遺傳與進化知識清單-2023-2024學年高一下學期生物人教版必修2

必修二第一章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)1、選用豌豆作為實驗材料的優(yōu)點：(1)豌豆是自花傳粉、閉花受粉植物，在自然狀態(tài)下一般為純種；(2)豌豆的品種間具有易于區(qū)分的相對性狀，且能穩(wěn)定地遺傳給后代；(3)豌豆花大，易于做人工雜交實驗；（4）生長周期短，子代較多，易人工操作。2、相對性狀：一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型。3、性狀分離：在雜種后代中，同時出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。4、遺傳因子組成相同的個體叫作純合子，如DD；遺傳因子組成不同的個體叫作雜合子，如Dd。5、分離定律內(nèi)容：在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合；在形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生彼此分離，分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。6、分離定律實質(zhì)：在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性。生物體進行減數(shù)分裂形成配子時，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離。分別進入兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。7、自由組合定律的內(nèi)容：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。8、自由組合定律的實質(zhì)：在減數(shù)分裂過程中，位于同源染色體上的等位基因發(fā)生分離，同時位于非同源染色體上的非等位基因會發(fā)生自由組合。9、等位基因是指在同源染色體上的同一位置上控制著相同性狀的基因，如D與d。(1909年丹麥生物學家約翰遜給孟德爾的“遺傳因子”改名為“基因”)10、孟德爾用了假說-演繹方法，發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律和基因的自由組合定律。11、孟德爾成功的原因：（1）正確地選用豌豆作為實驗材料（2）由一對相對性狀分析到多對相對性狀；（3）運用了統(tǒng)計學和假說-演繹法等科學方法。第二章基因和染色體關(guān)系一、減數(shù)分裂的概念1、范圍:進行有性生殖的生物。2、特點:在整個減數(shù)分裂過程中，染色體只復制1次，而細胞連續(xù)分裂2次。3、結(jié)果:新產(chǎn)生的成熟的生殖細胞中的染色體數(shù)目是原始生殖細胞中的染色體數(shù)目的一半。二、同源染色體的特點：①來源：一條來自父方，一條來自母方。②形態(tài)、大小一般相同。③行為：減數(shù)分裂過程中兩兩配對（即聯(lián)會）。1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=4條染色單體=4個DNA分子三、精子的形成過程1、每個精原細胞的染色體數(shù)目與體細胞染色體數(shù)目相同，這說明精原細胞是通過有絲分裂的方式產(chǎn)生的。2、精子的形成過程細胞名稱分裂時期特征染色體變化圖像細胞圖精原細胞間期DNA、染色體復制，相關(guān)蛋白質(zhì)的合成，體積增大初級精母細胞減數(shù)第一次分裂前期同源染色體聯(lián)會形成四分體，同源染色體的非姐妹染色單體間可能發(fā)生交叉互換中期同源染色體排在赤道板兩側(cè)后期同源染色體分離，非同源染色體自由組合末期染色體、DNA數(shù)目減半，分成兩個次級精母細胞次級精母細胞減數(shù)第二次分裂前期染色體散亂分布在細胞中（對二倍體生物而言，無同源染色體）中期染色體的著絲點排列在細胞中央的赤道板上后期著絲點分裂，姐妹染色單體分開成為染色體，染色體數(shù)目暫時加倍末期細胞質(zhì)分裂，形成2個子細胞。（細胞中染色體數(shù)目是體細胞染色體數(shù)目的一半）四、精子和卵細胞的形成比較項目精子的形成卵細胞的形成形成場所睪丸卵巢生殖細胞的數(shù)目4個精細胞1個卵細胞+3個極體細胞質(zhì)分裂均等不均等有無變形過程無有五、受精作用1、概念：是卵細胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。（可體現(xiàn)細胞膜的流動性的結(jié)構(gòu)特點，細胞間的信息交流的功能。）2、實質(zhì)：精子的細胞核與卵細胞的細胞核融合。3、意義：通過減數(shù)分裂和受精作用，保證了有性生殖的生物前后代體細胞中染色體數(shù)目恒定，從而保證了遺傳的穩(wěn)定和物種的穩(wěn)定。配子多樣性和精卵結(jié)合的隨機性使同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性，有利于生物在自然選擇中進化。六、基因在染色體上1、薩頓的假說：基因位于染色體上，理由是基因與染色體存在明顯的平行關(guān)系。（類比推理法）2、摩爾根證明了基因位于染色體上。實驗材料是果蠅。（假說演繹法）3、基因與染色體之間的關(guān)系：一條染色體上有多個基因，呈線性排列。七、伴性遺傳1、XY型性別決定：男性：性染色體為XY，女性：性染色體為XX。ZW型性別決定：雄性：性染色體為ZZ，雌性：性染色體為ZW。2、伴X隱形遺傳（紅綠色盲、血友病、果蠅白眼的遺傳）特點：1）男患者多于女患者；2）交叉遺傳，隔代遺傳；3）女病父子必病，男正母女必正。3、伴X顯形遺傳（抗維生素D佝僂?。┨攸c：1）女患者多于男患者；2）世代遺傳；3）男病母女必病。4、伴Y遺傳（外耳道多毛癥）特點：1）患者全為男性；2）傳男不傳女；3）世代遺傳。5、人類遺傳病遺傳方式判斷1）是否為伴Y遺傳（所有患者均為男性，無女性患者）2）判斷顯隱性：無中生有為隱形，有中生無為顯性。3）確定致病基因位于常染色體還是X染色體：無中生有為隱性，隱性遺傳看女病，父子無病非伴性。有中生無為顯性，顯性遺傳看男病，母女無病非伴性。第三章基因的本質(zhì)一、DNA是主要的遺傳物質(zhì)1、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗：1）格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗實驗結(jié)論：加熱殺死的S型細菌中，含有某種促成R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的“轉(zhuǎn)化因子”。2）艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗實驗思路：特異性除去每種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)（利用的是自變量控制中的減法原理）。實驗結(jié)論：DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，同時證明了蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)。2、噬菌體侵染細菌的實驗1）原理：T2噬菌體以自身DNA為模板，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)合成自身組成物質(zhì)而實現(xiàn)增殖。2）實驗方法：放射性同位素標記法（35S標記蛋白質(zhì)，32P標記DNA）3）實驗過程：保溫的目的：使噬菌體充分侵染大腸桿菌。攪拌的目的：使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離；離心的目的：讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體，沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。4）實驗結(jié)果：用35S標記的一組侵染實驗，放射性同位素主要分布在上清液中；用32P標記的一組實驗，放射性同位素主要分布在沉淀物中5）誤差分析：35S標記組沉淀物中出現(xiàn)放射性：攪拌不充分（導致部分蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌上，離心時隨細菌到沉淀物中）。32P標記組上清液中也有放射性：①保溫時間過短，部分噬菌體還未侵染細菌；②保溫時間過長，部分子代噬菌體已經(jīng)釋放。6）實驗結(jié)論：DNA是噬菌體中的遺傳物質(zhì)。3、生物遺傳物質(zhì)類型判斷1）細胞生物含2種核酸，但DNA是遺傳物質(zhì)。2）病毒生物含1種核酸，遺傳物質(zhì)是DNA或RNA.二、DNA的結(jié)構(gòu)1、DNA的兩條鏈反向平行，空間結(jié)構(gòu)為雙螺旋結(jié)構(gòu)；基本單位為脫氧核苷酸，基本骨架為脫氧核糖與磷酸交替連接構(gòu)成?；パa鏈中的堿基通過氫鍵連成堿基對，排列在內(nèi)側(cè)（單鏈中相鄰堿基通過脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖連接）。堿基之間一一對應(yīng)的關(guān)系叫作堿基互補配對原則。2、A和T之間2個氫鍵，C和G之間3個氫鍵，故DNA分子中C和G堿基對比例越高，DNA的結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。三、DNA分子的復制（DNA半保留復制實驗實驗方法：同位素標記法、密度梯度離心法）1、場所：（真核）主要在細胞核中，在葉綠體、線粒體中也有。（原核：主要在擬核中）2、時間：細胞分裂前的間期（有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期）。3、條件：模板是DNA的兩條鏈，原料是4種游離的脫氧核苷酸，能量為ATP，酶包括解旋酶和DNA聚合酶。4、方向：子鏈的5′端→3′端5、精確復制的原因：DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確模板;堿基互補配對原則保證了復制的準確進行。6、特點：①半保留復制；②邊解旋邊復制。7、意義：將遺傳信息從親代細胞傳給子代細胞，保持遺傳信息的連續(xù)性。四、基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段1、基因：通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2、遺傳信息：指DNA中堿基的排列順序。第四章基因的表達DNA和RNA比較核酸種類比較項目DNARNA結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈結(jié)構(gòu)組成的基本單位脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸含N堿基腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）五碳糖脫氧核糖核糖功能傳遞和表達遺傳信息信使RNA（mRNA)：轉(zhuǎn)錄遺傳信息，蛋白質(zhì)翻譯的模板轉(zhuǎn)運RNA（tRNA)：識別并轉(zhuǎn)運氨基酸核糖體RNA（rRNA)：核糖體的組成成分二、密碼子和反密碼子1、密碼子在mRNA上，共64種。(決定氨基酸的密碼子有61或62種；終止密碼子有3或2種，不決定氨基酸。)2、反密碼子在tRNA上，共有61或62種。①一種氨基酸可由一種或幾種密碼子決定，但一種密碼子只決定一種氨基酸。 ②一種氨基酸可由一種或幾種tRNA搬運，但一種tRNA只能搬運一種氨基酸。3、密碼子的特點：①專一性②簡并性③通用性三、中心法則1．完善的中心法則內(nèi)容2、中心法則各過程比較項目復制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄RNA復制場所核糖體//模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNARNARNA原料方向酶解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶等多種酶逆轉(zhuǎn)錄酶等RNA聚合酶等結(jié)果兩個子代DNA分子RNA(mRNA、tRNA、rRNA)蛋白質(zhì)DNARNA信息傳遞DNA→DNADNA→RNAmRNA→蛋白質(zhì)RNA→DNARNA→RNA實例絕大多數(shù)生物絕大多數(shù)生物所有生物艾滋病病毒煙草花葉病毒四、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系1、基因?qū)π誀畹目刂品绞?）直接途徑：基因通過控制蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。2）間接途徑：基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。2.細胞分化的實質(zhì)：基因的選擇性表達1）管家基因：在所有細胞中都表達的基因，指導合成的蛋白質(zhì)是維持細胞基本生命活動所必須的，如核糖體蛋白基因、ATP合成酶基因。2）奢侈基因：只在某類細胞中特異性表達的基因，如卵清蛋白基因、胰島素基因。3.表觀遺傳：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。1）特點：①基因的堿基序列保持不變②可遺傳性③可逆性的基因表達。2）原因：DNA甲基化、組蛋白甲基化、乙?；?。4.基因與性狀的關(guān)系1）基因與性狀的關(guān)系并不都是簡單的線性關(guān)系。2）性狀（表型）是由基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果。3）基因與基因、基因與基因表達產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著錯綜復雜的相互作用，這種相互作用形成一個錯綜復雜的網(wǎng)絡(luò)，精細的調(diào)控著生物體的性狀第五章基因突變及其他變異一、基因突變1、概念：由于DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添和缺失，而引起基因堿基序列的改變。2、時間：主要在間期（有絲分裂前的間期、減數(shù)第一次分裂前的間期）。3、原因：1）誘發(fā)突變：物理（X射線等輻射損傷細胞內(nèi)的DNA）、化學（亞硝酸鹽等）、生物（病毒）因素2）自發(fā)突變：DNA復制偶爾發(fā)生錯誤4、結(jié)果：真核生物產(chǎn)生等位基因，原核生物產(chǎn)生新基因。5、特點：不定向性、普遍性、隨機性、低頻性6、意義：是產(chǎn)生新基因的途徑，是生物變異的根本來源，為生物進化提供了豐富的原材料二、基因重組1、概念：生物在進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。2、時期：減數(shù)第一次分裂3、類型：①自由組合型，發(fā)生于減數(shù)分裂Ⅰ后期，由于非同源染色體的自由組合而發(fā)生非等位基因的自由組合。②交叉互換型，發(fā)生于減數(shù)分裂Ⅰ前期，同源染色體上等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換。③肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗（R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌）4、結(jié)果：只能產(chǎn)生新的基因型和重組性狀5、意義：是生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因，對生物進化有重要意義。三、染色體變異（可以用光學顯微鏡觀察到）1、染色體數(shù)目變異1）個別染色體的增加減少：如21三體綜合征；2）以一套完整的非同源染色體為基數(shù)成倍地增加或成套地減少2、染色體結(jié)構(gòu)變異：缺失（如貓叫綜合征）、重復、易位、倒位。3、相關(guān)概念：1）染色體組：指細胞中的一組非同源染色體，即在形態(tài)和功能上各不相同,但含有控制生物性狀的一整套遺傳信息。2）二倍體：由受精卵發(fā)育而成的個體，體細胞中含有兩個染色體組的叫做二倍體。3）多倍體：由受精卵發(fā)育而成的個體，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的叫做多倍體。（優(yōu)點：莖稈粗壯，葉片、果實和種子比較大，糖類和蛋白質(zhì)等含量有所增加。缺點：生長慢，結(jié)實率低）4）單倍體：由配子直接發(fā)育而成的個體，體細胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同。4、人工誘導多倍體的方法：低溫處理、秋水仙素誘發(fā)。1）秋水仙素作用原理：能夠抑制紡錘體形成，使染色體不能移向細胞的兩極，從而引起細胞內(nèi)的染色體數(shù)目加倍。2）低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目變化的實驗中，用卡諾氏液固定細胞形態(tài)，再用體積分數(shù)為95%的酒精沖洗2次。用顯微鏡觀察時，視野中既有正常的二倍體細胞，又有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞。5、細胞癌變1）根本原因:原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變。2）原癌基因：表達的蛋白質(zhì)是細胞正常生長和增殖所必需的；抑癌基因：表達的蛋白質(zhì)能抑制細胞的生長和增殖，或者促進細胞凋亡。3）癌細胞的特點：①在適宜的條件下，能夠無限增殖；②細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；③細胞表面的糖蛋白減少，細胞黏著性降低，易在體內(nèi)擴散和轉(zhuǎn)移。6、幾種育種方式比較誘變育種的原理：基因突變雜交育種的原理：基因重組單倍體育種的原理：染色體變異多倍體育種的原理：染色體變異。四、人類遺傳病1、類型：1）單基因遺傳?。菏芤粚Φ任换蚩刂频倪z傳病，在群體中發(fā)病率低。①常染色體隱性遺傳?。喊谆　⒈奖虬Y、鐮狀細胞貧血②常染色體顯性遺傳病：多指、并指、軟骨發(fā)育不全③伴X染色體隱性遺傳病：色盲、血友病④伴X染色體顯性遺傳?。嚎咕S生素D佝僂?、莅閅遺傳?。和舛蓝嗝Y2）多基因遺傳?。菏軆蓪騼蓪σ陨系任换蚩刂频娜祟愡z傳病。①舉例：原發(fā)性高血壓、冠心病、哮喘、青少年型糖尿病等；②特點：在群體中發(fā)病率高，易受環(huán)境影響。3）染色體異常遺傳?。河扇旧w結(jié)構(gòu)或數(shù)目變異引起的的人類遺傳病。①舉例：貓叫綜合征、唐氏綜合征、性腺發(fā)育不良（XO）等；②特點：a.造成遺傳物質(zhì)較大改變，往往造成較嚴重的后果b.患者體內(nèi)不存在致病基因c.光學顯微鏡下直接觀察到2、調(diào)查遺傳病的發(fā)病率：到人群中隨機抽樣調(diào)查，樣本數(shù)量足夠大調(diào)查遺傳方式：在患者家系中調(diào)查。3、通過產(chǎn)前診斷和遺傳咨詢等手段，對遺傳病進行監(jiān)測和預防。第六章生物的進化一、生物有共同祖先的證據(jù)1、達爾文的生物進化論主要由兩大學說組成：共同由來學說和自然選擇學說。共同由來學說：指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先進化來的；自然選擇學說揭示了生物進化的機制，解釋了適應(yīng)的形成和物種形成的原因。2、地層中陳列的證據(jù)---化石(1)化石是指通過自然作用保存在地層中的古生物的遺體、遺物或生活痕跡。化石是研究生物進化最直接、最重要的證據(jù)。(2)生物是由原始的共同祖先經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代逐漸進化而來的。(3)生物的進化順序是由簡單到復雜、由低等到高等、由水生到陸生。3、其他方面的證據(jù)：比較解剖學、胚胎學、細胞和分子水平二、自然選擇與適應(yīng)的形成1、適應(yīng)1）適應(yīng)的含義：一是指生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)適合于完成一定的功能，二是指生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其功能適合于該生物在一定的環(huán)境中生存和繁殖。適應(yīng)的特點：普遍性和相對性。2、拉馬克的進化學說：用進廢退、獲得性遺傳（先選擇后變異）3、達爾文的自然選擇學說（先變異后選擇）1）主要觀點：適應(yīng)的來源是可遺傳的變異，適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果。2）主要內(nèi)容：a.過度繁殖：自然選擇的條件；b.生存斗爭：自然選擇的手段，進化的動力；c.遺傳和變異：自然選擇的基礎(chǔ)，進化的內(nèi)因；d.適者生存：自然選擇的結(jié)果；3）貢獻：使生物學第一次擺脫了神學的束縛，步入了科學的軌道。揭示了生物界的統(tǒng)一性是由于所有的生物都有共同的祖先，而生物的多樣性和適應(yīng)性是進化的結(jié)果。4)不足：對于遺傳和變異的認識還局限于性狀水平，不能科學地解釋遺傳和變異的本質(zhì)。4、現(xiàn)代生物進化理論：關(guān)于遺傳和變異的研究，已經(jīng)從性狀水平深入到基因水平；關(guān)于適應(yīng)以及物種的形成等問題的研究，已經(jīng)從以生物個體為單位，發(fā)展到以種群為單位，形成了以自然選擇為核心的現(xiàn)代生物進化理論：三、種群基因組成的變化與物種的形成1.種群和種群基因庫1）種群：生活在一定區(qū)域的同種生物全部個體的集合叫做種群。2）基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫。3）基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數(shù)的比值，叫做基因頻率。2、種群基因頻率的變化（進化）1）生物進化的基本單位：種群；2）可遺傳的變異（包括基因突