高中生物《遗传与进化》经典知识汇总知识点分析新人教版必修2.docx
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高中生物《遗传与进化》经典知识汇总知识点分析新人教版必修2
《遗传与进化》经典知识汇总
一、孟德尔遗传规律的应用
基本策略：
牢记一对等位基因的相关情况，两对或两对以上的都采用拆分法
1、判断显隐性的方法（P—亲本、F—子代、X—杂交、自交
、父本♂、母本♀）
已知条件
显隐性判断
亲本组合（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：
已知亲本组合推论各种后代情况
亲本组合
后代基因型
后代表现型
纯合子概率
杂合子概率
备注
DDXDD
DD
全显
1
0
对于不同的表达方式：
概率、基因型、比列、表现型都要分清楚
DDXDd
DDDd
全显
1/2
1/2
DDXdd
Dd
全显
0
1
ddXdd
dd
全隐
1
0
DdXdd
Dddd
显：
隐=1：
1
1/2
1/2
DdXDd
DD2DDdd
显：
隐=3：
1
1/2
1/2
逆推：
已知后代情况推论亲本组合
后代表现型
亲本组合
备注
全显
DDX
亲本中一定有个显性纯合子
全隐
ddXdd
亲本组合唯一
显：
隐=1：
1
DdXdd
重点识记
显：
隐=3：
1
DdXDd
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：
AaBbcc
↓↓↓
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AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有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
染色体
2n
2n
2n
2n
2n－n
n
n
2n
2n－n
DNA
2a－4a
4a
4a
4a
4a－2a
2a
2a
2a
2a－a
染色单体
0,4n
4n
4n
4n
4n－2n
2n
2n
0
0
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，它的头部和尾部都具_蛋白质_的外壳，头内部含有_DNA_。
①放射性同位素35S标记噬菌体的_蛋白质_，用放射性同位素32P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G2n－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
DNA的转录
DNA的复制
场所
细胞核
细胞核
模板
DNA一条链
DNA两条链
原料
四种核糖核苷酸
四种脱氧核苷酸
酶
解旋酶、RNA聚合酶
解旋酶、DNA聚合酶
能量
ATP
ATP
碱基配对
A-T-C-G
U-A-G-C
A-T-C-G
T-A-G-C
产物
各种RNA
子代DNA
表二：
基因表达之转录与翻译比较
转录
翻译
定义
细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程
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
细胞核
细胞质的核糖体
模板
DNA的一条链
信使RNA
信息传递方向
DNAmRNA
mRNA蛋白质
原料
四种核糖核苷酸
20种氨基酸
产物
信使RNA
蛋白质
实质
遗传信息的转录
遗传信息的表达
四、基因突变与其他变异
表一：
基因突变
项目
概述说明
实例
镰刀型贫血症
概念
DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变
类型
体细胞基因突变（不能遗传），生殖细胞基因突变（能遗传）
结果
产生等位基因
原因
内因：
细胞分裂间期DNA复制时，碱基互补配对出现差错
外因：
物理因素、化学因素、生物因素
特点
普遍性、随机性、不定向性、低频性、多数有害性
意义
基因突变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
应用
诱变育种
表二：
基因突变与基因重组比较
比较项目
基因突变
基因重组
本质
基因的分子结构发生改变，产生新的基因，出现了新的性状
基因的重新组合，产生新的基因型，使性状重新组合
时间原因
细胞分裂间期DNA复制时，由于碱基互补配对的差错而引起
交叉互换重组（减I前）、自由组合重组（减I后）
条件
外界条件的剧变和内部因素的相互作用
不同个体间的杂交
后代特征
大多数变异对生物体正常发育不利
遵循两大遗传定律
出现频率
类型少，且出现频率小，突变个体与突变前比较只有个别性状发生变异
类型多，且出现频率大
意义
生物变异的根本来源，也是生物进化的重要原因之一。
生物变异的重要原因之一，是生物多样性的重要原因。
应用
诱变育种
杂交育种
定位
变异的根本来源
变异的主要（重要）来源
表三：
染色体结构变异
种类
概述
举例
缺失
染色体中某一片段缺失引起变异
果蝇缺刻翅形成、猫叫综合征
增加
染色体中增加某一片段引起变异
果蝇棒状眼形成
移接
染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上
夜来香变异（跟交叉互换区别）
颠倒
染色体某一片段位置颠倒引起的变异
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
二倍体
多倍体
单倍体
概念
体细胞中含有2个染色体组
体细胞中含有3个以上染色体组
体细胞中含有本物质配子染色体数目的个体
成因
有丝分裂过程染色体复制，不分开
由配子发育而成
特点
茎秆粗壮，叶片、果实和种子比较大，含有机物多。
缺点是生长慢，结实率低
单倍体植株矮小，而且高度不育
应用
人工诱导多倍体育种
单倍体育种
举例
人、水稻
无籽西瓜培育
蜜蜂性别
表五：
人类遗传病
人类常见遗传病
种类
定义
举例
单基因遗传病
常显
参考书本
并指，多指，软骨发育不全
常隐
参考书本
白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症、镰刀型细胞贫血症
伴X显
参考书本
抗维生素D佝偻病
伴X隐
参考书本
红绿色盲，血友病,进行性肌营养不良（假肥大型）
伴Y
参考书本
外耳廓多毛症
多基因遗传病
两对以上等位基因控制
原发性高血压、冠心病、哮喘病、青少年型糖尿病
染色体异常遗传病
常染色体遗传病
21三体综合征
性染色体遗传病
性腺发育不良
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。
表：
各种育种方法总结
类别方式
原理
主要处理方法
主要优（缺）点
杂交育种
基因重组
先让表现型不同的个体进行杂交，得F1后再经多次“自交、选择”最终获得纯合的优良品种
优点：
使位于不同个体的优良性状集中到一个个体上
缺点：
育种时间长，局限于同种或亲缘关系较近的物种
诱变育种
基因突变
物理方法：
激光或辐射等
化学方法：
化学药剂处理
（秋水仙素、硫酸二乙酯）
优点：
可以提高变异的频率；大幅度改良某些性状；加速育种进程
缺点：
有利变异少，工作量大，盲目性强
单倍体育种
染色体数目变异（染色体数目先成倍减少后成倍增加）
花药（F1）离体培养出单倍体幼苗；对单倍体幼苗再经人工诱导（如秋水仙素）使染色体数目加倍，得到纯种
优点：
自交后代不发生性状分离；明显缩短育种年限
缺点：
技术复杂
多倍体育种
染色体数目变异（染色体数目成倍增加）
用秋水仙素处理幼苗或萌发的种子
优点：
培育出自然界没有的生物品种；茎秆粗壮、器官大、产量高、营养丰富等
缺点：
技术复杂，发育缓慢，结实率低，一般只适合于植物
转基因育种
基因重组
“提”、“装”、“导”、“检”，“选”
优点：
可以按人的意愿定向改造生物，目的性强
缺点：
技术复杂。
安全性问题多
细胞工程育种
植物体
细胞杂
交育种
细胞的全能性、细胞膜的流动性
“去壁”
“诱融”
“组培”
优点：
克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出植物新品种
缺点：
技术复杂，工作量大，操作繁琐
动物体细胞克隆育种
细胞的全能性
核移植和胚胎移植
优点：
培育繁殖优良生物品种，用于保存濒危物种，有选择地繁殖某性别动物
缺点：
技术复杂，工作量大，操作繁琐
激素育种
利用生长素培育无籽番茄、无籽黄瓜、无籽辣椒
六、生物进化论
1、名词解释
（1）过度繁殖：
任何一种生物的繁殖能力都很强，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、语句解释
（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）；它们都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都可称为突变。
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
不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。
（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
生物的多样性：
不同环境生活着不同的生物，这些生物的形态结构、功能习性等各不相同，构成生物的多样性。
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都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）。
5、各种生命起源观点对比
（1）“用进废退”与“自然选择”
用进废退学说的中心论点是：
环境变化是物种变化的原因，环境变化了，使得生活在这个环境中的生物，有的器官由于经常使用而发达，有的器官则由于不经常使用而逐渐衰退，功能越来越弱，甚至消失退化；这些变化了的性状（即后天获得的性状）能够遗传下去，也就是说，获得性能够遗传。
拉马克认为，不仅生物先天有的形态可以遗传，后天产生的变异也可以遗传，这就是“获得性遗传”原则，生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传的。
虽然达尔文也同意生物变异比环境更为重要，但达尔文认为生物变异和环境是相互独立的，在环境发生作用前变异就产生了，环境只是对变异其选择的作用，生物（以物种为单位）通过生存斗争，适应环境的性状得到保留，不适应的性状被淘汰（适者生存）。
由于知识的局限，达尔文没能通过遗传学来解释变异的机理，而且没有明确表明对“获得性状遗传”的态度，但总的说来，自然选择学说体系更完整更科学，与拉马克主义相比更有说服力。
（2）现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较
共同点：
都能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性。
不同点：
①达尔文自然选择学说没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的作用机理，而现代进化论克服了这个缺点。
②达尔文自然选择学说着重研究生物个体的进化，而现代进化论则强调群体的进化，认为种群是生物进化的基本单位。
③在达尔文自然选择学说中，自然选择来自过度繁殖和生存斗争；而现代进化论中，则将自然选择归于基因型有差异的延续，没有生存斗争，自然选择也在进行。
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。
神创论
拉马克进化学说
达尔文自然选择学说
现代生物进化论
主要观点
生命起源于神的创造（物种不变论）
用进废退
获得性遗传
过度繁殖
生存斗争
遗传变异
适者生存
1、种群是生物进化和繁殖的基本单位。
2、生物进化的本质（或者标志）是基因频率的改变
3、生物进化的原材料产生于：
突变和基因重组
4、生物进化的方向决定于自然选择（定向选择）
5、物种形成的必要条件是隔离（生殖隔离和地理隔离）
进步性
1、第一个提出进化学说
2、突破了神创论
1、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、揭示了生命的多样性和统一性
3、打击了神创论跟物种不变论，为辨证唯物主义世界观提供了有力的武器
在达尔文自然选择学说的基础上进一步发展，弥补了达尔文选择学说的不足
局限性
获得性遗传具有很大的局限性
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。
实例
上帝七日造万物、女娲补天
食蚁兽、鼹鼠眼睛的退化、长颈鹿脖子的变长等等
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