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1、遗传变异的物质基础遗传变异的物质基础专题复习专题复习 铜山中学生物组范宇峰2012.12.162013 年学业水平测试要求年学业水平测试要求测试内容测试内容要求要求细胞的减数分裂减数分裂的概念B减数分裂过程中染色体的变化B配子的形成过程精子和卵细胞的形成过程及特征B配子的形成与生物个体发育的联系B受精过程受精作用的特点和意义B减数分裂和受精作用对于生物遗传变异的作用B人类对遗传物质的探索过程BDNA分子结构的主要特点B基因和遗传信息DNA分子的多样性和特异性BDNA 、基因和遗传信息BDNA分子的复制DNA分子复制的过程及特点BDNA分子复制的实质及意义B遗传信息的转录和翻译BDNA的化的化学
2、组成学组成DNA的结构的结构DNA的复制的复制DNA控制蛋控制蛋白质的合成白质的合成变异变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异细胞细胞分裂分裂有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂1、DNA的组成元素2、DNA的基本单位3、DNA的平面结构4、DNA的空间结构5、DNA的结构特点1、DNA的复制时间2、DNA的复制场所3、DNA的复制模板4、DNA的复制原料5、DNA的复制条件6、DNA的复制产物7、DNA的复制信息传递1、转录和翻译的时间2、转录和翻译的场所3、转录和翻译的模板4、转录和翻译的原料5、转录和翻译的条件6、转录和翻译的产物7、转录和翻译的信息传递1、染色体行为数目变
3、化2、两者示意图比较3、两者曲线图分析1、杂交育种2、基因突变育种3、单倍体育种4、多倍体育种探索遗传物质的实验遗传规律遗传规律基因的分离定律基因的分离定律基因的自由组合定律基因的自由组合定律遗传变异育种遗传变异育种DNA的化的化学组成学组成DNA的结构的结构DNA的复制的复制DNA控制蛋控制蛋白质的合成白质的合成变异变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异细胞细胞分裂分裂有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂1、DNA的组成元素2、DNA的基本单位3、DNA的平面结构4、DNA的空间结构5、DNA的结构特点1、DNA的复制时间2、DNA的复制场所3、DNA的复制模板4、DNA的复制
4、原料5、DNA的复制条件6、DNA的复制产物7、DNA的复制信息传递1、转录和翻译的时间2、转录和翻译的场所3、转录和翻译的模板4、转录和翻译的原料5、转录和翻译的条件6、转录和翻译的产物7、转录和翻译的信息传递1、染色体行为数目变化2、两者示意图比较3、两者曲线图分析1、杂交育种2、基因突变育种3、单倍体育种4、多倍体育种探索遗传物质的实验遗传规律遗传规律基因的分离定律基因的分离定律基因的自由组合定律基因的自由组合定律遗传变异育种遗传变异育种DNA的化的化学组成学组成DNA的结构的结构DNA的复制的复制DNA控制蛋控制蛋白质的合成白质的合成变异变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染
5、色体变异细胞细胞分裂分裂有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂1、DNA的组成元素2、DNA的基本单位3、DNA的平面结构4、DNA的空间结构5、DNA的结构特点1、DNA的复制时间2、DNA的复制场所3、DNA的复制模板4、DNA的复制原料5、DNA的复制条件6、DNA的复制产物7、DNA的复制信息传递1、转录和翻译的时间2、转录和翻译的场所3、转录和翻译的模板4、转录和翻译的原料5、转录和翻译的条件6、转录和翻译的产物7、转录和翻译的信息传递1、染色体行为数目变化2、两者示意图比较3、两者曲线图分析1、杂交育种2、基因突变育种3、单倍体育种4、多倍体育种探索遗传物质的实验遗传规律遗传规律基因的分
6、离定律基因的分离定律基因的自由组合定律基因的自由组合定律遗传变异育种遗传变异育种经典实验复习 1、1928年英国的格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验2、1944年艾弗里的肺炎双球菌的体外转化实验3、1952年赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验结论：结论： 结论：结论： 结论：结论： 在加热杀死的S型细菌中，必然含有促使R菌转化为S菌的转化因子。DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。_是一切是一切生物的遗传生物的遗传物质物质 _(多数生物多数生物) _(少数生物少数生物)_：_总结：总结：DNARNA所有细胞生物所有细胞生物DNA病毒病毒RNA病毒病毒_是主要
7、是主要的遗传物质的遗传物质核酸核酸DNA1、DNA分子的分子的化学组成化学组成结构结构层次层次基本组成元素基本组成元素基本组成物质基本组成物质基本组成单位基本组成单位DNA单链单链DNA双链双链C、H、O、N、P等等磷酸、脱氧核糖、含氮碱基（磷酸、脱氧核糖、含氮碱基（A、G、C、T）脱氧核苷酸（四种）脱氧核苷酸（四种）脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链DNA双螺旋结构双螺旋结构2、DNA分子分子的平面结构和立体结构的平面结构和立体结构 DNA分子结构的特点分子结构的特点:两条链两条链反向平行反向平行盘旋成盘旋成双螺旋结构双螺旋结构脱氧核糖脱氧核糖和和磷酸磷酸交替连交替连接，排列在外侧，构成接，排列在外侧
8、，构成基本基本骨架骨架,碱基排列在内侧。碱基排列在内侧。两条链上的碱基依据两条链上的碱基依据碱碱基互补配对原则基互补配对原则，通过，通过氢键氢键形成碱基对。形成碱基对。（2 2）多样性：多样性： 3.DNA分子特性分子特性（3）特异性：特异性：每种每种DNA分子都有特定的碱基对排列分子都有特定的碱基对排列 顺序，代表了特定的遗传信息。顺序，代表了特定的遗传信息。 （1）稳定性稳定性碱基对碱基对的的排列排列顺序千变万化；顺序千变万化； 1. 1.概念：以概念：以 分子为模板合成子代分子为模板合成子代DNADNA分子的过程。分子的过程。 2. 2.场所：主要在场所：主要在 中，但在拟核、线粒体、叶
9、绿体中也中，但在拟核、线粒体、叶绿体中也进行。进行。 3. 3.时间：有丝分裂时间：有丝分裂 和减数和减数 。 4. 4.条件：条件： 。 5. 5.精确复制的原因：精确复制的原因：DNADNA的的 结构提供精确模板结构提供精确模板; ; 原则保证了复制的准确进行。原则保证了复制的准确进行。 6. 6.特点：特点： 复制和复制和 。 7. 7.意义：从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性。意义：从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性。 亲代亲代DNADNA细胞核细胞核间期间期第第一一次分裂前的间期次分裂前的间期模板（解旋后的两条链）、原料（四种游离的脱氧核苷酸）、模板（解旋后的两条链）、原料（四种
10、游离的脱氧核苷酸）、酶酶( (解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶聚合酶) )、能量（、能量（ATPATP）双螺旋双螺旋碱基互补配对碱基互补配对半保留半保留边解旋边复制边解旋边复制DNA的复制的复制2.2.场所：场所： 主要在细胞核主要在细胞核3.3.条件条件模板：模板：酶：酶：原料：原料：能量：能量：4.4.结果：结果：1、转录的概念：在、转录的概念：在细胞核细胞核中，以中，以DNA的一条链的一条链为为模板，合成模板，合成mRNA的过程。的过程。DNADNA的一条链的一条链游离的四种核糖核苷酸游离的四种核糖核苷酸ATPATPDNADNA解旋酶、解旋酶、RNARNA聚合酶等聚合酶等形成一条形成一
11、条mRNAmRNA遗传信息的转录遗传信息的转录1 1. .翻译的概念翻译的概念: :以以mRNAmRNA为模板为模板, ,合成具有一定合成具有一定氨氨基酸基酸顺序的顺序的蛋白质蛋白质的过程。的过程。2 2. .场所：场所： 核糖体核糖体3.3.条件条件: :4.4.结果：结果：模板：模板：酶酶原料：原料：能量：能量：游离的游离的20种氨基酸种氨基酸ATPATPmRNAmRNA肽链肽链遗传信息的翻译遗传信息的翻译肽链肽链加工加工蛋白质蛋白质( (生命活动的主要承担者）生命活动的主要承担者）拓展深化：拓展深化：转录、翻译与转录、翻译与DNADNA复制的比较复制的比较场所场所模板模板原料原料产物产物
12、遗传信息遗传信息传递方向传递方向DNADNA复制：复制：DNA DNADNA DNA转录：转录：DNA RNADNA RNA翻译：翻译：RNA RNA 蛋白蛋白质质游离的脱游离的脱氧核苷酸氧核苷酸游离的核游离的核糖核苷酸糖核苷酸游离的氨基酸游离的氨基酸DNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质DNADNADNADNADNAmRNADNAmRNA亲代亲代DNADNA的的 两条两条链链DNADNA的一条链（模板的一条链（模板链）链）mRNAmRNA细胞核细胞核细胞核细胞核细胞质细胞质mRNAmRNA蛋白蛋白质质DNARNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译复复制制逆转录逆转录复复制制中心法则：中心法则：讨
13、论三个问题讨论三个问题1、染色体行为数目变化、染色体行为数目变化2、两者示意图比较、两者示意图比较3、两者曲线图分析、两者曲线图分析分裂间期分裂间期条染色质条染色质（含两个染色单体）（含两个染色单体）有丝分裂有丝分裂前期前期条染色体条染色体高度螺旋化高度螺旋化（含两个染色单体）（含两个染色单体）中期中期后期后期条染色体条染色体（含两个染色单体）（含两个染色单体）条染色体条染色体（无单体）（无单体）后期后期染色体变成染色质染色体变成染色质4.4.有丝分裂细胞核中染色体与有丝分裂细胞核中染色体与DNADNA在各时期的数目在各时期的数目变化可用曲线表示为：变化可用曲线表示为：N2N3N4N间期前期中
14、期后期末期表示染色体变化表示DNA变化时期含量ABCD减减数数分分裂裂减数第一次分裂减数第二次分裂前期 前期中期 中期后期 后期末期 末期进行染色体的复制进行染色体的复制同源染色体联会、同源染色体联会、形成四分体形成四分体四分体（同源染色体）排列在赤道板两侧四分体（同源染色体）排列在赤道板两侧同源染色体彼此分开，向两极移动，同时同源染色体彼此分开，向两极移动，同时非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合染色体分别进入染色体分别进入两个子细胞，数量减少一半数量减少一半各染色体的着丝点排列在赤道板上各染色体的着丝点排列在赤道板上间期染色体散乱分布染色体散乱分布着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成染色体
15、，分着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成染色体，分别移向细胞两极别移向细胞两极染色体分别进入两个子细胞染色体分别进入两个子细胞归纳减数分裂过程中的染色体主要行为变化归纳减数分裂过程中的染色体主要行为变化减数分裂有丝分裂 发生的时间发生的时间 染色体复制及细胞染色体复制及细胞分裂次数分裂次数 同源染色体行为同源染色体行为 产生的子细胞数产生的子细胞数 子细胞内染色体数子细胞内染色体数 相同点相同点 减数分裂及其与有丝分裂的比较减数分裂及其与有丝分裂的比较 产生正常体细胞及产生正常体细胞及原始生殖细胞时原始生殖细胞时原原始始生生殖殖细细胞胞产产生生成熟生殖细胞时成熟生殖细胞时染色体复制一次，染色体复制
16、一次，细胞分裂一次细胞分裂一次 染色体复制一次，染色体复制一次，细胞连续分裂两次细胞连续分裂两次 有同源染色体，但无联有同源染色体，但无联会及四分体行为会及四分体行为 ，不，不出现染色单体的交叉互出现染色单体的交叉互换及同源染色体的分离换及同源染色体的分离有同源染色体的联会、四有同源染色体的联会、四分体，出现非姐妹染色单分体，出现非姐妹染色单体的交叉互换及同源染色体的交叉互换及同源染色体分离体分离 2 2个个雄为雄为4 4个，雌为（个，雌为（1+31+3）个）个 与亲代细胞相等与亲代细胞相等 染染色色体体都都复复制制一一次次；出出现现纺纺锤锤体体；均均有有子子细细胞胞产产生生；均均有核膜、核仁
17、的消失与重建过程。有核膜、核仁的消失与重建过程。比亲代细胞减少一半比亲代细胞减少一半（发生在减（发生在减 ）前前 中中 后后 末末减减有有丝丝分分裂裂减减间间间间减减数数分分裂裂特特殊殊比较减数分裂和有丝分裂图的区别比较减数分裂和有丝分裂图的区别减减前期前期减减前期前期（四分体）（四分体）减减后后期期（同源染（同源染色体分离）色体分离）有丝分裂有丝分裂前期前期判断上图各属于何种分裂？哪个时期？判断上图各属于何种分裂？哪个时期？时期2n4n染色体数DNA分子数减数第一次分裂减数第二次分裂减数分裂过程中几个规律性变化曲线图可遗传的变异可遗传的变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异
18、4 4、可遗传变异的三种来源以及相互之间的关系、可遗传变异的三种来源以及相互之间的关系基因突变基因突变 基因重组基因重组染色体变异染色体变异概念概念类型类型发生发生时期时期产生产生结果结果意义意义类型类型项目项目因基因的重新组合而因基因的重新组合而发生的变异发生的变异基因结构的改变，基因结构的改变，包括包括DNADNA碱基对的增碱基对的增添、缺失或改变添、缺失或改变染色体结构或数目变染色体结构或数目变化而引起的变异化而引起的变异非同源染色体上的非等位基非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体自由组合而因随非同源染色体自由组合而重组重组同源染色体上的非等位同源染色体上的非等位基因因交叉互换而重组
19、基因因交叉互换而重组自然突变自然突变诱发突变诱发突变染色体结构变异染色体结构变异染色体数目变异染色体数目变异减数第一次分裂四分体时期减数第一次分裂四分体时期（交叉互换）及第一次分裂（交叉互换）及第一次分裂过程中（自由组合）过程中（自由组合）DNADNA复制时（有丝分裂复制时（有丝分裂间期减数第一次分裂间间期减数第一次分裂间期及其他期及其他DNADNA复制时）复制时）细胞分裂期细胞分裂期产生新的基因产生新的基因只改变基因型只改变基因型可引起基因可引起基因“数量数量”上的变上的变化，如增添或缺失几个基因化，如增添或缺失几个基因生物变异的根本来源，生物变异的根本来源，提供生物进化的原始提供生物进化的
20、原始材料材料形成生物多样性的重要原因，形成生物多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意对生物进化有十分重要的意义义对生物进化有一定意义对生物进化有一定意义联系：联系：都会引起遗传物质的改变，均可传给后代，是可遗传变异的都会引起遗传物质的改变，均可传给后代，是可遗传变异的3 3个来源。个来源。2、生物变异在育种上的应用、生物变异在育种上的应用杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种原原理理常常用用方方法法优优点点缺缺点点实实例例基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异（成染色体变异（成倍减少）倍减少）染色体变异（成染色体变异（成倍增加倍增加）杂交杂交用物理或化
21、学方用物理或化学方法处理生物法处理生物花药离体培养花药离体培养单倍体单倍体秋水仙秋水仙素处理素处理纯种纯种秋水仙素处秋水仙素处理理使位于不同个体使位于不同个体的优良性状集中的优良性状集中于一个个体上于一个个体上明显缩短育种年明显缩短育种年限，育种时间较限，育种时间较短。短。各种器官大、营养各种器官大、营养成分高、抗性强成分高、抗性强提高变异频率，提高变异频率，加速育种进程，加速育种进程，育种时间育种时间较较长长有利变异少，需大有利变异少，需大量处理供试材料量处理供试材料技术复杂，需与技术复杂，需与杂交育种配合杂交育种配合与杂交育种配合；获与杂交育种配合；获得的新品种发育延迟得的新品种发育延迟矮
22、杆抗病小矮杆抗病小麦的培育麦的培育高产青霉菌高产青霉菌的培育的培育矮杆抗病小矮杆抗病小麦的培育麦的培育三倍体无籽西瓜、八三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦等的培育倍体小黑麦等的培育太太 空空 椒椒太空南瓜DNA的化的化学组成学组成DNA的结构的结构DNA的复制的复制DNA控制蛋控制蛋白质的合成白质的合成变异变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异细胞细胞分裂分裂有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂1、DNA的组成元素2、DNA的基本单位3、DNA的平面结构4、DNA的空间结构5、DNA的结构特点1、DNA的复制时间2、DNA的复制场所3、DNA的复制模板4、DNA的复制原料5、DNA的复制条件6、DNA的复制产物7、DNA的复制信息传递1、转录和翻译的时间2、转录和翻译的场所3、转录和翻译的模板4、转录和翻译的原料5、转录和翻译的条件6、转录和翻译的产物7、转录和翻译的信息传递1、染色体行为数目变化2、两者示意图比较3、两者曲线图分析1、杂交育种2、基因突变育种3、单倍体育种4、多倍体育种探索遗传物质的实验遗传规律遗传规律基因的分离定律基因的分离定律基因的自由组合定律基因的自由组合定律遗传变异育种遗传变异育种抓住知识主线联系相关知识构建知识网络更为高效复习
