高中生物遺傳學(xué)單元復(fù)習(xí)資料一、遺傳學(xué)基礎(chǔ)：孟德爾遺傳定律孟德爾通過豌豆雜交實(shí)驗提出的分離定律和自由組合定律，是遺傳學(xué)的核心規(guī)律，其本質(zhì)是基因在減數(shù)分裂中的行為規(guī)律。（一）豌豆雜交實(shí)驗的科學(xué)方法1.實(shí)驗材料選擇：豌豆（自花傳粉、閉花受粉，性狀易區(qū)分，如高莖/矮莖、圓粒/皺粒）。2.實(shí)驗方法：正交與反交：驗證性狀遺傳與性別無關(guān)（如高莖♀×矮莖♂與矮莖♀×高莖♂結(jié)果一致）。假說-演繹法（核心邏輯）：①觀察現(xiàn)象（F?全顯、F?性狀分離比3:1/9:3:3:1）；②提出問題（為何F?出現(xiàn)分離比？）；③作出假說（遺傳因子成對存在、配子成單、隨機(jī)受精等）；④演繹推理（若假說正確，測交后代應(yīng)1:1/1:1:1:1）；⑤實(shí)驗驗證（測交實(shí)驗符合預(yù)期）；⑥得出結(jié)論（定律）。（二）分離定律（基因的分離規(guī)律）1.核心內(nèi)容：等位基因隨同源染色體的分開而分離（減數(shù)第一次分裂后期）。2.適用范圍：一對相對性狀的遺傳（如高莖vs矮莖）；核基因的遺傳。3.性狀分離比：F?（雜合子，如Aa）自交：F?表現(xiàn)型比3:1（顯性:隱性）；基因型比1:2:1（AA:Aa:aa）。F?測交（與隱性純合子aa雜交）：表現(xiàn)型比1:1（顯性:隱性），基因型比1:1（Aa:aa）。（三）自由組合定律（基因的自由組合規(guī)律）1.核心內(nèi)容：非同源染色體上的非等位基因自由組合（減數(shù)第一次分裂后期）。2.適用范圍：兩對或兩對以上相對性狀的遺傳（如圓粒皺?！咙S色綠色）；核基因的遺傳。3.性狀分離比：F?（雙雜合子，如YyRr）自交：F?表現(xiàn)型比9:3:3:1（雙顯:一顯一隱:一隱一顯:雙隱）；基因型比(1:2:1)2=9種。F?測交（與yyrr雜交）：表現(xiàn)型比1:1:1:1，基因型比1:1:1:1。（四）解題技巧：基因分離與自由組合的應(yīng)用1.顯隱性判斷：雜交法：純合高莖×純合矮莖→F?全高莖（高莖為顯性）；自交法：雜合高莖自交→F?出現(xiàn)矮莖（矮莖為隱性）。2.基因型推斷：逆推法：根據(jù)子代性狀分離比反推親本基因型（如子代高莖:矮莖=3:1→親本為Aa×Aa）；正推法：根據(jù)親本基因型計算子代基因型（如Aa×aa→子代Aa:aa=1:1）。3.自由組合問題簡化：逐對分析（將多對性狀拆分為單對，分別計算后組合）。例：YyRr×YyRR，先算Yy×Yy→YY:Yy:yy=1:2:1，再算Rr×RR→RR:Rr=1:1，組合后子代基因型為(1YY:2Yy:1yy)×(1RR:1Rr)=2YYRR:2YYRr:4YyRR:4YyRr:2yyRR:2yyRr。二、伴性遺傳：基因與性別相關(guān)聯(lián)伴性遺傳是指位于性染色體（X或Y）上的基因控制的性狀，其遺傳方式與性別相關(guān)。（一）性染色體與性別決定1.XY型（多數(shù)動物，如人、果蠅）：XX為雌性，XY為雄性；2.ZW型（鳥類、蛾類）：ZW為雌性，ZZ為雄性。（二）伴性遺傳的類型與特點(diǎn)類型實(shí)例遺傳特點(diǎn)伴X隱性遺傳紅綠色盲、血友?、倌行曰颊叨嘤谂裕虎诮徊孢z傳（女病父必病、子病母必?。虎鄹舸z傳伴X顯性遺傳抗維生素D佝僂?、倥曰颊叨嘤谀行?；②連續(xù)遺傳（男病母必病、女病父必?。?；③患者的雙親中至少有一方患病伴Y遺傳外耳道多毛癥①僅男性患?。虎诟競髯?、子傳孫（限雄遺傳）（三）系譜圖分析技巧1.判斷顯隱性：無中生有（父母正常，子女患?。[性遺傳?。挥兄猩鸁o（父母患病，子女正常）→顯性遺傳病。2.判斷是否伴性：隱性遺傳病：若女性患者的父親或兒子正?！前閄隱性（常染色體隱性）；顯性遺傳?。喝裟行曰颊叩哪赣H或女兒正?！前閄顯性（常染色體顯性）；若所有患者均為男性且父傳子→伴Y遺傳。三、基因的本質(zhì)與表達(dá)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，其功能通過轉(zhuǎn)錄和翻譯實(shí)現(xiàn)。（一）基因的本質(zhì)：DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制1.DNA的結(jié)構(gòu)（沃森-克里克模型）：雙螺旋結(jié)構(gòu)：兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈；基本骨架：磷酸+脫氧核糖交替連接；堿基配對：A-T（2個氫鍵）、C-G（3個氫鍵），遵循堿基互補(bǔ)配對原則。2.DNA的復(fù)制：場所：細(xì)胞核（主要）、線粒體、葉綠體；時間：有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期；特點(diǎn)：半保留復(fù)制（子代DNA保留親代DNA的一條鏈）、邊解旋邊復(fù)制；過程：解旋（helicase酶）→合成子鏈（DNA聚合酶，以脫氧核糖核苷酸為原料）→形成子代DNA。（二）基因的表達(dá)：轉(zhuǎn)錄與翻譯1.轉(zhuǎn)錄（基因→mRNA）：場所：細(xì)胞核（主要）；模板：DNA的一條鏈（模板鏈）；原料：核糖核苷酸（A、U、C、G）；酶：RNA聚合酶；產(chǎn)物：mRNA（信使RNA，攜帶遺傳信息）。2.翻譯（mRNA→蛋白質(zhì)）：場所：核糖體；模板：mRNA（其上的密碼子決定氨基酸，3個相鄰堿基=1個密碼子）；原料：氨基酸（20種）；轉(zhuǎn)運(yùn)：tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，一端攜帶氨基酸，另一端有反密碼子，與密碼子互補(bǔ)配對）；產(chǎn)物：多肽鏈（進(jìn)一步加工為蛋白質(zhì)）。（三）關(guān)鍵概念辨析密碼子：mRNA上3個相鄰堿基，共64種（其中3種終止密碼子，不編碼氨基酸；61種編碼氨基酸）；反密碼子：tRNA上與密碼子互補(bǔ)的3個堿基，共61種；簡并性：一種氨基酸可由多種密碼子編碼（如苯丙氨酸可由UUU、UUC編碼），降低基因突變的影響；通用性：所有生物共用一套密碼子（證明生物起源的統(tǒng)一性）。四、可遺傳變異：進(jìn)化的原材料可遺傳變異包括基因突變、基因重組、染色體變異，均能改變遺傳物質(zhì)，為進(jìn)化提供原材料。（一）基因突變（分子水平）1.概念：DNA分子中堿基對的增添、缺失、替換，導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)改變（產(chǎn)生新基因）。2.原因：自發(fā)突變（DNA復(fù)制時出錯）；誘發(fā)突變（物理因素：紫外線、X射線；化學(xué)因素：亞硝酸鹽、堿基類似物；生物因素：病毒）。3.特點(diǎn)：普遍性（所有生物都能發(fā)生）、隨機(jī)性（任何時期、任何部位）、低頻性（突變率低）、不定向性（可產(chǎn)生多個等位基因）、多害少利性（多數(shù)突變有害）。（二）基因重組（基因水平）1.概念：生物體進(jìn)行有性生殖時，控制不同性狀的基因重新組合（不產(chǎn)生新基因，產(chǎn)生新基因型）。2.類型：自由組合（減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合）；交叉互換（減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體上的非姐妹染色單體交換片段）；基因工程（人工將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞）。（三）染色體變異（染色體水平）1.結(jié)構(gòu)變異（染色體片段改變）：缺失（如貓叫綜合征，5號染色體缺失）；重復(fù)（如果蠅棒眼，X染色體重復(fù)）；倒位（染色體片段旋轉(zhuǎn)180°）；易位（非同源染色體之間交換片段，如慢性粒細(xì)胞白血病，9號與22號染色體易位）。2.數(shù)目變異（染色體數(shù)目改變）：個別染色體增減（如21三體綜合征，多1條21號染色體；特納綜合征，XO，少1條X染色體）；染色體組增減（如三倍體無子西瓜，3個染色體組；四倍體馬鈴薯，4個染色體組）。（四）變異的應(yīng)用：育種育種方法原理方法優(yōu)點(diǎn)雜交育種基因重組雜交→自交→選優(yōu)→連續(xù)自交操作簡單，可集中優(yōu)良性狀誘變育種基因突變物理（紫外線）、化學(xué)（亞硝酸鹽）處理提高突變率，獲得新性狀單倍體育種染色體變異花藥離體培養(yǎng)→秋水仙素處理縮短育種年限（2年），獲得純合子多倍體育種染色體變異秋水仙素處理萌發(fā)的種子/幼苗果實(shí)大、營養(yǎng)豐富（如無子西瓜）基因工程育種基因重組導(dǎo)入外源基因（如抗蟲棉）定向改造性狀，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和五、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論進(jìn)化的核心是基因頻率的定向改變，其本質(zhì)是種群基因庫的變化。（一）達(dá)爾文自然選擇學(xué)說1.核心觀點(diǎn)：過度繁殖→生存斗爭→遺傳變異→適者生存；2.局限性：未解釋遺傳變異的本質(zhì)（基因），未強(qiáng)調(diào)種群的作用。（二）現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容1.種群是進(jìn)化的基本單位：種群：生活在一定區(qū)域的同種生物全部個體（基因交流的基本單位）；基因庫：種群中全部個體的所有基因；基因頻率：某基因占全部等位基因的比例（如A基因頻率=A/(A+a)）。2.突變和基因重組是進(jìn)化的原材料：突變（基因突變+染色體變異）：產(chǎn)生新基因、新性狀；基因重組：產(chǎn)生新基因型，增加遺傳多樣性。3.自然選擇決定進(jìn)化的方向：自然選擇保留有利變異（適應(yīng)環(huán)境的性狀），淘汰不利變異，導(dǎo)致基因頻率定向改變（如抗生素選擇耐藥菌）。4.隔離導(dǎo)致物種形成：地理隔離：同一物種因地理障礙分成不同種群（如加拉帕戈斯群島的地雀）；生殖隔離：不同物種不能交配或交配后不能產(chǎn)生可育后代（如馬×驢→騾子，不可育）；物種形成的標(biāo)志：生殖隔離（地理隔離是常見前提）。（三）基因頻率的計算1.公式：基因頻率=（某基因的數(shù)量）/（全部等位基因的數(shù)量）；基因型頻率=（某基因型的個體數(shù)）/（總個體數(shù)）。2.哈迪-溫伯格定律（遺傳平衡定律）：適用條件：種群大、隨機(jī)交配、無突變、無選擇、無遷移；公式：(p+q)2=p2+2pq+q2（p=A基因頻率，q=a基因頻率；p2=AA基因型頻率，2pq=Aa基因型頻率，q2=aa基因型頻率）。例：若種群中A=60%，a=40%，則AA=36%，Aa=48%，aa=16%（隨機(jī)交配后代保持不變）。（四）進(jìn)化的實(shí)例：抗生素耐藥性細(xì)菌突變產(chǎn)生耐藥基因（自發(fā)突變，頻率低）；抗生素選擇耐藥菌（耐藥基因頻率上升）；結(jié)果：細(xì)菌種群進(jìn)化為耐藥菌（未產(chǎn)生新物種，因無生殖隔離）。六、易錯提醒與高頻考點(diǎn)1.易混淆概念：單倍體vs一倍體：單倍體由配子發(fā)育而來（如蜜蜂雄蜂，1個染色體組）；一倍體含1個染色體組（一定是單倍體）?；蝾l率vs基因型頻率：基因頻率是基因占等位基因的比例；基因型頻率是個體占總個體的比例。地理隔離vs生殖隔離：地理隔離是空間障礙（可恢復(fù)）；生殖隔離是遺傳障礙（不可恢復(fù)，物種形成標(biāo)志）。2.高頻考點(diǎn)：孟德爾定律的實(shí)質(zhì)（減數(shù)分裂中基因的行為）；