| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 3 — Information Storage and Transmission | 5.1.A |
|
5.1.B |
|
遗传
AP 生物 · 第 5 主题
5.1
减数分裂
大纲
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
减数分裂(meiosis)制造染色体数目减半的配子(gametes)(卵和精子),所以受精恢复完整的一套。一个二倍体细胞分裂两次以给出四个单倍体细胞。减数分裂 I 分开同源染色体(homologous chromosomes)(减少数目);减数分裂 II 分开姐妹染色单体(像有丝分裂)。

Divide a cell's chromosomes
Meiosis halves the chromosome number and shuffles genes, making four genetically varied gametes. Step through to see the divisions.
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Meiosis | 减数分裂 | jiǎn shù fēn liè |
| gametes | 配子 | pèi zi |
| homologous chromosomes | 同源染色体 | tóng yuán rǎn sè tǐ |
5.2
减数分裂与遗传多样性
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 3 — Information Storage and Transmission | 5.2.A |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
减数分裂以三种方式打乱基因,所以后代不同于亲代和彼此:


- 交叉互换(crossing over):同源染色体在减数分裂 I 中交换片段。
- 自由组合(independent assortment):每一对同源染色体随机地排列和分开。
- 随机受精(random fertilization):任何精子能遇到任何卵。
它们一起创造巨大的变异——进化的原材料。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Crossing over | 交叉互换 | jiāo chā hù huàn |
| Independent assortment | 自由组合 | zì yóu zǔ hé |
5.3
孟德尔遗传学
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 3 — Information Storage and Transmission | 5.3.A |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
一个基因的替代版本是等位基因(alleles)。一个生物的基因型(genotype)(它的等位基因)产生它的表型(phenotype)(它的性状)。孟德尔的规则:一个显性(dominant)等位基因掩盖一个隐性(recessive)的;这两个等位基因分离(segregate)进入不同的配子(分离定律);不同性状的基因独立地组合。一个庞纳特方格(Punnett square)预测后代比例(一个杂合杂交给出 3:1)。纯合(homozygous)意味着两个相同的等位基因;杂合(heterozygous)意味着两个不同的。

Worked example. 对于两个独立基因的一个双杂交(dihybrid)杂交,$AaBb\times AaBb$,用乘法规则而不是一个 $16$ 格方格。每个基因单独给出 $\tfrac34$ 显性,所以一个后代显示两个显性性状的机会是 $\tfrac34\times\tfrac34=\tfrac{9}{16}$,而完全隐性 $aabb$ 的机会是 $\tfrac14\times\tfrac14=\tfrac{1}{16}$。把两个独立的 $3{:}1$ 比例相乘就产生经典的 $9{:}3{:}3{:}1$ 模式。
Cross two parents
A Punnett square combines each parent's alleles to predict the offspring ratios. Set the parent genotypes and read off the expected proportions.
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| alleles | 等位基因 | děng wèi jī yīn |
| genotype | 基因型 | jī yīn xíng |
| phenotype | 表型 | biǎo xíng |
| dominant | 显性 | xiǎn xìng |
| recessive | 隐性 | yǐn xìng |
| Punnett square | 庞纳特方格 | páng nà tè fāng gé |
| Homozygous | 纯合 | chún hé |
| heterozygous | 杂合 | zá hé |
5.4
非孟德尔遗传学
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 3 — Information Storage and Transmission | 5.4.A |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
许多性状不遵循简单的显性:

- 不完全显性(incomplete dominance):杂合子是一个混合(红 × 白 → 粉红)。
- 共显性(codominance):两个等位基因都完全显示(AB 血型)。
- 多重等位基因(multiple alleles)、多基因(polygenic)性状(许多基因,像身高)、多效性(pleiotropy)(一个基因,许多效应),和伴性(sex-linked)基因(在 X 染色体上)都给出更复杂的比例。
Worked example (chi-square test). 要检查真实数据是否符合一个预测的比例,用 $\chi^2=\sum\dfrac{(o-e)^2}{e}$。一个单杂交预测 $3{:}1$,所以在 $80$ 个后代中你期望 $60$ 个显性和 $20$ 个隐性,但你观察到 $55$ 和 $25$。那么 $\chi^2=\dfrac{(55-60)^2}{60}+\dfrac{(25-20)^2}{20}=\dfrac{25}{60}+\dfrac{25}{20}=0.42+1.25=1.67$。以 $1$ 个自由度,$p=0.05$ 处的临界值是 $3.84$;因为 $1.67<3.84$,我们不能拒绝零假设——偏差在机会之内。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Incomplete dominance | 不完全显性 | bù wán quán xiǎn xìng |
| Codominance | 共显性 | gòng xiǎn xìng |
| polygenic | 多基因 | duō jī yīn |
| sex-linked | 伴性 | bàn xìng |
5.5
环境对表型的影响
大纲
| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 4 — Systems Interactions | 5.5.A |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
表型不是仅由基因决定的——环境也重要。温度、营养和其他因素能改变基因如何表达(一只喜马拉雅兔在冷的地方的深色毛、一株植物在更多阳光下的高度)。所以相同的基因型在不同的条件下能给出不同的表型。
5.5
考试技巧
- 对比有丝分裂(2 个相同、完整的染色体数目)和减数分裂(4 个不相同的配子、数目的一半)。
- 从交叉互换、自由组合和随机受精解释变异。
- 对双杂交用乘法规则(每个基因的 $3{:}1$ 相乘),并用一个卡方(chi-square)检验($\chi^2=\sum\frac{(o-e)^2}{e}$)来判断观察值 vs 期望值比例。
- 把基因型(等位基因)与表型(你看到的)分开——$AA$ 和 $Aa$ 能看起来相同。
- 辨认非孟德尔模式:不完全显性、共显性和伴性遗传。
本主题的互动课程
逐步学习,并即时检测练习。