[高中生物学科思维导图(人教版必修二)] 生物必修一思维导图 第二章

遗 传 的 基 本 规 律 与 伴 性 遗 传 1 遗传因子 的发现 豌豆的特点 自花传粉、闭花受粉，自然状态下一般为纯种 具有易于区分的性状，实验结果很容易观察和分析。如：高茎和矮茎；
圆粒和皱粒 人工传粉过程 人工去雄→套袋隔离→人工授粉→再套袋隔离 相关概念 相关符号意义 P：亲本；
F1：子一代；
F2：子二代；
♀ ：母本；
♂：父本；
×：
杂交；
U ：
自交 性状 生物所表现出来的形态结构（双眼皮）、生理特征（B型血）和行为方式（左撇子） 相对性状 同种生物的同一种性状的不同表现类型 分为 显性性状（如豌豆的高茎） 隐性性状（如豌豆的矮茎） 等位基因 位于同源染色体上 控制相对性状的基因 显性基因 决定显性性状的基因（用大写字母表示） 隐形基因 决定隐性性状的基因（用小写字母表示） 性状分离 在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象 表现型 生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎 基因型 与表现型有关的基因组成，如高茎豌豆的基因型是DD或Dd,矮茎豌豆的基因型是dd 纯合子 基因组成相同的个体，如：DD、dd、YYRR、yyrr 杂合子 基因组成不同的个体，如Dd、YyRr、Yyrr、yyRr 分离定律的发现 过程及其内容 实验过程及现象 P 高茎×矮茎→F1（全为高茎）；
F1自交→F2（高茎：矮茎=3:1） 解释（提出假说） ①生物的性状是由遗传因子（基因）决定的 ②体细胞中遗传因子（基因）是成对存在的 ③形成配子时，成对的遗传因子（基因）彼此分离，分别进入不同的配子。配子中只含有每对遗传因子（基因）中的一个 ④受精时，雌雄配子的结合是随机的 验证（演绎推理） 设计测交实验：F1与隐性纯合子杂交，推测后代高茎：矮茎=1:1 实验验证：在得到的64株后代中，30株是高茎，34株是矮茎，比例接近1:1，验证了以上解释的正确性 分离定律内容 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；
在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随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 自由组合定律的 发现过程及其内容 实验过程及现象 P 黄色圆粒×绿色皱粒→F1（全为黄色圆粒）；
F1自交→F2 （黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=9:3:3:1） 解释（提出假说） ①纯种黄色圆粒和纯种绿色皱粒豌豆的基因型成分别是YYRR和yyrr,F1的基因型是YyRr ②F1形成配子时，每对基因彼此分离，不同对的基因自由组合。F1产生的雌配子和雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr ③受精时，雌雄配子的结合是随机的。雌雄配子的结合方式有16种，F2基因型有9种，表现型有4种 验证（演绎推理） 设计测交实验：F1与隐性纯合子杂交，推测后代黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒=1:1:1:1 实验验证：在得到的207粒后代种子中，黄色圆粒是55粒，黄色皱粒是49粒，绿色圆粒是51粒，绿色皱粒是52粒，比例接近1:1:1:1，验证了以上解释的正确性 自由组合定律内容 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 基因在染色体上 萨顿的假说 内容 基因在染色体上 依据 基因和染色体行为存在明显的平行关系 研究方法 类比推理法 摩尔根关于果蝇 的实验证据 过程及现象 P 红眼（♀）×白眼（♂）→F1（雌雄全为红眼）；

F1雌雄交配→F2[红眼（♀、♂）：白眼（♂）=3:1] 解释（假说） 控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含它的等位基因 演绎推理 测交实验等 结 论 控制果蝇白眼的基因在X染色体上，证明了萨顿假说的正确性 研究方法 假说演绎法 基因和染色体的关系 一条染色体上有多个基因 基因在染色体上呈线性排列 遗 传 的 基 本 规 律 与 伴 性 遗 传 2 伴 性 遗 传 概念 基因位于性染色体上，这些基因控制的性状总是和性别相关联的现象 人类红绿色盲症 遗传类型 伴X染色体隐性遗传病 特点 男性患者多于女性患者、隔代遗传、交叉遗传 抗维生素D佝偻病 遗传类型 伴X染色体显性遗传病 特点 女性患者多于男性患者、世代遗传 外耳道多毛症 遗传类型 伴Y染色体遗传 特点 只有男性患病 鸟类的性别决定方式 雄性：ZZ（两条性染色体的形态、大小相同） 雌性：ZW（两条性染色体的形态、大小不同） 人 类 遗 传 病 单基因遗传病 特点 受一对基因控制 分类 常染色体显性遗传病 多指、并指、软骨发育不全等 常染色体隐性遗传病 白化病、镰刀型细胞贫血症、 苯丙酮尿症、先天性聋哑等 伴X染色体显性遗传病 抗维生素D佝偻病等 伴X染色体隐性遗传病 人类红绿色盲症、血友病等 多基因遗传病 特点 受多对基因控制 在群体中发病率高 容易受环境影响 举例 唇裂，无脑儿，原发性高血压、冠心病、哮喘、青少年型糖尿病等 染色体异常遗传病 举例 猫叫综合征 第5号染色体部分缺失 21三体综合征 比正常人多了一条21号染色体 性腺发育不良 也叫特纳氏综合症，XO型，缺少一条X染色体 监测和预防 遗传咨询 作出诊断→分析传递方式→推算后代发病率→提出对策和建议 产前诊断 如羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查、基因诊断等 病因 由染色体异常引起的遗传病 遗 传 系 谱 图 分 析 先排除伴Y遗传 父病子全病（患者全为男性）→伴Y遗传 再判断显隐性 三看出现比例 “无中生有是隐性” →看女患者 其父和子无病→定为常染色体隐性遗传 其父和子皆病→最可能为伴X隐性遗传 “有中生无是显性” →看男患者 其母和女无病→定为常染色体显性遗传 其母和女皆病→最可能为伴X显性遗传 若连续几代都得病→可能是显性遗传 若患者男女比例相当→最可能是常染色体遗传 患者男多女少→最可能为伴X隐性遗传 患者女多男少→最可能为伴X显性遗传 特例 若出现此图 定为常染色体隐性遗传 若出现此图 定为常染色体显性遗传 减 数 分 裂 和 受 精 作 用 1 减 数 分 裂 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方式 特点 染色体复制一次，细胞分裂两次 结果 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） 场所 精子是在睾丸的曲细精管中形成的；
卵细胞是在卵巢中形成的 过程（精原细胞） 特征 （精原细胞） MI 前期 ①联会：同源染色体两两配对，形成四分体 ②交叉互换：四分体中的非姐妹染色单体经常发生缠绕并交换一部分片段 中期 点在板侧：成对的同源染色体的着丝点整齐地排列在赤道板的两侧 后期 同源染色体分离，非同源染色体自由组合（导致同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合） 末期 细胞质分裂，一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞 次级精母细胞中的染色体数目减半 次级精母细胞中无同源染色体，每条染色体上含有两条染色单体 MII 与有丝分裂过程相似，每个次级精母细胞形成2个相同的精细胞 一个精原细胞最终形成4个精细胞，精细胞中的染色体数是体细胞的一半 染色体、DNA、染色单体变化曲线 卵细胞的形成特点 与精子的形成过程基本相同，染色体行为变化和精子形成过程完全相同 初级卵母细胞和次级卵母细胞进行不均等分裂；
第一极体进行均等分裂 一个卵原细胞最终形成1个卵细胞和3个极体（消失） 减 数 分 裂 和 受 精 作 用 2 相关概念图示 物理模型构建 建立减数分裂中染色体变化的模型 受精作用 概念 卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程 配子的多样性 雌雄配子 随机结合 图示 结果 雌雄配子间结合方式16种，子一代基因型有9种，性状组合有4种 性状分离比为 9 ：
3 ：
3 ：
1 Y_R_(1～9）：Y_rr(10～12)：
yyR_（13～15)：
yyrr（16) 结果 ①受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目 细胞质遗传 细胞质基因 线粒体和叶绿体中的基因 能进行半自主自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成 特点 只能通过 母本遗传 精子中几乎不含细胞质（精细胞变形形成精子的过程中脱落） 卵细胞继承了卵原细胞绝大部分的细胞质 意义 ①体现了有性生殖的优越性 同一双亲的后代呈现多样性，有利于生物在自然选择中进化 ②维持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十分重要 实验 名称 观察蝗虫精母细胞减数分裂的固定装片 区别MI和MII的方法 （二倍体生物） MI （有同源染色体） 前 染色体散乱分布，有联会现象 中 点在板侧：成对的同源染色体的着丝点整齐地排列在赤道板的两侧 后 同源染色体彼此分离，姐妹染色单体不分离 MII （无同源染色体） 前 染色体散乱分布 中 着丝点排列在赤道板上 后 着丝点分裂，姐妹染色单体分开 ②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） 基 因 的 本 质 与 表 达 1 DNA是主要 的遗传物质 实验 证据 体内转 化实验 实验者：格里菲斯 过程及现象 ①注射R型活细菌→小鼠不死亡 ②注射S型活细菌→小鼠死亡 ③注射加热后杀死的S型细菌→小鼠不死亡 ④R型活细菌+加热后杀死的S型细菌→小鼠死亡；

从小鼠体内分离出了S型活细菌 结论 加热杀死的S型细菌中存在某种转化因子，能将无毒性的R型细菌转化为有毒性的S型细菌 体外转 化实验 实验者：艾弗里及其同事 过程及现象 ①R型菌+S型菌的DNA→R型菌+S型菌 ②R型菌+S型菌的蛋白质或荚膜多糖→只有R型菌 ③R型菌+S型菌的DNA+DNA酶→只有R型菌 结论 DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质 局限性 提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑 噬菌体侵染 细菌的实验 实验者：赫尔希和蔡斯 过程及现象 ①被35S标记的噬菌体+大肠杆菌→搅拌后离心→上清液放射性高， 沉淀物放射性低，新形成的噬菌体中没有检测到35S ②被32P标记的噬菌体+大肠杆菌→搅拌后离心→上清液放射性低， 沉淀物放射性高，新形成的噬菌体中检测到32P 结论 DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质（因为实验表明：
噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌中，而蛋白质外壳仍留在外面） 方法 同位素标记法 烟草花叶 病毒实验 过程及现象 ①烟草花叶病毒的蛋白质→不能使烟草感染病毒 ②烟草花叶病毒的RNA→能使烟草感染病毒 结论 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA “DNA是主要的遗传物质” 的含义 绝大多数生物的遗传物质是DNA（如真核生物、原核生物、DNA病毒） DNA的结构 结构顺序 元素组成 → 三类小分子 → 单体 → 多聚体 C、H、O、N、P → 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基→ 脱氧核苷酸 → 脱氧核糖核酸 特点 ①两条链按反相平行的方式盘旋成双螺旋结构 ②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；
碱基排列在内侧 ③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，其中A与T配对、G与C配对（碱基互补配对原则） 主要建立者 沃森和克里克（通过物理模型构建法） 特性 多样性 DNA中碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性 特异性 DNA中碱基的特定的排列顺序，构成了DNA分子的特异性 基因 本质 基因是有遗传效应的DNA片段。基因能被转录和翻译，故能控制生物的性状 特点 ①一个DNA分子上有多个基因 ②遗传信息是指脱氧核苷酸的排列顺序 ③同DNA一样，基因也是双螺旋结构，也是由脱氧核苷酸连接组成的 少数生物的遗传物质是RNA（只有RNA病毒） 同时是生物体多样性的物质基础 同时是生物体特异性的物质基础 基 因 的 本 质 与 表 达 2 DNA的复制 概念 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 时间 细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期 场所 真核细胞主要是在细胞核，线粒体和叶绿体中也有，原核细胞在拟核 特点 ①半保留复制 ②边解旋边复制 条件 ①模板：DNA的两条链 ②原料：4种游离的脱氧核糖核苷酸 产物 两条完全相同的DNA分子 保证 ①DNA分子的独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板 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 基 因 的 表 达 转录 概念 以DNA的一条链为模板合成RNA的过程 场所 真核细胞主要在细胞核，原核细胞在细胞质 条件 ①模板：DNA的一条链 ②原料：4种游离的核糖核苷酸 碱基互补配对原则 A配U、T配A、C配G、G配C 产物 一个RNA分子（主要指mRNA) 图示 翻译 概念 游离在细胞质中的氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 场所 核糖体 条件 ①模板：mRNA ②原料：游离氨基酸 产物 蛋白质 特点 一条mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，迅速合成出大量的相同蛋白质 密码子（64种） mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基 反密码子（61种） tRNA上可以与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基 图示 基因对性状 的控制 中心法则 两条途径 间接 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 直接 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 ③酶解旋酶、DNA聚合酶等 ④能量：ATP提供 ②碱基互补配对原则保证了复制和准确性 ③酶：RNA聚合酶 ④能量：ATP提供 终止密码子不决定氨基酸，分别为UAA、UAG、UGA ③tRNA（识别和转运氨基酸） ④能量：ATP提供 生 物 的 变 异 、 育 种 与 进 化 1 变异 突变 基因 突变 概念 DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起基因结构的改变 实例 镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病 特点 普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性 意义 是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料 染色体 变异 类型 染色体的结构变异 缺失、重复、倒位、易位（发生在非同源染色体之间） 染色体数目的变异 个别染色体的增加或减少，如21三体综合征 以染色体组的形式成倍地增加或减少，如三倍体无子西瓜 染色体组 形态上：是细胞中在形态和功能上各不相同的一组非同源染色体 功能上：是控制生物生长、发育、遗传和变异的一组染色体 二倍体 由受精卵发育而来的，体细胞中含有两个染色体组的个体 多倍体 概念 由受精卵发育来的，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 特点 植株常常茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大 单倍体 概念 由配子发育来的体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 特点 植株长得弱小，高度不育 无籽西瓜培育 基因 重组 概念 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 时期 减数第一次分裂前期：同源染色体上的非等位基因随着非姐妹染色单体间的交叉互换而重组 减数第一次分裂后期：非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而重组 意义 生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义 进化 局限性 对于遗传和变异的本质，不能做出科学的解释 对生物进化的解释局限于个体水平 不能很好地解释物种大爆发的现象 现代生物 进化理论 种群是生物进化的基本单位 基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因 突变和基因重组都是随机的、不定向的，只提供生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向 自然选择决定生物进化的方向 进化的实质是种群基因频率的定向改变 新物种形成的标志是产生生殖隔离 物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物 共同进化 不同物种之间，生物与无机环境之间相互影响中不断进化和发展 生物多样性 基因多样性、物种多样性、生态系统多样性 糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加 三倍体在进行减数分裂时，同源染色体染色体联会发生紊乱，不能形成正常的配子导致不能产生种子 概念 举例 人、果蝇等绝大多数动物、玉米 举例 香蕉是三倍体，马铃薯是四倍体 诱导方法 低温处理 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 抑制分裂前期纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍 诱导原理 过程 原理 达尔文的 自然选择学说 主要 贡献 论证了生物是不断进化的，对生物进化的原因提出了合理的解释 揭示了生命现象的统一性是由于生物都有共同的祖先，生物多样性是生物进化的结果 使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道 相关概念 主要 内容 基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率 基因型频率：一个种群中，某个基因型的个体数占种群个体总数的比率 种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体 新物种形成的三个环节 生 物 的 变 异 育 种 与 进 化 2 实验 操作步骤 染色试剂 改良苯酚品红染液 育种 杂交育种 概念 将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法 原理 基因重组 优点 使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上 缺点 ①育种时间长②局限于同一种或亲缘关系较近的个体 实例 用高产、不抗病和低产、抗病的小麦杂交获得高产、抗病的小麦 诱变育种 概念 利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变的育种方法 原理 基因突变 优点 提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状 缺点 有利变异少，需处理大量实验材料(有很大盲目性) 实例 高产青霉菌的选育、“黑农五号”大豆品种的培育等 基因工程育种 概念 把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状的育种方式 原理 基因重组 工具 限制酶（基因的剪刀）、DNA连接酶（基因的针线）、 运载体（基因的运载体常用的有质粒、噬菌体和动植物病毒） 优点 ①能定向地改变生物遗传性状；
②目的性强；

③育种周期短；
④克服了远缘杂交不亲和的障碍 缺点 技术复杂，安全性问题多 实例 转基因抗虫棉、胰岛素、白细胞介素等药物的获得 多倍体育种 原理 染色体数目变异 优点 操作简单，能较快获得所需品种 缺点 所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物 单倍体育种 原理 染色体数目变异 过程 优点 明显缩短育种年限，子代均为纯合子 缺点 技术复杂且需与杂交育种配合 名称 低温诱导染色体数目加倍

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