高中生物必修二第一章思维导图

## 《高中生物必修二第一章思维导图》

### 一、遗传的细胞基础

#### 1. 减数分裂

##### 1.1 减数第一次分裂（MI）

###### 1.1.1 前期I (Prophase I)

*   **染色体行为:**
    *   染色体联会：同源染色体两两配对形成四分体
    *   非姐妹染色单体交叉互换：基因重组的重要来源
    *   核膜、核仁逐渐消失
    *   纺锤丝形成纺锤体
*   **遗传意义:** 同源染色体联会和非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组。

###### 1.1.2 中期I (Metaphase I)

*   **染色体行为:** 同源染色体成对排列在纺锤体中央（赤道板上）
*   **重要特征:** 同源染色体排列在赤道板两侧，区别于有丝分裂。

###### 1.1.3 后期I (Anaphase I)

*   **染色体行为:** 同源染色体分离，分别移向细胞两极；非同源染色体自由组合。
*   **遗传意义:** 同源染色体分离和非同源染色体自由组合导致基因重组。

###### 1.1.4 末期I (Telophase I)

*   **染色体行为:** 染色体到达两极；核膜、核仁重建（不同物种情况不同，有些物种不重建）。
*   **结果:** 细胞一分为二，形成两个子细胞（次级性母细胞或次级精母细胞），每个子细胞含有原来细胞一半数量的染色体，但每条染色体仍含有两条姐妹染色单体。

##### 1.2 减数第二次分裂（MII）

###### 1.2.1 前期II (Prophase II)

*   **染色体行为:** 染色体逐渐凝缩；核膜、核仁再次消失。
*   **纺锤丝形成纺锤体。**

###### 1.2.2 中期II (Metaphase II)

*   **染色体行为:** 染色体排列在纺锤体中央（赤道板上）。
*   **重要特征:** 染色体排列方式与有丝分裂中期相似，但染色体数量减半。

###### 1.2.3 后期II (Anaphase II)

*   **染色体行为:** 着丝点分裂，姐妹染色单体分离，分别移向细胞两极。
*   **结果:** 染色单体分离后成为染色体。

###### 1.2.4 末期II (Telophase II)

*   **染色体行为:** 染色体到达两极；核膜、核仁重建。
*   **结果:** 细胞一分为二，形成两个子细胞（精细胞或卵细胞），每个子细胞含有单倍体的染色体。

##### 1.3 减数分裂的意义

*   **维持生物前后代染色体数目恒定:** 使有性生殖产生的后代染色体数目与亲代相同。
*   **产生配子:** 减数分裂是产生配子的方式。
*   **基因重组:** 增加生物多样性，为进化提供原材料。

#### 2. 受精作用

##### 2.1 概念

*   精子和卵细胞结合形成受精卵的过程。

##### 2.2 过程

*   精子穿透卵细胞的放射冠和透明带。
*   精子与卵细胞膜融合。
*   卵细胞完成减数第二次分裂。
*   精子和卵细胞的核融合形成受精卵。

##### 2.3 意义

*   **物种延续:** 使生物的性状得以遗传和延续。
*   **恢复二倍体:** 使染色体恢复到二倍体水平。
*   **引发卵细胞的激活:** 促进卵细胞的进一步发育。
*   **基因重组:** 使后代具有双亲的遗传特性。

#### 3. 遗传的细胞基础总结

*   **有丝分裂:** 维持细胞的染色体数目不变，保证生物体的生长和发育。
*   **减数分裂:** 产生染色体数目减半的配子，为受精作用准备条件。
*   **受精作用:** 恢复染色体数目，使后代具有双亲的遗传特性。

### 二、孟德尔遗传定律

#### 1. 孟德尔的豌豆杂交实验

##### 1.1 实验材料的选择

*   **易于区分的性状:** 具有明显的相对性状，例如：高茎/矮茎，圆粒/皱粒。
*   **自花传粉、闭花授粉:** 易于进行人工杂交，控制亲本。
*   **性状稳定:** 便于观察和分析。

##### 1.2 实验过程

*   **亲本选择:** 选择具有相对性状的纯合子作为亲本。
*   **人工杂交:** 将一个亲本的花粉传给另一个亲本的柱头。
*   **F1观察:** 观察F1的性状。
*   **F1自交:** 让F1自交产生F2。
*   **F2观察和统计:** 观察F2的性状分离情况，并进行统计分析。

##### 1.3 实验结果

*   **F1表现型一致:** 只表现显性性状。
*   **F2出现性状分离:** 显性性状：隐性性状 ≈ 3:1

#### 2. 基因的分离定律

##### 2.1 内容

*   具有一对相对性状的杂合子，在减数分裂产生配子时，成对的等位基因彼此分离，分别进入不同的配子中。

##### 2.2 本质

*   位于同源染色体上的等位基因，在减数分裂后期随同源染色体的分离而分离，分别进入不同的配子中。

##### 2.3 适用范围

*   真核生物
*   进行有性生殖的生物
*   细胞核基因遗传

##### 2.4 验证方法

*   **测交实验:** 将F1与隐性纯合子进行杂交，若后代出现两种表现型，且比例接近1:1，则说明基因分离定律成立。

#### 3. 基因的自由组合定律

##### 3.1 内容

*   具有两对或多对相对性状的亲本进行杂交，在F1产生配子时，每对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。

##### 3.2 本质

*   位于非同源染色体上的非等位基因，在减数分裂后期随非同源染色体的自由组合而组合，分别进入不同的配子中。

##### 3.3 适用范围

*   位于非同源染色体上的非等位基因
*   独立遗传的基因
*   真核生物
*   进行有性生殖的生物
*   细胞核基因遗传

##### 3.4 验证方法

*   **双显性个体测交:** 将F1（双杂合子）与双隐性纯合子进行测交，观察后代的表现型及比例。若出现四种表现型，且比例接近1:1:1:1，则说明基因自由组合定律成立。
*   **自交:** F1自交，若F2出现9:3:3:1分离比，则说明基因自由组合定律成立。

#### 4. 孟德尔遗传定律的应用

*   **动植物育种:** 选育优良品种。
*   **遗传病的预测和预防:** 了解遗传病的传递规律，进行遗传咨询。
*   **医学研究:** 寻找致病基因。

### 三、 基因位于染色体上的假说验证

*   **萨顿的假说:** 基因位于染色体上。
*   **摩尔根的果蝇杂交实验:** 证明了萨顿的假说，并提出了基因位于染色体上的假说。
*   **连锁互换定律:** 在减数分裂过程中，位于同一条染色体上的基因并不总是连锁在一起，有时会发生互换。

《高中生物必修二第一章思维导图》

一、遗传的细胞基础

1. 减数分裂

1.1 减数第一次分裂（MI）

1.1.1 前期I (Prophase I)

染色体行为:
- 染色体联会：同源染色体两两配对形成四分体
- 非姐妹染色单体交叉互换：基因重组的重要来源
- 核膜、核仁逐渐消失
- 纺锤丝形成纺锤体
遗传意义: 同源染色体联会和非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组。

1.1.2 中期I (Metaphase I)

染色体行为: 同源染色体成对排列在纺锤体中央（赤道板上）
重要特征: 同源染色体排列在赤道板两侧，区别于有丝分裂。

1.1.3 后期I (Anaphase I)

染色体行为: 同源染色体分离，分别移向细胞两极；非同源染色体自由组合。
遗传意义: 同源染色体分离和非同源染色体自由组合导致基因重组。

1.1.4 末期I (Telophase I)

染色体行为: 染色体到达两极；核膜、核仁重建（不同物种情况不同，有些物种不重建）。
结果: 细胞一分为二，形成两个子细胞（次级性母细胞或次级精母细胞），每个子细胞含有原来细胞一半数量的染色体，但每条染色体仍含有两条姐妹染色单体。

1.2 减数第二次分裂（MII）

1.2.1 前期II (Prophase II)

染色体行为: 染色体逐渐凝缩；核膜、核仁再次消失。
纺锤丝形成纺锤体。

1.2.2 中期II (Metaphase II)

染色体行为: 染色体排列在纺锤体中央（赤道板上）。
重要特征: 染色体排列方式与有丝分裂中期相似，但染色体数量减半。

1.2.3 后期II (Anaphase II)

染色体行为: 着丝点分裂，姐妹染色单体分离，分别移向细胞两极。
结果: 染色单体分离后成为染色体。

1.2.4 末期II (Telophase II)

染色体行为: 染色体到达两极；核膜、核仁重建。
结果: 细胞一分为二，形成两个子细胞（精细胞或卵细胞），每个子细胞含有单倍体的染色体。

1.3 减数分裂的意义

维持生物前后代染色体数目恒定: 使有性生殖产生的后代染色体数目与亲代相同。
产生配子: 减数分裂是产生配子的方式。
基因重组: 增加生物多样性，为进化提供原材料。

2. 受精作用

2.1 概念

精子和卵细胞结合形成受精卵的过程。

2.2 过程

精子穿透卵细胞的放射冠和透明带。
精子与卵细胞膜融合。
卵细胞完成减数第二次分裂。
精子和卵细胞的核融合形成受精卵。

2.3 意义

物种延续: 使生物的性状得以遗传和延续。
恢复二倍体: 使染色体恢复到二倍体水平。
引发卵细胞的激活: 促进卵细胞的进一步发育。
基因重组: 使后代具有双亲的遗传特性。

3. 遗传的细胞基础总结

有丝分裂: 维持细胞的染色体数目不变，保证生物体的生长和发育。
减数分裂: 产生染色体数目减半的配子，为受精作用准备条件。
受精作用: 恢复染色体数目，使后代具有双亲的遗传特性。

二、孟德尔遗传定律

1. 孟德尔的豌豆杂交实验

1.1 实验材料的选择

易于区分的性状: 具有明显的相对性状，例如：高茎/矮茎，圆粒/皱粒。
自花传粉、闭花授粉: 易于进行人工杂交，控制亲本。
性状稳定: 便于观察和分析。

1.2 实验过程

亲本选择: 选择具有相对性状的纯合子作为亲本。
人工杂交: 将一个亲本的花粉传给另一个亲本的柱头。
F1观察: 观察F1的性状。
F1自交: 让F1自交产生F2。
F2观察和统计: 观察F2的性状分离情况，并进行统计分析。

1.3 实验结果

F1表现型一致: 只表现显性性状。
F2出现性状分离: 显性性状：隐性性状 ≈ 3:1

2. 基因的分离定律

2.1 内容

具有一对相对性状的杂合子，在减数分裂产生配子时，成对的等位基因彼此分离，分别进入不同的配子中。

2.2 本质

位于同源染色体上的等位基因，在减数分裂后期随同源染色体的分离而分离，分别进入不同的配子中。

2.3 适用范围

真核生物
进行有性生殖的生物
细胞核基因遗传

2.4 验证方法

测交实验: 将F1与隐性纯合子进行杂交，若后代出现两种表现型，且比例接近1:1，则说明基因分离定律成立。

3. 基因的自由组合定律

3.1 内容

具有两对或多对相对性状的亲本进行杂交，在F1产生配子时，每对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。

3.2 本质

位于非同源染色体上的非等位基因，在减数分裂后期随非同源染色体的自由组合而组合，分别进入不同的配子中。

3.3 适用范围

位于非同源染色体上的非等位基因
独立遗传的基因
真核生物
进行有性生殖的生物
细胞核基因遗传

3.4 验证方法

双显性个体测交: 将F1（双杂合子）与双隐性纯合子进行测交，观察后代的表现型及比例。若出现四种表现型，且比例接近1:1:1:1，则说明基因自由组合定律成立。
自交: F1自交，若F2出现9:3:3:1分离比，则说明基因自由组合定律成立。

4. 孟德尔遗传定律的应用

动植物育种: 选育优良品种。
遗传病的预测和预防: 了解遗传病的传递规律，进行遗传咨询。
医学研究: 寻找致病基因。

三、基因位于染色体上的假说验证

萨顿的假说: 基因位于染色体上。
摩尔根的果蝇杂交实验: 证明了萨顿的假说，并提出了基因位于染色体上的假说。
连锁互换定律: 在减数分裂过程中，位于同一条染色体上的基因并不总是连锁在一起，有时会发生互换。

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