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第一章 遗传因子的发现第一节 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：（1）豌豆是自花传粉植物，且是闭花授粉的植物；（2）豌豆花较大，易于人工操作；（3）豌豆具有易于区分的性状。2.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。相对性状：一种生物同一种性状的不同表现类型。举例：兔的长毛和短毛；人的卷发和直发等。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F1代自交后形成的F2代同时出现显性性状（DD及Dd）和隐性性状（dd）的现象。显性性状：在DDdd 杂交试验中，F1表现出来的性状；如教材中F1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D表示。隐性性状：在DDdd杂交试验中，F1未显现出来的性状；如教材中F1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d表示。（2）纯合子：遗传因子（基因）组成相同的个体。如DD或dd。其特点纯合子是自交后代全为纯合子，无性状分离现象。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。（3）杂交：遗传因子组成不同的个体之间的相交方式。如：DDdd Dddd DDDd等。自交：遗传因子组成相同的个体之间的相交方式。如：DDDD DdDd等测交：F1（待测个体）与隐性纯合子杂交的方式。如：Dddd正交和反交：二者是相对而言的，如甲（）乙（）为正交，则甲（）乙（）为反交；如甲（）乙（）为正交，则甲（）乙（）为反交。3.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测交法若后代有性状分离，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自交法若后代有性状分离，则待测个体为杂合子4.常见问题解题方法（1）如后代性状分离比为显：隐=3 ：1，则双亲一定都是杂合子（Dd）即DdDd 3D_：1dd（2）若后代性状分离比为显：隐=1 ：1，则双亲一定是测交类型。即为Dddd 1Dd ：1dd（3）若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子。即DDDD 或 DDDd 或 DDdd5.分离定律其实质就是在形成配子时，等位基因随减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。第2节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（1）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。(2) F1 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的非等位基因）自由组合，且同时发生。（3）F2中有16种组合方式，9种基因型，4种表现型，比例9：3：3：1YYRR 1/16YYRr 2/16亲本类型双显（Y_R_） YyRR 2/16 9/16 黄圆YyRr 4/16纯隐（yyrr） yyrr 1/16 1/16 绿皱YYrr 1/16重组类型单显（Y_rr） YYRr 2/16 3/16 黄皱yyRR 1/16单显（yyR_） yyRr 2/16 3/16 绿圆注意：上述结论只是符合亲本为YYRRyyrr，但亲本为YYrryyRR，F2中重组类型为 10/16 ，亲本类型为 6/16。2.常见组合问题（1）配子类型问题如：AaBbCc产生的配子种类数为2x2x2=8种（2）基因型类型如：AaBbCcAaBBCc，后代基因型数为多少？先分解为三个分离定律：AaAa后代3种基因型（1AA：2Aa：1aa）BbBB后代2种基因型（1BB：1Bb）CcCc后代3种基因型（1CC ：2Cc：1cc）所以其杂交后代有3x2x3=18种类型。（3）表现类型问题如：AaBbCcAabbCc，后代表现数为多少？先分解为三个分离定律：AaAa后代2种表现型Bbbb后代2种表现型CcCc后代2种表现型所以其杂交后代有2x2x2=8种表现型。3.自由组合定律实质是形成配子时，成对的基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合。4.常见遗传学符号符号PF1F2含义亲本子一代子二代杂交自交母本父本第二章 基因和染色体的关系第一节 减数分裂和受精作用知识结构精子的形成过程减数分裂卵细胞形成过程减数分裂和受精作用配子中染色体组合的多样性受精作用受精作用的过程和实质1.正确区分染色体、染色单体、同源染色体和四分体（1）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条姐妹染色单体。所以此时染色体数目要根据着丝点判断。（2）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。四分体指减数第一次分裂同源染色体联会后每对同源染色体中含有四条姐妹染色单体。（3）一对同源染色体= 一个四分体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。2.减数分裂过程中遇到的一些概念同源染色体：上面已经有了联会：同源染色体两两配对的现象。四分体：上面已经有了交叉互换：指四分体时期，非姐妹染色单体发生缠绕，并交换部分片段的现象。减数分裂：是有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。3.减数分裂特点：复制一次， 分裂两次。结果：染色体数目减半，且减半发生在减数第一次分裂。场所：生殖器官内4.精子与卵细胞形成的异同点比较项目不 同 点相同点精子的形成卵细胞的形成染色体复制复制一次第一次分裂一个初级精母细胞（2n）产生两个大小相同的次级精母细胞（n）一个初级卵母细胞（2n）（细胞质不均等分裂）产生一个次级卵母细胞（n）和一个第一极体（n）同源染色体联会，形成四分体，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞质分裂，子细胞染色体数目减半第二次分裂两个次级精母细胞形成四个同样大小的精细胞（n）一个次级卵母细胞（细胞质不均等分裂）形成一个大的卵细胞(n)和一个小的第二极体。第一极体分裂（均等）成两个第二极体着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极，细胞质分裂，子细胞染色体数目不变有无变形精细胞变形形成精子无变形分裂结果产生四个有功能的精子(n)只产生一个有功能的卵细胞(n)精子和卵细胞中染色体数目均减半注：卵细胞形成无变形过程，而且是只形成一个卵细胞，卵细胞体积很大，细胞质中存有大量营养物质，为受精卵发育准备的。5.减数分裂和有丝分裂主要异同点比较项目减数分裂有丝分裂染色体复制次数及时间一次，减数第一次分裂的间期一次，有丝分裂的间期细胞分裂次数二次一次联会四分体是否出现出现在减数第一次分裂不出现同源染色体分离减数第一次分裂后期无着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期后期子细胞的名称及数目性细胞，精细胞4个或卵1个、极体3个体细胞，2个子细胞中染色体变化减半，减数第一次分裂不变子细胞间的遗传组成不一定相同一定相同6.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）（1）、方法（点数目、找同源、看行为）第1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。第2步：看细胞内有无同源染色体，若无则为减数第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。第3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。（2）例题：判断下列各细胞分裂图属何种分裂何时期图。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，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，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，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。7.受精作用：指卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。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。意义：通过减数分裂和受精作用，保证了进行有性生殖的生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，从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复到体细胞的数目。8.配子种类问题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n对同源染色体的精（卵）原细胞产生配子的种类为2n种。9.植物双受精（补充）被子植物特有的一种受精现象。花粉被传送到雌蕊柱头后，长出花粉管，伸达胚囊，管的先端破裂，放出两精子，其中之一与卵结合，形成受精卵，另一精子与两个极核结合，形成胚乳核；经过一系列的发展过程，前者形成胚，后者形成胚乳，这种双重受精的现象称双受精。注：其中两个精子的基因型相同，胚珠中极核与卵细胞基因型相同。例：一株白粒玉米(aa)接受红粒玉米(AA)的花粉，所结的种子的胚细胞、胚乳细胞基因型依次是：Aa、Aaa第二节 基因在染色体上1. 萨顿假说推论：基因在染色体上，也就是说染色体是基因的载体。因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系。2.、基因位于染色体上的实验证据果蝇杂交实验分析3.一条染色体上一般含有多个基因，且这多个基因在染色体上呈线性排列4. 基因的分离定律的实质基因的自由组合定律的实质第三节 伴性遗传1.伴性遗传的概念2. 人类红绿色盲症（伴X染色体隐性遗传病）特点：男性患者多于女性患者。交叉遗传。即男性女性男性。一般为隔代遗传。2. 抗维生素D佝偻病（伴X染色体显性遗传病）特点：女性患者多于男性患者。代代相传。4、伴性遗传在生产实践中的应用3、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：可根据（1）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（即有中生无为显性）。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，为常染色体显性遗传。 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Y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、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），且具有世代连续性，应首先考虑伴Y遗传，无显隐之分。4、性别决定的方式类型XY型ZW型性别雌雄雌雄体细胞染色体组成2AXX2A+XY2A+ZW2A+ZZ性细胞染色体组成A+XA+XA+YA+ZA+WA+Z生物类型人、哺乳类、果蝇及雌雄异株植物鸟类、蛾蝶类第二章 减数分裂和有性生殖第一节 减数分裂一、减数分裂的概念减数分裂(meiosis)是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。（注：体细胞主要通过有丝分裂产生，有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。）二、减数分裂的过程1、精子的形成过程：精巢（哺乳动物称睾丸）减数第一次分裂间期：染色体复制(包括DNA复制和蛋白质的合成)。前期：同源染色体两两配对（称联会），形成四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换。中期：同源染色体成对排列在赤道板上（两侧）。后期：同源染色体分离；非同源染色体自由组合。末期：细胞质分裂，形成2个子细胞。减数第二次分裂（无同源染色体）前期：染色体排列散乱。中期：每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上。后期：姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。并分别移向细胞两极。末期：细胞质分裂，每个细胞形成2个子细胞，最终共形成4个子细胞。2、卵细胞的形成过程：卵巢三、精子与卵细胞的形成过程的比较精子的形成 卵细胞的形成不同点 形成部位 精巢（哺乳动物称睾丸） 卵巢过程 有变形期 无变形期子细胞数 一个精原细胞形成4个精子 一个卵原细胞形成1个卵细胞+3个极体相同点 精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半四、注意：（1）同源染色体形态、大小基本相同；一条来自父方，一条来自母方。（2）精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞相同。因此，它们属于体细胞，通过有丝分裂的方式增殖，但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。（3）减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂，原因是同源染色体分离并进入不同的子细胞。所以减数第二次分裂过程中无同源染色体。（4）减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律（5）减数分裂形成子细胞种类：假设某生物的体细胞中含n对同源染色体，则：它的精（卵）原细胞进行减数分裂可形成2n种精子（卵细胞）；它的1个精原细胞进行减数分裂形成2种精子。它的1个卵原细胞进行减数分裂形成1种卵细胞。五、受精作用的特点和意义特点： 受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合，使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半来自精子，另一半来自卵细胞。意义：减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异具有重要的作用。六、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤：一看染色体数目：奇数为减（姐妹分家只看一极）二看有无同源染色体：没有为减（姐妹分家只看一极）三看同源染色体行为：确定有丝或减注意：若细胞质为不均等分裂，则为卵原细胞的减或减的后期。同源染色体分家减后期姐妹分家减后期例：判断下列细胞正在进行什么分裂，处在什么时期？答案：减前期 减前期 减前期 减末期 有丝后期 减后期 减后期 减后期答案：有丝前期 减中期 减后期 减中期 减前期 减后期 减中期 有丝中期回答人的补充 2010-01-24 22:49 第二节 有性生殖1有性生殖是由亲代产生有性生殖细胞或配子，经过两性生殖细胞（如精子和卵细胞）的结合，成为合子（如受精卵）。再由合子发育成新个体的生殖方式。2脊椎动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。3在有性生殖中，由于两性生殖细胞分别来自不同的亲本，因此，由合子发育成的后代就具备了双亲的遗传特性，具有更强的生活能力和变异性，这对于生物的生存和进化具有重要意义。第三章 遗传和染色体第一节 基因的分离定律一、相对性状性状：生物体所表现出来的的形态特征、生理生化特征或行为方式等。相对性状：同一种生物的同一种性状的不同表现类型。二、孟德尔一对相对性状的杂交实验1、实验过程（看书）2、对分离现象的解释（看书）3、对分离现象解释的验证：测交（看书）例：现有一株紫色豌豆，如何判断它是显性纯合子(AA)还是杂合子(Aa)？相关概念1、显性性状与隐性性状显性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1表现出来的性状。隐性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1没有表现出来的性状。附：性状分离：在杂种后代中出现不同于亲本性状的现象）2、显性基因与隐性基因显性基因：控制显性性状的基因。隐性基因：控制隐性性状的基因。附：基因：控制性状的遗传因子（ DNA分子上有遗传效应的片段P67）等位基因：决定1对相对性状的两个基因（位于一对同源染色体上的相同位置上）。3、纯合子与杂合子纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体（能稳定的遗传，不发生性状分离）：显性纯合子（如AA的个体）隐性纯合子（如aa的个体）杂合子：由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体（不能稳定的遗传，后代会发生性状分离）4、表现型与基因型表现型：指生物个体实际表现出来的性状。基因型：与表现型有关的基因组成。（关系：基因型环境 表现型）5、 杂交与自交杂交：基因型不同的生物体间相互交配的过程。自交：基因型相同的生物体间相互交配的过程。（指植物体中自花传粉和雌雄异花植物的同株受粉）附：测交：让F1与隐性纯合子杂交。（可用来测定F1的基因型，属于杂交）三、基因分离定律的实质: 在减I分裂后期，等位基因随着同源染色体的分开而分离。四、基因分离定律的两种基本题型：正推类型：（亲代子代）亲代基因型 子代基因型及比例 子代表现型及比例 AAAA AA 全显 AAAa AA : Aa=1 : 1 全显 AAaa Aa 全显 AaAa AA : Aa : aa=1 : 2 : 1 显:隐=3 : 1 Aaaa Aa : aa =1 : 1 显:隐=1 : 1 aaaa aa 全隐逆推类型：（子代亲代）亲代基因型 子代表现型及比例 至少有一方是AA 全显 aaaa 全隐 Aaaa 显:隐=1 : 1 AaAa 显:隐=3 : 1回答人的补充 2010-01-24 22:57 五、孟德尔遗传实验的科学方法：正确地选用试验材料；分析方法科学；（单因子多因子）应用统计学方法对实验结果进行分析；科学地设计了试验的程序。六、基因分离定律的应用：1、指导杂交育种：原理：杂合子(Aa)连续自交n次后各基因型比例杂合子(Aa )：（1/2）n纯合子(AA+aa)：1-（1/2）n （注：AA=aa）例：小麦抗锈病是由显性基因T控制的，如果亲代（P）的基因型是TTtt，则:（1）子一代（F1）的基因型是_,表现型是_。（2）子二代（F2）的表现型是_，这种现象称为_。（3）F2代中抗锈病的小麦的基因型是_。其中基因型为_的个体自交后代会出现性状分离，因此，为了获得稳定的抗锈病类型，应该怎么做？_答案：（1）Tt 抗锈病（2）抗锈病和不抗锈病 性状分离（3）TT或Tt Tt从F2代开始选择抗锈病小麦连续自交，淘汰由于性状分离而出现的非抗锈病类型，直到抗锈病性状不再发生分离。2、指导医学实践：例1:人类的一种先天性聋哑是由隐性基因(a)控制的遗传病。如果一个患者的双亲表现型都正常，则这对夫妇的基因型是_，他们再生小孩发病的概率是_。答案：Aa、Aa 1/4例2:人类的多指是由显性基因D控制的一种畸形。如果双亲的一方是多指，其基因型可能为_，这对夫妇后代患病概率是_。答案：DD或Dd 100%或1/2第二节 基因的自由组合定律一、基因自由组合定律的实质：在减I分裂后期，非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。（注意：非等位基因要位于非同源染色体上才满足自由组合定律）二、自由组合定律两种基本题型：共同思路：“先分开、再组合”正推类型（亲代子代）逆推类型（子代亲代）三、基因自由组合定律的应用1、指导杂交育种：例：在水稻中，高杆(D)对矮杆(d)是显性，抗病(R)对不抗病(r)是显性。现有纯合矮杆不抗病水稻ddrr和纯合高杆抗病水稻DDRR两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻ddRR，应该怎么做？_附：杂交育种方法：杂交原理：基因重组优缺点：方法简便，但要较长年限选择才可获得。2、导医学实践：例：在一个家庭中，父亲是多指患者（由显性致病基因D控制），母亲表现型正常。他们婚后却生了一个手指正常但患先天性聋哑的孩子（先天性聋哑是由隐性致病基因p控制），问：该孩子的基因型为_，父亲的基因型为_，母亲的基因型为_。如果他们再生一个小孩，则只患多指的占_，只患先天性聋哑的占_，既患多指又患先天性聋哑的占_，完全正常的占_答案：ddpp DdPp ddPp 3/8， 1/8， 1/8， 3/8四、性别决定和伴性遗传1、XY型性别决定方式：染色体组成（n对）：雄性：n1对常染色体 + XY 雌性：n1对常染色体 + XX性比：一般 1 : 1常见生物：全部哺乳动物、大多雌雄异体的植物，多数昆虫、一些鱼类和两栖类。2、三种伴性遗传的特点：（1）伴X隐性遗传的特点： 男 女 隔代遗传（交叉遗传） 母病子必病，女病父必病（2）伴X显性遗传的特点： 女男 连续发病 父病女必病，子病母 （3）伴Y遗传的特点：男病女不病 父子孙附：常见遗传病类型（要记住）：伴X隐：色盲、血友病伴X显：抗维生素D佝偻病常隐：先天性聋哑、白化病常显：多(并)指第三节 染色体变异及其应用一、染色体结构变异：实例：猫叫综合征（5号染色体部分缺失）类型：缺失、重复、倒位、易位（看书并理解）二、染色体数目的变异1、类型个别染色体增加或减少：实例：21三体综合征（多1条21号染色体）以染色体组的形式成倍增加或减少：实例：三倍体无子西瓜2、染色体组：（1）概念：二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。（2）特点：一个染色体组中无同源染色体，形态和功能各不相同；一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。（3）染色体组数的判断： 染色体组数= 细胞中任意一种染色体条数例1：以下各图中，各有几个染色体组？答案：3 2 5 1 4 染色体组数= 基因型中控制同一性状的基因个数例2：以下基因型，所代表的生物染色体组数分别是多少?（1）Aa _ （2）AaBb _（3）AAa _ （4）AaaBbb _（5）AAAaBBbb _ （6）ABCD _答案：2 2 3 3 4 13、单倍体、二倍体和多倍体由配子发育成的个体叫单倍体。有受精卵发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就叫几倍体，如含两个染色体组就叫二倍体，含三个染色体组就叫三倍体，以此类推。体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。三、染色体变异在育种上的应用1、多倍体育种：方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。（原理：能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍）原理：染色体变异实例：三倍体无子西瓜的培育；优缺点：培育出的植物器官大，产量高，营养丰富，但结实率低，成熟迟。2、单倍体育种：方法：花粉(药)离体培养原理：染色体变异实例：矮杆抗病水稻的培育例：在水稻中，高杆(D)对矮杆(d)是显性，抗病(R)对不抗病(r)是显性。现有纯合矮杆不抗病水稻ddrr和纯合高杆抗病水稻DDRR两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻ddRR ，应该怎么做？_优缺点：后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。附：育种方法小结诱变育种 杂交育种 多倍体育种 单倍体育种方法 用射线、激光、化学药品等处理生物 杂交 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 花药(粉)离体培养原理 基因突变 基因重组 染色体变异 染色体变异优缺点 加速育种进程，大幅度地改良某些性状，但有利变异个体少。 方法简便，但要较长年限选择才可获得纯合子。 器官较大，营养物质含量高，但结实率低，成熟迟。 后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。第四章 遗传的分子基础第一节 探索遗传物质的过程一、1928年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验：1、肺炎双球菌有两种类型类型：S型细菌：菌落光滑，菌体有夹膜，有毒性R型细菌：菌落粗糙，菌体无夹膜，无毒性2、实验过程（看书）3、实验证明：无毒性的R型活细菌与被加热杀死的有毒性的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型活细菌。这种性状的转化是可以遗传的。推论（格里菲思）：在第四组实验中，已经被加热杀死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”。二、1944年艾弗里的实验：1、实验过程：2、实验证明：DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质。（即：DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质）三、1952年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验1、T2噬菌体机构和元素组成：2、实验过程（看书）3、实验结论：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。（即：DNA是遗传物质）四、1956年烟草花叶病毒感染烟草实验证明：在只有RNA的病毒中，RNA是遗传物质。五、小结：细胞生物（真核、原核） 非细胞生物（病毒）核酸 DNA和RNA DNA RNA遗传物质 DNA DNA RNA因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。第二节 DNA的结构和DNA的复制：一、DNA的结构1、DNA的组成元素：C、H、O、N、P2、DNA的基本单位：脱氧核糖核苷酸（4种）3、DNA的结构：由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。内侧：由氢键相连的碱基对组成。碱基配对有一定规律： A T；G C。（碱基互补配对原则）4、DNA的特性：多样性：碱基对的排列顺序是千变万化的。（排列种数：4n(n为碱基对对数)特异性：每个特定DNA分子的碱基排列顺序是特定的。5、DNA的功能：携带遗传信息（DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息）。6、与DNA有关的计算：在双链DNA分子中： A=T、G=C任意两个非互补的碱基之和相等；且等于全部碱基和的一半例：A+G = A+C = T+G = T+C = 1/2全部碱基二、DNA的复制1、概念：以亲代DNA分子两条链为模板，合成子代DNA的过程2、时间：有丝分裂间期和减前的间期3、场所：主要在细胞核4、过程：（看书）解旋 合成子链 子、母链盘绕形成子代DNA分子5、特点： 半保留复制6、原则：碱基互补配对原则7、条件:模板：亲代DNA分子的两条链原料：4种游离的脱氧核糖核苷酸能量：ATP 酶：解旋酶、DNA聚合酶等8、DNA能精确复制的原因：独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。9、意义：DNA分子复制，使遗传信息从亲代传递给子代，从而确保了遗传信息的连续性。10、与DNA复制有关的计算：复制出DNA数 =2n（n为复制次数）含亲代链的DNA数 =2第三节 基因控制蛋白质的合成一、RNA的结构：1、组成元素：C、H、O、N、P2、基本单位：核糖核苷酸（4种）3、结构：一般为单链二、基因：是具有遗传效应的DNA片段。主要在染色体上三、基因控制蛋白质合成：1、转录：（1）概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。（注：叶绿体、线粒体也有转录）（2）过程（看书）（3）条件：模板：DNA的一条链（模板链）原料：4种核糖核苷酸能量：ATP酶：解旋酶、RNA聚合酶等（4）原则：碱基互补配对原则（AU、TA、GC、CG）（5）产物：信使RNA（mRNA）、核糖体RNA（rRNA）、转运RNA（tRNA）2、翻译：（1）概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。（注：叶绿体、线粒体也有翻译）（2）过程：（看书）（3）条件：模板：mRNA原料：氨基酸（20种）能量：ATP酶：多种酶搬运工具：tRNA装配机器：核糖体（4）原则：碱基互补配对原则（5）产物：多肽链3、与基因表达有关的计算基因中碱基数：mRNA分子中碱基数：氨基酸数 = 6：3：1四、基因对性状的控制1、中心法则2、基因控制性状的方式：（1）通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状；（2）通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。五、人类基因组计划及其意义计划：完成人体24条染色体上的全部基因的遗传作图、物理作图、和全部碱基的序列测定。意义：可以清楚的认识人类基因的组成、结构、功能极其相互关系，对于人类疾病的诊治和预防具有重要的意义第四节 基因突变和基因重组一、生物变异的类型不可遗传的变异（仅由环境变化引起）可遗传的变异（由遗传物质的变化引起）基因突变基因重组染色体变异二、可遗传的变异（一）基因突变1、概念：是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变等变化。2、原因：物理因素：X射线、激光等；化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等；生物因素：病毒、细菌等。3、特点：发生频率低： 方向不确定随机发生基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。普遍存在4、结果：使一个基因变成它的等位基因。5、时间：细胞分裂间期（DNA复制时期）6、应用诱变育种方法：用射线、激光、化学药品等处理生物。原理：基因突变实例：高产青霉菌株的获得优缺点：加速育种进程，大幅度地改良某些性状，但有利变异个体少。7、意义：是生物变异的根本来源；为生物的进化提供了原始材料；是形成生物多样性的重要原因之一。（二）基因重组1、概念：是指生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合的过程。2、种类：减数分裂（减后期）形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，位于这些染色体上的非等位基因也自由组合。组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。减四分体时期，同源染色体上（非姐妹染色单体）之间等位基因的交换。结果是导致染色单体上基因的重组，组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。重组DNA技术（注：转基因生物和转基因食品的安全性：用一分为二的观点看问题，用其利，避其害。我国规定对于转基因产品必须标明。）3、结果：产生新的基因型4、应用(育种)：杂交育种（见前面笔记）5、意义：为生物的变异提供了丰富的来源；为生物的进化提供材料；是形成生物体多样性的重要原因之一（三）染色体变异（见第三章 第三节）第五节 关注人类遗传病一、人类遗传病与先天性疾病区别：遗传病：由遗传物质改变引起的疾病。（可以生来就有，也可以后天发生）先天性疾病：生来就有的疾病。（不一定是遗传病）二、人类遗传病产生的原因：人类遗传病是由于遗传物质的改变而引起的人类疾病.三、人类遗传病类型（一）单基因遗传病1、概念：由一对等位基因控制的遗传病。2、原因：人类遗传病是由于遗传物质的改变而引起的人类疾病3、特点：呈家族遗传、发病率高（我国约有20%-25%）4、类型：显性遗传病 伴显：抗维生素佝偻病常显：多指、并指、软骨发育不全隐性遗传病 伴隐：色盲、血友病常隐：先天性聋哑、白化病、镰刀型细胞贫血症、黑尿症、苯丙酮尿症（二）多基因遗传病1、概念：由多对等位基因控制的人类遗传病。2、常见类型：腭裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等。（三）染色体异常遗传病（简称染色体病）1、概念：染色体异常引起的遗传病。(包括数目异常和结构异常）2、类型：常染色体遗传病 结构异常：猫叫综合征数目异常：21三体综合征（先天智力障碍）性染色体遗传病：性腺发育不全综合征（XO型，患者缺少一条 X染色体）四、遗传病的监测和预防1、产前诊断：胎儿出生前，医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病，产前诊断可以大大降低病儿的出生率2、遗传咨询：在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展五、实验：调查人群中的遗传病注意事项：1、可以以小组为单位进行研究。2、调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病等。3、调查时要详细询问，如实记录。4、对某个家庭进行调查时，被调查成员之间的血缘关系必须写清楚，并注明性别。5、 必须统计被调查的某种遗传病在人群中的发病率。结果分析：被调查人数为2 747人，其中色盲患者为38人(男性37人，女性1人)，红绿色盲的发病率为1.38%。男性红绿色盲的发病率为1.35%，女性红绿色盲的发病率为0.03%。二者均低于我国社会人群男女红绿色盲的发病率。实验结论：我国社会人群中，红绿色盲患者男性明显多于女性。第五章 生物的进化第一节 生物进化理论的发展一、拉马克的进化学说1、理论要点：用进废退；获得性遗传2、进步性：认为生物是进化的。二、达尔文的自然选择学说1、理论要点：自然选择（过度繁殖生存斗争遗传和变异适者生存）2、进步性：能够科学地解释生物进化的原因以及生物的多样性和适应性。3、局限性：不能科学地解释遗传和变异的本质；自然选择对可遗传的变异如何起作用不能作出科学的解释。（对生物进化的解释仅局限于个体水平）三、现代达尔文主义（一）种群是生物进化的基本单位（生物进化的实质：种群基因频率的改变）1、种群：概念：在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。特点：不仅是生物繁殖的基本单位；而且是生物进化的基本单位。2、种群基因库：一个种群的全部个体所含有的全部基因构成了该种群的基因库3、基因（型）频率的计算：按定义计算：例1：从某个群体中随机抽取100个个体，测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别是30、60和10个，则：基因型AA的频率为_；基因型Aa的频率为 _；基因型 aa的频率为 _。基因A的频率为_；基因a的频率为 _。答案：30% 60% 10% 60% 40%某个等位基因的频率 = 它的纯合子的频率 + ½杂合子频率例：某个群体中，基因型为AA的个体占30%、基因型为Aa的个体占60% 、基因型为aa的个体占10% ，则：基因A的频率为_，基因a的频率为 _答案： 60% 40%（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料（三）自然选择决定进化方向：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。（四）突变和基因重组、选择和隔离是物种形成机制1、物种：指分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且自然状态下能相互交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。2、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，使得种群间不能发生基因交流的现象。生殖隔离：指不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代。3、物种的形成：物种形成的常见方式：地理隔离（长期）生殖隔离物种形成的标志：生殖隔离物种形成的3个环节：突变和基因重组：为生物进化提供原材料选择：使种群的基因频率定向改变隔离：是新物种形成的必要条件第二节 生物进化和生物多样性一、生物进化的基本历程1、地球上的生物是从单细胞到多细胞，从简单到复杂，从水生到陆生，从低级到高级逐渐进化而来的。2、真核细胞出现后，出现了有丝分裂和减数分裂，从而出现了有性生殖，使由于基因重组产生的变异量大大增加，所以生物进化的速度大大加快。二、生物进化与生物多样性的形成1、生物多样性与生物进化的关系是：生物多样性产生的原因是生物不断进化的结果；而生物多样性的产生又加速了生物的进化。2、生物多样性包括：遗传（基因）多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次
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