必修2遺傳與進化

第一章遺傳因子的發現

第一節孟德爾的豌豆雜交實驗（一）

一、一對相對性狀的雜交實驗

1、孟德爾在做雜交實驗時，先除去未成熟花的全部雄蕊，這叫做去雄。

2、用豌豆做遺傳實驗容易成功的原因：自花傳粉、閉花受粉;具有易于區分的性狀。

3、一種生物的同一性狀的不同表現類型，叫做相對性狀。如豌豆植株中有高莖和矮莖。

4、實驗：用純種高莖豌豆與純種矮莖豌豆作親至（用匕表示）進行雜交。發現無論用高莖豌豆作母本（正

交），還是作父本（反交），雜交后產生的第一代（簡稱子一代,用Ei表示）總是高莖的,子二代中又出

現矮莖。分析：進行數量統計，一中高莖和矮莖的數量比接近3:1。重復實驗：邑中出現的3:1的性

狀分離比不是（是或不是）偶然的。

5、孟德爾把R顯現出來的性狀，叫做顯性性狀,未顯現出來的性狀叫做隱形性狀。在雜種后代中，同時出

現顯性性狀和隱形性狀的現象叫做性狀分離。

二、孟德爾對分離現象的原因提出了如下假說：

1、生物的性狀是由遺傳因子決定的,其中決定顯現性狀的為顯性遺傳因子,用大寫字母表示,決定隱性性

狀的為隱性遺傳因子,用小寫字母表示。

2、體細胞中的遺傳因子是成對存在的,遺傳因子組成相同的個體叫做純合子,遺傳因子組成不同的個體叫

做雜合子。

3、生物體在形成生殖細胞一一配子時,成對的遺傳因子彼此分離,分別進入不同的配子中,配子中只含有

每對遺傳因子中的一個。

4、受精時，雌雄配子的結合是隨機的。

三、對分離現象解釋的驗證

測交是讓為與隱形純合子雜交。測交后代不同性狀類型的理論之比為二二

四、分離定律

1、孟德爾第一定律又稱分離定律。在生物的體細胞中,控制同一性狀的遺傳因子成對存在,不相融合：在

形成配子時，成對的遺傳因子發生分離，分別進入不同的配子中,隨配子遺傳給后代。

2、一對相對性狀實驗的遺傳圖解：

1

pDD（高莖）xdd（矮莖）

&DD（高莖）Dd（高莖）dd（矮莖）

比例1:2:1

第二節孟德爾的豌豆雜交實驗（二）

一、兩對相對性狀的雜交實驗

1、孟德爾用純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆作親本雜交，無論正交還是反交,結出的種子（件）都是

黃色圓粒。這表明黃色和圓粒是顯性性狀,綠色和皺粒是隱性性狀。

2、孟德爾讓黃色圓粒的件旦交，在產生的W中發現了黃色圓粒和綠色皺粒，還出現了親本所沒有的性狀組

合黃色皺粒和綠色圓粒。進行數量統計時數量比接近于9:3:3：1,并且發現每一對相對性狀都遵循目

由組合。

二、對自由組合現象的解釋

1、純種黃色圓粒和純種綠色皺粒豌豆的遺傳因子組成分別是YYRR和yyrr,它們產生的日遺傳因子組成是

YyRr,表現為黃色圓粒。

2、孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗中，FKYyRr）在產生配子時，每對遺傳因子彼此分離,不同對的遺傳因

子可以自由組合。R產生的雌配子和雄配子各有4種：YR、Yr、YR、vr,數量比例是：h1：1：k

受精時?，雌雄配子的結合是隨機的，雌、雄配子結合的方式有為種，遺傳因子的結合形式有t種，性

狀表現有￡種：黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒,它們之間的數量比是9：3：3：I。

3、讓子一代FKYyRr）與隱性純合子（yyrr）進行雜交，無論是3作父本,還是作木本,后代表現型有幺種：

黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒,它們之間的比例是1：1：1：1,遺傳因子的組合形式有4

種。

4、孟德爾第二定律也叫做自由組合定律,控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的，在形成配

子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離,決定丕同性狀的遺傳因子自由結合。

2

三、孟德爾遺傳規律的再發現

1、1909年，丹麥生物學家約翰遜給孟德爾的‘'遺傳因子”一詞起名叫做基因,并提出了表現型和基因型的

概念。

2、表現型指生物個體表現出來的性狀,如豌豆的高莖和矮莖;與表現型有關的基因組成叫做基因型,如

高莖豌豆色基因型是蛇或四一，矮莖豌豆的基因型是控制相對性狀的基因,叫做等位基因，如D和去

上和y等。

第二章基因和染色體的關系

第一節減數分裂和受精作用

1、減數分裂的概念：減數分裂是有性生殖的生物,在產生生殖細胞時進行的減半的細胞分裂。在減數分

裂過程中，染色體只復制一次,而細胞分裂兩次。減數分裂的結果是成熟生殖細胞中的染色體數目比原

始生殖細胞的減少一半。

2、同源染色體一般是指性狀和大小一般都相同,一條來自2方，一條來自母方方的染色體。聯會是指

同源染色體兩兩配對的現象；四分體是指聯會后的每對同源染色體含有兩條姐妹染色單體。

3、精子的形成過程：精原細胞f初級精母細胞,次級精母細胞一精細胞f精子。

4、受精作用是卵細胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。

5、精子的頭部進入卵細胞后不久，精子的細胞核就與卵細胞的細胞核相融合,使彼此的染色體會合在一起。

這樣，受精卵中的染色體數目又恢復到體細胞中的數目,其中一半的染色體來自精子（父方）,另一半

來自卵細胞（母方）。

6、由于減數分裂形成的配子，染色體組成具有多樣性,導致不同配子遺傳物質的差異，加上受精過程中

卵細胞和精子結合的幽性，同一雙親的后代必然呈現多樣性性。這種多樣性有利于生物在自然選擇中

進化。體現了有性生殖的優越性性。就進行有性生殖的生物來說,減數分裂和受精作用對于維持每種生

物前后代體細胞中染色體數目的恒定,對于生物的遺傳和變異,都是十分重要的。

第二節基因在染色體上

1、薩頓的假說：基因和染色體行為存在這明顯的平行關系。

2、科學家摩爾根的果蠅雜交實驗證實了基因在染色體上。

3、基因分離定律的實質是：在雜合體的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因,具有一定的獨立性;

在減數分裂形成虹的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離,分別進入兩個配子中,獨立地

隨配子遺傳給后代。

4、基因自由組合定律的實質是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數

3

分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合。

第三節伴性遺傳

1、位于性染色體上的基因控制的性狀在遺傳中總是與性別相關聯，這種現象叫伴性遺傳。

2、男性紅綠色盲基因只能從姬傳來，以后只能傳給女兒。這在遺傳學上稱為交叉遺傳。

3、ZW型性別決定的生物有雞，其雄性個體的染色體組成為名。

4、常見的幾種遺傳病及其特點：(1)人類紅綠色盲的致病基因位于總染色體上，屬于隱性遺傳病,其特點

是：男性患者人數多王女性患者；具有交叉遺傳現象,即致病基因由男性通過他的母親傳給他的女兒；女

性患者的父親和兒子一定是紅綠色盲。(2)抗維生素D佝僂病的致病基因位于兌染色體上，是顯拄遺傳病，

其特點是：女性患者人數多于男性患者:具有連續性，即代代都有患者；男性患者的母親和女兒一定是患

者。

第三章基因的本質

第一節DNA是主要的遺傳物質

一、證明DNA是遺傳物質的證據

DNA是遺傳物質的證據是肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗。

(一)、肺炎雙球菌的轉化試驗：

1、時間、人物：1928年格里菲斯,1944年艾弗里

2、實驗材料：S型細菌、R型細菌。

菌落菌體毒性

S型細菌表面光滑有多糖莢膜有毒

R型細菌表面粗糙沒有多糖莢膜無毒

3、體內轉化實驗：(格里菲思)

(1)過程、結果

①旦型活細菌注入小鼠體內小鼠不死亡。

②“型活細菌注入小鼠體內小鼠死亡。

③殺死后的“型細菌注入小鼠體內小鼠不死亡。

④無毒性的旦型細菌與加熱殺死的“型細菌混合后注入小鼠體內，小鼠死亡。

(2)結論：加熱殺死的S型菌中必然存在某種促使R型菌轉化為S型菌的活性物質一一“轉化因子”

4、體外轉化實驗：(艾弗里)

(1)過程、結果

4

從S型活細菌中提取她［、蛋白質和多糖等物質，分別加入R型活細菌中培養，發現只有加入她R

型細菌才能轉化為S型細菌。

（2）結論：轉化因子是DNA。

結論：DNA是遺傳物質。

（二）、噬菌體侵染細菌的實驗：

1、時間、人物：1952年赫爾希和蔡斯。

2、實驗材料：T2噬菌體。（是一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒）

3、過程：①T2噬菌體的蛋白外殼被叱標記,侵染細菌。

②T2噬菌體內部的DNA被32P標記,侵染細菌。

4、實驗表明：噬菌體侵染細菌時，DNA進入細菌細胞中,而蛋白外殼留在外面。說明只有親代噬菌體的

DNA進入細胞。子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的皿遺傳的。DNA才是真正的遺傳物質。

二、證明DNA是主要遺傳物質的證據

1、RNA是遺傳物質的證據：

（1）提取煙草花葉病毒的蛋白質不能使煙草感染病毒。

（2）提取煙草花葉病毒的姬能使煙草感染病毒。

2、結論：絕大多數生物的遺傳物質是卵&DNA是主要的遺傳物質。極少數的病毒的遺傳物質不是皿，

而是RNAo

第二節DNA分子的結構

1、DNA是一種高分子化合物,基本單位：脫氧核糖核昔酸。共4種，分別是腺喋吟脫氧核子酸、胸腺"

咤脫氧核仃酸、鳥喋吟脫氧核仃酸、胞喀咤脫氧核苜酸每個分子都是由成千上百個4種脫氧核甘酸聚合而

成的長鏈。

2、結構特點：①由兩條脫氧核昔酸鏈反向平行盤旋而成的雙螺旋結構。

②外側：由磷酸和脫氧核糖交替連接構成基本骨架。

③內側：兩條鏈上的堿基通過氫鍵形成堿基對。堿基對的形式遵循堿基互補配對原則,即A

一定要和配對（氫鍵有2個），G一定和J配對（氫鍵有個）

3、雙鏈DNA中腺喋吟（A）的量總是等于胸腺喀咤的量、鳥喋吟（G）的量總是等于胞喀咤的量。

第三節DNA的復制

1、DNA的復制概念：是以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。

2、時間：DNA分子復制是在細胞有絲分裂的間期和減數第一次分裂的間期,是隨著染色體的復制來完成的。

3、場所：細胞核。

5

4、過程：

(1)解旋：DNA首先利用線粒體提供的能量，在解旋酶的作用下,把兩條螺旋的雙鏈解開。

(2)合成子鏈：以解開的每一段母鏈為模板，以游離的4種脫氧核昔酸為原料,遵循堿基互補配對原則,

在有關酶的作用下，各自合成與母鏈互補的子鏈。

(3)形成子代DNA：每一條子鏈與其對應的模板鏈盤旋成雙螺旋結構,從而形成兩個與親代DNA完全相同

的子代DNA?

5、特點：

(1)DNA復制是一個邊解旋邊復制的過程。

(2)由于新合成的DNA分子中，都保留了原DNA的一條鏈，因此，這種復制叫半保留復制。

6、條件：模板、原料、酶、能量。

7、準確復制的原因：

(1)DNA分子獨特的雙螺旋提供精確的模板。

(2)通過堿基互補配對保證了復制準確無誤。

8、功能：傳遞遺傳信息。DNA分子通過復制，使親代的遺傳信息傳給子代，從而保證了遺傳信息的連續

性。

第四節基因是有遺傳效應的DNA片段

1,一條染色體上有許多個DNA分子,一個DNA分子上有很多個基因,基因在染色體上呈現線性排列。每一

個基因都是特定的幽片段，有著特定的遺傳效應，這說明DNA中蘊涵了大量的遺傳信息。

2、2、概念：DNA分子上分布著多個基因，基因是具有遺傳效應的DNA片段。

3、DNA能夠儲存足夠量的遺傳信息，遺傳信息蘊藏在4種堿基排列順序之中,構成了DNA分子的多樣性,

而堿基的特定的排列順序，又構成了每一個DNA分子的特異性。

DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質基礎。

第四章基因的表達

第一節基因指導蛋白質的合成

1、DNA與RNA的比較

DNARNA

結構雙鏈單鏈

基本單位脫氧核糖核甘酸核糖核昔酸

五碳糖脫氧核糖核糖

6

堿基A、T、C、GA、U、C、G

分布主要分布在細胞核（有的在主要分布在細胞質

線粒體、葉綠體）

2、RNA有三種：mRNA,tRNA,rRNA。

3、指基因通過指導蛋白質的合成來控制性狀,這一過程稱為基因的表達。

包括遺傳信息的轉錄和翻譯兩個過程。

4、轉錄和翻譯的比較

遺傳信息的轉錄遺傳信息的翻譯

概念以DNA的一條鏈為模板通過堿基互游離在細胞質中的各種氨基酸，

補配對原則形成RNA的過程的過以mRNA為模板,合成具有一定氨基

程酸順序的蛋白質的過程

場所主要在細胞核核糖體

模板D\A的一條鏈mRNA

原料4種游離的核糖核苜酸20種氨基酸

酶RNA聚合酶多種酶

堿基互補A-UT-AA-UU-A

配對原則G-CC-GG-CC-G

產物RNA蛋白質（多肽）

5、5、mRNA上3個相鄰的堿基決定一個氨基酸。每3個這樣的堿基稱為1個密碼子。

6、蛋白質合成的“工廠”是核糖體,搬運工是tRNA。每種tRNA只能轉運并識別二種氨基酸，其一端是逃

帶氨基酸的部位,另一端有3個堿基，稱為反密碼子。

第二節基因對性狀的控制

1、1957年，克里克提出中心法則：遺傳信息可以從DNA流向DNA,即DNA的自我復制；也可以從DNA流

向RNA,進而流向蛋白質，即遺傳信息的轉錄和翻譯。但是，遺傳信息不能從蛋白質傳遞到蛋白質,也

不能從蛋白質流向RNA或DNA。遺傳信息從RNA流向RNA以及從RNA流向DNA兩條途徑,是中心法則的

補充。

7

IDZA）蛋白質

IDZA自

2、中心法則圖解:我復制

3、基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物體的性狀。

如：人的白化癥狀是由于控制酪氨酸醵的基因異常,導致不能將酪氨酸轉變為黑色素。

4、基因還能通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。

5,基因與基因、基因與基因產物、基因與環境之間存在著復雜的相互作用，精細的調控著生物體的性狀。

第五章基因突變及其他變異

第一節基因突變和基因重組

1、DNA分子中發生堿基對的替換、增添、缺失，而引起的基因結構的改變叫基因突變。

2、基因突變若發生在配子中，將遵循遺傳規律傳遞給后代;若發生在體細胞中，一般不能遺傳;有些植

物的體細胞發生基因突變，可通過無性繁殖傳遞。此外。人體某些體細胞基因的突變，有可能發展為癌細

胞。

3、易誘發生物發生基因突變并提高突變頻率的因素可分為三大類：物理因素（如紫外線、X射線及其他輻

射能損傷細胞內的DNA）、化學因素（亞硝酸、堿基類似物等能改變核酸的堿基）和生物因素（如某些病

毒的遺傳物質能影響宿主細胞的DNA）。

4、基因突變有如下特點：在生物界普遍存在，隨機發生,頻率很低，不定向。

5、基因突變的意義在于：它是新基因產生的途徑,是生物變異的根本來源,是生物進化的原材料。

6、基因重組是指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。

7、基因重組有兩種類型，第一種，在生物體通過減數分裂形成配子時，隨著非同源染色體的自由組合,

也自由組合；另一種，減數分裂形成四分體時期，位于同源染色體上的等位基因有時會隨著非姐妹染色單

佳的交換而發生交換，導致染色單體上的基因重組。

8、基因重組也是生物變異的來源之一,對生物進化也具有重要的意義。

第二節染色體變異

1、染色體變異包括染色體結構變異和染色體數目變異.

2、染色體結構的改變，會使排列在染色體上的基因的數目或排列順序發生改變,從而導致性狀的變異。

3、染色體數目變異可分為兩類：一類是細胞內個別染色體的增加或減少,另一類是細胞內染色體數U以染

色體組的形式成倍增加或減少。

4、染色體組是指細胞中的一組非同源染色體,在形態和功能上各不相同，攜帶著控制生物生長發育的全部

遺傳信息。

8

5、人工誘導多倍體最常用而且最有效的方法是用秋水仙素來處理萌發的種子或幼苗,其作用機理是能抑制

紡錘體的形成,導致染色體不能移向細胞兩極，染色體完成了復制但不能移向細胞兩極,從而引起細胞

內染色體數目加倍。

6、單倍體是指體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體,在生產上常用于培育新品種。

7、染色體變異

①染色體結構的變異：由染色體結構改變引起的。如：貓叫綜合征。

②染色體數目的變異：染色體數目發生改變。

③染色體組特點：a、一個染色體組中不含同源染色體

b、一個染色體組中所含的染色體形態、大小和功能各不相同

c、一個染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因

④二倍體或多倍體：由受精卵發育成的個體,體細胞中含幾個染色體組就是幾倍體；

⑤單倍體：由未發生受精作用的配子（精子或卵細胞）發育成的個體（可能有1個或多個染色體組）。

⑥人工誘導多倍體的方法：用秋水仙素處理萌發的種子和幼苗。原理：當秋水仙素作用于正在分裂的

細胞時，能夠抑制紡錘便形成，導致染色體不分離，從而引起細胞內染色體數目加倍。

⑦多倍體植株特征：莖桿粗壯，葉片，果實和種子都比較大，糖類和蛋白質等營養物質，含量都有所偏大。

⑧單倍體植株特征：長得弱小，而且高度不育。單倍體植株獲得方法：花藥（花粉）離體培養。單倍體育

種的意義：明顯縮短育種年限（只需二年）。

8、無子西瓜的培育過程：

（秋水仙素）

二倍體植株幼苗------------------?四倍體植株（做母本）

―三倍體植株（做母本）無

X?子

西

二倍體植株（做父本）X（瓜

二倍體植株（做父本）

第三節人類遺傳病

1、人類遺傳病通常是指由于遺傳物質改變而引起的人類疾病，主要可以分為單基因遺傳病、多基因遺

傳病和染色體異常遺傳病三大類。

2、單基因遺傳病是指受二對等位基因控制的遺傳病，可能由垂性致病基因引起，也可能由顯性致病基因引

起。

3、多基因遺傳病是指受兩對以上的等位基因控制的遺傳病，主要包括一些原發性高血壓、冠心病、哮喘

病、青少年型糖尿病常見病,在群體中的發病率較高。

9

4、染色體異常遺傳病由染色體異常引起，如21三體綜合癥，又叫先天性愚型，患者比正常人多了一條

21號染色體，是由于減數分裂時21號染色體不能正常分離而形成。

常染色體：多指、并指、軟骨發育不全

顯性

N染色體：抗維生素D佝僂病

單基因遺傳病卜常染色體：白化病、落丙酮尿癥

隱性

而染色體：色盲、進行性肌營養不良

（基因突變產生致病基因，發生于減數分裂間期，產生異常的生殖細胞）

多基因遺傳病：唇裂、無腦兒、原發性高血壓和青少年糖尿病

特點：由多對基因控制、常表現出家族聚集現冢、易受

分類環境因素影響（無明顯顯隱性,由基因累加而發生）

（常染色體病：21三體綜合癥（數目異常）、貓叫綜合征

染色體異常遺傳病（結構異常）

性染色體癥：性腺發育不良

特點：后臬嚴重，縣至胚胎時間就引起自然流產

（染色體數目贈加或遍少、結構的改變而形成的染色體變異，發生于誠數分

裂后期）

5、人類基因組計劃正式啟動于1990年，目的是測定人類基因組的全部DNA序列,解讀其中包含的遺傳信

息。

第六章從雜交育種到基因工程

1、傳統的育種方法是雜交育種，缺點是周期長,而且可選擇范圍是有限的。

2、雜交育種的原理是基因重組,是將兩個或多個品種的優良性狀通過交配_集中在一起，再經過

選擇和培育,獲得新品種的方法。在農業生產中，雜交育種是改良作物品質,提高農作物單位面積的常

規方法。

3、雜交育種的缺點是：只能利用已有基因重組,按需選擇，并不能創造新的基因。而且雜交后代會出現

分離現象,育種進程緩慢,過程復雜。

4、誘變育種的原理是基因突變。這種方法可以用物理因素（如X射線丫射線紫外線激光等）或化

學因素（如亞硝酸硫酸二乙酯等）來處理生物，使生物發生基因突變。用這種方法可以提高突變率,在較

短時間內獲得更多的優良變異類型。

5、基因工程的原理是基因重組,又叫基因拼接技術或DNA重組技術。通俗地說，就是按照人們意愿,把一

種生物的某種基因提取出來,加以修飾改造,然后放到另一種生物細胞里,定向地改造生物的遺傳性狀。

6、基因的“剪刀”是限制酶,它的化學本質是蛋白質,它只能識別一種特定的核昔酸序列，并在特定的

切點上切割DNA分子;基因的“針線”是DNA連接酶，它能連接DNA骨架上的缺口,DNA的骨架由構

成；基因的運載體是將磷酸-脫氧核糖送入外源基因的運輸工具。目前常用的運載體有受體細胞、

和質粒、噬菌體、動植物病毒。質粒存在于許多細菌和酵母菌等生物中,是擬核或細胞核外能夠自主復制

的很小的環狀DNA分子。

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7、基因工程操作一般經歷如下四個步驟：提取目的基因、目的基因與運載體結合、將目的基因導入受體細

胞、目的基因的檢測與鑒定。

8、基因工程取得了突飛猛進的發展。基因轉移、基因莖增等技術的應用不僅使生命科學的研究發生了前所

未有的變