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第五章遗传和变异,一轮复习,遗传-亲代和子代间的相似性变异-亲代和子代间的差异性,、肺炎双球菌转化的实验原理和过程、噬菌体侵染大肠杆菌实验原理和过程、粗提取与鉴定实验、的结构和复制、染色体、和基因的关系、基因的本质、基因控制蛋白质合成的原理和过程、基因分离定律的实质、基因自由组合定律的实质、型性别决定的方式、染色体组型概念、红绿色盲的婚配方式及伴性遗传的规律、基因突变的概念和特点、基因重组的概念、染色体数目变异的概念及单倍体多倍体的概念,DNA,复制,双螺旋结构,特点,转录翻译,基因,条件,原则,结果,准确无误遗传,出现差错变异,稳定性多样性特异性,功能蛋白,调空细胞代谢,结构蛋白,决定细胞结构,显性基因和隐性基因,等位基因和非等位基因,质基因和核基因,遗传规律,变异规律,（纯合子和杂合体）,（相对性状）,基因突变基因重组染色体变异,一遗传的物质基础,是主要的遗传物质,是遗传物质的直接证据,肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染大肠杆菌实验,是遗传物质的证据,烟草花叶病毒的感染实验,结论：生物的遗传物质是或,实验：粗提取与鉴定,原理：在不同浓度的al中溶解度不同,鉴定：二苯胺（沸水浴显蓝色）,酒精可进一步提取含杂质较少的,染色体在亲代和子代间有连续性和稳定性,是遗传物质的间接证据,染色体在生物的遗传中，能够保持一定的稳定性和连续性。可见,染色体在遗传上起着主要作用。,肺炎双球菌的转化实验：噬菌体侵染细菌实验：烟草花叶病毒感染烟草实验：,证明DNA是遗传物质,证明DNA是遗传物质,证明RNA是遗传物质,实 验 一肺炎双球菌转化实验,R型细菌粗糙，无荚膜无毒性,S型细菌光滑，有荚膜有毒性,将R型活菌注入小鼠体内,一段时间后,R型无毒,将S型活细菌注入小鼠体内,一段时间后,S型有毒,将杀死的S型细菌注入小鼠体内,一段时间后,热杀死S型无毒,一段时间后,性状的转化是可以遗传的,将R型活细菌与杀死的S型细菌混合注入小鼠体内,RS活,实验过程：,型活菌 不死亡型活菌 死亡热杀死型细菌 不死亡型活菌+热杀死型 死亡，体内有S型,结论：热杀死的型有转化因子，将型转化为型,小鼠,注射,注射,注射,注射,？转化因子是谁？,DNA酶,只有加入DNA，R型转化为S型。,DNA使R型转化S型。,要点：单独地直接地起作用,单击画面继续,实 验 二噬菌体侵染细菌的实验,噬菌体-只含DNA和蛋白质,32P,35S,结果：,标记噬菌体衣壳,子代噬菌体无放射性,标记噬菌体,子代噬菌体有放射性,结论：是遗传物质,有32P标记DNA,无35S标记蛋白质,DNA有32P标记,外壳蛋白质无35S标记,吸附,注入,合成,组装,释放,（）为什么选和做标记元素？,硫仅存在与蛋白质分子中，存在于中,（）如何获得含和的噬菌体？,分别用和的培养基培养细菌,分别用和的细菌培养噬菌体,（）该实验表明：,分子可以进行复制；可以控制蛋白质的合成,不能证明产生可遗传变异,（4）噬菌体是 病毒，细菌是 生物，他们在结构上最大的区别是。,细菌,原核,有无细胞结构,（5）噬菌体DNA复制和蛋白质合成所需要的原料、能量、场所、酶等条件由 提供。,（6）元素标记,32P、31P,34S,两种都有,细菌,证据三：烟草花叶病毒感染烟叶的实验,RNA,蛋白质,结论：RNA也是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。,提取分离实验：,（）提取血细胞的核物质,鸡血细胞蒸馏水过滤取滤液,（）溶解核内：,滤液molal,（）析出粘稠物：,加蒸馏水，搅拌至丝状物不再增加过滤取粘稠物,（）粘稠物再溶解：,加molal过滤取滤液,（）提取含杂质较少的：,（）鉴定：,滤液酒精析出丝状物,丝状物.al 二苯胺水浴加热,蒸馏水molal蒸馏水molal酒精.molal二苯胺,细胞溶血,溶解,稀释al，析出粘稠物,溶解,溶解杂质，析出丝状物,鉴定,溶解,生物的遗传物质,真核生物,主要载体：,染色体,(DNA+蛋白质),次要载体：,线粒体、叶绿体,原核生物：,DNA,(无染色体),DNA病毒：,只含DNA,病 毒,RNA病毒：,只含RNA,(DNA),实 验,病毒的遗传物质是：A.DNA B.RNA C.DNA和RNA D.DNA或RNA,4,细菌：拟核（主要）质粒,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,遗传物质必须具备的特点,遗传物质的结构：,核苷酸,核酸,核糖核苷酸,(种),核糖核苷酸链,核糖核酸(),脱氧(核糖)核苷酸,(种),脱氧核苷酸链,(条),脱氧核糖核酸(),(条),4,DNA,1,4,2,RNA,8,第2学时 DNA的结构与复制,知识点一 DNA的结构,1、组成的元素：,C、H、O、N、P,2、组成的化合物：,脱氧核糖、磷酸、含N的碱基（A、T、C、G）,3、组成的基本单位：,四种脱氧核苷酸,4、化学结构：,5、空间结构,规则的双螺旋结构,脱氧核苷酸链,2、DNA的结构和复制,1基本单位及化学组成,脱氧核苷酸,DNA的初步水解产物是:,DNA的彻底水解产物是:,脱氧核苷酸,ATCG,1种结构,5种元素,3类物质,4种基本单位,2条链,CHONP,AUCG4种核糖核苷酸,磷酸核糖碱基,双螺旋结构,氢键,胸腺嘧啶,脱氧核糖,磷酸,碱基对,胞嘧啶,腺嘌呤,鸟嘌呤,3.DNA分子与RNA分子比较,A、G、C、T,A、G、C、U,脱氧核糖(C5H10O4),核糖(C5H10O5),磷酸,磷酸,（4种）脱氧核苷酸,（4种）核糖核苷酸,通常呈双螺旋结构,通常呈单链状结构,DNA的结构与复制,RNA的结构,8,判断下列生物中所含核苷酸的种类与数量：噬菌体：()种，为烟草花叶病毒：()种，为烟草细胞：()种，为,核糖,脱氧(核糖),4,4,8,4种脱氧(核糖),4种核糖核苷酸,核苷酸,核苷酸,核苷酸,4DNA分子结构特点(教材P10),每种生物的DNA分子都有特定的碱基序列,特异性：,多样性：,稳定性,DNA分子中碱基对排列顺序千变万化,相关计算:,双链DNA中,A=T C=G,在双链DNA分子中，有腺嘌呤P个，占全部碱基的比例为NM（M2N），则该DNA分子中鸟嘌呤的个数为(),(PM/2N)-P,返回DNA,A NA+T+C+G M,=,A=T=PG=C,某DNA分子一个单链上（A+G）/（T+C）=0.4，则该DNA的另一条单链和整个DNA分子中同样的碱基比是（）A、0.4和0.6 B、2.5和1.0 C、0.4和0.4 D、0.6和1.0,B,返回DNA,特点：,过程：,a.解旋：,b.形成子链:,c.螺旋化：,条件：,模板、原料、能量、酶,时间：,半保留式复制（方式）边解旋边复制,场所：,有丝分裂间期和减数第一次分裂间期,细胞核、线粒体、叶绿体,二、DNA分子的复制,怎样证明DNA复制是半保留复制？,6、结果：,形成两条完全相同的DNA分子,相关计算:,1个DNA分子复制n次,会形成 个子代DNA分子，包含 条脱氧核苷酸链;,用15N标记的一个DNA分子,在含14N的培养基里复制n次后,所形成子代DNA分子中,含15N的占；只含14N的DNA分子占。,2n,2n+1,2/2n,2n-2/2n,7意义,遗传：变异,亲子代传递遗传信息，保持遗传信息的连续性,复制差错基因突变,基因突变：指基因的碱基对的增添、缺失或改变，其结果是一个基因成为其等位基因。,8.DNA能准确复制的原因:,DNA的双螺旋结构为复制提供了准确的模板;,碱基互补配对原则保证了复制的精确性.,某DNA分子中共有200个碱基对，其中有A 80个，当DNA分子连续复制两次，细胞核中参与复制的游离胞嘧啶脱氧核苷酸分子共有（）A.180个 B.240个C.360个 D.480个,C,返回DNA复制,（4）RNA的结构,mRNA,tRNA,5种元素4种基本单位3种分子1条链,CHONP,AUCG4种核糖核苷酸,磷酸核糖碱基,携带氨基酸,识别密码子,（2）RNA的合成：,场所：细胞核原料：4种核糖核苷酸 酶：解旋酶、RNA聚合酶,碱基数量关系：,某生物遗传物质的碱基的组成成份是嘌呤碱基占42%，嘧啶碱基占58%，此生物可能是（）A.烟草 B.小麦 C.烟草花叶病毒 D.任何生物,C,RNA的合成,20,一段mRNA有30个碱基，其中A=G有12个，则转录成mRNA的一段DNA分子中应有()个C+T A.12 B.18 C.24 D.30,D,遗传物质的结构和功能单位-基因,（1）基因的概念：,有遗传效应的DNA片段,基因与DNA的关系；基因与性状的关系；基因与蛋白质的关系；基因与染色体的关系；基因与“遗传信息”的关系,基因,DNA,蛋白质,染色体,脱氧核苷酸,磷酸,脱氧核糖,碱基,成百上千,很多个,（2）基因与DNA、染色体、遗传信息的关系,基因是DNA上.,基因在染色体上呈排列,基因的 代表着遗传信息,碱基序列,有遗传效应的片段.,线性,一条染色体有 个DNA分子,有 个多核苷酸链,一个DNA分子有 基因,一个基因有 外显子和 内含子一个外显子有 脱氧核苷酸,一个脱氧核苷酸分子包括:。,1或2,2或4,多个,多个 多个 多个,磷酸、脱氧核糖、碱基,（3）基因的功能：,通过复制将遗传信息传递给下一代通过控制 的合成控制性状（表达）,蛋白质,基因的表达,转录和翻译,蛋白质合成的场所是什么？蛋白质分子结构概况如何？遗传信息主要存在于细胞的哪个部分？核糖体存在于细胞的哪个部分？,转录,四种核糖核苷酸,mRNA,主要在细胞核中,DNA的一条链,转录时也要解旋，但只解有遗传效应的部分。并按照碱基互补配对原则，合成mRNA,翻译,细胞质（核糖体）,mRNA,氨基酸,多肽、蛋白质,tRNA,m,蛋白质,密码子,转录,翻译,6n个碱基,3n个碱基,n个氨基酸,蛋白质的结构和功能的特异性,生物的性状,结构蛋白功能蛋白（酶的合成）,细胞结构,细胞代谢,直接,间接,密码子种终止密码种决定氨基酸的密码子种反密码子种一种密码子（反密码子）决定种氨基酸一种氨基酸由密码子决定所有生物共用一套遗传密码,64,3,61,61,1,多种,每种tRNA能识别并转运多种AA每种AA只有一种tRNA能转运它tRNA能识别mRNA上的密码子tRNA转运AA到细胞核内一种tRNA可以携带几种结构相似的AA每种AA都可由几种tRNA携带每种AA都有它特定的一种tRNA一种AA可由一种或几种特定的tRNA来将它携带到核糖体上,判断题,练习：,一条肽链含999个肽键，则此蛋白质含()个氨基酸，最多()种氨基酸，合成此蛋白质的mRNA共含碱基()个，基因中最少含有脱氧核糖数为()个,基因碱基数：mRNA碱基数：氨基酸数,1000,20,3000,6000,28,6 3 1,基因在上下代遗传的规律应用：,返回,细胞核,DNA的一条链,种核糖核苷酸,ATP,A-U T-A G-C C-G,细胞质（核糖体）,mRNA,种氨基酸,蛋白质合成酶,ATP,A-U U-A G-C C-G,解旋酶RNA聚合酶,细胞核,DNA的两条链,种脱氧核糖核苷酸,ATP,A-T-A G-C C-G,解旋酶NA聚合酶,种脱氧核糖核苷酸,ATP,NA聚合酶,宿主细胞,-G-C C-G,中心法则：遗传信息流动方向,DNA,RNA,蛋白质,复制,转录,翻译,逆转录,右图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，已知谷氨酸的密码子是GAA，GAG。据图分析正确的是（）A转运缬氨酸的tRNA一端的裸露的三个碱基是CAUB过程是链做模板，以脱氧核苷酸为原料，由ATP供能，在有关酶的催化下完成的C控制血红蛋白的基因中任意一个碱基发生替换都会引起镰刀型细胞贫血症D人发生此贫血症的根本原因在于血红蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨酸取代,基因如何在上下代中的传递,等位基因,相对性状,显性基因,隐性基因,显性性状,隐性性状,基因型,表现型,纯合子,杂合子,基因,性状,30,基因型与表现型的关系,不遗传变异改变 改变,表现型=基因型+环境,改变 改变可遗传变异,（）表现型相同，基因型不一定相同。（）基因型相同，表现型也不一定相同，但在相同环境条件下表现型相同。,第二节遗传的基本定律,基因的分离定律基因的自由组合定律,孟德尔遗传定律适合的生物范畴：,真核生物,有性生殖,核基因,-一对相对性状-两对或多对相对性状,性状相对性状显性性状隐性性状性状分离基因等位基因显性基因隐性基因非等位基因杂交自交回交测交正交反交纯合体杂合体基因型表现型,概念系列：,符号系列,()豌豆作为遗传实验材料的优点,自花传粉,闭花授粉,有较易区分的相对性状,杂交的方法：,去雄,授粉,套袋,父本,母本,子一代（）,子二代（）,（1）杂交操作：去雄套袋授粉。,显性个体占隐性个体占,纯合体占（纯合显性个体占纯合隐性个体占）杂合体占 显性个体中（杂合体占、纯合体占）,.1.一对相对性遗传的特点,（2）F1全部表现为亲本的性状。,3/4,1/4,1/2,1/2,2/3,1/3,1/4,1/4,显性,接近31,（3）F2显、隐性状同时出现（性状分离）分离出的性状为隐性性状，其分离比为：,(2)解释:,遗传因子 控制生物性状,一般说来，进行有性生殖的生物，体细胞中的基因 存在,高茎 矮茎DD dd,基因,显性基因大写字母（如）隐性基因小写字母（如d）,成对,形成配子时成对的基因彼此分离，分别进入不同的配子,D d,受精时，雌雄配子，合子中基因又恢复 且和d结合后d,对d有显性作用.,随机结合,成对,Dd,高茎 矮茎DD dd,D d,Dd X Dd,1 2 1 高 矮 3 1,D d D d,DD Dd Dd dd,P配子F1配子F2,基因型表现型,对“解释”正确与否的验证测交,目的：让F1的配子都能显现出来。,结果：F1是杂合体，含等位基因Dd，在减数分裂形成配子时能产生含D和d两种等量的配子。,与隐性纯合子（dd）杂交,用途：测定的基因组合,测交：高Dd 矮dd D d d 测交 高 矮后代 Dd dd 1 1,后代的表现型和基因型由F1产生的配子种类和比例决定,染色体基因性状,分离 同源染色体,分离等位基因Dd,性状分离,基因分离定律实质:,等位基因随同源染色体的分离而分离.,时间:减I后,杂交组合类型,（1）纯合体自交,DDDDDD,dd dddd,能稳定遗传，不发生性状分离,（2）纯合体杂交,DDddDd,据此可进行显性、隐性性状的判定（杂交后代没有显现的那个亲本的性状为隐性）和推导双亲基因组成。,（3）杂合体自交DdDd,基因型比为DDDddd=121表现型比例为显性 隐性=31,（4）回交DdDD,基因型比DDDd=11表现型只有一种全为显性）,（5）测交Dddd,基因型比为Dddd=11表现型比为显性隐性=11)，这是回交、杂交的一种特殊形式,应用：,判断显隐性：杂交aa,判断显性个体的基因型（纯杂）：,自交看是否发生性状分离（适用于植物）,测交看是否发生性状分离（动物植物均可）,自交 AaXAa,检测配子的类型,家兔的黑毛对褐毛是显性，要判断一只黑毛兔是否是纯合子，选用与它交配的兔最好是：()A.纯种黑毛兔 B.褐毛兔 C.杂种黑毛兔 D.A、B、C都不对,B,Go back,34,测交的作用：用来测定F1的基因型,一株高茎的豌豆，可用什么最简单的方法来证明它是杂合子？,自交、测交均可，但自交最简单又有效，因为一株豌豆有很多种子,家兔的黑毛与褐毛是一对相对性状。现有4只家兔甲、乙、丙、丁，其中甲和乙为雌兔，丙和丁为雄兔。甲、乙、丙均为黑毛，丁兔为褐毛。已知甲和丁交配的后代全部为黑毛兔；乙和丁交配的后代中有褐毛兔。请回答：(1)判断黑毛和褐毛的显隐性，并用符号B和b表示。(2)写出甲、乙、丁三只兔的基因型。(3)如何鉴别丙兔的基因型是纯种还是杂种?,分离定律在实践上的应用.,(1)杂交育种,显性性状的选育：,隐性性状的选育：,连续自交，直到不发生性状分离为止，方可作为推广种。,推断遗传病的基因型和发病概率。,(2)医学实践:,基因型为Aa(完全显性)的某植物：(1)一次自交后代中杂合子占，显隐性个体比是。(2)此个体连续两代自交，后代中杂合子占，显隐性个体比是。,(3)此个体连续n代自交，后代中杂合子占，显隐性个体的比是。,果蝇灰身（B）对黑身（b）为显性，现将纯种灰身果蝇与黑身果蝇杂交，产生的F1代再自交产生F2代，将F2代中所有黑身果蝇除去，让灰身果蝇自由交配，产生F3代。则F3代中灰身与黑身果蝇的比例是 A3：1 B 5：1 C.8：1 D 9：1,纯种,二两对相对性状的杂交实验：,种基因型种表现型,2.2 自由组合规律,（2）F2出现性状分离和重组类型（控制不同性状的基因重新组合）。表现型4种：2 种亲本组合类型和2种新类型（重组类型），其比例为：,两种亲本类型占F2的两种重组类型占F2的,9：3：3：1,纯合体占F2的（1+1+1+1）/16,显性纯合占F2的,隐性纯合占F2的,两种新类型纯合各占F2的,杂合体占F2的（16-4）/16,两对相对性状的遗传特点,双显性杂合体占F2的,两种新类型杂合体各占F2的,（9+1）/16,（3+3）/16,1/16,1/16,1/16,（9-1）/16,（3-1）/16,（1）F1表现显性亲本的性状（双杂种）。,(三)对自由组合现象解释的验证,减数分裂,Y y R r,等位基因随同源染色体的分开而分离,1/2Y 1/2y 1/2R 1/2r,非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的组合而自由组合(减后期),F1配子1/4YR 1/4Yr 1/4Yr 1/4yr,（减后期）,F雌、雄各种配子受精结合机会均等，因此F2有种组合方式、种基因型和种表现型。,4,16,9,4,与减数分裂的关系：,表现型 Y R、Y rr、yyR、yyrr 比 例 9：3：3：1基因型 YYRR：YYRr：YYrr：YyRR：YyRr：YyRR：yyRR：yyRr：yyrr比 例 1：2：1：2：4：2：1：2：1,Y y R r,(四)基因自由组合定律的实质,在减数分裂过程中，同源染色体要分离，等位基因也要分离，只有非同源染色体上的非等位基因才自由组合。,实质,（五）基因分离定律的应用：,一育种,例：在水稻中有芒（）对无芒（a）是显性，抗病（）对不抗病（r）是显性，现有一有芒抗病纯种和一无芒不抗病纯种，要得到无芒抗病的品种，怎么办？,（）无芒抗病植株占总数比例的多少？,（）在无芒抗病中纯和体占的比例是多少？,例：在一家族中，父亲是多指患者（），母亲正常，生了一个手指正常患先天聋哑（d）（）推断后代的基因型和表现型出现的概率？,（）只患一种病的概率是多少？,1.具有两对相对性状的植株个体杂交，按自由组合定律遗传，F1只有一种表现型，那么F2代出现重组类型中能稳定遗传的个体占总数的（）A.116 B.216 C.316 D.4162某生物体细胞中有3对同源染色体，经减数分裂产生的只含有父方染色体的配子占配子总数的（）A.l2 B.14 C.16 D.18,B,D,、肺炎双球菌转化的实验原理和过程、噬菌体侵染大肠杆菌实验原理和过程、粗提取与鉴定实验、的结构和复制、染色体、和基因的关系、基因的本质、基因控制蛋白质合成的原理和过程、基因分离定律的实质、基因自由组合定律的实质、型性别决定的方式、染色体组型概念、红绿色盲的婚配方式及伴性遗传的规律、基因突变的概念和特点、基因重组的概念、染色体数目变异的概念及单倍体多倍体的概念,关于基本单位：,生物体结构和功能的基本单位：,控制生物性状的基本单位：组成蛋白质的基本单位组成核酸的基本单位组成淀粉的基本单位组成糖元的基本单位组成核糖核苷酸的基本单位,细胞,基因,生物体进行一切生命活动的基础：组成一切生物体的物质基础：生物体生殖发育、遗传和变异的基础：免疫的物质基础：,关于基础：,新陈代谢,化学元素和化合物,细胞分裂,免疫器官、细胞、物质,练习4,分别用32P标记噬菌体的DNA，35S标记细菌的蛋白质做侵染实验，问：子噬菌体的DNA分子含有的上述元素是：子噬菌体的蛋白质分子含有的上述元素是：此实验证明了：若繁殖n代，产生子代噬菌体()个，含亲本DNA链的噬菌体为()个；,32P、31P,35S,DNA是遗传物质,2n,2,18,35S,31P,32P,32S,