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高中生物遗传与进化知识点梳理

遗传与进化是高中生物学科的核心模块之一，它不仅揭示了生命延续与发展的内在规律，也为我们理解生物多样性的形成提供了理论基础。本梳理旨在系统整合该模块的关键知识点，帮助同学们构建清晰的知识网络，深化理解。

一、遗传的细胞基础

（一）减数分裂与配子形成

减数分裂是进行有性生殖的生物，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。其特点是染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半。

1.减数第一次分裂：

*间期：染色体进行复制，每条染色体形成两条姐妹染色单体。

*前期Ⅰ：同源染色体发生联会，形成四分体。四分体时期可能发生同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换，这是基因重组的重要来源之一。

*中期Ⅰ：同源染色体成对排列在赤道板两侧。

*后期Ⅰ：同源染色体分离，非同源染色体自由组合。这是基因的分离定律和自由组合定律的细胞学基础。

*末期Ⅰ：细胞分裂为两个子细胞，染色体数目减半。

2.减数第二次分裂：

通常没有间期或间期很短，染色体不再复制。其过程与有丝分裂相似，但细胞中无同源染色体。

*前期Ⅱ：染色体散乱分布。

*中期Ⅱ：染色体的着丝点排列在赤道板上。

*后期Ⅱ：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并移向细胞两极。

*末期Ⅱ：细胞分裂，最终形成四个子细胞（配子）。

3.配子的形成：

*精子形成：精原细胞经过减数分裂形成四个精细胞，精细胞再经过变形成为精子。

*卵细胞形成：卵原细胞经过减数分裂形成一个卵细胞和三个极体，极体最终退化消失。

（二）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。此过程中，精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应，阻止其他精子再进入。受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中的数目，其中一半来自父方，一半来自母方。受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，以及生物的遗传和变异，都是十分重要的。

二、遗传的基本规律

（一）孟德尔遗传实验的科学方法

孟德尔通过豌豆杂交实验，成功揭示了遗传的两大基本规律。他的成功离不开严谨的科学方法：

*选材恰当：豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物，自然状态下一般为纯种；具有易于区分的相对性状。

*由简到繁：先研究一对相对性状的遗传，再研究多对相对性状的遗传。

*统计学分析：对实验结果进行详细的记录和数学统计分析。

*科学假说与验证：提出假说，并通过测交实验进行验证。

（二）基因的分离定律

在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子（基因）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，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。这就是基因的分离定律。其实质是在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离。

（三）基因的自由组合定律

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，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。其实质是在减数分裂过程中，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。

（四）基因与性状的关系

基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。生物体的性状也并非完全由基因决定，环境因素也会对性状表现产生影响，即表现型是基因型与环境共同作用的结果。

（五）伴性遗传

有些基因位于性染色体上，所以遗传上总是和性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。常见的伴性遗传类型有伴X染色体隐性遗传（如红绿色盲、血友病）、伴X染色体显性遗传（如抗维生素D佝偻病）和伴Y染色体遗传（如外耳道多毛症）。伴性遗传同样遵循基因的分离定律。

三、遗传的分子基础

（一）DNA是主要的遗传物质

通过肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验等经典实验，证明了DNA是遗传物质。绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数病毒（如烟草花叶病毒）的遗传物质是RNA，因此DNA是主要的遗传物质。

（二）DNA分子的结构

DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对。这就是碱基互补配对原则。

（三）DNA的复制

DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。这一过程是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。DNA复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板、原