高中生物必修2《遗传与进化》知识总结

高中生物必修2《遗传与进化》

要点知识梳理

一、孟德尔遗传规律的应用：

牢记一对等位基因的相关情况，两对或两对以上的等位基因均可采用拆分法:

1、判断显隐性的方法（P —亲本、F —子代、X —杂交、自交○x 、父本 ♂ 、母本♀）

已知条件

显隐性判断

亲本杂交组合（表现型）

后代表现型 显性性状 隐性性状

甲性状X 乙性状 只出现甲性状后代 甲 乙 甲性状X 甲性状 出现甲、乙两种性状的后代 甲 乙

甲性状：乙性状=3：1

甲

乙

2、等位基因的情况

正推：已知亲本杂交组合推论各种后代情况 亲本杂交组

合 后代基因型 后代表现型 纯合子概率 杂合子概率 备注 DD X DD DD 全显 1 0 对于不同的表达方式：概率、基因型、比列、表现型均可要分清楚

DD X Dd DD Dd 全显 1/2 1/2 DD X dd Dd 全显 0 1 dd X dd dd 全隐

1

0 Dd X dd Dd dd 显：隐=1：1 1/2 1/2 Dd X Dd

DD 2DD dd

显：隐=3：1 1/2

1/2

后代表现型

亲本杂交组合

备注

全显 DDX 亲本中一定有个显性纯合子 全隐 dd X dd 亲本杂交组合唯一 显：隐=1：1 Dd X dd 重点识记

显：隐=3：1

Dd X Dd

3、两对或者两对以上的，均是先拆对，后相乘。如：

①配子类型的问题

例：某生物雄性个体的基因型为AaBbcc ，这三对基因为独立遗传，则它产生的精子的种类有：

Aa Bb cc ↓ ↓ ↓

2 × 2 × 1 ＝ 4种

②基因型类型的问题

例：AaBbCc 与AaBBCc 杂交，其后代有多少种基因型？先将问题分解为分离定律问题： Aa ×Aa → 后代有3种基因型（1AA ∶2Aa ∶1aa ）；Bb ×BB → 后代有2种基因型（1BB ∶1Bb ）；Cc ×Cc → 后代有3种基因型（1CC ∶2Cc ∶1cc ）。因而后代有3×2×3＝ 18种基因型。

③表现型类型的问题

例：AaBbCc 与AabbCc 杂交，其后代有多少种表现型？先将问题分解为分离定律问题：

Aa×Aa →后代有2种表现型；Bb×BB →后代有2种表现型；Cc×Cc →后代有2种表现型。

因而AaBbCc与AabbCc杂交，其后代有2×2×2＝ 8种表现型。

4、人类遗传病的口诀

无中生有为隐性，隐性患病看女病，女病父正为常隐。（图1）

有中生无为显性，显性遗传看女性，女正父患为常显。（图3）

父传子，子传孙，一传到底。（图5）

图2：可能是常隐也可能是伴X隐；图4：可能是常显也可能是伴X显

常染色体遗传病常染色体显性遗传病并指，多指，软骨发育不全

常染色体隐性遗传病白化病，先天性聋哑，苯丙酮尿症

伴性遗传病伴X显性遗传病抗维生素佝偻病伴X隐性遗传病红绿色盲，血友病伴Y遗传病外耳廓多毛症

二、减数分裂与有丝分裂

1、图象

2、总体比较

有丝分裂减数分裂发生分裂的细胞类型体细胞原始生殖细胞

复制与分裂次数复制一次，细胞分裂一次复制一次，细胞连续分裂二次子细胞数目 2 1或4

子细胞类型体细胞生殖细胞

染色体数变化2n－4n－2n 2n－n－2n－n

染色单体数变化0－4n－0 0－4n－2n－0

DNA分子数变化2c－4c－2c 2c－4c－2c－c

染色体行为不联会、无四分体形成联会后形成四分体

可能发生的变异基因突变（频率极低）、染色体变异基因突变、染色体变异和基因重组

3、图形比较：

①前期图辨认

②中期图辨认③后期图辨认

4、曲线比较

5、减数分裂过程中染色体、DNA、染色单体数目变化（物种为2n）：

间期

减数第一次分裂减数第二次分裂

前期中期后期末期前期中期后期末期

三、中心法则

1、证明DNA 是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质的实验有两个，一个是肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验。其中噬菌体侵染细菌的实验过程：因为噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，它的头部

和尾部均可具_蛋白质_的外壳，头内部含有_DNA _。①放射性同位素35

S 标记噬菌体的_蛋白质_，用放射性

同位素32

P 标记噬菌体的_ DNA _②实验结果表明：_ DNA 是遗传物质_。

2、在自然界，除了_病毒_中有少数生物只含_RNA _不含_ DNA _，在这种情况下RNA 是遗传物质。因为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。

3、DNA 分子中，脱氧核苷酸数、磷酸基数，含N 碱基数相等。n 个DNA 分子中，如果共有磷酸基数为a ，A

碱基b 个，则复制n 次，共需脱氧核苷酸_（2n －1）a _个：第n 次复制，需G 2n －1

（a －2b ）个。DNA 分子中，_G--C__碱基对占的比例越高，DNA 分子结构越稳定。

4、DNA 分子的立体结构的主要特点是：①两条长链按_反向__平行方式盘旋成_双螺旋结构。②_脱氧核糖_和_磷酸_交替连接，排列在DNA 分子的外侧，构成基本骨架，_碱基_排列在内侧。③DNA 分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且配对有一定的规律。

5、DNA 分子能够储存大量的遗传信息，是因为碱基对排列顺序的多种排列。

6、DNA 的特性：_多样性_、_特异性_、_稳定性_。

7、复制的过程：①解旋提供准确模板：在_ATP _供能、_解旋_酶的作用下，DNA 分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从_氢键_处断裂，两条螺旋的双链解开，这个过程叫做_解旋_。②合成互补子链；以上述解开的每一段母链为_模板_，以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照 碱基互补配对_原则，在_有关酶（DNA 聚合酶，DNA 连接酶）的作用下，各自合成与母链互补的一段子链。③子、母链结合盘绕形成新DNA 分子：在DNA 聚合酶的作用下，随着解旋过程的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，从而各自形成一个新的DNA 分子。DNA 复制的特点：新DNA 分子由亲代DNA 分子的一条链和新合成的一条子链构成，是一种半保留复制。DNA 复制的生物学意义：DNA 通过复制，使遗传信息从_亲代传给子代_，从而保持了遗传信息的_稳定性和连续性。 8、基因的概念是有遗传效应的DNA 片断

基因的功能：①_通过复制传递遗传信息_②_通过控制蛋白质的合成表达遗传信息_

基因的脱氧核苷酸排列顺序就代表遗传信息

；信使RNA 上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做

_密码子_。

9、基因对性状的控制：①直接通过控制蛋白质的分子结构②通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。

10、蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程。

概念：以_ DNA 的一条链_为模板，通过_碱基互补配对原则_合成_RNA _的过程。 转录 即DNA 的_脱氧核苷酸_序列→mRNA 的_核糖核苷酸_序列。 场所：_细胞核_。

概念：以_ mRNA _模板，合成_具有一定氨基酸顺序的蛋白质_的过程。 翻译 即mRNA 的_核糖核苷酸序列→蛋白质的氨基酸_序列。

场所：_细胞质的核糖体_。

表一：DNA 分子转录与复制比较

转录翻译蛋白质逆转录

四、基因突变与其他变异

表一：基因突变

表二：基因突变与基因重组比较

表三：染色体结构变异

表四：染色体数目变异

两类：一类染色体数目个别增加或减少；另一类以染色体组形式成倍增加或减少

五、基因工程与育种

1、基因工程工具及操作步骤

工具：限制性内切酶、DNA连接酶、基因的运载体（质粒、噬菌体、和动植物病毒）

步骤：

（1）提取目的基因；（2）目的基因与运载体结合

（3）将目的基因导入受体细胞（4）目的基因的表达和检测

2、基因工程应用

（1）抗虫基因作物的使用，不仅减少了农药的用量，大大降低了生产成本，而且还减少了减少了农药对环境的污染。

（2）基因工程生产药品的优点是效率高_、_ 成本低_、品质好。

（3）目前关于转基因生物和转基因产品的安全性，有两种观点，一种观点是转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制；另一种观点是_转基因生物和转基因食品是安全的，应该大范围推广。

六、现代生物进化理论

1、学科术语专用名词

（1）过度繁殖：任何一种生物的繁殖能力均可很强，在不太长的时间内能产生大量的后代表现为过度繁殖。

（2）自然选择：达尔文把这种适者生存不适者被淘汰的过程叫作自然选择。

（3）种群：生活在同一地点的同种生物的一群个体，是生物繁殖的基本单位。个体间彼此交配，通过繁殖将自己的基因传递给后代。

（4）基因库：种群全部个体所含的全部基因叫做这个种群的基因库，其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分。

（5）基因频率：某种基因在整个种群中出现的比例。

（6）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互相交配，并产生出可育后代的一群生物个体。

（7）隔离：指同一物种不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括：

a、地理隔离：由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间不能相遇而不能交配。（如: 东北虎和华南虎）

b、生殖隔离：种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育的后代。

2、基因频率的计算

基因频率的计算方法：

①通过基因型计算基因频率。例如，从某种种群中随机抽出100个个体测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别为30、60和10，A基因频率＝（2×30+60）÷2×100=60%,a基因频率＝1-60%=40%。

②通过基因型频率计算基因频率,一个等位基因的频率等于它的纯合子频率与1/2杂合子频率之和。例如：AA基因型频率为30/100=0.3，Aa基因型频率为60/100=0.6；aa基因型频率为10/100=0.1；则A基因频率＝0.3+1/2×0、6=40%。

③种群中一对等位基因的频率之和等于1，种群中基因型频率之和等于1。

3、进化理论要点

（1）达尔文自然选择学说的内容有四方面：过度繁殖；生存斗争；遗传变异；适者生存。

（2）达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）；它们均可要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）；它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的因吃不到树叶而最终饿死了（适者生存）。

（3）现代生物进化理论的基本观点是：进化的基本单位是种群，进化的实质是种群基因频率的改变。物种形成的基本环节是：突变和基因重组——提供进化的原材料；自然选择——基因频率定向改变，决定进化的方向；隔离——物种形成的必要条件。

（4）种群基因频率改变的原因：基因突变、基因重组、自然选择。生物进化其实就是种群基因频率改变的过程。

（5）基因突变和染色体变异均可可称为突变。突变和基因重组使生物个体间出现可遗传的变异。

（6）种群产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择和种群的繁殖使有利变异基因不断积累，不利变异基因逐代淘汰，使种群的基因频率发生了定向改变，导致生物朝一定方向缓慢进化。因此，定向的自然选择决定了生物进化的方向。

（7）物种的形成：物种形成的方式有多种，经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式。（如：加拉帕戈斯群岛上的13种地雀的形成过程，就是长期的地理隔离导致生殖隔离的结果。）

4、共同进化与生物多样性

共同进化

（1）生物与生物之间的共同进化：如某种兰花和专门为它传粉的蛾；捕食者和被捕食者。

（2）生物与无机环境之间的共同进化：

生物多样性

样性。生物多样性是特定环境自然选择的定向性和不同生物生存环境多样性共同形成的。多样的环境必然对生物进行多方向的选择，选择的结果必然是不同环境中的生物多种多样。生物多样性包括基因多样性、

．．．．．．．．．．．．．

物种多样性和生态系统多样性。

．．．．．．．．．．．．．．生物多样性是人类赖以生存和发展的基础。

（1）基因多样性是指地球上所有生物所拥有的全部基因。

基因多样性（即遗传多样性），是由构成基因的脱氧核苷酸排列顺序的多样性决定的。基因通过转录和翻译，其多样性就可以反映到蛋白质分子的空间结构上，进而反映出生物性状的多样性。

（2）物种多样性是指地球上所有的植物、动物和微生物，强调物种的变异性。

（3）生态系统多样性是指地球上各种各样的生态系统。（生态系统组成成分的多样性→营养结构的复杂性

→自动调节能力的大小）

所谓生物多样性是指地球上所有的生物（动物、植物、微生物等)以及它们所构成的综合体(生态系统)。通常包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个组成部分。基因多样性是生物多样性的重要组成部分，是地球上所有生物携带的各种遗传信息的总和。

任何一个物种或一个生物个体均可保存着大量的遗传基因，因此，可被看作是一个基因库。一个物种所包含的基因越丰富，它对环境的适应能力越强。基因的多样性是生命进化和物种分化的基础。而物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度，是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标。生态系统的多样性主要是指地球生态系统类型的多样性及其各种生态过程的多样性。

从以上分析中可看出，基因多样性是物种多样性、生态系统多样性赖以存在的基础。所以，在基因这一层次上的保护是最核心的，也是最基本的。

关于生物多样性的原因，从分子水平上看，其根本原因是DNA上基因的多样性（遗传物质多样性）；性状表现多样性的直接原因是蛋白质种类的多样性；从进化的角度看多样性产生的原因是生态环境的多样性（不同环境的自然选择）。

对达尔文自然选择学说的评价

（1）先进性：它论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因提出了合理的解释。

（2）局限性

①对于遗传和变异的本质未能作出科学的解释。

②对于生物进化的解释也局限于个体水平。

③强调物种的形成是渐变的结果，不能解释物种大爆发的现象。