高中生物学科思维导图(人教版必修二)
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高中生物学科思维导图(人教版必修二)
遗 传 的 基 本 规 律 与 伴 性 遗 传 1 遗传因子 的发现 豌豆的特点
自花传粉、闭花受粉,自然状态下一般为纯种 具有易于区分的性状,实验结果很容易观察和分析。如:高茎和矮茎;
圆粒和皱粒 人工传粉过程 人工去雄→套袋隔离→人工授粉→再套袋隔离
相关概念 相关符号意义 P:亲本;
F1:子一代;
F2:子二代;
♀ :母本;
♂:父本;
×:
杂交;
U :
自交 性状 生物所表现出来的形态结构(双眼皮)、生理特征(B型血)和行为方式(左撇子)
相对性状 同种生物的同一种性状的不同表现类型 分为 显性性状(如豌豆的高茎)
隐性性状(如豌豆的矮茎)
等位基因 位于同源染色体上 控制相对性状的基因 显性基因 决定显性性状的基因(用大写字母表示)
隐形基因 决定隐性性状的基因(用小写字母表示)
性状分离 在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象 表现型 生物个体表现出来的性状,如豌豆的高茎和矮茎 基因型 与表现型有关的基因组成,如高茎豌豆的基因型是DD或Dd,矮茎豌豆的基因型是dd 纯合子 基因组成相同的个体,如:DD、dd、YYRR、yyrr 杂合子 基因组成不同的个体,如Dd、YyRr、Yyrr、yyRr 分离定律的发现 过程及其内容 实验过程及现象 P 高茎×矮茎→F1(全为高茎);
F1自交→F2(高茎:矮茎=3:1) 解释(提出假说)
①生物的性状是由遗传因子(基因)决定的 ②体细胞中遗传因子(基因)是成对存在的 ③形成配子时,成对的遗传因子(基因)彼此分离,分别进入不同的配子。配子中只含有每对遗传因子(基因)中的一个 ④受精时,雌雄配子的结合是随机的 验证(演绎推理)
设计测交实验:F1与隐性纯合子杂交,推测后代高茎:矮茎=1:1 实验验证:在得到的64株后代中,30株是高茎,34株是矮茎,比例接近1:1,验证了以上解释的正确性 分离定律内容 在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;
在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代 自由组合定律的 发现过程及其内容 实验过程及现象 P 黄色圆粒×绿色皱粒→F1(全为黄色圆粒);
F1自交→F2 (黄色圆粒:黄色皱粒:绿色圆粒:绿色皱粒=9:3:3:1)
解释(提出假说)
①纯种黄色圆粒和纯种绿色皱粒豌豆的基因型成分别是YYRR和yyrr,F1的基因型是YyRr ②F1形成配子时,每对基因彼此分离,不同对的基因自由组合。F1产生的雌配子和雄配子各有4种:YR、Yr、yR、yr ③受精时,雌雄配子的结合是随机的。雌雄配子的结合方式有16种,F2基因型有9种,表现型有4种 验证(演绎推理)
设计测交实验:F1与隐性纯合子杂交,推测后代黄色圆粒:黄色皱粒:绿色圆粒:绿色皱粒=1:1:1:1 实验验证:在得到的207粒后代种子中,黄色圆粒是55粒,黄色皱粒是49粒,绿色圆粒是51粒,绿色皱粒是52粒,比例接近1:1:1:1,验证了以上解释的正确性 自由组合定律内容 位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;
在减数分裂过程中,同源染色体上的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 基因在染色体上 萨顿的假说 内容 基因在染色体上 依据 基因和染色体行为存在明显的平行关系 研究方法 类比推理法 摩尔根关于果蝇 的实验证据 过程及现象 P 红眼(♀)×白眼(♂)→F1(雌雄全为红眼);
F1雌雄交配→F2[红眼(♀、♂):白眼(♂)=3:1] 解释(假说)
控制白眼的基因在X染色体上,而Y染色体上不含它的等位基因 演绎推理 测交实验等 结 论 控制果蝇白眼的基因在X染色体上,证明了萨顿假说的正确性 研究方法 假说演绎法 基因和染色体的关系 一条染色体上有多个基因 基因在染色体上呈线性排列
遗 传 的 基 本 规 律 与 伴 性 遗 传 2 伴 性 遗 传 概念 基因位于性染色体上,这些基因控制的性状总是和性别相关联的现象 人类红绿色盲症 遗传类型
伴X染色体隐性遗传病 特点 男性患者多于女性患者、隔代遗传、交叉遗传 抗维生素D佝偻病 遗传类型 伴X染色体显性遗传病 特点 女性患者多于男性患者、世代遗传 外耳道多毛症 遗传类型 伴Y染色体遗传 特点 只有男性患病 鸟类的性别决定方式 雄性:ZZ(两条性染色体的形态、大小相同)
雌性:ZW(两条性染色体的形态、大小不同)
人 类 遗 传 病 单基因遗传病 特点 受一对基因控制 分类 常染色体显性遗传病 多指、并指、软骨发育不全等 常染色体隐性遗传病 白化病、镰刀型细胞贫血症、 苯丙酮尿症、先天性聋哑等 伴X染色体显性遗传病 抗维生素D佝偻病等 伴X染色体隐性遗传病 人类红绿色盲症、血友病等 多基因遗传病 特点
受多对基因控制 在群体中发病率高 容易受环境影响 举例 唇裂,无脑儿,原发性高血压、冠心病、哮喘、青少年型糖尿病等 染色体异常遗传病 举例 猫叫综合征 第5号染色体部分缺失 21三体综合征 比正常人多了一条21号染色体 性腺发育不良 也叫特纳氏综合症,XO型,缺少一条X染色体 监测和预防 遗传咨询 作出诊断→分析传递方式→推算后代发病率→提出对策和建议 产前诊断 如羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查、基因诊断等 病因 由染色体异常引起的遗传病 遗 传 系 谱 图 分 析 先排除伴Y遗传 父病子全病(患者全为男性)→伴Y遗传 再判断显隐性 三看出现比例 “无中生有是隐性” →看女患者
其父和子无病→定为常染色体隐性遗传 其父和子皆病→最可能为伴X隐性遗传
“有中生无是显性” →看男患者 其母和女无病→定为常染色体显性遗传
其母和女皆病→最可能为伴X显性遗传 若连续几代都得病→可能是显性遗传
若患者男女比例相当→最可能是常染色体遗传 患者男多女少→最可能为伴X隐性遗传 患者女多男少→最可能为伴X显性遗传 特例 若出现此图 定为常染色体隐性遗传 若出现此图 定为常染色体显性遗传
减 数 分 裂 和 受 精 作 用 1 减 数 分 裂 概念 进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂方式 特点 染色体复制一次,细胞分裂两次 结果 成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半 (染色体数目减半发生在减数第一次分裂)
场所 精子是在睾丸的曲细精管中形成的;
卵细胞是在卵巢中形成的 过程(精原细胞)
特征 (精原细胞)
MI 前期 ①联会:同源染色体两两配对,形成四分体 ②交叉互换:四分体中的非姐妹染色单体经常发生缠绕并交换一部分片段 中期 点在板侧:成对的同源染色体的着丝点整齐地排列在赤道板的两侧 后期 同源染色体分离,非同源染色体自由组合(导致同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合)
末期 细胞质分裂,一个初级精母细胞形成两个次级精母细胞 次级精母细胞中的染色体数目减半 次级精母细胞中无同源染色体,每条染色体上含有两条染色单体 MII 与有丝分裂过程相似,每个次级精母细胞形成2个相同的精细胞 一个精原细胞最终形成4个精细胞,精细胞中的染色体数是体细胞的一半 染色体、DNA、染色单体变化曲线 卵细胞的形成特点 与精子的形成过程基本相同,染色体行为变化和精子形成过程完全相同 初级卵母细胞和次级卵母细胞进行不均等分裂;
第一极体进行均等分裂 一个卵原细胞最终形成1个卵细胞和3个极体(消失)
减 数 分 裂 和 受
精 作 用 2 相关概念图示 物理模型构建 建立减数分裂中染色体变化的模型
受精作用 概念 卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程 配子的多样性
雌雄配子 随机结合 图示 结果 雌雄配子间结合方式16种,子一代基因型有9种,性状组合有4种 性状分离比为 9 :
3 :
3 : 1 Y_R_(1~9):Y_rr(10~12):
yyR_(13~15):
yyrr(16) 结果 ①受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目 细胞质遗传 细胞质基因 线粒体和叶绿体中的基因 能进行半自主自我复制,并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成 特点 只能通过 母本遗传 精子中几乎不含细胞质(精细胞变形形成精子的过程中脱落)
卵细胞继承了卵原细胞绝大部分的细胞质 意义 ①体现了有性生殖的优越性
同一双亲的后代呈现多样性,有利于生物在自然选择中进化 ②维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 对于生物的遗传和变异十分重要 实验 名称 观察蝗虫精母细胞减数分裂的固定装片 区别MI和MII的方法 (二倍体生物)
MI (有同源染色体)
前 染色体散乱分布,有联会现象 中 点在板侧:成对的同源染色体的着丝点整齐地排列在赤道板的两侧 后 同源染色体彼此分离,姐妹染色单体不分离
MII (无同源染色体)
前 染色体散乱分布 中 着丝点排列在赤道板上 后 着丝点分裂,姐妹染色单体分开 ②其中有一半的染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)
基 因 的 本 质 与
表 达 1 DNA是主要 的遗传物质 实验 证据 体内转 化实验 实验者:格里菲斯
过程及现象 ①注射R型活细菌→小鼠不死亡 ②注射S型活细菌→小鼠死亡 ③注射加热后杀死的S型细菌→小鼠不死亡 ④R型活细菌+加热后杀死的S型细菌→小鼠死亡;
从小鼠体内分离出了S型活细菌 结论 加热杀死的S型细菌中存在某种转化因子,能将无毒性的R型细菌转化为有毒性的S型细菌 体外转 化实验 实验者:艾弗里及其同事 过程及现象 ①R型菌+S型菌的DNA→R型菌+S型菌 ②R型菌+S型菌的蛋白质或荚膜多糖→只有R型菌 ③R型菌+S型菌的DNA+DNA酶→只有R型菌 结论 DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质 局限性 提取出的DNA,纯度最高时也还有0.02%的蛋白质,因此,仍有人对实验结论表示怀疑 噬菌体侵染 细菌的实验 实验者:赫尔希和蔡斯 过程及现象 ①被35S标记的噬菌体+大肠杆菌→搅拌后离心→上清液放射性高, 沉淀物放射性低,新形成的噬菌体中没有检测到35S ②被32P标记的噬菌体+大肠杆菌→搅拌后离心→上清液放射性低, 沉淀物放射性高,新形成的噬菌体中检测到32P 结论 DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质(因为实验表明: