高一生物春学期知识点总结高一下学期生物人教版必修2(1)

生物必修二知识点归纳总结

孟德尔的豌豆杂交实验 
1.孟德尔从生物的性状出发，揭示出了遗传的两个基本规律: 基因的分离定律基因和自由组合定律。
2.豌豆作为实验材料的优点：自花传粉，性状易区分，子代多，生长周期短，花大便于人工授粉，所以豌豆自然状态下一般都是纯种

3.第一次套袋，其目的是防止外来花粉的干扰，第二次套袋目的是保证杂交得到的种子是人工 授粉后所结。
4.孟德尔采用了科学研究方法:假说–演绎法
分析现象、提出假说一对分离现象的解释: 孟德尔认为，生物体的性状是由遗传因子决定的;在生物的体细胞中，遗传因子是成对存在的,不相融合;在形成生殖细胞配子时，成对的遗传因子彼此分离，配子中只含有每对遗传因子中的一个;受精时，雌雄配子的结合是随机的。
演绎推理、实验验证—-对分离现象解释的验证:
方法: 测交实验，即F1与隐性纯合子杂交。
原理:隐性纯合子只产生种含隐性遗传因子的配子。
目的:验证孟德尔假设的遗传因子的传递规律。
④得出结论-分离定律: 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，成对的遗传因子发生分离，分离后的传因子分别进人不同的配子中，随配子遗传给后代。
5.基因分离定律实质是等位基因随同源染色体的分开而分离。
6.基因分离定律发生时间是减数分裂I后期，基因的分离和自由组合都发生在配子形成时。

7.基因分离定律的适用范围真核生物； 有性生殖；细胞核遗传；  一 对等位基因控制的  一 对相对性状的遗传。
8.孟德尔通过一对相对性状的遗传实验，揭示了基因的分离定律，在该实验中，F1产生的雄配子和雌配子各有两种，比例为1:1。F2有3种种基因型，比例接近1:2:1，F1出现2种表型，比例接近3: 1。

 

 

自由组合定律

一、自由组合定律的发现及应用

1．两对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析

(1)观察现象，提出问题

 

(2)分析问题，提出假说

①提出假说

a．两对相对性状分别由两对遗传因子控制。

b．F₁在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。

c．F₁产生的雌配子和雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，且数量比为1∶1∶1∶1。

d．受精时，雌雄配子的结合是随机的。

②遗传图解

 

③结果分析

 

 

(3)演绎推理，验证假说

 

(4)分析结果，得出结论：实验结果与演绎结果相符，假说成立，得出自由组合定律。

2．自由组合定律

(1)细胞学基础

 

 

4．验证两对等位基因的遗传是否遵循自由组合定律的方法

验证方法	结论
自交法	F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，则遵循基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
测交法	F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制，则遵循自由组合定律
花粉鉴定法	F1若有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则遵循自由组合定律
单倍体育种法	取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有四种表型，且比例为1∶1∶1∶1，则遵循自由组合定律

 

• 自由组合定律的常规解题规律和方法

1.方法类

题型分类		解题规律	示例
种类问题	配子类型(配子种类数)	2n(n为等位基因对数)	AaBbCCDd产生配子种类数为23＝8(种)
	配子间结合方式	配子间结合方式种类数等于配子种类数的乘积	AABbCc×aaBbCC，配子间结合方式种类数＝1×4×2＝8(种)
	子代基因型(或表型)种类	双亲杂交(已知双亲基因型)，子代基因型(或表型)种类等于各性状按分离定律所求基因型(或表型)种类的乘积	AaBbCc×Aabbcc，基因型为3×2×2＝12(种)，表型为2×2×2＝8(种)
概率问题	基因型(或表型)的比例	按分离定律求出相应基因型(或表型)的比例，然后利用乘法原理进行组合	AABbDd×aaBbdd，F1中AaBbDd所占比例为1×2(1)×2(1)＝4(1)
	纯合子或杂合子出现的比例	按分离定律求出纯合子的概率的乘积为纯合子出现的比例，杂合子概率＝1－纯合子概率	AABbDd×AaBBdd，F1中AABBdd所占比例为2(1)×2(1)×2(1)＝8(1)

2.根据子代表型及比例推断亲本基因型(逆向组合法)

（1）．基因填充法

根据亲代表型可大概写出其基因型，如A_B_、aaB_等，再根据子代表型将所缺处补充完整，特别要学会利用后代中的隐性性状，因为后代中一旦存在双隐性个体，那亲代基因型中一定存在a、b等隐性基因。

（2）．分解组合法

根据子代表型比例拆分为分离定律的分离比，确定每一对相对性状的亲本基因型，再组合。如：

(1)9∶3∶3∶1→(3∶1)(3∶1)→(Aa×Aa)(Bb×Bb)→AaBb×AaBb。

(2)1∶1∶1∶1→(1∶1)(1∶1)→(Aa×aa)(Bb×bb)→AaBb×aabb或Aabb×aaBb。

(3)3∶3∶1∶1→(3∶1)(1∶1)→(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)→AaBb×Aabb或AaBb×aaBb。

 

例1.粒的甜与非甜是由一对等位基因控制的相对性状。现有甜玉米植株甲与非甜玉米植株乙，下列交配组合中，一定能判断出该对相对性状显隐关系的是（    ）

①甲自交②乙自交 ③甲（♀）×乙（♂）④甲（♂）×乙（♀）

A．①或② B．①和② C．③和④ D．①和③

【答案】D

【解析】①②自交后代不发生性状分离，则不能确定显隐关系， AB错误；③和④为正反交，正交、反交结果都表现为一种性状，则表现出来的性状为显性，不表现的那一性状为隐性，若后代发生性状分离，则无法确定显隐关系，C错误；甜玉米植株甲自交，若后代发生性状分离，则甜为显性，非甜味为隐性；若自交后代均为甜，则甜为纯合子（AA或aa），进一步看杂交结果，若杂交后代表现一种性状，则表现出来的性状为显性，不表现出来的为隐性；若杂交后代发生性状分离，则甜味为隐性，非甜为显性，D正确。

例2．某两性花植物的两对相对性状高茎和矮茎、红花和白花分别受一对等位基因控制，现用该植物的甲、乙两植株杂交，子代表型比例为3:1:3:1，下列叙述错误的是（   ）

A．控制这两对相对性状的等位基因位于两对同源染色体上

B．甲、乙两植株中有一植株能产生4种基因组成不同的配子

C．亲本有4种可能的杂交组合类型

D．这两对相对性状中每对相对性状的遗传都遵循分离定律

【答案】C

【解析】子代表型比例为3:1:3:1=（3:1）（1:1），控制这两对相对性状的等位基因位于两对同源染色体上，A正确；由子代表型比例为3:1:3:1可知，甲、乙均有一对杂合子基因；对于另一对相对性状，甲、乙其中一个为杂合子，另一个为隐性纯合子；则甲、乙两植株中有一植株能产生2×2=4种基因组成不同的配子，B正确；由子代表型比例为3:1:3:1可知，甲乙均有一对杂合子基因，对于另一对相对性状，甲乙其中一个为杂合子，另一个为隐性纯合子，假设第一对相对性状由A、a基因控制，第二对性状由B、b控制，则杂交组合类型有AaBb×Aabb、AaBb×aaBb两种，C错误；子代表型比例为3:1:3:1=（3:1）（1:1），这两对相对性状中每对相对性状的遗传都遵循分离定律，D正确

 

 

减数分裂与受精作用

减数分裂的概念：1.范围：进行有性生殖的生物

2.时间：原始生殖细胞产生成熟生殖细胞时

3.特点：染色体分裂一次，细胞连续分裂两次

4.结果：成熟生殖细胞中染色体数目是原始生殖细胞的一半

例如，减数分裂前，每个精原细胞的染色体复制一次，二细胞在减数分裂过程中连续分裂两次形成四个精细胞。一个卵母细胞分裂成一个卵细胞和三个极体（精细胞为均等分裂，卵细胞为不均等分裂）

受精作用是卵细胞和精子的相互识别，融合成为受精卵的过程。精细胞与卵细胞中的细胞核融合，彼此的染色体会合在一起

意义：使受精卵的染色体数目又恢复到体细胞中染色体的数目，保证了物种染色体数目的稳定。其中父方母方个提供一半的染色体（区别于细胞质，母方提供绝大部分细胞质）

四分体：联会后的没对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。一个四分体含有1对同源染色体，2条染色体，4条染色单体，4个DNA分子，8条脱氧核苷酸链

减数分裂过程的图像：以雄性动物（2n）为例，2对同源染色体。

减数分裂前的间期			精原细胞进行DNA复制和蛋白质的合成
减Ⅰ分裂	前期		同源染色体联会，形成四分体，四分体中的非姐妹染色单体之间可能发生部分片段的染色体的互换，即基因重组
	中期		同源染色体成对排列在赤道板上
	后期		细胞质分裂，同源染色体分离，基因重组发生在这个时期。初级精母细胞形成2个次级精母细胞，细胞中染色体数目减半
	末期		细胞质分裂，初级精母细胞形成2个次级精母细胞，细胞中染色体数目减半
减Ⅱ分裂	前期		染色体排列散乱分布在细胞中
	中期		每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上
	后期		着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，并分别移向细胞两极。染色体数目暂时加倍
	末期		细胞质分裂，每个次级精母细胞形成2个子细胞。细胞中染色体数目是体细胞染色体数目的一半

参考上图，总结如下表：

比较项目	精子的形成	卵细胞的形成
处于减Ⅰ的细胞	初级精母细胞	初级卵母细胞
处于减Ⅱ的细胞	次级精母细胞	次级卵母细胞或第一极体
细胞质分裂	均等分裂	只有第一极体的减Ⅱ分裂中细胞质是均等分裂的
变形	精细胞经过变形，成为精子	不需要变形

2.减数分裂过程中常见曲线变化分析：

曲线图	区段	曲线解读
	BC段	核DNA数目加倍：DNA分子的复制。
	CD段	同源染色体的联会
	DE段	减Ⅰ分裂末期，同源染色体分开分别进入两个子细胞，导致子细胞核内DNA数目减半；
	GH段	减Ⅱ分裂末期，分开后的姐妹染色单体，成为染色体，分别进入两个子细胞，导致核内DNA数目减半。
	ff′段	着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，导致细胞内染色体数目暂时加倍
	efgh段	不含同源染色体
	AB段	染色体（DNA）复制
	CD段	同源染色体分离
	EF段	姐妹染色单体分离
	AB段	DNA复制，染色单体形成
	BC段	存在染色单体的时期，包含减Ⅰ分裂前、中、后、末期和减Ⅱ分裂前、中期。
	CD段	减Ⅱ分裂后期着丝粒一分为二，染色单体消失，每条染色体中只含有1个DNA分子
	AF段	有丝分裂过程
	CD段	属于有丝分裂后期
	FG段	同源染色体分离，非同源染色体自由组合
	GH段	同源染色体分离，并进入两个子细胞中
	BC段	DNA复制，由含有1个DNA分子的染色体形成含有2个DNA分子的染色体，比值为0.5
	DE段	染色体着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，每条染色体只含有1个DNA分子，比值是1

例1.（2022·湖南省·月考）如图为二倍体水稻花粉母细胞减数分裂某一时期的显微图像，关于此细胞的叙述错误的是（  ）

 

1. 含有12条染色体   B. 处于减数第一次分裂  C. 含有同源染色体 D. 含有姐妹染色单体

【答案】A

【解析】1.减数分裂是指细胞连续分裂两次，而染色体在整个过程只复制一次的细胞分裂方式。

2.四分体指的是在动物细胞减数第一次分裂（减I）的前期，两条已经自我复制的同源染色体联会形成的四条染色单体的结合体。

A.图中显示是四分体时期，即减数第一次分裂前期联会，每个四分体有2条染色体，图中有12个4分体，共24条染色体，A错误；

B.四分期时期即处于减数第一次分裂前期，B正确；

C.一个四分体即一对同源染色体，C正确；

D.每个四分体有两条染色单体，四个姐妹染色单体，D正确。

【诊断】对精子和卵细胞形成的分裂过程及其区别掌握不清楚；不能把曲线图的变化过程与细胞分裂过程建立正确的关联

例2.（2023·浙江省·真卷）现建立“动物精原细胞（2n=4）有丝分裂和减数分裂过程”模型。1个精原细胞（假定DNA中的P元素都为³²P，其它分子不含³²P）在不含³²P的培养液中正常培养，分裂为2个子细胞，其中1个子细胞发育为细胞①。细胞①和②的染色体组成如图所示，H（h）、R（r）是其中的两对基因，细胞②和③处于相同的分裂时期。下列叙述正确的是（  ）

 

1. 细胞①形成过程中没有发生基因重组
2. 细胞②中最多有两条染色体含有³²P
3. 细胞②和细胞③中含有³²P的染色体数相等
4. 细胞④~⑦中含³²P的核DNA分子数可能分别是2、1、1、1

【答案】D

【解析】图中细胞①中同源染色体发生联会，细胞处于减数第一次分裂前期；细胞②不含同源染色体，且着丝点已经分裂，染色体分布在两极，细胞②处于减数第二次分裂后期；细胞②和③处于相同的分裂时期，细胞③处于减数第二次分裂后期；细胞④~⑦都是精细胞；细胞①发生了染色体的互换和基因突变。

A.图中细胞①处于减数第一次分裂前期，分析细胞①中基因组成可知，发生了交叉互换，即发生了基因重组，A错误；

B.根据DNA分子半保留复制，1个精原细胞（DNA中的P元素都为³²P），在不含³²P的培养液中正常培养，经过一次有丝分裂产生的子细胞中每条染色体中的DNA分子一条链含³²P和另一链不含³²P。该子细胞经过减数第一次分裂前的间期复制，形成的细胞①中每条染色体，只有一条单体的DNA分子一条链含有含³²P（共4条染色单体含有³²P），细胞①形成细胞②会发生同源染色体分离，正常情况下，细胞②有两条染色体含有³²P（分布在非同源染色体上，），但根据图可知，H所在的染色体发生过交叉互换，很有可能H和h所在染色体都含有³²P，因此细胞②中最多有3条染色体含有³²P，B错误；

C.根据B项分析可知，正常情况下，细胞②和③中各有两条染色体含有³²P（分布在非同源染色体上），但由于细胞①中发生了H和h的互换，而发生互换的染色单体上不确定是否含有³²P，故细胞②和细胞③中含有³²P的染色体数可能相等也可能不相等，C错误；

D.如果细胞②的H和R所在染色体含有³²P，且细胞②中h所在染色体含有³²P，则r在染色体不含有³²P，因此形成的细胞④含有³²P的核DNA分子数为2个，形成的细胞⑤含有³²P的核DNA分子数为1个，由于细胞③的基因型为Hhrr（h为互换的片段），h所在的染色体与其中一个r所在染色体含有³²P（H和另一个r所在染色体不含³²P），如果含有³²P的2条染色体不在同一极，则形成的细胞⑥和⑦都含³²P的核DNA分子数为1个，D正确。

【诊断】不能准确分析细胞分裂过程中相关物质或结构的数量变化，如染色体和核DNA分子的数量变化、每条染色体中DNA含量变化、染色单体、同源染色体和染色体组的变化等。

 

 

基因在染色体上

一、萨顿假说

1．内容

基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说，基因在染色体上。

2．依据：（观察蝗虫）

(1)基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构。

(2)在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。在配子中只有成对的基因中的一个，同样，也只有成对的染色体中的一条。

(3)体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方。同源染色体也是如此。

(4)非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期也是自由组合的。

 

 

二、基因位于染色体上的实验证据（假说-演绎法）