高中生物必修二知識點全面歸納高中生物必修二以“遺傳與進化”為核心主線，探索生命延續(xù)和發(fā)展的奧秘。它不僅是生物學(xué)知識體系的重要組成部分，也為我們理解生命世界的多樣性與統(tǒng)一性提供了關(guān)鍵視角。本歸納旨在梳理該模塊的核心知識點，幫助同學(xué)們構(gòu)建清晰的知識網(wǎng)絡(luò)，深化理解。一、遺傳的細胞基礎(chǔ)（一）減數(shù)分裂減數(shù)分裂是進行有性生殖的生物，在產(chǎn)生成熟生殖細胞時進行的染色體數(shù)目減半的細胞分裂。在減數(shù)分裂過程中，染色體只復(fù)制一次，而細胞分裂兩次。其結(jié)果是，成熟生殖細胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細胞的減少一半。1.減數(shù)第一次分裂：*間期：染色體進行復(fù)制，每條染色體形成兩條姐妹染色單體。*前期Ⅰ：同源染色體聯(lián)會，形成四分體。四分體中的非姐妹染色單體之間可能發(fā)生交叉互換。核膜、核仁逐漸消失，紡錘體開始形成。*中期Ⅰ：同源染色體成對地排列在赤道板上。*后期Ⅰ：同源染色體分離，非同源染色體自由組合，并移向細胞兩極。*末期Ⅰ：細胞質(zhì)分裂，形成兩個子細胞。每個子細胞中染色體數(shù)目減半，且不含同源染色體。2.減數(shù)第二次分裂：通常沒有間期或間期很短，染色體不再復(fù)制。*前期Ⅱ：染色體散亂分布，紡錘體再次形成。*中期Ⅱ：染色體的著絲點排列在赤道板上。*后期Ⅱ：著絲點分裂，姐妹染色單體分開成為兩條子染色體，并移向細胞兩極。*末期Ⅱ：細胞質(zhì)分裂，每個細胞形成兩個子細胞。最終，一個原始生殖細胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成四個子細胞。（二）受精作用卵細胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。*過程：精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面。卵細胞的細胞膜發(fā)生復(fù)雜的生理反應(yīng)，阻止其他精子進入。精子的細胞核與卵細胞的細胞核相融合，使彼此的染色體會合在一起。*結(jié)果：受精卵中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細胞中的數(shù)目，其中有一半的染色體來自精子（父方），另一半來自卵細胞（母方）。*意義：減數(shù)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(shù)目的恒定，對于生物的遺傳和變異，都是十分重要的。二、遺傳的基本規(guī)律（一）孟德爾遺傳實驗的科學(xué)方法孟德爾在研究豌豆雜交實驗時，運用了假說—演繹法。即觀察現(xiàn)象（提出問題）→作出假說（解釋問題）→演繹推理（預(yù)期結(jié)果）→實驗驗證（檢驗假說）→得出結(jié)論。他還巧妙地選擇了豌豆作為實驗材料，因其具有易于區(qū)分的相對性狀，且能嚴(yán)格自花傳粉和閉花受粉，保證了實驗結(jié)果的可靠性。（二）基因的分離定律1.一對相對性狀的雜交實驗：孟德爾用純種高莖豌豆與純種矮莖豌豆雜交，F(xiàn)1全為高莖；F1自交，F(xiàn)2中高莖與矮莖的性狀分離比接近3:1。2.對分離現(xiàn)象的解釋（假說）：*生物的性狀是由遺傳因子（后稱為基因）決定的。*體細胞中基因是成對存在的。*生物體在形成生殖細胞——配子時，成對的基因彼此分離，分別進入不同的配子中。配子中只含有每對基因中的一個。*受精時，雌雄配子的結(jié)合是隨機的。3.對分離現(xiàn)象解釋的驗證：測交實驗，即讓F1與隱性純合子雜交。若解釋正確，測交后代高莖與矮莖的比例應(yīng)為1:1，實驗結(jié)果與預(yù)期相符。4.分離定律的實質(zhì)：在雜合子的細胞中，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(shù)分裂形成配子的過程中，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。5.相關(guān)概念：*性狀：生物所表現(xiàn)出來的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特征和行為方式等。*相對性狀：一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型。*顯性性狀與隱性性狀：具有相對性狀的純合親本雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)出來的性狀叫顯性性狀，未表現(xiàn)出來的性狀叫隱性性狀。*性狀分離：在雜種后代中，同時出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。*顯性基因與隱性基因：控制顯性性狀的基因叫顯性基因，控制隱性性狀的基因叫隱性基因。*等位基因：位于一對同源染色體的相同位置上，控制相對性狀的基因。*純合子與雜合子：遺傳因子組成相同的個體叫純合子；遺傳因子組成不同的個體叫雜合子。*基因型與表現(xiàn)型：基因型是指與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成；表現(xiàn)型是指生物個體表現(xiàn)出來的性狀。表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境共同作用的結(jié)果。（三）基因的自由組合定律1.兩對相對性狀的雜交實驗：孟德爾用純種黃色圓粒豌豆與純種綠色皺粒豌豆雜交，F(xiàn)1全為黃色圓粒；F1自交，F(xiàn)2中出現(xiàn)黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒四種表現(xiàn)型，比例接近9:3:3:1。2.對自由組合現(xiàn)象的解釋：F1在產(chǎn)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。這樣，F(xiàn)1產(chǎn)生的雌配子和雄配子各有四種，數(shù)量比為1:1:1:1。受精時，雌雄配子的結(jié)合是隨機的。3.對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證：測交實驗，讓F1與隱性純合子（綠色皺粒）雜交。若解釋正確，測交后代應(yīng)出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，比例為1:1:1:1，實驗結(jié)果與預(yù)期相符。4.自由組合定律的實質(zhì)：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(shù)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。三、基因的本質(zhì)（一）DNA是主要的遺傳物質(zhì)1.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗：*格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗：推測加熱殺死的S型細菌中含有某種“轉(zhuǎn)化因子”，能將R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌。*艾弗里體外轉(zhuǎn)化實驗：將S型細菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)分開，分別與R型細菌混合培養(yǎng)，證明了DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，即DNA是遺傳物質(zhì)。2.噬菌體侵染細菌的實驗：赫爾希和蔡斯用放射性同位素標(biāo)記法，分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼（3?S）和DNA（32P），然后讓其侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌。結(jié)果表明，噬菌體侵染細菌時，DNA進入細菌細胞中，而蛋白質(zhì)外殼留在外面。子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的，從而證明DNA是遺傳物質(zhì)。3.絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒（如煙草花葉病毒）的遺傳物質(zhì)是RNA。因此，DNA是主要的遺傳物質(zhì)。（二）DNA分子的結(jié)構(gòu)1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建：沃森和克里克綜合了當(dāng)時多位科學(xué)家的研究成果，于1953年提出了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。2.DNA分子的結(jié)構(gòu)特點：*由兩條鏈組成：這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。*基本骨架：由脫氧核糖和磷酸交替連接而成，排列在外側(cè)。*堿基互補配對：兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，排列在內(nèi)側(cè)。堿基配對有一定的規(guī)律：A（腺嘌呤）一定與T（胸腺嘧啶）配對，G（鳥嘌呤）一定與C（胞嘧啶）配對。這種堿基之間的一一對應(yīng)關(guān)系，叫做堿基互補配對原則。（三）DNA的復(fù)制1.概念：以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程。2.時間：細胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。3.場所：主要在細胞核中。4.過程：*解旋：在解旋酶的作用下，DNA分子兩條鏈的氫鍵斷裂，兩條鏈解開。*合成子鏈：以解開的每一條母鏈為模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用細胞中游離的四種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，各自合成與母鏈互補的一條子鏈。*形成子代DNA：每條子鏈與其對應(yīng)的母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而形成兩個與親代DNA完全相同的子代DNA分子。5.特點：*半保留復(fù)制：新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈。*邊解旋邊復(fù)制。6.意義：DNA分子通過復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。（四）基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段1.基因與DNA的關(guān)系：一個DNA分子上有許多個基因。基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2.DNA分子的多樣性和特異性：*多樣性：DNA分子中堿基對的排列順序千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性。*特異性：每個DNA分子都有其特定的堿基對排列順序，構(gòu)成了DNA分子的特異性。3.遺傳信息：DNA分子中堿基對的排列順序就代表了遺傳信息。四、基因的表達（一）基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1.轉(zhuǎn)錄：*概念：在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則合成RNA的過程。*過程：DNA雙鏈解開，游離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的堿基互補配對（A-U、T-A、G-C、C-G），在RNA聚合酶的作用下連接形成mRNA分子。*產(chǎn)物：mRNA（信使RNA）、tRNA（轉(zhuǎn)運RNA）、rRNA（核糖體RNA）。2.翻譯：*概念：游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。*場所：核糖體。*工具：tRNA，其一端攜帶氨基酸，另一端有三個堿基，稱為反密碼子，能與mRNA上的密碼子互補配對。*密碼子：mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基。密碼子共有64種，其中有3種終止密碼子，不編碼氨基酸，能終止翻譯過程；61種決定氨基酸的密碼子（包括起始密碼子）。一種氨基酸可能由一種或多種密碼子編碼（密碼子的簡并性），這對維持生物體性狀的穩(wěn)定具有重要意義。*過程：mRNA進入細胞質(zhì)后與核糖體結(jié)合，tRNA攜帶氨基酸依次進入核糖體，按照mRNA上密碼子的順序，將氨基酸脫水縮合形成肽鏈，肽鏈盤曲折疊形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。（二）中心法則及其發(fā)展1.中心法則的提出：克里克提出，遺傳信息可以從DNA流向DNA（DNA復(fù)制），也可以從DNA流向RNA（轉(zhuǎn)錄），進而流向蛋白質(zhì)（翻譯）。2.中心法則的發(fā)展：后來發(fā)現(xiàn)，RNA也可以自我復(fù)制（如某些RNA病毒），并且在某些病毒中，RNA可以逆轉(zhuǎn)錄成DNA（逆轉(zhuǎn)錄）。（三）基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系1.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。例如，白化病是由于控制酪氨酸酶的基因異常，導(dǎo)致酪氨酸酶不能合成，黑色素?zé)o法形成。2.基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。例如，囊性纖維病是由于相關(guān)基因缺失了三個堿基，導(dǎo)致合成的跨膜蛋白結(jié)構(gòu)異常，影響了氯離子的運輸。3.生物體的性狀還受到環(huán)境因素的影響。表現(xiàn)型是基因型與環(huán)境共同作用的結(jié)果。五、基因突變及其他變異（一）基因突變1.概念：DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。2.原因：*內(nèi)因：DNA分子復(fù)制偶爾發(fā)生錯誤。*外因：物理因素（如紫外線、X射線等）、化學(xué)因素（如亞硝酸、堿基類似物等）、生物因素（如某些病毒）。3.特點：普遍性、隨機性、低頻性、不定向性、多害少利性。4.意義：基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，為生物進化提供了原始材料。（二）基因重組1.概念：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。2.類型：*在減數(shù)第一次分裂后期，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因也自由組合。*在減數(shù)第一次分裂前期（四分體時期），位于同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交叉互換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組。3.意義：基因重組是生物變異的重要來源之一，對生物的進化具有重要意義。（三）染色體變異1.染色體結(jié)構(gòu)的變異：包括缺失、重復(fù)、倒位、易位四種類型。這些變異都會使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。2.染色體數(shù)目的變異：*個別染色體的增加或減少：如21三體綜合征（唐氏綜合征）是患者體細胞中多了一條21號染色體。*以染色體組的形式成倍地增加或減少：*染色體組：細胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異，這樣的一組染色體，叫做一個染色體組。*二倍體：由受精卵發(fā)育而來的個體，體細胞中含有兩個染色體組的個體。*多倍體：由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。多倍體植株通常莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加，但結(jié)實率低。人工誘導(dǎo)多倍體常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。*單倍體：體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體。單倍體植株長得弱小，而且高度不育。利用單倍體植株培育新品種能明顯縮短育種年限（單倍體育種）。（四）人類遺傳病1.概念：由于遺傳物質(zhì)改變而引起的人類疾病。2.類型：*單基因遺傳?。菏芤粚Φ任换蚩刂频倪z傳病。如多指、并指、白化病、紅綠色盲等。*多基因遺傳?。菏軆蓪σ陨系牡任换蚩刂频娜祟愡z傳病。如原發(fā)性高血壓、冠心病、哮喘病和青少年型糖尿病等。常表現(xiàn)出家族聚集現(xiàn)象，易受環(huán)境影響。*染色體異常遺傳?。河扇旧w異常引起的遺傳病。如21三體綜合征、貓叫綜合征等。3.遺傳病的監(jiān)測和預(yù)防：主要手段包括遺傳咨詢和產(chǎn)前診斷等。六、從雜交育種到基因工程（一）雜交育種1.概念：將兩個或多個品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。2.原理：基因重組。3.方法：雜交→自交→選優(yōu)→自交（至純合）。4.優(yōu)點：可以將多個品種的優(yōu)良性狀集中在一起。5.缺點：育種周期長，過程繁瑣，不能產(chǎn)生新基因。（二）誘變育種1.概念：利用物理因素（如X射線、γ射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（如