高中生物遗传与进化课本知识点汇总课堂PPT

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1、第一章第一章 遗传因子的发现遗传因子的发现第一节第一节 孟德尔豌豆杂交试验(一)孟德尔豌豆杂交试验(一)1.孟德尔之所以选取豌豆作为杂交试验的材料是由于:孟德尔之所以选取豌豆作为杂交试验的材料是由于:(1)豌豆是)豌豆是自花传粉自花传粉植物,且是植物,且是闭花授粉闭花授粉的植物;的植物;(2)豌豆花较大,易于人工操作;)豌豆花较大,易于人工操作;(3)豌豆具有)豌豆具有易于区分的性状易于区分的性状。2.遗传学中常用概念及分析遗传学中常用概念及分析(1)性状:生物所表现出来的形态特征和生理特性。)性状:生物所表现出来的形态特征和生理特性。 相对性状:一种生物同一种性状的不同表现类型。相对性状:一

2、种生物同一种性状的不同表现类型。区分:兔的长毛和短毛;人的卷发和直发等;区分:兔的长毛和短毛;人的卷发和直发等; 兔的长毛和黄毛;牛的黄毛和羊的白毛兔的长毛和黄毛;牛的黄毛和羊的白毛 性状分离:杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。如在性状分离:杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。如在DDdd杂交实验中,杂合杂交实验中,杂合F1代自交后形成的代自交后形成的F2代同时出现显性性状代同时出现显性性状(DD及及Dd)和隐性性状()和隐性性状(dd)的现象。)的现象。 显性性状:在显性性状:在DDdd 杂交试验中,杂交试验中,F1表现出来的性状;如教材中表现出来的性状;如教材中F1代

3、豌豆表现出高茎,即高茎为显性。决定显性性状的为显性遗传因子代豌豆表现出高茎,即高茎为显性。决定显性性状的为显性遗传因子(基因),用大写字母表示。如高茎用(基因),用大写字母表示。如高茎用D表示。表示。1隐性性状:在隐性性状:在DDdd杂交试验中,杂交试验中,F1未显现出来的性状;未显现出来的性状;如教材中如教材中F1代豌豆未表现出矮茎,即矮茎为隐性。决定隐代豌豆未表现出矮茎,即矮茎为隐性。决定隐性性状的为隐性基因,用小写字母表示,如矮茎用性性状的为隐性基因,用小写字母表示,如矮茎用d表示。表示。 (2)纯合子:遗传因子(基因)组成相同的个体。如)纯合子:遗传因子(基因)组成相同的个体。如DD或

4、或dd。其特点纯合子是自交后代全为纯合子,无性状分离。其特点纯合子是自交后代全为纯合子,无性状分离现象。现象。 杂合子:遗传因子(基因)组成不同的个体。如杂合子:遗传因子(基因)组成不同的个体。如Dd。其特点是杂合子自交后代出现性状分离现象。其特点是杂合子自交后代出现性状分离现象。(3)杂交:遗传因子组成不同的个体之间的相交方式。)杂交:遗传因子组成不同的个体之间的相交方式。 如:如:DDdd Dddd DDDd等。等。 自交:遗传因子组成相同的个体之间的相交方式。自交:遗传因子组成相同的个体之间的相交方式。 如:如:DDDD DdDd等等测交:测交:F1(待测个体)与隐性纯合子杂交的方式。(

5、待测个体)与隐性纯合子杂交的方式。 如:如:Dddd正交和反交:二者是相对而言的,正交和反交:二者是相对而言的, 如甲(如甲()乙(乙()为正交,则甲()为正交,则甲()乙(乙()为反)为反交;交; 如甲(如甲()乙(乙()为正交,则甲()为正交,则甲()乙(乙()为反)为反交。交。23.杂合子和纯合子的鉴别方法杂合子和纯合子的鉴别方法 若后代无性状分离,则待测个体为纯合子若后代无性状分离,则待测个体为纯合子测交法测交法 若后代有性状分离,则待测个体为杂合子若后代有性状分离,则待测个体为杂合子 若后代无性状分离,则待测个体为纯合子若后代无性状分离,则待测个体为纯合子自交法自交法 若后代有性状分

6、离,则待测个体为杂合子若后代有性状分离,则待测个体为杂合子4.常见问题解题方法常见问题解题方法(1)如后代性状分离比为显:隐)如后代性状分离比为显:隐=3 :1,则双亲一,则双亲一定都是杂合子(定都是杂合子(Dd)即即DdDd 3D_:1dd(2)若后代性状分离比为显:隐)若后代性状分离比为显:隐=1 :1,则双亲一,则双亲一定是测交类型。定是测交类型。即为即为Dddd 1Dd :1dd(3)若后代性状只有显性性状,则双亲至少有一方)若后代性状只有显性性状,则双亲至少有一方为显性纯合子。为显性纯合子。即即DDDD 或或 DDDd 或或 DDdd35.分离定律分离定律 其实质就是在形成配子时,其

7、实质就是在形成配子时,等位基因随减等位基因随减数第一次分裂后期同源染色体的分开而分数第一次分裂后期同源染色体的分开而分离,分别进入到不同的配子中离,分别进入到不同的配子中。第第2节节 孟德尔豌豆杂交试验(二)孟德尔豌豆杂交试验(二)1.两对相对性状杂交试验中的有关结论两对相对性状杂交试验中的有关结论(1)两对相对性状由两对等位基因控制,)两对相对性状由两对等位基因控制,且两对等位基因分别位于两对同源染色体。且两对等位基因分别位于两对同源染色体。(2) F1 减数分裂产生配子时,等位基因一定减数分裂产生配子时,等位基因一定分离,非等位基因(位于非同源染色体上分离,非等位基因(位于非同源染色体上的

8、非等位基因)自由组合,且同时发生。的非等位基因)自由组合,且同时发生。4(3)F2中有中有16种组合方式,种组合方式,9种基因型,种基因型,4种表现种表现型,比例型,比例9:3:3:1 YYRR 1/16亲本类型亲本类型 YYRr 2/16 双显(双显(Y_R_9/16 黄圆)黄圆) YyRR 2/16 YyRr 4/16 纯隐(纯隐(yyrr)1/16绿皱绿皱 yyrr 1/16 重组类型重组类型 YYrr 1/16 单显(单显(Y_rr) 3/16黄皱黄皱 Yyrr 2/16 yyRR 1/16 单显(单显(yyR_) 3/16 绿圆绿圆 yyRr 2/16注意:上述结论只是符合亲本为注意

9、:上述结论只是符合亲本为YYRRyyrr,但,但亲本为亲本为YYrryyRR,F2中重组类型为中重组类型为 10/16 ,亲,亲本类型为本类型为 6/16。52.常常见见组组合合问问题题(1 )配配子子类类型型问问题题如如:AaBbCc产产生生的的配配子子种种类类数数为为2x2x2=8种种(2)基基因因型型类类型型如如:AaBbCcAaBBCc,后后代代基基因因型型数数为为多多少少? 先先 分分 解解 为为 三三 个个 分分 离离 定定 律律 :AaAa后后代代3种种基基因因型型(1AA:2Aa:1aa)BbBB后后 代代2种种 基基 因因 型型 (1 B B: 1Bb)CcCc后后代代3种种

10、基基因因型型(1CC :2Cc:1cc)所所 以以 其其 杂杂 交交 后后 代代 有有3x2x3=18种种 类类 型型 。6(3)表现类型问题)表现类型问题 如:如:AaBbCcAabbCc,后代表现数为多少?,后代表现数为多少? 先分解为三个分离定律:先分解为三个分离定律:AaAa后代后代2种表现型种表现型Bbbb后代后代2种表现型种表现型CcCc后代后代2种表现型种表现型所以其杂交后代有所以其杂交后代有2x2x2=8种表现型。种表现型。3.自由组合定律自由组合定律实质是形成配子时,实质是形成配子时,成对的基因彼此分离,成对的基因彼此分离,决定不同性状的基因自由组合决定不同性状的基因自由组合

11、。4.常见遗传学符号常见遗传学符号符号符号PF1 F2 含含义义 亲亲本本子一代子一代子二代子二代杂杂交交自交自交母本母本父本父本7第二章第二章 基因和染色体的关系基因和染色体的关系第一节第一节 减数分裂和受精作用减数分裂和受精作用知识结构:知识结构:减数分裂:精子的形成过程减数分裂:精子的形成过程 卵细胞形成过程卵细胞形成过程减数分裂和受精作用:减数分裂和受精作用:1、配子中染、配子中染色体组合的多样性,色体组合的多样性,2、受精作用、受精作用3、受精作用的过程和实质受精作用的过程和实质81.正确区分染色体、染色单体、同源染色体正确区分染色体、染色单体、同源染色体和四分体和四分体(1)染色体

12、和染色单体:细胞分裂间期,)染色体和染色单体:细胞分裂间期,染色体经过复制成由一个着丝点连着的两染色体经过复制成由一个着丝点连着的两条姐妹染色单体。所以此时染色体数目要条姐妹染色单体。所以此时染色体数目要根据着丝点判断。根据着丝点判断。(2)同源染色体和四分体:同源染色体指)同源染色体和四分体:同源染色体指形态、大小一般相同,一条来自母方,一形态、大小一般相同,一条来自母方,一条来自父方,且能在减数第一次分裂过程条来自父方,且能在减数第一次分裂过程中可以两两配对的一对染色体。四分体指中可以两两配对的一对染色体。四分体指减数第一次分裂同源染色体联会后每对同减数第一次分裂同源染色体联会后每对同源染

13、色体中含有四条姐妹染色单体。源染色体中含有四条姐妹染色单体。(3)一对同源染色体一对同源染色体= 一个四分体一个四分体=2条染条染色体色体=4条染色单体条染色单体=4个个DNA分子分子。92.减数分裂过程中遇到的一些概念减数分裂过程中遇到的一些概念 同源染色体:上面已经有了同源染色体:上面已经有了 联会:同源染色体两两配对的现象。联会:同源染色体两两配对的现象。 四分体:上面已经有了四分体:上面已经有了 交叉互换:指交叉互换:指四分体时期四分体时期,非姐妹染色单体非姐妹染色单体发生缠绕,并交换部分片段的现象。发生缠绕,并交换部分片段的现象。 减数分裂:是减数分裂:是有性生殖的生物有性生殖的生物

14、在产生在产生成熟生成熟生殖细胞殖细胞时进行的染色体数目时进行的染色体数目减半减半的细胞分裂。的细胞分裂。 3.减数分裂减数分裂 特点:复制一次,特点:复制一次, 分裂两次。分裂两次。 结果:染色体数目减半(染色体数目减半实结果:染色体数目减半(染色体数目减半实际发生在际发生在减数第一次分裂)减数第一次分裂)。 场所:生殖器官内场所:生殖器官内1011比比较项较项目目不不 同同 点点相同点相同点精子的形成精子的形成卵卵细细胞的形成胞的形成染色体复制染色体复制复制一次复制一次第一次分裂第一次分裂一个初一个初级级精母精母细细胞胞(2n)产产生两个大小生两个大小相同的次相同的次级级精母精母细细胞胞(n

15、)一个初一个初级级卵母卵母细细胞胞(2n)()(细细胞胞质质不均不均等分裂)等分裂)产产生一个次生一个次级级卵母卵母细细胞(胞(n)和)和一个第一极体(一个第一极体(n)同源染色体同源染色体联联会,形成四会,形成四分体,同源染色体分离,分体,同源染色体分离,非同源染色体自由非同源染色体自由组组合,合,细细胞胞质质分裂,子分裂,子细细胞染色胞染色体数目减半体数目减半第二次分裂第二次分裂两个次两个次级级精母精母细细胞形胞形成四个同成四个同样样大小的精大小的精细细胞(胞(n)一个次一个次级级卵母卵母细细胞胞(细细胞胞质质不均等分裂)不均等分裂)形成一个大的卵形成一个大的卵细细胞胞(n)和一个小的第二

16、极和一个小的第二极体。第一极体分裂体。第一极体分裂(均等)成两个第二(均等)成两个第二极体极体着着丝丝点分裂,姐妹染色点分裂,姐妹染色单单体分开,分体分开,分别别移向两极,移向两极,细细胞胞质质分裂,子分裂,子细细胞染色胞染色体数目不体数目不变变有无有无变变形形精精细细胞胞变变形形成精子形形成精子无无变变形形分裂分裂结结果果产产生四个有功能的精生四个有功能的精子子(n)只只产产生一个有功能的生一个有功能的卵卵细细胞胞(n)精子和卵精子和卵细细胞中染色体数胞中染色体数目均减半目均减半4.精子与卵细胞形成的异同点精子与卵细胞形成的异同点12比比较项较项目目减数分裂减数分裂有有丝丝分裂分裂染色体复制

17、次数及染色体复制次数及时时间间一次,减数第一次分裂的一次,减数第一次分裂的间间期期一次,有一次,有丝丝分裂的分裂的间间期期细细胞分裂次数胞分裂次数二次二次一次一次联联会四分体是否出会四分体是否出现现出出现现在减数第一次分裂在减数第一次分裂不出不出现现同源染色体分离同源染色体分离减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期无无着着丝丝点分裂点分裂发发生在减数第二次分裂后生在减数第二次分裂后期期后期后期子子细细胞的名称及数目胞的名称及数目性性细细胞,精胞,精细细胞胞4个或卵个或卵1个、极体个、极体3个个体体细细胞,胞,2个个子子细细胞中染色体胞中染色体变变化化减半,减数第一次分裂减半,减数第一次分裂不不变

18、变子子细细胞胞间间的的遗传组遗传组成成不一定相同不一定相同一定相同一定相同5.减数分裂和有丝分裂主要异同点减数分裂和有丝分裂主要异同点136.识别细胞分裂图形(区分有丝分裂、减数第一次分识别细胞分裂图形(区分有丝分裂、减数第一次分裂、减数第二次分裂)裂、减数第二次分裂)(1)、方法三看鉴别法(点数目、找同源、看行为)、方法三看鉴别法(点数目、找同源、看行为) 第第1步:如果细胞内染色体数目为奇数,则该细胞步:如果细胞内染色体数目为奇数,则该细胞为减数第二次分裂某时期的细胞。为减数第二次分裂某时期的细胞。第第2步:看细胞内有无同源染色体,若无则为减数第步:看细胞内有无同源染色体,若无则为减数第二

19、次分裂某时期的细胞分裂图;若有则为减数第一二次分裂某时期的细胞分裂图;若有则为减数第一次分裂或有丝分裂某时期的细胞分裂图。次分裂或有丝分裂某时期的细胞分裂图。第第3步:在有同源染色体的情况下,若有联会、四分步:在有同源染色体的情况下,若有联会、四分体、同源染色体分离,非同源染色体自由组合等行体、同源染色体分离,非同源染色体自由组合等行为则为减数第一次分裂某时期的细胞分裂图;若无为则为减数第一次分裂某时期的细胞分裂图;若无以上行为,则为有丝分裂的某一时期的细胞分裂图。以上行为,则为有丝分裂的某一时期的细胞分裂图。14(2)例题:判断下列各细胞分裂图属何种分裂何时期图。)例题:判断下列各细胞分裂图

20、属何种分裂何时期图。解析:解析:甲图细胞的每一端均有成对的同源染色体,但无联会、四分体、分离等行为,甲图细胞的每一端均有成对的同源染色体,但无联会、四分体、分离等行为,且每一端都有一套形态和数目相同的染色体,故为有丝分裂的后期。且每一端都有一套形态和数目相同的染色体,故为有丝分裂的后期。乙图有同源染色体,且同源染色体分离,非同源染色体自由组合,乙图有同源染色体,且同源染色体分离,非同源染色体自由组合,故为减数第一次分裂的后期。故为减数第一次分裂的后期。丙图不存在同源染色体,且每条染色体的着丝点分开,丙图不存在同源染色体,且每条染色体的着丝点分开,姐妹染色单体成为染色体移向细胞两极,故为减数第二

21、次分裂后期姐妹染色单体成为染色体移向细胞两极,故为减数第二次分裂后期。157.受精作用:指卵细胞和精子受精作用:指卵细胞和精子相互识别、融合相互识别、融合成为受成为受精卵的过程。精卵的过程。 注:受精卵核内的染色体由精子和卵细胞各提供一注:受精卵核内的染色体由精子和卵细胞各提供一半,但细胞质几乎全部是由卵细胞提供,因此后代半,但细胞质几乎全部是由卵细胞提供,因此后代某些性状更像母方。某些性状更像母方。意义:通过意义:通过减数分裂和受精作用减数分裂和受精作用,保证了进行有性,保证了进行有性生殖的生殖的生物前后代体细胞中染色体数目的恒定生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,从,从而保证了遗传的稳定和

22、物种的稳定;在减数分裂中,而保证了遗传的稳定和物种的稳定;在减数分裂中,发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换,增加了配子的多样性,加上受精时卵的交叉互换,增加了配子的多样性,加上受精时卵细胞和精子结合的随机性,使后代呈现多样性,有细胞和精子结合的随机性,使后代呈现多样性,有利于生物的进化,体现了有性生殖的优越性。利于生物的进化,体现了有性生殖的优越性。下图讲解受精作用的过程,强调受精作用是精子的下图讲解受精作用的过程,强调受精作用是精子的细胞核和卵细胞的细胞核结合,受精卵中的染色体细胞核和卵细胞的细胞核结合,受精卵中的染色体数目又恢

23、复到体细胞的数目。数目又恢复到体细胞的数目。16178.配子种类问题配子种类问题由于染色体组合的多样性,使配子由于染色体组合的多样性,使配子也多种多样,根据染色体组合多样也多种多样,根据染色体组合多样性的形成的过程,所以配子的种类性的形成的过程,所以配子的种类可由同源染色体对数决定,即含有可由同源染色体对数决定,即含有n对同源染色体的精(卵)原细胞对同源染色体的精(卵)原细胞产生配子的种类为产生配子的种类为2n种种。18第二节第二节 基因在染色体上基因在染色体上萨顿假说推论:萨顿假说推论:基因在染色体上基因在染色体上,也就是,也就是说染色体是基因的载体。因为基因和染色说染色体是基因的载体。因为

24、基因和染色体行为存在着明显的体行为存在着明显的平行平行关系。关系。2.、基因位于染色体上的实验证据、基因位于染色体上的实验证据 果蝇杂交实验分析果蝇杂交实验分析193.一条染色体上一般含有多个基因,一条染色体上一般含有多个基因,且这多个基因在染色体上且这多个基因在染色体上呈线性排列呈线性排列4. 基因的分离定律的实质基因的分离定律的实质基因的自由组合定律的实质基因的自由组合定律的实质第三节第三节 伴性遗传伴性遗传1.伴性遗传的概念伴性遗传的概念2. 人类红绿色盲症(伴人类红绿色盲症(伴X染色体隐性遗传染色体隐性遗传病)病) 特点:特点:男性患者多于女性患者男性患者多于女性患者。交叉遗传交叉遗传

25、。即男性。即男性女性女性男性。男性。一般为一般为隔代遗传隔代遗传。201.抗维生素抗维生素D佝偻病(伴佝偻病(伴X染色体显性遗传病)染色体显性遗传病) 特点:特点:女性患者多于男性患者女性患者多于男性患者。代代相传代代相传。4、伴性遗传在生产实践中的应用、伴性遗传在生产实践中的应用213、人类遗传病的判定方法、人类遗传病的判定方法口诀:无中生有为隐性,有中生无为显性;隐性看女病,女病口诀:无中生有为隐性,有中生无为显性;隐性看女病,女病男正非伴性;显性看男病,男病女正非伴性。男正非伴性;显性看男病,男病女正非伴性。第一步:确定致病基因的显隐性:第一步:确定致病基因的显隐性:可根据可根据(1)双

26、亲正常子代有病为隐性遗传(即无中生有为隐性);)双亲正常子代有病为隐性遗传(即无中生有为隐性);(2)双亲有病子代出现正常为显性遗传来判断(即有中生无为)双亲有病子代出现正常为显性遗传来判断(即有中生无为显性)。显性)。第二步:确定致病基因在常染色体还是性染色体上。第二步:确定致病基因在常染色体还是性染色体上。在隐性遗传中,父亲正常女儿患病或母亲患病儿子正常,为常在隐性遗传中,父亲正常女儿患病或母亲患病儿子正常,为常染色体上隐性遗传;染色体上隐性遗传;在显性遗传,父亲患病女儿正常或母亲正常儿子患病,为常染在显性遗传,父亲患病女儿正常或母亲正常儿子患病,为常染色体显性遗传。色体显性遗传。不管显隐

27、性遗传,如果父亲正常儿子患病或父亲患病儿子正常,不管显隐性遗传,如果父亲正常儿子患病或父亲患病儿子正常,都不可能是都不可能是Y染色体上的遗传病;染色体上的遗传病;题目中已告知的遗传病或课本上讲过的某些遗传病,如白化病、题目中已告知的遗传病或课本上讲过的某些遗传病,如白化病、多指、色盲或血友病等可直接确定。多指、色盲或血友病等可直接确定。注:如果家系图中患者全为男性(女全正常),且具有世代连注:如果家系图中患者全为男性(女全正常),且具有世代连续性,应首先考虑伴续性,应首先考虑伴Y遗传,无显隐之分。遗传,无显隐之分。22 第三章第三章 基因的本质基因的本质第一节第一节 DNA是主要的遗传物质是主

28、要的遗传物质1.肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验(1)、体内转化实验:)、体内转化实验:1928年由英国科学家格里菲思年由英国科学家格里菲思等人进行。等人进行。实验过程实验过程 结论:在结论:在S型细菌中存在转化因子型细菌中存在转化因子可以使可以使R型细菌转化为型细菌转化为S型细菌。型细菌。23(2)、体外转化实验:)、体外转化实验:1944年由美国科学家年由美国科学家艾弗里等人进行。艾弗里等人进行。实验过程实验过程 结论:结论:DNA是遗传物质是遗传物质242.噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验1、实验过程、实验过程标记噬菌体标记噬菌体含含35S的培养基的培养基含含35S的细菌

29、的细菌35S蛋白质外壳含蛋白质外壳含35S的噬菌体的噬菌体含含32P的细菌的细菌内部内部DNA含含32P的噬菌体的噬菌体细菌体内没有放射性细菌体内没有放射性35S细菌体内有放射线细菌体内有放射线32P含含32P的培养基的培养基噬菌体侵染细菌噬菌体侵染细菌含含35S的噬菌体的噬菌体含含32P的噬菌体的噬菌体结论:进一步确立结论:进一步确立DNA是遗传物质是遗传物质253.烟草花叶病毒感染烟草实验:烟草花叶病毒感染烟草实验:(1)、实验过程)、实验过程 (2)、实验结果分析与结论:烟草花叶病毒的)、实验结果分析与结论:烟草花叶病毒的RNA能自我复制,能自我复制,控制生物的遗传性状,因此控制生物的遗

30、传性状,因此RNA是它的遗传物质。是它的遗传物质。4、生物的遗传物质、生物的遗传物质非细胞结构:非细胞结构:DNA或或RNA生物生物 原核生物:原核生物:DNA 细胞结构细胞结构 真核生物:真核生物:DNA结论:绝大多数生物(细胞结构的生物和结论:绝大多数生物(细胞结构的生物和DNA病毒)的遗传物质是病毒)的遗传物质是DNA,所以说所以说DNA是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。26第二节第二节 DNA分子的结构分子的结构DNA分子的结构分子的结构(1)基本单位)基本单位-脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)272、DNA分子有何特点?分子有何特点?稳定性稳定性是指

31、是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。分子双螺旋空间结构的相对稳定性。多样性多样性构成构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有分子的脱氧核苷酸虽只有4种,配对方式仅种,配对方式仅2种,种,但其数目却可以成千上万,更重要的是形成碱基对的排但其数目却可以成千上万,更重要的是形成碱基对的排列列顺序可以千变万化,从而决定了顺序可以千变万化,从而决定了DNA分子的多样性。分子的多样性。特异性特异性每个特定的每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序,分子中具有特定的碱基排列顺序,而特定的排列顺序代表着遗传信息,而特定的排列顺序代表着遗传信息,所以每个特定的所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息,

32、分子中都贮存着特定的遗传信息,这种特定的碱基排列顺序就决定了这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。分子的特异性。283.DNA双螺旋结构的特点:双螺旋结构的特点:DNA分子由两条分子由两条反向平行反向平行的的脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸长链盘旋而成。盘旋而成。DNA分子外侧是分子外侧是脱氧核糖脱氧核糖和和磷酸磷酸交替连接而成的交替连接而成的基本骨架基本骨架。DNA分子两条链的内侧的碱基按照分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则碱基互补配对原则配对,配对,并以并以氢键氢键互相连接。互相连接。4.相关计算相关计算(1)A=T C=G(2)()(A+ C )/ (T+G )= 1或或A+

33、G / T+C = 1(3)如果()如果(A1+C1 ) / ( T1+G1 )=b 那么(那么(A2+C2 ) / (T2+G2 ) =1/b(4) (A+ T ) / ( C +G ) =(A1+ T1 ) / ( C1 +G1 ) = ( A2 + T2 ) / ( C2+G2 ) = a29例:已知例:已知DNA分子中,分子中,G和和C之和占全部碱基的之和占全部碱基的46,又知在该又知在该DNA分子的分子的H链中,链中,A和和C分别占碱基数分别占碱基数的的28%和和22%,则该,则该DNA分子与分子与H链互补的链中,链互补的链中,A和和C分别占该链碱基的比例为分别占该链碱基的比例为(

34、)28 、22% B. 22、28%C. 23、27% D.26、24%4.判断核酸种类判断核酸种类(1)如有)如有U无无T,则此核酸为,则此核酸为RNA;(2)如有)如有T且且A=T C=G,则为双链,则为双链DNA;(3)如有)如有T且且A T C G,则为单链,则为单链DNA ;(4)U和和T都有,则处于转录阶段。都有,则处于转录阶段。30第第3节节 DNA的复制的复制一、一、DNA分子复制的过程分子复制的过程解旋酶:解旋酶:解开解开DNA双链双链聚合酶:聚合酶:以母链为模板,游离的以母链为模板,游离的四种脱氧核苷酸为原料,严格遵四种脱氧核苷酸为原料,严格遵循碱基互补配对原则,合成子链循

35、碱基互补配对原则,合成子链连接酶:连接酶: 把把DNA子链片段连接子链片段连接起来起来311、概念:以亲代、概念:以亲代DNA分子为模板合成子代分子为模板合成子代DNA的过的过程程2、复制时间:、复制时间:有丝分裂有丝分裂或或减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期3. 复制方式:复制方式:半保留复制半保留复制4、复制条件、复制条件 (1)模板:)模板:亲代亲代DNA分子两条脱氧核分子两条脱氧核苷酸链苷酸链 (2)原料:)原料:4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 (3)能量:)能量:ATP (4)解旋酶、解旋酶、 DNA聚合酶聚合酶等等5、复制特点:、复制特点:边解旋边复制边解旋边复制6、复制场所:主要在

36、、复制场所:主要在细胞核细胞核中,中,线粒体和叶绿体线粒体和叶绿体也也存在。存在。7、复制意义:保持了遗传信息的连续性。、复制意义:保持了遗传信息的连续性。32三、与三、与DNA复制有关的碱基计算复制有关的碱基计算1.一个一个DNA连续复制连续复制n次后,次后,DNA分子总数为:分子总数为:2n2.第第n代的代的DNA分子中,含原分子中,含原DNA母链的有母链的有2个,占个,占1/(2n-1)3.若某若某DNA分子中含碱基分子中含碱基T为为a, (1)则连续复制则连续复制n次,所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数次,所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:为:a(2n-1) (2)第第n次复制时所需游离的

37、胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:a2n-1例题:例题:(1)、一个被放射性元素标记双链)、一个被放射性元素标记双链DNA的噬菌体侵染细的噬菌体侵染细菌,若此细菌破裂后释放出菌,若此细菌破裂后释放出n个噬菌体,则其中具有放射个噬菌体,则其中具有放射性元素的噬菌体占总数性元素的噬菌体占总数( ) A.1/n B.1/2n C.2/n D.1/2(2)、具有)、具有100个碱基对的一个个碱基对的一个DNA分子片段,含有分子片段,含有40个个胸腺嘧啶,若连续复制胸腺嘧啶,若连续复制3次,则第三次复制时需游离的胞次,则第三次复制时需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数是嘧啶脱氧核苷

38、酸数是( ) A.60个个 B.120个个 C.240个个 D.360个个33第第4节节 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段一、一、.基因的相关关系基因的相关关系1、与、与DNA的关系的关系基因的实质是基因的实质是有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段,无遗传效应的,无遗传效应的DNA片段不能称之为基因(非基因)。片段不能称之为基因(非基因)。每个每个DNA分子包含许多个基因。分子包含许多个基因。2、与染色体的关系、与染色体的关系基因在染色体上呈线性排列。基因在染色体上呈线性排列。染色体是基因的主要载体,此外,线粒体和叶绿体中也有基染色体是基因的主要载体,此外,线粒体和叶绿体中

39、也有基因分布。因分布。3、与脱氧核苷酸的关系、与脱氧核苷酸的关系脱氧核苷酸(脱氧核苷酸(A、T、C、G)是构成基因的单位。)是构成基因的单位。基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。4、与性状的关系、与性状的关系基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成来实现。基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成来实现。34二、二、DNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之种碱基的排列顺序之中;碱基排列顺序的千变万化构成了中;碱基排列

40、顺序的千变万化构成了DNA分子的分子的多样性,而碱基的特异排列顺序,又多样性,而碱基的特异排列顺序,又构成了每个构成了每个DNA分子的特异性。分子的特异性。351 基因的表达基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成第一节基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的转录:一、遗传信息的转录:1、DNA与与RNA的异同点的异同点 核酸核酸项项目目 DNARNA结结构构通常是双螺旋通常是双螺旋结结构,极构,极少数病毒是少数病毒是单链结单链结构构通常是通常是单链结单链结构构基本基本单单位位脱氧核苷酸(脱氧核苷酸(4种)种)核糖核苷酸(核糖核苷酸(4种)种)五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖碱基碱基A、G、C、TA

41、、G、C、U产产生途径生途径DNA复制、逆复制、逆转录转录转录转录、RNA复制复制存在部位存在部位主要位于主要位于细细胞核中染色胞核中染色体上,极少数位于体上,极少数位于细细胞胞质质中的中的线线粒体和叶粒体和叶绿绿体体上上主要位于主要位于细细胞胞质质中中功能功能传递传递和表达和表达遗传遗传信息信息mRNA:转录遗传转录遗传信信息,翻息,翻译译的模板的模板tRNA:运:运输输特定氨特定氨基酸基酸rRNA:核糖体的:核糖体的组组成成分成成分362、RNA的类型的类型信使信使RNA(mRNA)转运转运RNA(tRNA)核糖体核糖体RNA(rRNA)3、转录、转录转录的概念转录的概念转录的场所主要在转

42、录的场所主要在细胞核细胞核转录的模板以转录的模板以DNA的一条链的一条链为模板为模板转录的原料转录的原料4种核糖核苷酸种核糖核苷酸转录的产物转录的产物一条单链的一条单链的mRNA转录的原则转录的原则碱基互补配对碱基互补配对37转录与复制的异同(下表:)转录与复制的异同(下表:) 阶阶段段项项目目复制复制转录转录时间时间细细胞有胞有丝丝分裂的分裂的间间期或减数第一次期或减数第一次分裂分裂间间期期生生长发长发育的育的连续过连续过程程进进行行场场所所主要主要细细胞核胞核主要主要细细胞核胞核模板模板以以DNA的两条的两条链为链为模板模板以以DNA的一条的一条链为链为模板模板原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧

43、核苷酸4种核糖核苷酸种核糖核苷酸条件条件需要特定的需要特定的酶酶和和ATP需要特定的需要特定的酶酶和和ATP过过程程在在酶酶的作用下,两条扭成螺旋的双的作用下,两条扭成螺旋的双链链解开,以解开的每段解开,以解开的每段链为链为模板,模板,按碱基互按碱基互补补配配对对原原则则(AT、CG、TA、GC)合成与模板互)合成与模板互补补的子的子链链;子;子链链与与对应对应的母的母链盘绕链盘绕成双螺旋成双螺旋结结构构在在细细胞核中,以胞核中,以DNA解旋后的一条解旋后的一条链链为为模板,按照模板,按照AU、GC、TA、CG的碱基互的碱基互补补配配对对原原则则,形成,形成mRNA,mRNA从从细细胞核胞核进

44、进入入细细胞胞质质中,与核糖体中,与核糖体结结合合产产物物两个双两个双链链的的DNA分子分子一条一条单链单链的的mRNA特点特点边边解旋解旋边边复制;半保留式复制(每复制;半保留式复制(每个子代个子代DNA含一条母含一条母链链和一条子和一条子链链)边边解旋解旋边转录边转录;DNA双双链链分子全保留分子全保留式式转录转录(转录转录后后DNA仍保留原来的双仍保留原来的双链结链结构)构)遗传遗传信息的信息的传递传递方方向向遗传遗传信息从信息从亲亲代代DNA传给传给子代子代DNA分子分子遗传遗传信息由信息由DNA传传到到RNA38二、遗传信息的翻译二、遗传信息的翻译1、遗传信息、密码子和反密码子、遗传

45、信息、密码子和反密码子基因中脱氧核苷酸的序列基因中脱氧核苷酸的序列遗传遗传信息信息密密码码子子反密反密码码子子概念概念基因中脱氧核苷酸基因中脱氧核苷酸的排列的排列顺顺序序mRNA中中决定一个决定一个氨氨基酸基酸的的三个相三个相邻邻碱基碱基tRNA中中与与mRNA密密码码子互子互补补配配对对的的三个碱基三个碱基作用作用控制生物的控制生物的遗传遗传性性状状直接决定蛋白直接决定蛋白质质中的中的氨基酸序列氨基酸序列识别识别密密码码子,子,转转运运氨基酸氨基酸种种类类基因中脱氧核苷酸基因中脱氧核苷酸种种类类、数目和排列、数目和排列顺顺序的不同,决定序的不同,决定了了遗传遗传信息的多信息的多样样性性64种

46、种61种种:能翻:能翻译译出氨基出氨基酸酸3种种:终终止密止密码码子,不子,不能翻能翻译译氨基酸氨基酸61种种或或tRNA也也为为61种种 联联系系mRNA中核糖核苷酸的序列中核糖核苷酸的序列mRNA中碱基序列与基因模板中碱基序列与基因模板链链中碱基序列互中碱基序列互补补密密码码子与相子与相应应反密反密码码子的序列互子的序列互补补配配对对392、翻译定义翻译的场所 细胞质的核糖体上翻译的模板 mRNA翻译的原料 20种氨基酸翻译的产物 多肽链(蛋白质)翻译的原则 碱基互补配对40翻译与转录的异同点(下表):翻译与转录的异同点(下表): 阶阶段段项项目目转录转录翻翻译译定定义义在在细细胞核中,以

47、胞核中,以DNA的一条的一条链链为为模板合成模板合成mRNA的的过过程程以以信使信使RNA为为模板,合成具模板,合成具有一定氨基酸有一定氨基酸顺顺序的序的蛋白蛋白质质的的过过程程场场所所细细胞核胞核细细胞胞质质的核糖体的核糖体模板模板DNA的一条的一条链链信使信使RNA信息信息传递传递的方向的方向DNAmRNAmRNA蛋白蛋白质质原料原料含含A、U、C、G的的4种核苷种核苷酸酸合成蛋白合成蛋白质质的的20种氨基酸种氨基酸产产物物信使信使RNA有一定氨基酸排列有一定氨基酸排列顺顺序的蛋白序的蛋白质质实质实质是是遗传遗传信息的信息的转录转录是是遗传遗传信息的表达信息的表达41三、基因表达过程中有关

48、三、基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算、氨基酸的计算1、转录时,以基因的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,、转录时,以基因的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,产生一条单链产生一条单链mRNA,则转录产生的,则转录产生的mRNA分子中碱基数目是分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半,且基因模板链中基因中碱基数目的一半,且基因模板链中A+T(或(或C+G)与)与mRNA分子中分子中U+A(或(或C+G)相等。)相等。2.翻译过程中,翻译过程中,mRNA中每中每3个相邻碱基决定一个氨基酸,个相邻碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基

49、酸数目是mRNA中中碱基数目的碱基数目的1/3,是双链,是双链DNA碱基数目的碱基数目的 1/6 。 42第第2节节 基因对性状的控制基因对性状的控制一、中心法则一、中心法则 DNADNA:DNA的自我复制;的自我复制;DNARNA:转录;:转录;RNA蛋白质:翻译;蛋白质:翻译;RNARNA:RNA的自我复制;的自我复制;RNADNA:逆转录。:逆转录。DNADNA RNARNADNARNA 细胞生物细胞生物 病毒病毒RNA蛋白质蛋白质 RNADNA43二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系 1、 (间接控制)(间接控制) 酶或激素酶或激素 细胞代谢细胞代谢基因基因 性状性

50、状 结构蛋白结构蛋白 细胞结构细胞结构 (直接控制)(直接控制)2、基因型与表现型的关系,基因的表达过程中或、基因型与表现型的关系,基因的表达过程中或表达后的表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。蛋白质也可能受到环境因素的影响。3、生物体性状的多基因因素:基因与基因、生物体性状的多基因因素:基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用,共同地精细地调控生物的性状。存在复杂的相互作用,共同地精细地调控生物的性状。44第五章第五章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异第一节第一节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组一、基因突变的实例

51、一、基因突变的实例1、镰刀型细胞贫血症、镰刀型细胞贫血症症状症状病因病因 基因中的碱基替换基因中的碱基替换直接原因:直接原因:血红蛋白分子结构血红蛋白分子结构的改变的改变根本原因:根本原因:控制血红蛋白分子合成的基因结构控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变的改变2、基因突变、基因突变概念:概念:DNA分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的替换、增添和缺失替换、增添和缺失,而引起的而引起的基因结构基因结构的改变的改变45 二、基因突变的原因和特点二、基因突变的原因和特点1、基因突变的原因、基因突变的原因 有内因和外因有内因和外因 物理因素:如紫外线、物理因素:如紫外线、X射线射线诱发突变(外因)诱

52、发突变(外因) 化学因素:如亚硝酸、碱基类似物化学因素:如亚硝酸、碱基类似物 生物因素:如某些病毒生物因素:如某些病毒自然突变(内因)自然突变(内因)2、基因突变的特点、基因突变的特点普遍性普遍性随机性随机性不定向性不定向性低频性低频性多害少利性多害少利性3、基因突变的时间、基因突变的时间 有丝分裂有丝分裂或或减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期4.基因突变的意义:是基因突变的意义:是新基因新基因产生的途径;产生的途径;生物变异的生物变异的根本来源;是根本来源;是进化进化的原始材料的原始材料46三、基因重组三、基因重组1、基因重组的概念、基因重组的概念随机重组(随机重组(减数第一次分裂后期减数

53、第一次分裂后期)2、基因重组的类型、基因重组的类型交换重组(交换重组(四分体时期四分体时期)3.时间:减数第一次分裂过程中(减时间:减数第一次分裂过程中(减数第一次分裂后期和四分体时期)数第一次分裂后期和四分体时期)基因重组的意义基因重组的意义47四、基因突变与基因重组的区别四、基因突变与基因重组的区别基因突基因突变变基因重基因重组组本本质质基因的分子基因的分子结结构构发发生改生改变变,产产生了新基因,也可以生了新基因,也可以产产生生新基因型,出新基因型,出现现了新的性状。了新的性状。不同基因的重新不同基因的重新组组合,不合,不产产生生新基因,而是新基因,而是产产生新的基因型,生新的基因型,使

54、不同性状重新使不同性状重新组组合。合。发发生生时间时间及及原因原因细细胞分裂胞分裂间间期期DNA分子复制分子复制时时,由于外界理化因素引起,由于外界理化因素引起的碱基的碱基对对的替的替换换、增添或缺、增添或缺失。失。减数第一次分裂后期中,随着减数第一次分裂后期中,随着同源染色体的分开,位于非同同源染色体的分开,位于非同源染色体上的非等位基因源染色体上的非等位基因进进行行了自由了自由组组合;四分体合;四分体时时期非姐期非姐妹染色妹染色单单体的交叉互体的交叉互换换。条件条件外界外界环环境条件的境条件的变变化和内部化和内部因素的相互作用。因素的相互作用。有性生殖有性生殖过过程中程中进进行减数分裂行减

55、数分裂形成生殖形成生殖细细胞。胞。意意义义生物生物变变异的根本来源,是生异的根本来源,是生物物进进化的原材料。化的原材料。生物生物变变异的来源之一,是形成异的来源之一,是形成生物多生物多样样性的重要原因。性的重要原因。发发生可能生可能突突变频变频率低,但普遍存在。率低,但普遍存在。有性生殖中非常普遍。有性生殖中非常普遍。48 第二节第二节 染色体变异染色体变异49一、染色体结构的变异(一、染色体结构的变异(猫叫综合征)猫叫综合征)概念概念 缺失缺失2、变异类型、变异类型 重复重复 倒位倒位 易位易位二、染色体数目的变异二、染色体数目的变异 1.染色体组的概念及特点染色体组的概念及特点 2.常见

56、的一些关于单倍体与多倍体的问题常见的一些关于单倍体与多倍体的问题一倍体一定是单倍体吗?单倍体一定是一倍体吗?一倍体一定是单倍体吗?单倍体一定是一倍体吗?(一倍体一定是单倍体;单倍体不一定是一倍体。)(一倍体一定是单倍体;单倍体不一定是一倍体。)二倍体物种所形成的单倍体中,其体细胞中只含有二倍体物种所形成的单倍体中,其体细胞中只含有一个染色体组,这种说法对吗?为什么?一个染色体组,这种说法对吗?为什么?(答:对,因为在体细胞进行减数分裂形成配子时,(答:对,因为在体细胞进行减数分裂形成配子时,同源染色体分开,同源染色体分开, 导致染色体数目减半。)导致染色体数目减半。)如果是四倍体、六倍体物种形

57、成的单倍体,如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体,其体细胞中就含有两个或三个染色体组,我们可以其体细胞中就含有两个或三个染色体组,我们可以称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗?称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗?(答:不对,尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组,(答:不对,尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组,但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种,因此,只能称为单倍体。)但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种,因此,只能称为单倍体。)50(4)单倍体中可以只有一个染色体组,但也可以有多个染色体组,对吗?)单倍体中可以只有一个染色体组,但也可以有多个染色体组,对吗?(答:对,如果本物种是二倍体,

58、则其配子所形成的单倍体中含有一个(答:对,如果本物种是二倍体,则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组;如果本物种是四倍体,则其配子所形成的单倍体含有两个或染色体组;如果本物种是四倍体,则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。)两个以上的染色体组。)3.总结:多倍体育种方法:总结:多倍体育种方法: 单倍体育种方法单倍体育种方法: 51列表比较多倍体育种和单倍体育种:列表比较多倍体育种和单倍体育种:多倍体育种多倍体育种单单倍体育种倍体育种原理原理染色体染色体组组成倍增加成倍增加染色体染色体组组成倍减少,再加倍后成倍减少,再加倍后得到得到纯纯种种(指每(指每对对染色体上成染色体上成对对

59、的基因都是的基因都是纯纯合的)合的)常用方常用方法法秋水仙素秋水仙素处处理萌理萌发发的种的种子、幼苗子、幼苗花花药药的离体培养的离体培养后,后,人工人工诱导诱导染色体加倍染色体加倍优优点点器官大,提高器官大,提高产产量和量和营营养成分养成分明明显缩显缩短育种年限短育种年限缺点缺点适用于植物,在适用于植物,在动动物方物方面面难难以开展以开展技技术术复复杂杂一些,一些,须须与与杂杂交育种交育种配合配合524.染色体组数目的判断染色体组数目的判断(2) 根据基因型判断细胞中的染色体数目,根根据基因型判断细胞中的染色体数目,根 据细胞的基本型确定控制每一性状的基因出现的次数,据细胞的基本型确定控制每一

60、性状的基因出现的次数,该次数就等于染色体组数。该次数就等于染色体组数。 问:图中细胞含有几个染色体组?问:图中细胞含有几个染色体组? (3)根据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。)根据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。染色体组数染色体组数=细胞内染色体数目细胞内染色体数目/染色体形态数染色体形态数果蝇的体细胞中含有果蝇的体细胞中含有8条染色体,条染色体,4对同源染色体,对同源染色体,即染色体形态数为即染色体形态数为4(X、Y视为同种形态染色体),视为同种形态染色体),染色体组数目为染色体组数目为2。人类体细胞中含有。人类体细胞中含有46条染色体,条染色体,共共23对同源染色体,即染

61、色体形态数是对同源染色体,即染色体形态数是23,细胞内含有,细胞内含有2个染色体组。个染色体组。(1)细胞中同种形态的染色体有几条,细胞内就含有几个染色体组)细胞中同种形态的染色体有几条,细胞内就含有几个染色体组 。问:图中细胞含有几个染色体组?问:图中细胞含有几个染色体组?534.三倍体无子西瓜的培育过程图示:三倍体无子西瓜的培育过程图示:注:亲本中要用四倍体植株作为母本,二倍体作为父本,注:亲本中要用四倍体植株作为母本,二倍体作为父本,两次使用二倍体花粉的作用是不同的。两次使用二倍体花粉的作用是不同的。54单倍体与多倍体的区别单倍体与多倍体的区别二倍体二倍体(2N=2x)三倍体三倍体(2N

62、=3x)多倍体多倍体(2N=nx)(a+b) (a+b)注:注:x染色体组,染色体组,a、b为正整数。为正整数。生物体生物体合子合子2N= (a+b) x发育发育直接发育成生物体:直接发育成生物体:单倍体(单倍体(N=ax)雌配子雌配子(N=ax) 直接发育成生物体直接发育成生物体:单倍体(单倍体(N=bx)雄配子雄配子(N=bx)由合子发育来的个体,细胞中含有几个染色体组,就叫几倍由合子发育来的个体,细胞中含有几个染色体组,就叫几倍体;体;而由配子直接发育来的而由配子直接发育来的,不管含有几个染色组,都只能叫单不管含有几个染色组,都只能叫单倍体倍体 。判判断断55第三节第三节 人类遗传病人类

63、遗传病56第第6章章 从杂交育种到基因工程从杂交育种到基因工程第第1节节 杂交育种与诱变育种杂交育种与诱变育种一、杂交育种一、杂交育种1.概念:是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起,再经过概念:是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。选择和培育,获得新品种的方法。2.原理:原理:基因重组基因重组。通过基因重组产生。通过基因重组产生新的基因型新的基因型,从而产生新的优,从而产生新的优良性状。良性状。3.优点:可以将两个或多个优良性状集中在一起。优点:可以将两个或多个优良性状集中在一起。4.缺点:缺点:不会创造新基因不会创造新基因,且杂交后代会出现

64、性状分离,且杂交后代会出现性状分离,育种过程缓育种过程缓慢慢,过程复杂。,过程复杂。二、诱变育种二、诱变育种1.概念:指利用物理或化学因素来处理生物,使生物产生概念:指利用物理或化学因素来处理生物,使生物产生基因突变基因突变,利用这些变异育成新品种的方法。利用这些变异育成新品种的方法。2.诱变原理:诱变原理:基因突变基因突变3.诱变因素:诱变因素: (1)物理:)物理:X射线,紫外线,射线,紫外线,射线等射线等。 (2)化学:)化学:亚硝酸,硫酸二乙酯亚硝酸,硫酸二乙酯等。等。4.优点:可以在优点:可以在较短时间较短时间内获得更多的优良性状。内获得更多的优良性状。5.缺点:因为基因突变具有缺点

65、:因为基因突变具有不定向性不定向性且且有利的突变很少有利的突变很少,所以诱变育,所以诱变育种具有一定种具有一定盲目性盲目性,所以利用理化因素出来生物提高突变率,且需要,所以利用理化因素出来生物提高突变率,且需要处理大量的生物材料,再进行选择培育。处理大量的生物材料,再进行选择培育。57三、四种育种方法的比较三、四种育种方法的比较杂杂交育种交育种诱变诱变育种育种多倍体育种多倍体育种单单倍体育种倍体育种原原理理基因重基因重组组基因突基因突变变染色体染色体变变异异染色体染色体变变异异方方法法杂杂交交激光、射激光、射线线或或化学化学药药品品处处理理秋水仙素秋水仙素处处理萌理萌发发种种子或幼苗子或幼苗花

66、花药药离体培养离体培养后加倍后加倍优优点点可集中可集中优优良良性状性状时间时间短短器官大和器官大和营营养物养物质质含含量高量高缩缩短育种年限短育种年限缺缺点点育种年限育种年限长长盲目性及突盲目性及突变变频频率率较较低低动动物中物中难难以开展以开展成活率低,只成活率低,只适用适用于植物于植物举举例例高杆抗病与高杆抗病与矮杆感病矮杆感病杂杂交交获获得矮杆得矮杆抗病品种抗病品种高高产产青霉菌株青霉菌株的育成的育成三倍体西瓜三倍体西瓜抗病植株的育抗病植株的育成成58第二节第二节 基因工程及其应用基因工程及其应用1.概念概念2.原理原理 基因重组基因重组3.转基因生物和转基因食品的安全性转基因生物和转基

67、因食品的安全性例题:下图中例题:下图中AE表示几种不同育种方法表示几种不同育种方法 甲A. 乙B. 59C. AABBDD RR ABDR AABBDDRR 普通小麦普通小麦 黑麦黑麦 不育杂种不育杂种 小黑麦小黑麦 DDTT ddtt F1 F2 能稳定遗传的能稳定遗传的D. 高秆高秆 矮秆矮秆 矮秆抗锈病的品种矮秆抗锈病的品种 抗锈病抗锈病 易染锈病易染锈病 DDTT ddtt F1 配子配子 幼苗幼苗 能稳定遗传的能稳定遗传的E. 高秆高秆 矮秆矮秆 矮秆抗锈病的品种矮秆抗锈病的品种 抗锈病抗锈病 易染锈病易染锈病 F. 其它生物基因其它生物基因 植物细胞植物细胞 新细胞新细胞 具有新性

68、状的植物体具有新性状的植物体 A:克隆:克隆 B:诱变育种:诱变育种 C:多倍体育种:多倍体育种 D:杂交育种:杂交育种E:单倍体育种:单倍体育种 F:基因工程:基因工程60第第7章章 现代生物进化理论现代生物进化理论第第1节节 现代生物进化理论的由来现代生物进化理论的由来一、拉马克的进化学说一、拉马克的进化学说1、拉马克的进化学说的主要内容、拉马克的进化学说的主要内容(1)、生物都不是神创的,而是由更古老的生物)、生物都不是神创的,而是由更古老的生物传衍来的。这对当时人们普遍信奉的神创造成一传衍来的。这对当时人们普遍信奉的神创造成一定冲击,因此具有进步意义。定冲击,因此具有进步意义。(2)、

69、生物是由低等到高等逐渐进化的。拉马克)、生物是由低等到高等逐渐进化的。拉马克几乎否认物种的真实存在,认为生物只存在连续几乎否认物种的真实存在,认为生物只存在连续变异的个体。变异的个体。(3)、对于生物进化的原因,他认为:一是)、对于生物进化的原因,他认为:一是“用用进废退进废退”的法则;二是的法则;二是“获得性遗传获得性遗传”的法则。的法则。但这些法则缺乏事实依据,大多来自于主观推测。但这些法则缺乏事实依据,大多来自于主观推测。2、拉马克的进化学说的历史意义、拉马克的进化学说的历史意义 61二、达尔文自然选择学说二、达尔文自然选择学说(一)、达尔文自然选择学说的主要内容(一)、达尔文自然选择学

70、说的主要内容1.过度繁殖过度繁殖 - 选择的基础选择的基础 生物体普遍具有很强的繁殖能力,能产生很多后生物体普遍具有很强的繁殖能力,能产生很多后代,不同个体间有一定的差异。代,不同个体间有一定的差异。2.生存斗争生存斗争 - 进化的动力、外因、条件进化的动力、外因、条件 大量的个体由于资源空间的限制而进行生存斗大量的个体由于资源空间的限制而进行生存斗争。在生存斗争中大量个体死亡,只有少数的个争。在生存斗争中大量个体死亡,只有少数的个体生存下来。体生存下来。生存斗争包括三方面:生存斗争包括三方面:(1)生物与无机环境的斗争)生物与无机环境的斗争(2)种内斗争)种内斗争(3)种间斗争)种间斗争 生

71、存斗争对某些个体的生存不利,但对物种的生存斗争对某些个体的生存不利,但对物种的生存是有利的,并推动生物的进化。生存是有利的,并推动生物的进化。623.遗传变异遗传变异 - 进化的内因进化的内因在生物繁殖的过程中普遍存在着遗传变异现象,在生物繁殖的过程中普遍存在着遗传变异现象,生物的变异是不定向的,有的变异是生物的变异是不定向的,有的变异是有利的,有的是不利的,其中具有有利变异的个有利的,有的是不利的,其中具有有利变异的个体就容易在生存斗争中获胜生存下去,体就容易在生存斗争中获胜生存下去,反之,具有不利变异个体就容易被淘汰。反之,具有不利变异个体就容易被淘汰。4.适者生存适者生存 - 选择的结果

72、选择的结果 适者生存,不适者被淘汰是自然选择的结果。自适者生存,不适者被淘汰是自然选择的结果。自然选择只选择适应环境的变异类型,通过多次选然选择只选择适应环境的变异类型,通过多次选择,使生物的微小有利变异通过繁殖遗产给后代,择,使生物的微小有利变异通过繁殖遗产给后代,得以积累和加强,使生物更好的适应环境,逐渐得以积累和加强,使生物更好的适应环境,逐渐产生了新类型。产生了新类型。 所以说变异不是定向的,但自然选择是定向的,所以说变异不是定向的,但自然选择是定向的,决定着进化的方向决定着进化的方向。(二)、达尔文的自然选择学说的历史局限性和(二)、达尔文的自然选择学说的历史局限性和意义意义三、达尔

73、文以后进化理论的发展三、达尔文以后进化理论的发展63第第2节节 现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与生物进化一、种群基因频率的改变与生物进化(一)(一)种群种群是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位1、种群:生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群。、种群:生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群。 种群特点:种群中的个体种群特点:种群中的个体不是机械的集合不是机械的集合在一起,而是通过种内关系组成在一起,而是通过种内关系组成一个有机的整体,个体间可以一个有机的整体,个体间可以彼此交配彼此交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代。,并通过繁殖将各自的基因

74、传递给后代。2、基因库、基因库3、基因频率、基因型频率及其相关计算、基因频率、基因型频率及其相关计算基因频率基因频率=基因型频率=两者联系:两者联系:(1)种群众一对等位基因的频率之和等于)种群众一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也,基因型频率之和也等于等于1。(2)一个等位基因的频率)一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率该等位基因纯合子的频率+杂合子的频率。杂合子的频率。64例题例题1.从某种生物种群中随机抽取一定数量的个体,其中基因从某种生物种群中随机抽取一定数量的个体,其中基因型为型为AA个体占个体占24%,基因型为,基因型为Aa个体占个体占72%,基因型为,基因型为aa

75、个体占个体占4%,则基因,则基因A和和a的频率分别是(的频率分别是( )A.24% 72% B.36% 64% C.57% 43% D.60% 40% 补充:伴补充:伴X遗传的基因频率遗传的基因频率Xb/XB+Xb=(2XbXb+XBXb+XbY)/(2XX+XY)和非伴性遗传的基因频率不同点就在于和非伴性遗传的基因频率不同点就在于Y染色体上无染色体上无B的的等位基因,女性含有等位基因,女性含有2个个X,男性只含有一个,男性只含有一个X。所以。所以XB+Xb=X染色体的数目染色体的数目=2XX+XY。例题:例题:2.某小学的学生中基因型比率为某小学的学生中基因型比率为XBXB:XBXb:XbX

76、b:XBY:XbY=44%:5%:1%:43%:7%,则,则Xb的基因的基因频率为频率为 ( )A.13.2% B.5% C.14% D.9.3% 65(二)突变和基因重组产生进化的原材料(二)突变和基因重组产生进化的原材料 可遗传的变异:可遗传的变异:基因突变、染色体变异、基因重组基因突变、染色体变异、基因重组 突变包括突变包括基因突变和染色体变异基因突变和染色体变异 突变的有害或有利突变的有害或有利不是绝对不是绝对的,取决于的,取决于生物的生存环境生物的生存环境(三)(三)自然选择自然选择决定生物进化的方向决定生物进化的方向 生物进化的实质是生物进化的实质是基因频率的改变基因频率的改变二、

77、隔离与物种的形成二、隔离与物种的形成(一)、物种的概念(一)、物种的概念1、物种的概念、物种的概念 地理隔离地理隔离 量变量变 2、隔离、隔离 生殖隔离生殖隔离 质变质变 注:一个物种的形成必须要经过生殖隔离,注:一个物种的形成必须要经过生殖隔离,但不一定经过地理隔离,但不一定经过地理隔离,如多倍体的产生。如多倍体的产生。66(二)、种群与物种的区别与联系(二)、种群与物种的区别与联系种群种群物种物种概概念念生活在一定区域的同种生活在一定区域的同种生物的全部个体生物的全部个体能能够够在自然状况下相互交配并在自然状况下相互交配并且且产产生可育后代的一群生物生可育后代的一群生物范范围围较较小范小范

78、围围内的同种生物内的同种生物的个体的个体分布在不同区域内的同种生物分布在不同区域内的同种生物的的许许多种群多种群组组成成判判断断标标准准种群必种群必须须具具备备“三同三同”;即同一即同一时间时间、同一地点、同一地点、同一物种同一物种主要是形主要是形态态特征和能否自由交特征和能否自由交配并配并产产生可育后代生可育后代联联系系一个物种可以包括一个物种可以包括许许多种群,同一个物种的多个种群之多种群,同一个物种的多个种群之间间存在着地理隔离,存在着地理隔离,长长期期发发展下去可成展下去可成为为不同不同亚亚种,种,进进而可而可能形成多个新种。能形成多个新种。地理隔离地理隔离 阻断基因交流阻断基因交流

79、不同的突变基因重组和选择不同的突变基因重组和选择 基因频率向不同方向改变基因频率向不同方向改变 种群基因库出现差异种群基因库出现差异 差异加大差异加大 生殖隔离生殖隔离 新物种形成新物种形成67三、共同进化与生物多样性的形成三、共同进化与生物多样性的形成(一)、共同进化(一)、共同进化1、概念、概念 不同物种间的共同进化不同物种间的共同进化 2、含义、含义 生物与无机环境之间的相互影响和共同演变生物与无机环境之间的相互影响和共同演变(二)、生物多样性的形成(二)、生物多样性的形成 基因多样性1、生物多样化的内容 物种多样性 生态系统多样性682、生物多样性形成的进化历程、生物多样性形成的进化历

80、程(1)关键点:)关键点:真核生物出现后有性生殖方式的出现,生物进化速度明显真核生物出现后有性生殖方式的出现,生物进化速度明显加快;加快;寒武纪大爆发:形成生态系统的第三极(消费者),对植寒武纪大爆发:形成生态系统的第三极(消费者),对植物的进化产生影响;物的进化产生影响;原始两栖类的出现:生物登陆改变着环境,陆地上复杂的原始两栖类的出现:生物登陆改变着环境,陆地上复杂的环境为生物的进化提供了条件。环境为生物的进化提供了条件。(2)进化顺序)进化顺序简单简单 复杂复杂 水生水生 陆生陆生 低等低等 高等高等 异样异样 自养自养 厌氧厌氧 需氧需氧 无性无性 有性有性 单细胞单细胞 多细胞多细胞 细胞内消化细胞内消化 细细胞外消化胞外消化三、生物进化理论在发展三、生物进化理论在发展现代生物进化理论核心是现代生物进化理论核心是自然选择学说自然选择学说69

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