高中生物必修2思维导图
《高中生物必修2思维导图》
一、遗传的细胞基础
1. 减数分裂
1.1. 减数分裂的定义和意义
- 定义： 特殊的细胞分裂方式，使成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半。
- 意义：
- 维持生物前后代染色体数目的恒定。
- 减数分裂过程中基因重组，为生物变异提供丰富的来源，是物种适应环境的基础。
1.2. 减数分裂的过程
- 减数第一次分裂：
- 前期I：
- 染色体联会（同源染色体两两配对），形成四分体。
- 非姐妹染色单体发生交叉互换（基因重组）。
- 核膜、核仁消失。
- 纺锤体形成。
- 中期I：
- 后期I：
- 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（基因重组）。
- 末期I：
- 减数第二次分裂：
1.3. 减数分裂与有丝分裂的比较
- 有丝分裂： 体细胞的增殖方式，保持遗传物质的稳定性。
- 减数分裂： 形成配子的过程，产生遗传多样性。
2. 孟德尔遗传定律
2.1. 基因分离定律
- 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，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
- 适用范围： 适用于真核生物的核基因，一对等位基因控制的性状遗传。
- 实质： 减数分裂后期I，同源染色体上的等位基因分离，分别进入不同的配子中。
- 验证实验： 测交实验。
2.2. 基因自由组合定律
- 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，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。
- 适用范围： 适用于真核生物的核基因，位于非同源染色体上的两对或多对等位基因控制的性状遗传。
- 实质： 减数分裂后期I，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
- 验证实验： 双杂合子自交实验。
3. 伴性遗传
- 概念： 位于性染色体上的基因所控制的性状表现出与性别相关联的遗传现象。
- 人类的性别决定： XY型，女性XX，男性XY。
- 常见的伴性遗传疾病：
- 红绿色盲： X染色体上的隐性基因控制，男性患病率高于女性。
- 血友病： X染色体上的隐性基因控制，男性患病率高于女性。
二、基因的本质
1. DNA是主要的遗传物质
- 实验证据： 噬菌体侵染细菌实验。
- DNA的结构：
- 双螺旋结构。
- 由脱氧核苷酸组成，脱氧核苷酸由脱氧核糖、磷酸、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. 基因的概念
- 定义： 具有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的遗传单位。
- 基因与DNA的关系： 基因是DNA上有遗传效应的片段，DNA包含许多基因。
3. 基因的表达
3.1. 遗传信息的转录
- 定义： 以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。
- 场所： 主要在细胞核内，少量在线粒体和叶绿体中。
- 模板： DNA的一条链（模板链）。
- 原料： 四种核糖核苷酸（A、U、C、G）。
- 酶： RNA聚合酶。
- 产物： RNA（mRNA、tRNA、rRNA）。
3.2. 遗传信息的翻译
- 定义： 以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程。
- 场所： 核糖体。
- 模板： mRNA。
- 原料： 氨基酸。
- 工具： tRNA（转运RNA）。
- 密码子： mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。
- 反密码子： tRNA上与mRNA上的密码子互补配对的三个碱基。
- 产物： 蛋白质。
3.3. 中心法则
- 内容： DNA复制、转录、翻译、RNA复制、逆转录。
- 意义： 揭示了遗传信息的流动方向。
三、基因突变及其他变异
1. 基因突变
- 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。
- 特点：
- 普遍性：普遍存在于各种生物中。
- 随机性：发生在生物个体发育的任何时期和任何细胞。
- 低频性：发生频率较低。
- 多害少利性：大多数基因突变对生物体是有害的，但也有少数是有利的。
- 不定向性：可突变为显性基因，也可突变为隐性基因。
- 意义： 是生物变异的根本来源，为进化提供了原始材料。
2. 染色体变异
- 类型：
- 染色体结构的变异： 缺失、重复、倒位、易位。
- 染色体数目的变异：
- 增加或减少个别染色体。
- 染色体组的成倍增加或减少。
- 染色体组的概念： 细胞中的一组非同源染色体，它们在形态、大小和功能上各不相同，但又携带着控制一种生物生长、发育、遗传和变异的全部信息。
3. 基因重组
- 类型：
- 基因的自由组合： 减数分裂后期I，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
- 基因的交叉互换： 减数分裂前期I，同源染色体的非姐妹染色单体之间的交换。
4. 诱变育种
- 原理： 基因突变。
- 方法： 利用物理、化学、生物等因素诱发基因突变，从中筛选出符合人们需要的优良品种。
- 优点： 可以提高变异频率，缩短育种时间。
- 缺点： 突变具有多害少利性，需要大量的筛选工作。
四、人类遗传病
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。
- 常染色体显性遗传病： 例如：多指、软骨发育不全。
- 常染色体隐性遗传病： 例如：苯丙酮尿症、白化病。
- 伴X染色体显性遗传病： 例如：抗维生素D佝偻病。
- 伴X染色体隐性遗传病： 例如：红绿色盲、血友病。
- 伴Y染色体遗传病： 例如：人类外耳道多毛症。
- 多基因遗传病： 由多对基因控制的遗传病。 例如：高血压、糖尿病。
- 染色体异常遗传病： 由染色体数目或结构异常引起的遗传病。 例如：21三体综合征（唐氏综合征）、特纳氏综合征。
2. 人类遗传病的预防和诊断
- 遗传咨询： 通过了解家族病史，分析遗传病的发生风险，为夫妇提供生育指导。
- 产前诊断： 在胎儿出生前进行诊断，及早发现胎儿的遗传病，可以采取相应的措施，如终止妊娠等。
- 羊水穿刺： 抽取羊水进行细胞培养和染色体分析。
- 绒毛活检： 取胎盘绒毛进行细胞培养和染色体分析。
- B超检查： 利用超声波观察胎儿的形态结构。
