| Big Idea | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
Big Idea 3 — Information Storage and Transmission | 5.1.A |
|
5.1.B |
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遗传
AP 生物 · 第 5 主题
7:53
Heredity
Two snails on the same tree. Same species, same bark, same weather. But look at the shells. One is pale with thin dark bands, the other dark with wide ones.…
英文讲解 · 内嵌中英文字幕
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 |
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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
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