使R菌转
11、化为S菌的物质，即DNA是遗传物质。蛋白质不是遗传物质。（3）噬菌体侵染细菌的实验赫尔希和蔡斯方法：放射性同位素标记法（用32P标记噬菌体的DNA、35S标记噬菌体的蛋白质外壳）实验设计思路：设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用。过程：分别用32P和35S标记噬菌体用32P和35S标记噬菌体侵染未标记的大肠杆菌离心分离检测上清液和沉淀物的放射性结果：32P标记噬菌体：上清液放射性很低，沉淀物放射性很高，在新形成的噬菌体中检测到了放射性；35S标记噬菌体：上清液放射性很高，沉淀物放射性很低，在新形成的噬菌体中检测没有检测到放射性；结论：DNA是才是遗传物质。小结：因为绝大多
12、数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。（二）DNA分子的结构和复制 1、DNA分子的结构 （1）.基本组成单位：脱氧核苷酸（由磷酸、脱氧核糖和碱基组成）。 （2）空间结构：规则的双螺旋结构。.结构特点：每个DNA分子由两条脱氧核苷酸链组成，两条链反向平行盘绕成双螺旋结构；磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成DNA分子的基本支架；碱基对排列在内侧。 2、DNA分子的特点：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；而碱基的特定排列顺序，又构成了DNA分子的特异性； DNA分子独特的双螺旋结构，使其具有稳定性。3、DNA分子的复制 （
13、1） 时间：有丝分裂间期或减数第一次分裂间期 （2）.特点：边解旋边复制；半保留复制。 （3）条件：模板（DNA分子的两条链）、原料（四种游离的脱氧核苷酸）、酶（解旋酶，DNA聚合酶，DNA连接酶等）、能量（ATP） （4）结果：产生两个与亲代DNA完全相同的DNA分子。 （5）意义：通过复制将亲代的遗传信息传递给后代，保持了遗传信息的连续性。 4、相关数量关系：（1）A=T G=C A+G=T+C A+C=T+G（2）一个DNA分子复制n次，则： 子代DNA分子数=2n个 子代DNA分子中含亲代DNA链的有2个；不含亲代DNA链的有（2n-2）个。 若亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，
14、经过n次复制需消耗该种脱氧核苷酸数目为m（2n-1）个。第四章 基因的表达 一、基因的概念：基因是具有遗传效应的DNA分子片段（基因的本质），基因在染色体上呈线性排列。 二、基因控制蛋白质合成的过程基因的表达（包括转录和翻译两个过程） 转录翻译概念以DNA分子的一条链为模板，合成RNA的过程以mRNA为模板合成蛋白质的过程主要场所细胞核（还有线粒体、叶绿体核糖体条件模板（DNA分子的一条链）、原料（四种脱氧核苷酸）、能量（ATP）和酶（解旋酶、RNA聚合酶等）模板（mRNA分子）、原料（氨基酸）、能量（ATP）、酶原则碱基互补配对原则碱基互补配对原则结果形成一个RNA分子形成蛋白质模板去路重新
15、盘绕成双螺旋结构分解消失注：1、遗传信息储存在DNA分子中；密码子位于mRNA分子上；反密码子位于tRNA分子上。2、决定氨基酸的密码子有61个，tRNA有61种。3、转录和翻译的过程可表示为：4、相关计算：DNA中的脱氧核苷酸数：mRNA核糖核苷酸数：蛋白质中的氨基酸数=6：3：1三、基因对性状的控制1、中心法则：其中：（1）为DNA复制，是转录，为翻译，为RNA复制，为逆转录。（2）、为细胞生物所具有； （3）、为RNA病毒具有；、为逆转录病毒特有。2、基因对性状的控制：包括真接和间接控制两种方式。（1）间接控制：即基因通过酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。如白化病。（2）直接
16、控制：即基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。如囊性纤维化病、镰刀型细胞贫血症。3、基因、蛋白质与性状的关系：（1）基因与性状的关系不是简单的线性关系；（2）基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用。这种相互作用精细地调控着生物体的性状。第五章 基因突变及其他变异一、生物的变异1、基因突变 （1）基因突变的概念：由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变。基因突变的结果是使一个基因变成它的等位基因。 （2）基因突变的特点：在生物界中普遍存在； 随机发生； 突变频率很低 ； 多害少利； 不定向。 （3）基因突变的意义：生物变异的根本来源，为
17、生物进化提供了最初的原材料。 （4）基因突变的类型：自然突变、诱发突变 （5）诱变育种的优点：提高变异的频率，可以大幅度地改良生物的性状。2、基因重组：（1）概念：是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。（2）类型： 减数分裂前期非姐妹染色单体的交叉互换； 减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合。（3）意义：为生物进化提供丰富的变异来源，对生物进化也具有重要意义。3、 染色体变异包括结构变异和数目变异（可利用光学显微镜观察到）（1）染色体结构的变异：缺失、增添、倒位、易位。如：猫叫综合征（第5号染色体缺失一个片断）（2）染色体数目的变异：包括细胞内的个别染色体增加或减
18、少和以染色体组的形式成倍地增加或减少。（3）染色体组：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但含有控制生物性状的一整套基因，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异，这样的一组染色体叫做一个染色体组。（4）二倍体或多倍体：由受精卵发育成的个体，体细胞中含2个染色体组就是2倍体，含有4个染色体组就是4倍体。（5）单倍体：由配子直接发育成的个体称为单倍体（可能有1个或多个染色体组，即单倍体不等于一个染色彩体组） （6）多倍体育种： 主法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗或低温处理 原理：染色体变异 作用机理：抑制细胞分裂前期纺锤体形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍
19、。 多倍体植株特征：茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。（7）单倍体育种 原理：染色体变异 方法及过程： 单倍体植株特征：植株弱小而且高度不育。 单倍体育种的意义：明显缩短育种年限（只需二年）；且得到的植株全是纯合子。六、 人类遗传病与优生1、人类的遗传病的概念：指由于遗传物质改变而引起的人类疾病。2、类型：（1）单基因遗传病：概念：受一对基因控制的遗传病。特点：符合孟德尔遗传定律。（2）多基因遗传病：概念：受两对以上的等位基因控制的遗传病。特点：在群体中发病率高；易受环境影响：不符合孟德尔遗传定律。（3）染色体异常遗传病：特点：不符合孟德尔遗传定律。3
20、、优生的措施：禁止近亲结婚、进行遗传咨询、提倡适龄生育、产前诊断。4、禁止近亲结婚的原因：近亲结婚的夫妇从共同祖先那里继承同一种致病基因的机会大大增加，所生子女患隐性遗传病的概率大大增加。九 、生物的进化1、达尔文自然选择学说主要内容是：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。2、现代生物进化理论的基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件（生殖隔离的形成标志着新物种的形成）。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节。3、现代生物
21、进化理论的基础：自然选择学说。4、物种：指分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能产生出可育后代的一群个体。5、种群：是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。6、种群的基因库：一个种群的全部个体所含有的全部基因。注：物种形成与生物进化的区别：生物进化是指同种生物的发展变化，时间可长可短，性状变化程度不一，任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属进化的范围，物种的形成必须是当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时，方可成立。7、共同进化与生物多样性的形成（1）共同进化的含义：指不同生物之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。（2）生物多样性主要包括：基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。（3）生物多样性的形成是生物进化的结果。