《高一生物必修二思维导图》

一、遗传的细胞基础

1.1 细胞的生命历程

1.1.1 细胞周期

• 定义：从一次细胞分裂完成时开始到下一次细胞分裂结束所经历的全过程
  • 分裂间期：
    • 时间长，占细胞周期的大部分时间
    • 主要变化：完成DNA复制和有关蛋白质的合成
    • 结果：为细胞分裂期做准备
  • 分裂期：
    • 时间短
    • 主要变化：染色质螺旋化形成染色体，染色体的分离和分配
    • 结果：形成两个子细胞，细胞中的染色体数目与原来细胞中的染色体数目相同

1.1.2 有丝分裂

• 特点：
  • 结果：子细胞的染色体数目与亲代细胞相同，保证了亲子代细胞遗传性状的稳定性
  • 意义：保证了生物体细胞内遗传物质的稳定和传递
    • 过程：
  • 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赤道板上。（形态、数目最清晰）
  • 后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，分别向细胞两极移动。
  • 末期：染色体解螺旋成为染色质；核膜、核仁重新出现；纺锤体消失；细胞质分裂，形成两个子细胞。
    • 动植物细胞有丝分裂的区别：
  • 前期：纺锤体的形成方式不同：动物细胞由中心体发出星射线形成纺锤体，高等植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。
  • 末期：细胞质的分裂方式不同：动物细胞的细胞膜内陷缢裂形成两个子细胞，植物细胞在赤道板位置形成细胞板，细胞板向四周延伸形成新的细胞壁，最终将细胞分为两个子细胞。

1.1.3 减数分裂

• 概念：生物体细胞中的染色体经过两次连续分裂，染色体数目减少一半的分裂方式。
  • 意义：保证了生物在有性生殖过程中，亲子代染色体数目的恒定，维持了物种的稳定。
  • 过程：
    • 减数第一次分裂（染色体数目减半）：
      • 前期I：联会，同源染色体配对形成四分体，非姐妹染色单体发生交叉互换。
      • 中期I：同源染色体成对地排列在赤道板上。
      • 后期I：同源染色体分离，非同源染色体自由组合。（基因重组的来源之一）
      • 末期I：细胞质分裂，形成两个子细胞，每个子细胞中含有形态、大小不同的染色体组合，染色体数目减半。
    • 减数第二次分裂（类似有丝分裂）：
      • 前期II：核膜、核仁逐渐解体消失；纺锤丝形成纺锤体。
      • 中期II：染色体的着丝点排列在赤道板上。
      • 后期II：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，分别向细胞两极移动。
      • 末期II：染色体解螺旋成为染色质；核膜、核仁重新出现；纺锤体消失；细胞质分裂，形成两个子细胞。
  • 染色体行为：
    • 同源染色体：联会，分离
    • 非同源染色体：自由组合

1.1.4 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

• 细胞分化：
  • 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。
  • 特点：普遍性、持久性、不可逆性
  • 本质：基因的选择性表达
    • 细胞衰老：
  • 特征：
    • 细胞内水分减少，体积变小，代谢减慢。
    • 细胞内色素积累。
    • 细胞内酶的活性降低。
    • 细胞膜的通透性改变。
      • 细胞凋亡：
  • 概念：由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是一种主动的、正常的生理过程。
  • 意义：清除体内衰老或受损伤的细胞，维持内环境稳定。
    • 细胞癌变：
  • 概念：正常细胞转化为癌细胞的过程。
  • 原因：原癌基因和抑癌基因发生突变。

1.2 孟德尔遗传定律

1.2.1 基因的分离定律

• 概念：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，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。
  • 适用条件：
    • 适用于高等动植物进行有性生殖的真核生物。
    • 控制一对相对性状的基因。
    • 位于同源染色体上。
  • 验证实验：测交实验
  • 实质：在减数第一次分裂后期，同源染色体上的等位基因彼此分离，分别进入不同的配子中。
  • 遗传图解：P、F1、F2及相关基因型、表现型、比例等。

1.2.2 基因的自由组合定律

• 概念：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子则自由组合。
  • 适用条件：
    • 适用于高等动植物进行有性生殖的真核生物。
    • 控制两对或多对相对性状的基因。
    • 位于非同源染色体上。
  • 实质：在减数第一次分裂后期，位于同源染色体上的等位基因分离的同时，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。
  • 遗传图解：P、F1、F2及相关基因型、表现型、比例等。

二、基因与染色体的关系

2.1 染色体变异

2.1.1 染色体结构变异

• 类型：缺失、重复、倒位、易位
  • 影响：导致生物性状的改变，多数对生物体不利。

2.1.2 染色体数目变异

• 类型：
  • 个别染色体数目的增加或减少。
  • 染色体组以整数倍增加或减少。
    • 影响：可能导致生物性状的显著改变。
    • 多倍体：由受精卵发育而来，含有三个或三个以上染色体组的个体。
    • 单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。（花药离体培养）

2.2 人类遗传病

2.2.1 单基因遗传病

• 概念：由一对等位基因控制的遗传病。
  • 类型：
    • 常染色体显性遗传病
    • 常染色体隐性遗传病
    • 伴X显性遗传病
    • 伴X隐性遗传病
    • 伴Y遗传病
  • 特点：
    • 家系中有明显的遗传现象。
    • 发病率较高。

2.2.2 多基因遗传病

• 概念：由多对等位基因控制的遗传病。
  • 特点：
    • 家系中发病率低，但易受环境影响。

2.2.3 染色体异常遗传病

• 概念：由染色体数目或结构的异常引起的遗传病。
  • 特点：
    • 可通过显微镜观察。

2.3 基因检测与遗传咨询

2.3.1 基因检测

• 概念：分析被检测者是否携带某种遗传病基因或具有某种遗传病的易感基因。
  • 方法：DNA分子杂交技术、PCR技术

2.3.2 遗传咨询

• 概念：通过对家系遗传病史的调查分析，预测后代患某种遗传病的风险，并提出预防措施。

三、生物的进化

3.1 生物进化的历程

3.1.1 进化的证据

• 化石证据
• 比较解剖学证据
• 胚胎学证据

3.1.2 物种的概念与形成

• 物种：能够相互交配并产生可育后代的一群生物
• 隔离：
  • 地理隔离
  • 生殖隔离
• 物种形成：渐变过程，可能需要很长时间。

3.2 现代生物进化理论

3.2.1 现代生物进化理论的主要内容

• 种群是生物进化的基本单位
• 突变和基因重组产生进化的原材料
• 自然选择决定进化的方向
• 隔离导致新物种的形成

3.2.2 生物多样性的形成

• 遗传多样性
• 物种多样性
• 生态系统多样性

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