高二生物必修2思维导图
《高二生物必修2思维导图》
一、 遗传的细胞基础
1.1 减数分裂
1.1.1 减数第一次分裂（MI）
1.1.1.1 前期I (Prophase I)
- 联会：同源染色体两两配对形成四分体。
- 非姐妹染色单体可能发生交叉互换，导致基因重组。
- 核膜、核仁逐渐解体消失。
- 纺锤丝开始形成，纺锤体出现。
1.1.1.2 中期I (Metaphase I)
- 同源染色体（四分体）排列在细胞中央的赤道板上。
- 纺锤丝附着在每对同源染色体中的一条染色体上。
1.1.1.3 后期I (Anaphase I)
- 同源染色体分离，分别向细胞两极移动。
- 非同源染色体自由组合，导致基因重组。
- 着丝点不分裂，每条染色体仍然包含两条姐妹染色单体。
1.1.1.4 末期I (Telophase I)
- 染色体到达两极。
- 细胞质分裂，形成两个子细胞。
- 每个子细胞中的染色体数目减半，但染色单体数目未变。
1.1.2 减数第二次分裂（MII）
1.1.2.1 前期II (Prophase II)
- 染色体再次凝缩。
- 核膜、核仁再次解体消失（若前期I已经完全消失）。
- 纺锤体再次形成。
1.1.2.2 中期II (Metaphase II)
- 染色体排列在细胞中央的赤道板上。
- 纺锤丝附着在每条染色体中的两条姐妹染色单体的着丝点上。
1.1.2.3 后期II (Anaphase II)
- 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。
1.1.2.4 末期II (Telophase II)
- 染色体到达两极。
- 核膜、核仁重新形成。
- 细胞质分裂，形成四个子细胞（配子）。
- 每个配子都是单倍体，包含单条染色体。
1.1.3 减数分裂的意义
- 维持生物前后代染色体数目恒定。
- 提供生物变异的来源（基因重组）。
- 保证有性生殖的正常进行。
1.2 遗传的染色体理论
1.2.1 染色体是基因的载体
- 萨顿的假说-演绎法：基因位于染色体上。
- 摩尔根的果蝇实验：证明了基因位于染色体上，并揭示了伴性遗传的规律。
- 验证：染色体行为与孟德尔定律相符。
1.2.2 染色体的种类和行为
- 常染色体：决定与性别无关的性状。
- 性染色体：决定性别，也携带与性别相关的基因。
- 同源染色体：形态、结构相似，携带控制同一性状基因的染色体。
- 非同源染色体：形态、结构不同，携带控制不同性状基因的染色体。
1.2.3 染色体组的概念
- 概念：细胞中一组非同源染色体，它们在形态、功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育和遗传。
- 判断：一个染色体组中无同源染色体，染色体数目为单倍体。
二、 基因和染色体的关系
2.1 基因的概念和本质
2.1.1 基因的概念
- 具有遗传效应的DNA片段。
- 控制生物性状的基本单位。
2.1.2 基因的本质
- DNA分子上具有遗传效应的特定核苷酸序列。
- 决定蛋白质合成的模板。
2.2 基因与染色体的关系
- 基因位于染色体上。
- 一条染色体上有多个基因。
- 基因呈线性排列在染色体上。
2.3 DNA是主要的遗传物质
2.3.1 探索遗传物质的历程
- 格里菲斯肺炎双球菌转化实验：证明存在转化因子。
- 艾弗里的实验：证明DNA是遗传物质。
- 赫尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌实验：进一步证明DNA是遗传物质。
2.3.2 DNA的结构特点
- 双螺旋结构。
- 由两条脱氧核苷酸链组成。
- 脱氧核糖、磷酸和含氮碱基（A、T、C、G）组成。
- 碱基互补配对原则：A与T配对，C与G配对。
2.3.3 DNA的复制
- 半保留复制：新合成的DNA分子由一条旧链和一条新链组成。
- 需要模板、酶（DNA聚合酶）、原料（脱氧核苷酸）、能量。
- 保证遗传信息的连续性。
2.4 基因表达
2.4.1 转录
- 以DNA为模板合成RNA的过程。
- 需要模板、酶（RNA聚合酶）、原料（核糖核苷酸）、能量。
- 发生在细胞核中。
2.4.2 翻译
- 以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
- 需要模板（mRNA）、核糖体、tRNA（携带氨基酸）、氨基酸、酶、能量。
- 发生在核糖体上。
2.4.3 密码子
- 位于mRNA上，由三个相邻的碱基组成，决定一个氨基酸。
- 遗传密码具有通用性。
- 起始密码子、终止密码子。
三、 遗传的基本规律
3.1 基因的分离定律
3.1.1 实验过程和现象
- 孟德尔豌豆杂交实验：选取具有相对性状的纯合亲本进行杂交。
- F1只表现一种性状（显性性状）。
- F2出现性状分离现象，显性：隐性 ≈ 3:1。
3.1.2 基因分离定律的实质
- 位于同源染色体上的等位基因，在减数第一次分裂后期随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中。
3.1.3 基因分离定律的适用范围
- 适用于真核生物的性状遗传。
- 适用于位于同源染色体上的单基因遗传。
3.1.4 相关计算
3.2 基因的自由组合定律
3.2.1 实验过程和现象
- 孟德尔豌豆两对相对性状的杂交实验。
- F1只表现显性性状。
- F2出现性状分离现象，表现型比例接近 9:3:3:1。
3.2.2 基因自由组合定律的实质
- 位于非同源染色体上的非等位基因，在减数第一次分裂后期随非同源染色体自由组合而组合，分别进入不同的配子中。
3.2.3 基因自由组合定律的适用范围
- 适用于真核生物的性状遗传。
- 适用于位于非同源染色体上的非等位基因的遗传。
- 自由组合定律是建立在分离定律基础上的。
3.2.4 相关计算
- 基因型种类、表现型种类、比例、概率计算。
- 配子种类、比例计算。
3.3 人类遗传病
3.3.1 人类遗传病的类型
- 单基因遗传病：由一对等位基因控制的遗传病，如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。
- 多基因遗传病：由多对基因共同控制的遗传病。
- 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。
3.3.2 人类遗传病的特点
3.3.3 人类遗传病的预防
- 遗传咨询。
- 产前诊断（羊水穿刺、绒毛取样、B超检查）。
- 基因检测。
四、 变异
4.1 基因突变
4.1.1 基因突变的概念
- DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换，导致基因结构的改变。
4.1.2 基因突变的特点
- 普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性、可逆性。
4.1.3 基因突变的意义
4.2 基因重组
4.2.1 基因重组的概念
- 在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。
4.2.2 基因重组的类型
- 自由组合型：减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合。
- 交叉互换型：减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换。
4.2.3 基因重组的意义
4.3 染色体变异
4.3.1 染色体变异的概念
4.3.2 染色体结构变异
4.3.3 染色体数目变异
- 整倍体变异：细胞中染色体组数目的成倍增加或减少。
- 非整倍体变异：细胞中个别染色体的增加或减少。
4.3.4 染色体变异的意义
4.4 诱变育种
4.4.1 诱变育种的概念
- 利用物理、化学因素诱导生物产生基因突变，从而选育新品种的方法。
4.4.2 诱变育种的原理
4.4.3 诱变育种的优点和缺点
- 优点：可以提高变异频率，缩短育种年限，获得自然界中罕见的变异类型。
- 缺点：突变具有不定向性，有利突变往往较少，需要大量筛选。
