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必修二 遗传与进化,第1章 遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一),重点掌握：一对相对性状的遗传试验对分离现象的解释及验证基因分离定律运用遗传规律解题技巧,孟德尔为什么选择豌豆作为实验的材料,豌豆是严格的自花传粉、闭花授粉植物；豌豆具有易于区分的性状；豌豆一次能繁殖大量后代。,性状：,生物体形态特性和生理特性的总称。,相对性状：,同一种生物同一性状的不同表现类型。,1下列属于相对性状的是（）家兔的白毛与短毛人的体重与身高小麦的高秆与大麦的矮杆鸡的毛腿与光腿,D,P,F1,高,F2,高,矮,高,矮,二、一对相对性状的遗传试验,相关概念：杂交与自交正交与反交显性性状与隐性性状性状分离,三、对分离现象的解释,（1）遗传因子,显性遗传因子（D）隐性遗传因子（d）,显性性状,隐性性状,（2）遗传因子成对出现,纯合子（DD，dd）杂合子（Dd）,（3）生物体形成配子时成对遗传因子分离分别进入不同配子。配子中只有一个遗传因子。,（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。,结论：具有一对相对性状的纯种亲本杂交得到F2中：（1）表现型比例：（2）基因型比例：,显性：隐性=3：1,DD：Dd:dd=1:2:1,四、对分离现象解释的验证,测交实验,杂种子一代,隐性纯合子,高茎,矮茎,测交,配子,高茎,矮茎,1 1,测交后代,30 34,五、孟德尔第一定律：分离定律,在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，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。,六、运用遗传规律解题技巧,1、由亲本推断子代的基因型、表现型及其概率,AA,AA：Aa=11,Aa,AA:Aa:aa=1:2:1,Aa:aa=1:1,aa,全显,全显,全显,显性:隐性=3:1,显性:隐性=1:1,全隐,2、由子代推断亲代的基因型,方法一：基因填充法。先根据亲代表现型写出能够确定的基因，如显性性状的基因型可用A_来表示，隐性性状基因型只有一种aa，根据子代中一对基因分别来自两个亲本，可推出亲代中未知的基因。,方法三：根据分离定律中规律性比值来直接推断。（1）若后代性状分离比为显性:隐性为3:1，则双亲一定是杂合子。AaXAa（2）若后代性状分离比为显性:隐性为1:1，则双亲一定是测交类型。AaXaa（3）若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方是显性纯合子。AAX_ _（4）若后代性状只有隐性性状，则双亲都是隐性纯合子。aaXaa,显隐性状的判断方法方法一：高茎矮茎高茎方法二：高茎高茎矮茎,2大豆的白花和紫花为一对相对性状。下列四组杂交实验中，能判定性状显隐性关系的是（）。紫花紫花紫花 紫花紫花301紫花110白花 紫花白花紫花 紫花白花98紫花107白花A.和 B.和 C.和 D.和,B,纯合子、杂合子的判断方法（植物自交 动物测交）（1）纯合子只产生一种类型的配子，杂合子可产生多种配子。（2）纯合子能稳定遗传，自交后代不出现性状分离；杂合子不能稳定遗传，自交后代出现性状分离。（3）纯合子中不含有等位基因，杂合子中含有等位基因。,遗传病的判断方法：一、无中生有为隐性。二、有中生无为显性。,基因分离定律/自由组合定律适用范围：进行有性生殖的生物的性状遗传真核生物的性状遗传细胞核遗传一对相对性状的遗传/二对或二对以上相对性状的遗传,5玉米高秆对矮秆为显性。矮秆玉米用生长素处理后长成高秆，使其自交得到F1植株是（）A.高矮之比是11 B.全是矮秆 C.高矮之比是31 D.全是高秆,B,6两株高茎豌豆杂交，后代既有高茎又有各有矮茎，让后代高茎豌豆全部自交，则自交后代性状分离比为（）3：41：19：65：1,D,第二节 孟德尔的豌豆杂交实验(二),主要考点：两对相对性状的遗传实验对自由组合现象的解释对自由组合现象解释的验证孟德尔遗传规律的再发现,一、两对相对性状的遗传实验,P,F1,个体数：315 108 101 32 9：3：3：1,黄色圆粒 绿色皱粒,黄色圆粒,F2,黄色圆粒 绿色皱粒,绿色圆粒 黄色皱粒,二、对自由组合现象的解释,粒形,圆粒种子,皱粒种子,粒色,圆粒：皱粒,绿色种子,黄色：绿色,315+108=423,101+32=133,3：1,黄色种子,315+101=416,108+32=140,3：1,豌豆的粒形、粒色的遗传遵循分离定律.,YYRR黄色圆粒 yyrr 绿色皱粒,YR,yr,YR,yR,Yr,yr,YyRr(黄色圆粒),P,配子,F1配子,F1,YR,yR,Yr,yr,YYRR,YyRR,YYRr,YyRr,YyRr,YyRr,YyRR,YYRr,yyRR,yyRr,YYrr,Yyrr,YyRr,yyRr,Yyrr,yyrr,性状之比：,9：3：3：1,遗传因子之比：,黄色圆粒：绿色圆粒：黄色皱粒：绿色皱粒：,YYRR、YyRr、YYRr、YyRR,yyRR、yyRr,YYrr、Yyrr,yyrr、,yR,YR,Yr,yr,Yr,yr,YR,yR,F1,(4种),（9种）,YYRR,YyRR,YYRr,YyRr,YyRr,YyRr,YyRR,YYRr,yyRR,yyRr,YYrr,Yyrr,YyRr,yyRr,Yyrr,yyrr,三、对自由组合现象解释的验证,测交实验：,YR,Yr,yR,yr,yr,配子：,测交后代：,1：1：1：1,杂种子一代,隐性纯合子,YyRr,yyrr,YyRr Yyrr yyRr yyrr,黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆的F1测交试验结果,结论：实验结果符合预期设想，四种表现型实际子粒数比接近1：1：1：1，从而证实了F1形成配子时不同对的遗传因子是自由组合。,四、孟德尔遗传规律的再发现,1、遗传因子基因2、表现型和基因型 表现型：生物个体表现出来的性状 基因型：与表现型有关的基因组成3、等位基因 控制相对性状的基因叫等位基因。如D和d。注意：D和D、d和d则不是等位基因，而是相同基因。,五、孟德尔获得成功的原因,正确地选用试验材料；从单因素（即一对相对性状）到多因素（多对相对性状）的研究方法；应用统计学方法对实验结果进行分析；科学的设计了实验的程序。,有关概率的计算1、乘法原理：多个独立事件（相容）同时发生的概率等于各事件发生概率之积。（既是A又是B）2、加法原理：互斥事件同时发生的概率等于各事件发生概率之和。（不是A就是B）,2基因型为AaBb的个体自交，子一代中与亲本基因型相同的个体有()A1/16 B4/16 C9/16 D10/16,B,3纯合黄色圆粒和绿色皱粒的豌豆杂交，F2中产生的不同于亲本性状，而又能稳定遗传的占()A1/16 B1/8 C3/8 D3/16,B,4、假如水稻高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗稻瘟病（R）对易感稻瘟病（r）为显性，两对性状独立遗传，用一个纯合易感病的矮秆品种（抗倒伏）与一个纯合抗病高秆品种（易倒伏）杂交，F2代中出现既抗病又抗倒伏类型的基因型及其比例为（）ddRR,1/8ddRr,1/16ddRR,1/16和ddRr,1/8DDrr,1/16和DdRr,1/8,C,5.人类多指基因（T）对正常基因（t）显性，白化基因（a）对正常基因（A）隐性，它们都在常染色体上，而且是独立遗传。一个家庭中父亲多指，母亲正常，他们有一个白化病孩子，则下一孩子只有一种病和有两种病的几率分别是()A.1/2，1/8B.3/4，1/4C.1/4，1/4D.1/4，1/8,A,第二章 基因和染色体的关系第一节 减数分裂和受精作用,主要考点：减数第一次分裂与减数第二次分裂的区别精子与卵细胞形成过程的异同点减数分裂与有丝分裂的比较受精作用,对象:时期:特点:结果:过程：,进行有性生殖的动植物,从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中,细胞连续分裂两次，而染色体只复制一次,细胞中染色体数目比原来减少了一半,一、减数分裂,精子的形成过程,初级精母细胞,次级精母细胞,1个精原细胞,1个初级精母细胞,2个次级精母细胞,4个精细胞,4个精子,第一次分裂,第二次分裂,减数分裂,间期：染色体复制,前期：联会、四分体中期：同源染色体排列在赤道板两侧后期：同源染色体分离末期：形成2个次级精母细胞,前期：染色体散乱分布中期：着丝点在赤道板上后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开 形成染色体移向细胞两级末期：各形成2个精细胞,变形,精子的形成过程,二、减数分裂过程中染色体数、DNA数、染色单体数和同源染色体数的数量变化,2N,2N,2N,2N,2N,N,N,N,N,2a4a,4a,4a,4a,2a,2a,2a,2a,a,04N,4N,4N,4N,2N,2N,2N,0,0,0,0,0,0,0,N,N,N,N,第二次分裂,2N,4N,间期,第一次分裂,DNA 变 化 曲 线,第二次分裂,2N,4N,间期,第一次分裂,染 色 体 变 化 曲 线,第二次分裂,2N,4N,间期,第一次分裂,染色单体变化曲线,第二次分裂,2N,4N,间期,第一次分裂,DNA、染色体、染色单体 变 化 曲 线,DNA,染 色 体,染色单体,返回,选择题：1、在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在：（）A、减数第一次分裂后期B、减数第一次分裂结束时C、减数第二次分裂后期D、减数第二次分裂结束时,B,2、在减数分裂过程中，每条染色体的着丝点一分为二，两条染色单体形成两条染色体发生在：（）A、第一次分裂中期B、第一次分裂后期C、第二次分裂中期D、第二次分裂后期,D,6、果蝇的精子内有4条染色体，那么，它的初级精母细胞内的染色体数目是：A2条B4条C8条D16条,C,卵细胞的形成过程,三、精子和卵细胞形成过程的异同,动物睾丸,动物卵巢,两次分裂中细胞质都是均等分裂，产生等大的子细胞,精细胞变形后成为精子,初级和次级卵母细胞的分裂均为不均等分裂，产生一大一小两个细胞,卵细胞不需变形,染色体的行为,四、减数分裂与有丝分裂的异同,精细胞或卵细胞和极体,体细胞,有,无,两次,一次,子细胞染色体数目是亲代细胞的一半,染色体复制一次,子细胞染色体数目与亲代细胞的相同,6、与一般的有丝分裂相比，减数分裂过程中染色体变化的最显著特点是（）染色体进行复制同源染色体进行联会有纺锤体形成着丝点分裂,B,五、有丝分裂与减数分裂图像的区分,方法：三看法,一看：染色体数目,奇数:一定是减II,偶数：看：有无同源染色体,无：一定是减II,有：看：同源染色体的行为,若有联会、配对、四分体，同源染色体位于赤道板两侧、分离则是减I,无特殊行为：一定是有丝分裂,减1后期,减2后期,减1后期,减2前期,减2前期,减2末期,减1前期,减1中期,减2中期,减2后期,有丝后期,1.通过减数分裂，使配子中染色体数目减少了一半，经过受精作用产生的合子，又恢复了亲代的染色体数目。,高等动物（2N）,受精卵（2N）,卵细胞（N）,精子（N）,（雌）减数分裂,（雄）减数分裂,受精作用,2.因此，减数分裂和受精作用对于维持不同种生物染色体数目的恒定，以及生物遗传性状的相对稳定都具有重要意义。,六、减数分裂和受精作用的意义,7、生物体亲代与子代之间染色体数目恒定的决定性生理因素是（）。A、减数分裂和有丝分裂；B、染色体复制和减数分裂；C、减数分裂和受精作用；D、减数分裂和胚胎发育。,C,七、形成的生殖细胞的类型的问题,精子,精子,1.两对基因位于两对同源染色体上，一个AaBb的精原细胞能产生几种类型的精子？,2.两对基因位于两对同源染色体上，一个基因型为AaBb的个体能产生几种类型的精子?,2种，AB、ab或Ab、aB，4个精子两两相同,4种，因为一个个体有n个精原细胞，数量很大。所以形成的精子类型为22。,精子形成的类型：,8、一个初级精母细胞，含有n对同源染色体，其上含有n对等位基因，能产生几种精子？某雄性个体，含有n对同源染色体，其上含有n对等位基因，能产生几种精子？一个初级卵母细胞，含有n对同源染色体，其上含有n对等位基因，能产生几种卵细胞？某雌性个体，含有n对同源染色体，其上含有n对等位基因，能产生几种卵细胞？,2n,2n,2,1,第2节 基因在染色体上,重点掌握：萨顿假说；染色体，基因和DNA的关系。,一、萨顿假说：内容：方法：依据：,基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。即基因在染色体上。,类比推理法,基因和染色体行为有着明显的平行关系,在配子形成和受精过程中具有相对稳定的形态结构。,在体细胞中染色体成对存在，同源染色体一个来自父方，一个来自母方。,在配子中只有同源染色体中的一条。,非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。,基因和染色体行为有着明显的平行关系,F2,P,F1,红眼（雌、雄）,F1雌雄交配,二摩尔根的果蝇杂交实验,红：白：,果蝇体细胞染色体图解,3对常染色体+XX,3对常染色体+XY,2、性染色体存在于（）A.精子 B.神经细胞 C.进行有丝分裂中的细胞 D.以上三种细胞,D,XwXw,XwY,X,Xw,Xw,Y,XwXw,XwY,X,Xw,Xw,Xw,Y,XwXw,XwXw,XwY,XwY,P配子F1配子F2,红：白=3：1,摩尔根通过实验将一个特定的基因和一条特定的染色体X染色体联系起来，从而找到了基因在染色体上的实验证据。,3下列各项中，能证明基因与染色体具有平行关系的实验是（）A.摩尔根的果蝇杂交实验 B.孟德尔的豌豆一对相对性状的杂交实验C.孟德尔的豌豆两对相对性状的杂交实验 D.细胞的全能性实验,A,4果蝇的红眼为伴X显性遗传，其隐性性状为白眼。在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是（）。A.杂合红眼雌果蝇红眼雄果蝇 B.白眼雌果蝇红眼雄果蝇C.杂合红眼雌果蝇白眼雄果蝇 D.白眼雌果蝇白眼雄果蝇,B,三、染色体，DNA和基因的关系,染色体是由蛋白质和DNA组成的；DNA上有遗传效应的片段是基因；基因在染色体上；一个染色体上有多个基因；基因在染色体上呈线性排列。,5下列各项中，不正确的是（）A.染色体是DNA的主要载体 B.DNA是染色体的组成成分C.基因在染色体上呈线性排列 D.一条染色体上只有一个基因,D,孟德尔遗传规律的现代解释,位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;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.,基因的分离规律的实质是:,在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,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,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代.,基因的自由组合定律的实质是:,下列关于基因和染色体在减数分裂过程中行为变化的描述，错误的是（）同源染色体分离的同时，等位基因也随之分离非同源染色体自由组合，使所有的非等位基因之间也发生自由组合染色单体分开时，复制而来的两个基因也随之分开非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多,B,第3节 伴性遗传,重点掌握：人类红绿色盲遗传病的特点；抗维生素D佝偻病遗传特点；有关遗传病的判断和计算。,一、伴性遗传,某些疾病的基因位于性染色体上，所以在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。比如：人类的红绿色盲症、抗维生素D佝偻病等。,XY型(哺乳动物,果蝇等)雌性的性染色体是XX雄性的性染色体是XY,ZW型(鸟类,一些昆虫)雌性的性染色体是ZW雄性的性染色体是ZZ,性别决定,1、肯定具有Y染色体的细胞是（）A人的受精卵 B果蝇的精子 C雄鸟的精原细胞 D公羊的肌肉细胞,D,2004广东：对一对夫妇所生的两个女儿（非双胞胎）甲和乙的一条X染色体进行DNA序列的分析，假定DNA序列不发生任何变异，则结果应当是（）甲的两条彼此相同、乙的两条彼此相同的概率为1甲来自母亲的一条与乙来自母亲的一条相同的概率为1甲来自父亲的一条与乙来自父亲的一条相同的概率为1甲的任何一条与乙的任何一条都不相同的概率为1,C,1,2,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,12,7,8,9,10,11,表示一个家系的图中，用正方形代表男性，圆形代表女性，以罗马数字代表代，（、等），深颜色代表患者。,1、人类红绿色盲遗传图谱,表2-1人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型,XBXB,XBXb,XbXb,XBY,XbY,正常,正常（携带者）,色盲,正常,色盲,女性色盲,男性正常,X,亲代,配子,Y,XB,子代,男性色盲,Xb,女性携带者,男性的色盲基因只能从母亲那里传来。母亲色肓，儿子一定色盲；,女性携带者,男性色盲,X,亲代,配子,XB,Y,Xb,子代,女性携带者,男性正常,1:1:1:1,父亲的色盲基因只能传给女儿。父亲正常，女儿一定正常。,Xb,女性色盲,男性色盲,红绿色盲症的特点：,男性多于女性。,一般为隔代遗传。即第一代和第三代有病，第二代一般为色盲基因携带者。,1、,2、,交叉遗传。男性红绿色盲基因只能从母亲那传来，以后只能传给女儿。,3、,2、抗维生素D佝偻病：,是一种X染色体上的显性遗传病。这种病受显性基因(D)控制,女性患者多于男性。,XDXD,XDXd,XdXd,XDY,XdY,患病,患病,患病,正常,正常,抗维生素D佝偻病的正常和患病的基因型和表现型,男性患者,正常女性,X,女性患者,正常男性,亲代,配子,子代,抗维生素D佝偻病遗传特点：,患者中，女性多于男性，但部分女性病症较轻。父亲有病女儿一定有病，母亲正常儿子一定正常。,三、有关遗传病的判断与计算先确定显隐性，再确定是否伴性。1、无中生有为隐性；隐性看女病，女病男正非伴性。,2、有中生无为显性；显性看男病，男病女正非伴性。,1.下图是人类中某遗传病的系谱图，请推测其最可能的遗传方式是：,A、X染色体显性遗传 B、常染色体显性遗传C、X染色体隐性遗传 D、常染色体隐性遗传,A、X染色体显性遗传 B、常染色体显性遗传C、X染色体隐性遗传 D、常染色体隐性遗传,2.对某地区一个家族的某种遗传病的调查如下图，请据图分析回答（用Aa表示这对等位基因）：,第三章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质,重点掌握：肺炎双球菌的转化实验；噬菌体侵染细菌的实验；DNA是主要的遗传物质。,光滑,粗糙,有多糖类,无多糖类,有毒性，可致死,无毒性,一、肺炎双球菌的转化实验1、格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验,实验结论：已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质转化因子，这种转化因子将无毒性的R型细菌转化为有毒性的S型细菌。,注意：加热后，S型细菌的蛋白质分子空间结构被破坏，失去了生物活性，但DNA并没有变性。,2、艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验,实验思路：设法把DNA和蛋白质分开，排除干扰，单独地直接地观察它们的作用，才能确定遗传物质是什么。处理方式：直接分离，分离S型细菌的DNA、多糖和蛋白质等，分别与R型细菌混合培养。,实验结论：DNA是遗传物质。蛋白质、糖类和DNA水解物都不是遗传物质。,二、噬菌体侵染细菌的实验实验思路：同肺炎双球菌体外转化实验处理方式：同位素标记法,组成元素蛋白质：DNA：,C、H、O、N、S,C、H、O、N、P,分别用35S和32P标记蛋白质和DNA,实验步骤：（1）标记细菌：在分别含有放射性同位素32P和35S的培养基中培养大肠杆菌。结果：大肠杆菌含有32P或35S（2）标记噬菌体：分别用上述的大肠杆菌培养T2噬菌体，制备含 32P的噬菌体和含35S的噬菌体。结果：噬菌体含有32P或35S（3）噬菌体侵染细菌 结果：,直接证明：DNA是噬菌体的遗传物质间接证明：DNA能够自我复制，使前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；DNA能控制蛋白质的生物合成。不能证明：DNA是主要遗传物质。蛋白质不是遗传物质。,DNA是主要遗传物质 1、凡是有细胞结构的生物，它们的遗传物质都是DNA而不是RNA。2、无细胞结构的生物病毒，（1）只含有DNA的病毒，遗传物质是DNA，（如噬菌体，乙肝病毒，天花病毒）；（2）只含有RNA的病毒，遗传物质是RNA，（如艾滋病病毒，流感病毒，SARS病毒）,作为遗传物质应具备什么样的特点?,分子结构具有相对的稳定性能够自我复制，保持前后代的连续性能通过指导蛋白质合成，控制生物性状能产生可遗传的变异,第2节 DNA分子的结构第3节 DNA的复制第4节 基因是有遗传效应的DNA片段,重点掌握：DNA的结构特点；DNA的复制过程；有关DNA问题的计算。,DNA的结构：,脱氧核苷酸,脱氧核糖,A T C G,双链结构,细胞核,特点：,（1）双链；反向平行；双螺旋；（2）外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接（不变）内侧：碱基排列；（顺序可变）（3）碱基互补配对原则。,DNA半保留复制的实验证据,DNA分子的复制过程,细胞核,边解旋边复制,DNA的两条链,四种脱氧核苷酸,ATP,形成两个一样的DNA,DNA解旋酶、DNA聚合酶,A-T C-G T-A G-C,有丝分裂和减数第一次分裂的间期,保持遗传信息的连续性,DNA分子的复制过程,DNA分子特性,每个DNA分子的脱氧核苷酸的数目不 同，碱基对的排列顺序千变万化,具有规则的双螺旋结构,多样性：特异性：稳定性：,每个DNA分子具有特定的碱基排列顺序,8、若DNA分子的一条链中的（A+T）/（C+G）=a，则其互补链中该比值为（）A、a1/a11-1/a,A,10、已知1个DNA分子中有4000个碱基对，其中胞嘧啶有2200个，这个DNA中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是：,A、4000个和900个B、4000个和1800个C、8000个和1800个D、8000个和3600个,2、与复制有关的计算,一个经过标记DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？,DNA分子数=标记的DNA/全部DNA=脱氧核苷酸链数=标记的DNA链/全部DNA链=母链数=子链数=含有母链的DNA数=子代中有标记的DNA数=子代中有标记的DNA链=,2n,2n+1,2,2n+1 2,2,2,2,1/2n-1,1/2n,经过n次复制后，需要消耗某脱氧核苷酸的数量？,脱氧核苷酸的数量=一个DNA中所求脱氧核苷酸的数量X（2n-1),第4章 基因的表达 第1节 基因指导蛋白质的合成,重点掌握：转录和翻译的过程；复制，转录和翻译的异同；,思考与讨论,1 基因如何指导蛋白质的合成？,2 DNA的遗传信息怎么传给mRNA？,3 mRNA如何决定氨基酸的合成？,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,脱氧核糖,核糖,A T C G,A U C G,双链结构,多为单链结构,细胞核,细胞质,一、转录的过程,(1、9),转运RNA；运载；反密码子。,核糖体RNA；,信使RNA；转录；密码子。,RNA的种类,有丝分裂和减数第一次分裂前的间期,生长发育过程中，几乎所有细胞都会发生,主要在细胞核中少数在叶绿体和线粒体中,核糖体,DNA的两条链,DNA的一条链,mRNA,4种脱氧核苷酸,4种核糖核苷酸,20多种氨基酸,解旋酶、DNA聚合酶、ATP,RNA聚合酶、ATP,ATP、tRNA、酶,两个双链DNA,一条单链mRNA,多肽链,亲代DNA子代DNA,DNA-mRNA,RNA蛋白质,二、遗传信息与密码子、反密码子的比较,遗传信息：基因中控制遗传性状的脱氧核苷酸顺序密码子：mRNA中决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。64个密码子只有61个能够编码，2个起始密码子和3个终止密码子。反密码子：tRNA分子与mRNA分子中密码子互补配对的3个碱基。一种氨基酸可以只有一种或有多种密码子、反密码、tRNA.一个密码子最多能编码一种氨基酸，一个tRNA只能运载一种氨基酸。,三、DNA分子与mRNA分子之间的数量关系,1链的碱基数=模板链的碱基数=mRNA的碱基数 1链的碱基跟mRNA除了T和U不同，其它都相同。模板链的碱基跟tRNA除了T和U不同，其它都相同。基因中的碱基：mRNA中的碱基：氨基酸的数量=6：3：1,第2节 基因对性状的控制,重点掌握：中心法则的内容；基因、蛋白质与性状的关系。,一、中心法则的提出及其发展,1、提出者：克里克,2、中心法则遗传信息传递的规律,3、中心法则的补充,上述过程遵循碱基互补配对原则,4、遗传信息传递的5种途径：DNADNA：DNA的自我复制DNARNA：转录过程RNA蛋白质：翻译过程RNARNA：RNA的自我复制RNADNA：逆转录过程,1、揭示生物体内遗传信息一般规律的是 A、基因的遗传规律 B、碱基互补配对原则 C、中心法则 D、自然选择学说,5、DNA的两个基本功能,1、遗传信息的传递：2、遗传信息的表达：,二、基因、蛋白质与性状的关系,DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因,淀粉分支酶不能正常合成,蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高,淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（性状：皱粒）,编码淀粉分支酶的基因正常,淀粉分支酶正常合成,蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高,淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）,豌豆的圆粒和皱粒,人的白化病,控制酶形成的基因异常,控制酶形成的基因正常,酪氨酸酶不能正常合成,酪氨酸酶正常合成,酪氨酸不能正常转化为黑色素,酪氨酸能正常转化为黑色素,缺乏黑色素而表现为白化病,表现正常,二、基因、蛋白质与性状的关系,基因,酶,细胞代谢,生物性状,m,氨基酸,结构蛋白质,正常,异常,缬氨酸,谷氨酸,镰刀型细胞贫血症,囊性纤维病,CFTR基因缺失了3个碱基,结构蛋白(CFTR蛋白)异常，导致功能异常,患者支气管内黏液增多,黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染,二、基因、蛋白质与性状的关系,基因,结构蛋白,酶,细胞结构,细胞代谢,生物性状,生物性状,性状是指生物的形态或者生理特征，是遗传和环境共同作用的结果，主要由蛋白质体现，生物的一切遗传性状都受基因控制，还会受到环境的影响。基因对性状的两种控制方式都是通过对蛋白质合成的控制来实现的。,不可遗传的变异,可遗传的变异,变异类型,仅由环境条件改变引起的变异,由遗传物质改变引起的变异,基因突变 基因重组 染色体变异,第五章 基因突变及其他变异第1节 基因突变和基因重组,生物体的子代与亲代之间以及子代不同个体之间所表现出来的性状差异叫变异。,变异：,1、基因突变的实例：镰刀型细胞贫血症直接原因：根本原因：,氨基酸发生了替换，即谷氨酸被缬氨酸替换。,控制血红蛋白分子的DNA分子碱基序列发生了改变,一、基因突变与诱变育种,2、基因突变的概念,DNA分子中发生碱基对、和，而引起的 的改变，叫做基因突变。,替换、增添,缺失,基因结构,增添,缺失,替换,基因突变发生于DNA复制时期，即有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期,A、若发生在配子中，将遵循遗传规律传 递给后代。B、若发生在体细胞中，一般不能遗传。,产生新的基因但不一定产生新的性状。,3、基因突变发生的时期4、基因突变的结果,5、基因突变的原因6、基因突变的特点7、基因突变的意义,外界因素：内在因素：,普遍性、随机性、不定向性、低频性和多害少利性。,A、是新基因产生的途径；B、是生物变异的根本来源；C、是生物进化的原材料。,物理因素、化学因素和生物因素,偶尔会出现复制出错,8、诱变育种的应用 原理：方法：实例：优点：缺点：,提高突变率，创造人类需要的变异类型，从中选择、培育出优良的生物品种,基因突变,利用物理因素或化学因素处理生物,青霉素高产菌株，太空作物等,有利变异少，需大量处理供试材料，诱发突变的方向难以集中多个理想性状,二、基因重组1、基因重组的概念2、基因重组发生的时期,在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。,A、在减数第一次分裂前期：同源染色体中非姐妹染色单体上的等位基因间的交叉互换B、在减数第一次分裂后期：非同源染色体上的非等位基因的自由组合,基因重组能够发生在下列哪种生物中（）原核生物病毒熊猫变形虫,C,3、基因重组的结果4、基因重组的意义,产生了新的基因型，得到重新组合的性状。,A、是生物变异的来源之一；B、是形成生物多样性的重要原因之一，对生物的进化有重要意义；C、是杂交育种的理论重要依据。,5、杂交育种的应用,原理：,基因重组,方法：,优点：,将不同个体的优良性状集中于同一后代个体,缺点：,育种所需时间较长,应用：,矮秆抗病小麦的培育,杂交自交选优 自交选优,6、基因工程育种方法：原理：优点：缺点：应用：,基因重组,将目的基因引入生物体内实现基因重组,打破物种界限，克服远源杂交的障碍，定向地改变生物的性状,有可能引发生态危机,抗虫棉花、玉米的培育,原 理：操作水平：结 果：,DNA分子水平,定向地改造生物的性状,基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的性状。,基因重组,1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和表达,基因工程的基本操作步骤：,考试说明：染色体结构变异和数目变异 生物变异在育种上的应用,第2节 染色体变异,染色体变异的概念染色体变异的类型,在自然或人为条件影响下，染色体数目或结构发生改变，从而引起生物性状变异。,染色体结构变异染色数目的增减,缺失,重复,倒位,易位,1、染色体结构变异,2、染色数目的增减,类型个别染色体的增加或减少。以染色体组形式成倍增加或减少,染色体组：,真核细胞内的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。一个染色体组包含了该物种的每对同源染色体中的一条。,3、计算细胞内染色体组数目的方法,等于细胞内形态相同的染色体数目。等于细胞或生物体的基因型中控制同一性状的基因的个数。,该细胞含有 个染色体组。,4,3,基因型为AAAABbbbRRrr的细胞含有 个染色体组。,二倍体：多倍体：单倍体：,由受精卵发育而成，体细胞中含有2个染色体组的个体。,由受精卵发育而成，体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体。,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。,4、二倍体，多倍体和单倍体,5、单倍体和多倍体的区别起点不同：单倍体是由配子发育而来；多倍体是由受精卵发育而来。染色体组数目不同：单倍体可以含有一个或多个染色体组；多倍体一定含有三个或三个以上的染色体组。,下列描述中，正确的是（）A、含有三个或三个以上染色体组的个体一定不是单倍体B、单倍体只含有一个染色体组C、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D、四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,C,6、多倍体育种方法：原理：优点：缺点：实例：,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。,茎秆粗壮，叶片，果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。,染色体数目变异,三倍体无子西瓜的培育,发育延迟，结实率低,7、单倍体育种方法：原理：优点：缺点：应用：,花药离体培养,染色体数目变异,植株弱小，而且高度不育，能缩短育种年限,方法复杂，成活率低。,抗病植株的育成,基因工程育种方法：原理：优点：缺点：应用：,基因重组,将目的基因引入生物体内实现基因重组,打破物种界限，克服远源杂交的障碍，定向地改变生物的性状,有可能引发生态危机,抗虫棉花、玉米的培育,原 理：操作水平：结 果：,DNA分子水平,定向地改造生物的性状,基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的性状。,基因重组,1、提取目的基因2、目的基因与运载体结合3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测和表达,基因工程的基本操作步骤：,图中所示为用农作物和两个品种分别培养出四个品种的过程。请据图回答下列问题：,（1）生产上用和通过I和II过程培育出所常用的方法是。由培育出通常是用。通过III和V培育出所用的方法是，与通过I和II过程培育出的育种方法比较，其主要优点是。由培育出的常用的药品为_。,杂交育种,花药的离体培养,单倍体育种,育种时间短，得到的是纯合体,秋水仙素,8、实验：低温诱导植物染色体数目的变化,原理：,低温处理植物分生组织细胞，能抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目加倍。,方法步骤：,1、根尖培养2、细胞固定：先用卡诺氏液浸泡，再用95%的酒精冲洗3、制作装片：解离漂洗染色制片4、观察,注意事项：低温诱导培养时，温度不能太低，否则酶的活性受到抑制，细胞不会进行分裂。（适宜温度为4OC）因诱导变异频率较低，诱导的时间也不能太短，否则在视野中将很难找到染色体数目发生改变的细胞。（适宜时间为36h),2、将基因型为AaBb（独立遗传）的玉米的一粒花粉离体培养获得幼苗，再用秋水仙素处理幼苗，处理后植株的基因型为（）A、Ab和ab或Ab和aBB、AABB或aabb或AAbb或aaBBC、AB,ab,Ab和AbD、AABB或aabb或AABb或aaBb,B,3、为了观察到低温诱导植物染色体数目变化，制作洋葱根尖细胞分裂临时装片的制作程序是（）A、选材固定解离漂洗染色制片B、选材解离固定漂洗染色制片C、选材解离漂洗固定染色制片D、选材固定解离染色漂洗制片,A,第3节 人类的遗传病,1、遗传病的概念：,由于遗传物质改变而引起的人类疾病,考试说明：人类遗传病的类型 人类遗传病的监测和预防 人类基因组计划及意义,人类遗传病,单基因遗传病：,多基因遗传病：,染色体异常遗传病：,显性遗传病,隐性遗传病,常：多指性：抗维生素D佝偻病,常：白化病性：红绿色盲病,原发性高血压、青少年型糖尿病、兔唇,常：猫叫综合症（5号染色体结构异常）性：性腺发育不良（缺少一条X染色体）,受一对等位基因控制的遗传病,受两对以上的等位基因控制的遗传病,由染色体异常引起的遗传病,2、遗传病的类型：,单基因遗传病,染色体异常遗传病,第7章 现代生物进化理论,考试说明：现代生物进化理论的主要内容 生物进化与生物多样性的形成,一、拉马克的进化学说,主要内容：评价：,物种是可变的生物是从低等向高等进化的环境的变化可以引起物种的变化用进废退和获得性遗传,第1节 现代生物进化理论的由来,提出进化理论的第一人。提出的用进废退和获得性遗传缺少科学证据；认为环境改变直接导致物种改变。,下列哪项不属于拉马克的进化观点（）用进废退获得性遗传环境改变引起生物变异自然选择决定进化方向,D,二、达尔文的自然选择学说,1、主要内容,过度繁殖选择的基础生存斗争选择的手段遗传变异进化的内因（不定向）适者生存选择的结果（定向）,2、评价历史贡献：历史局限：,对遗传和变异的本质，不能做出科学的解释；对生物进化的解释局限于个体水平；强调物种形成是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发现象。,揭示了生命统一性所有生物都有共同的祖先；对生物进化的原因提出了合理的解释；促进生物学各个学科的发展；,“601”药问世时，可治疗病毒性感冒，疗效很高；几年后疗效渐低，其根本原因可能是（）病毒接触了药物后，慢慢地产生了抗药性病毒为了适应环境，产生了药性变异药物对病毒的抗药性变异进行了定向选择后来的药量用得过少，产生了抗药性变异,C,下列哪项不是对达尔文的进化观点的正确评价（）没有对遗传和变异的本质作出科学的解释对自然选择如何对可遗传的变异起作用没有作出科学的解释对生物进化的解释局限在个体水平上很好地解释了物种大爆发等现象,D,现代生物进化理论的主要内容,进化基本单位进化的实质,种群,种群基因频率的改变,物种形成基本环节,突变和基因重组,自然选择,隔离,共同进化,不同物种之间生物与无机环境之间,生物多样性,基因多样性物种多样性生态系统多样性,第2节 现代生物进化理论的主要内容,进化原材料,决定进化方向,必要条件,种群基因库：,基因频率：,基因频率,一个种群中全部个体所含有的全部基因。,在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率,基因型频率,物种：,能够在自然状态相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。,隔离：,不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离。,地理隔离：,同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，合得种群间不能发生基