《高中必修二生物思维导图》

一、遗传的细胞基础

1. 细胞的生命历程

1.1 细胞周期

1.1.1 概念

• 细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的全过程。

1.1.2 分期

• 间期：时间长，细胞完成生长和DNA复制等准备工作。
  • G1期：合成RNA和蛋白质，为DNA复制做准备。
  • S期：DNA复制，染色体数目不变，DNA数目加倍。
  • G2期：合成RNA和蛋白质，为细胞分裂做准备。
• 分裂期（M期）：时间短，细胞完成分裂。
  • 前期：染色质螺旋化形成染色体，核膜、核仁逐渐解体消失，纺锤丝形成纺锤体。
  • 中期：染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上。
  • 后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分离，成为独立的染色体，分别向细胞两极移动。
  • 末期：染色体解螺旋化形成染色质，核膜、核仁重新出现，纺锤体消失，细胞质分裂。

1.1.3 特点

• 连续性：有丝分裂的细胞必须连续分裂才能进行细胞周期。
• 周期性：细胞周期具有周期性，不同细胞周期时间长短不同。

1.2 细胞分化

1.2.1 概念

• 在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。

1.2.2 实质

• 基因的选择性表达。

1.2.3 特点

• 普遍性：发生在生物个体的整个生命历程中。
• 不可逆性：一般来说，分化是不可逆的。
• 持久性：分化产生的细胞具有相对稳定的形态、结构和生理功能。

1.3 细胞衰老和凋亡

1.3.1 细胞衰老

• 概念：细胞在形态、结构和生理功能上发生变化的过程。
• 原因：基因的调控，细胞内环境的变化等。

1.3.2 细胞凋亡

• 概念：由基因决定的细胞程序性死亡。
• 意义：清除体内衰老和受损的细胞，维持机体内部环境的稳定。
• 特点：受到基因严格调控，不是被动过程。

1.4 细胞癌变

1.4.1 概念

• 正常细胞在致癌因子的作用下，转化为癌细胞的过程。

1.4.2 原因

• 内因：原癌基因和抑癌基因发生突变。
• 外因：物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子等。

1.4.3 特点

• 无限增殖。
• 形态结构发生显著改变。
• 细胞表面糖蛋白减少，易于扩散和转移。

2. 减数分裂与有性生殖

2.1 减数分裂

2.1.1 概念

• 进行有性生殖的生物，在产生生殖细胞时，细胞连续分裂两次，染色体数目减半的分裂方式。

2.1.2 过程

• 减数第一次分裂：
  • 前期：同源染色体联会形成四分体，非姐妹染色单体可能发生交叉互换。
  • 中期：同源染色体成对地排列在赤道板上。
  • 后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合。
  • 末期：细胞一分为二，染色体数目减半。
• 减数第二次分裂：类似于有丝分裂。

2.1.3 特点

• 染色体复制一次，细胞分裂两次。
• 同源染色体分离，非同源染色体自由组合。
• 染色体数目减半。
• 产生基因重组。

2.2 有性生殖

2.2.1 概念

• 经过减数分裂产生配子，经过两性生殖细胞结合成合子，然后由合子发育成新个体的方式。

2.2.2 意义

• 有利于生物的变异和进化。

二、遗传的规律

1. 孟德尔遗传定律

1.1 基因分离定律

1.1.1 内容

• 在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子中。

1.1.2 实质

• 减数分裂后期，位于同源染色体上的等位基因分离，分别进入不同的配子中。

1.1.3 应用

• 解释单基因遗传病的遗传现象。
• 进行遗传概率的计算。

1.2 基因自由组合定律

1.2.1 内容

• 控制不同性状的遗传因子在形成配子时，彼此分离的同时，决定同一性状的成对遗传因子彼此分离，而且决定不同性状的各对遗传因子自由组合。

1.2.2 实质

• 减数分裂后期，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，分别进入不同的配子中。

1.2.3 应用

• 解释多基因遗传病的遗传现象。
• 进行遗传概率的计算。

2. 伴性遗传

2.1 概念

• 位于性染色体上的基因控制的性状的遗传。

2.2 类型

2.2.1 X染色体上的隐性遗传

• 如：红绿色盲、血友病
• 特点：男性患者多于女性患者；交叉遗传。

2.2.2 X染色体上的显性遗传

• 特点：女性患者多于男性患者。

2.2.3 Y染色体上的遗传

• 如：人类外耳道多毛症
• 特点：只在男性中传递，表现为父传子。

3. 人类遗传病

3.1 概念

• 由遗传物质改变引起的疾病。

3.2 类型

3.2.1 单基因遗传病

• 由一对等位基因控制的遗传病。
  • 显性遗传病：如：多指症、并指症。
  • 隐性遗传病：如：白化病、苯丙酮尿症、囊性纤维化。

3.2.2 多基因遗传病

• 由多对等位基因控制的遗传病。
  • 如：高血压、糖尿病、精神分裂症等。

3.2.3 染色体异常遗传病

• 由于染色体数目或结构异常引起的遗传病。
  • 染色体数目异常：如：唐氏综合征（21三体综合征）、特纳氏综合征（XO）。
  • 染色体结构异常：如：猫叫综合征。

3.3 遗传病的预防

3.3.1 遗传咨询

• 针对具有遗传病家族史的夫妇，进行遗传风险评估和指导。

3.3.2 产前诊断

• 对胎儿进行检查，及早发现和诊断遗传病。
  • 羊水穿刺。
  • 绒毛取样。
  • B超检查。

三、生物的进化

1. 现代生物进化理论

1.1 基因突变和基因重组

1.1.1 基因突变

• 概念：DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变。
• 特点：普遍性、随机性、低频性、多害少利性。

1.1.2 基因重组

• 类型：
  • 自由组合型：发生在减数第一次分裂后期。
  • 交叉互换型：发生在减数第一次分裂前期。
• 意义：产生基因多样性。

1.2 自然选择

1.2.1 概念

• 适应环境的个体得以生存和繁殖，不适应环境的个体被淘汰。

1.2.2 实质

• 种群基因频率的定向改变。

1.3 隔离

1.3.1 地理隔离

• 由于地理障碍导致种群间不能自由交配。

1.3.2 生殖隔离

• 不同物种之间不能杂交，或者杂交产生的后代不可育。

1.4 物种的形成

1.4.1 概念

• 新物种的形成是长期自然选择和隔离的结果。

1.4.2 步骤

• 突变和基因重组→自然选择→隔离。

2. 生物多样性

2.1 概念

• 生物圈内所有的植物、动物、微生物，以及它们所拥有的基因和生存环境的总称。

2.2 内容

2.2.1 遗传（基因）多样性

• 同一物种内，不同个体的基因组成的差异。

2.2.2 物种多样性

• 生物圈内物种的丰富程度。

2.2.3 生态系统多样性

• 生物圈内生态系统的类型多样性。

2.3 保护生物多样性的意义

• 维持生态系统的稳定。
• 为人类提供食物、药物和工业原料。
• 具有重要的科学研究价值。

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