高一生物孟德尔的豌豆杂交实验必修2知识点总结

第1页共19页生物必修（II）第一章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验（一）一、相关概念1、性状：是生物体形态、结构、生理和生化等各方面的特征。2、相对性状：同种生物的同一性状的不同表现类型。3、显性性状：在具有相对性状的亲本的杂交实验中，杂种一代（F1）表现出来的性状，隐性性状：杂种一代（F1）未表现出来的性状。4、性状分离：指在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象。5、杂交：具有不同相对性状的亲本之间的交配或传粉6、自交：具有相同基因型的个体之间的交配或传粉（自花传粉是其中的一种）7、测交：用隐性性状（纯合体）的个体与未知基因型的个体进行交配或传粉，来测定该未知个体能产生的配子类型和比例（基因型）的一种杂交方式。8、纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体（能稳定的遗传，不发生性状分离）：显性纯合子（如AA的个体）；隐性纯合子（如aa的个体）杂合子：由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体（不能稳定的遗传，后代会发生性状分离）9、表现型与基因型表现型：指生物个体实际表现出来的性状。基因型：与表现型有关的基因组成。（关系：基因型＋环境→表现型）第2页共19页二、孟德尔豌豆杂交实验（一对相对性状）P：高豌豆×矮豌豆P：AA×aa↓↓F1：高豌豆F1：Aa↓○X↓○XF2：高豌豆矮豌豆F2：AAAaaa3︰11︰2︰1三、对分离现象的解释（孟德尔提出的如下假说）1、生物的性状是由遗传因子决定的。每个因子决定着一种性状，其中决定显现性状的为显性遗传因子，用大写字母表示，决定隐性性状的为隐性遗传因子，用小写字母表示。2、体细胞中的遗传因子是成对存在的。3、生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，配子中只含有每对遗传因子的一个。4、受精时，雌雄配子的结合是随机的。四、分离定律1、内容：在生物体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在的，不相融合，在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同配子中，随配子遗传给后代。2、实质：在减数分裂形成配子过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。第3页共19页第2节孟德尔的豌豆杂交实验（二）一、相关概念1、等位基因：位于一对同源染色体的相同位置，控制相对性状的基因。2、非等位基因：包括非同源染色体上的基因及同源染色体的不同位置的基因。二、孟德尔豌豆杂交实验（两对相对性状）P：黄圆×绿皱P：AABB×aabb↓↓F1：黄圆F1：AaBb↓○X↓○XF2：黄圆黄皱绿圆绿皱F2：A＿B＿A＿bbaaB＿aabb9︰3︰3︰19︰3︰3︰1在F2代中：4种表现型：两种亲本型：黄圆9/16绿皱1/16两种重组型：黄皱3/16绿皱3/169种基因型：完全纯合子AABBaabbAAbbaaBB共4种×1/16半纯合半杂合（单杂合）AABbaaBbAaBBAabb共4种第4页共19页×2/16完全杂合子（双杂合）AaBb共1种×4/161909年，丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”一词起名叫做基因，并提出了表现型和基因型的概念。三、对自由组合现象的解释孟德尔两对相对性状的杂交实验中，F1(YyRr)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。F1产生的雌配子和雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，数量比例是：1︰1︰1︰1。受精时，雌雄配子的结合是随机的，雌、雄配子结合的方式有16种，遗传因子的结合形式有9种：YYRR、YYRr、YYrr、YyRR、YyRr、Yyrr、yyRR、yyRr、yyrr。性状表现有4种：黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，它们之间的数量分比是9︰3︰3︰1。四、孟德尔实验成功的原因：（1）正确选用实验材料：①豌豆是严格自花闭花授粉植物，自然状态下一般是纯种②具有易于区分的性状③花大，便于人工传粉。（2）由一对相对性状到多对相对性状的研究（从简单到复杂）（3）运用了科学的分析方法：对实验结果进行统计学分析（4）严谨的科学设计实验程序：假说-------演绎法观察分析——提出假说——演绎推理——实验验证（5）首创了测交实验五、自由组合定律：1、内容：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的，在形成配子时，决定同一性状的遗传因子彼此分第5页共19页离，决定不同性状的遗传因子自由结合。2、实质：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。第二章基因和染色体的关系第1节减数分裂和受精作用一、基本概念1、减数分裂：是指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。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，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。2、受精作用：受精作用是卵细胞和精子相互识别，融合成为受精卵的过程。3、同源染色体：①形态、大小基本相同；②一条来自父方，一条来自母方。4、联会：同源染色体两两配对的现象叫做联会。5、四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。二、有性生殖细胞的形成1、部位：动物的精巢（睾丸）、卵巢；植物的花药、胚珠2、有性生殖细胞（精子、卵细胞）的形成过程：①精子的形成②卵细胞的形成1个精原细胞（2n）1个卵原细胞（2n）↓间期：染色体复制↓间期：染色体复制1个初级精母细胞（2n）1个初级卵母细胞（2n）前期：联会、四分体、交叉互换（2n）前期：联会、四分体、交叉互换（2n）第6页共19页中期：同源染色体排列在赤道板上（2n）中期：（2n）后期：配对的同源染色体分离（2n）后期：（2n）末期：细胞质均等分裂末期：细胞质不均等分裂（2n）2个次级精母细胞（n）1个次级卵母细胞＋1个极体（n）前期：（n）前期：（n）中期：（n）中期：（n）后期：染色单体分开成为两组染色体（2n）后期：（2n）末期：细胞质均等分离（n）末期：（n）次级卵母细胞细胞质不均等分离4个精细胞（n）1个卵细胞（n）2个极体（n）↓变形＋1个极体（n）4个精子（n）③精子的形成过程附图：④卵细胞的形成过程附图：第7页共19页3、精子的形成与卵细胞形成的比较三、减数分裂过程中染色体、DNA的变化四、注意：（4）减数分裂形成子细胞种类：第8页共19页五、减数分裂和有丝分裂的比较1、减数分裂和有丝分裂的异同点2、减数分裂和有丝分裂图象和曲线的比较3、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤：六、受精作用1、受精作用的特点和意义：特点：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目，其中有第9页共19页一半的染色体来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。（注意：受精卵内的DNA并非一半来自父方，一半来自母方）精子的细胞核和卵细胞的细胞核相融合，使彼此染色体会合在一起，只有形成受精卵，才能发育成新个体。意义：减数分裂形成的配子多样性及精卵结合的随机性导致后代性状的多样性。有性生殖过程可使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、减数分裂和受精作用的重要作用减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目恒定，对生物遗传和变异是十分重要的。第2节基因在染色体上一、萨顿（美）假说1、假说核心：基因由染色体携带从亲代传递给下一代。即基因就在染色体上。2、研究方法：类比推理3、原因证据：基因与染色体行为存在着明显的平行关系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，非同源染色体在第一次减数分裂后期也是自由组合。二、基因在染色体上的实验证据第10页共19页1、摩尔根（美）和他的学生发现了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图，说明基因在染色体上呈线性排列。2、果蝇的一个体细胞中有4对染色体，其中3对是常染色体，1对是性染色体，雄果蝇的一对性染色体是异型的，用XY表示，雌果蝇一对性染色体是同型的，用XX表示。3、果蝇眼色杂交实验：红眼的雄果蝇基因型是XWY，红眼的雌果蝇基因型是XWXw或XWXW，白眼的雄果蝇基因型是XwY，白眼的雌果蝇基因型是XwXw。P：红眼（♀）×白眼（♂）P：XWXW×XwY↓↓F1：红眼F1：XWXw×XWY↓F1雌雄交配↓F2：红眼（♀、♂）白眼（♂）F2：XWXWXWXwXWYXwY三、孟德尔遗传定律的现代解释1、基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，在分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。2、基因自由组合定律的实质是：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。第3节伴性遗传一、相关概念1、伴性遗传：位于性染色体上的基因控制的性状在遗传上总是和性别相关联的现象。第11页共19页2、家族系谱图：表示一个家系的图中，通常以正方形代表男性（(），圆形代表女性（(），深色表示患者，以罗马数字(如I、Ⅱ等)代表世代，以阿拉伯数字(如1、2等)表示个体。二、伴X染色体隐性遗传（常见：人类红绿色盲、血友病）1、人类红绿色盲①致病基因Xa正常基因：XA②患者：男性XaY女性XaXa正常：男性XAY女性XAXAXAXa（携带者）2、伴X隐性遗传的遗传特点：①人群中发病人数男性患者多于女性患者。②往往有隔代遗传现象③具交叉遗传现象：男性→女性→男性（女患父必患，母患子必患）三、伴X染色体显性遗传1、抗维生素D佝偻病①致病基因XA正常基因：Xa②患者：男性XAY女性XAXAXAXa正常：男性XaY女性XaXa2、伴X显性遗传的遗传特点：①人群中发病人数女性患者多于男性患者。②具有连续遗传现象③具交叉遗传现象：男性→女性→男性（父患女必患，子患母必患）四、伴Y染色体遗传1、人类外耳道多毛症2、Y染色体遗传的遗传特点：基因位于Y染色体上，仅在男性个体中遗传五、遗传病类型的鉴别第12页共19页1、先判断基因的显、隐性：①父母无病，子女有病——隐性遗传（无中生有）②父母有病，子女无病——显性遗传（有中生无）2、再判断致病基因的位置：①已知隐性遗传父正女病——常、隐性遗传母病儿正——常、隐性遗传②已知显性遗传父病女正——常、显性遗传母正儿病——常、显性遗传3、不能确定的判断：①代代之间具有连续性——可能为显性遗传②患者无性别差异，男女各占1/2——可能为常染色体遗传③患者有明显性别差异i、男性明显多于女性——可能为伴X隐性遗传ii、女性明显多于男性——可能为伴X显性遗传iii、男性全患病，女性全不患病——可能为伴Y遗传第三章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质一、作为遗传物质所具备的特点1、在细胞生长和繁殖过程中能够精确的自我复制；2、能够指导蛋白质合成从而控制生物的性状和新陈代谢；3、具有储存巨大数量遗传信息的潜在能力；4、结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生可遗传的变异。二、确定遗传物质的历程1、染色体是遗传物质的主要载体：第13页共19页①从物种特征看：真核生物的细胞中都有一定形态和数量的染色体；②从生殖过程看：生物体通过细胞有丝分裂、减数分裂和受精作用三个过程使染色体在生物的传宗接代中保持一定的稳定性和连续性；③从染色体组成看：主要是DNA和蛋白质组成，DNA在染色体里含量稳定；④从DNA的分布看：DNA主要分布在细胞核里，少数分布在细胞质的线粒体、叶绿体中。2、DNA是遗传物质的证据：①研究思路：把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。②DNA是遗传物质的直接证据i、肺炎双球菌转化实验A、1928年格里菲思（美）实验a、材料：S型细菌、R型细菌。b、过程：①