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文档简介
1、生物 必修2 知识点第一章 遗传因子的发现第1、2节 孟德尔的豌豆杂交实验花的结构雌蕊结构双受精果实和种子形成与结构一、遗传学中常用概念及分析1.交配方式杂交基因型不同的生物体间相互交配的过程。如:dddd dddd dddd等。判断性状的显隐性关系 自交基因型相同的生物体间相互交配,(指植物体中自花传粉和雌雄异花植物的同株受粉)。如:dddd dddd dddd等区分纯合子和杂合子;提高纯合子比例 测交就是让杂种第一代与隐性个体相交,用来测定f1的基因型。如dddd鉴定纯合子和杂合子 回交杂种与双亲之一交配 基因型不同的生物体间相互交配的过程有利于某些性状的传递 正交和反交若甲为父本,乙为母
2、本为正交,则为乙父本,甲为母本为反交(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。检验是细胞核遗传还是细胞质遗传 2.性状类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。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。性状分离杂种自交后代中呈现不同性状的现象显性的相对性具有相对性状的亲本杂交,f1中不分显性和隐性,同时表现出来。即中间性状3.个体类纯合子指由相同基因型的配子结合成合子而发育而成的个体 (能稳
3、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)。如dd表现性是指生物个体所表现出来的性状 。是一定的基因在特定环境条件下的表现 基因型是指与表现型有关的基因组成。表现型=基因型+环境。基因型相同,表现型一般相同 (关系:基因型环境 表现型)4.基因型基因控制性状的遗传因子( dna分子上有遗传效应的片段p67)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 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)。用同一个英语字母的大小写表示 二、孟德尔实验成
4、功的原因:(1)正确选用实验材料: 1.豌豆是自花传粉植物(闭花受粉),自然状态下一般是纯种2.具有易于区分的性状 3.豌豆花较大,易于人工杂交(2)由一对相对性状到多对相对性状的研究 (从简单到复杂) (3)对实验结果进行统计学分析 (4)严谨的科学设计实验程序:假说-演绎法 书p7三、孟德尔豌豆杂交实验人工杂交试验过程(异花传粉):去雄(留下雌蕊)套袋(防干扰) 取粉 授粉 套袋(防干扰)(一)一对相对性状的杂交: p:高茎豌豆 矮茎豌豆 dd dd f1: 高茎豌豆 f1: dd 自交 自交 f2:高茎豌豆 矮茎豌豆 f2: dd dd dd 3 : 1 1 : 2 :1一对相对性状的测
5、交: 杂种子一代 隐性纯合子高茎 矮茎 测交 dd dd 配子 d d d 测交后代 dd dd高茎 矮茎 1 : 1基因分离定律的实质:在减数分裂形成配子过程中,等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。(并且显性性状 :隐性性状 3 :1 )(二)两对相对性状的杂交: p: 黄圆 绿皱 p: yyrr yyrr f1: 黄圆 f1: yyrr 自交 自交 f2:黄圆 绿圆 黄皱 绿皱 f2:yr yyr - y- rr yyrr 9 : 3 : 3 :1 9 : 3 : 3 :1在f2 代中有16种组合方式,9种基因型,4种表现型,比例9:3:3:1
6、yyrr 1/16 yyrr 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yyrr yyrr,但亲本为yyrr yyrr,f2中重组类型为 10/16 ,亲本类型为 6/16。基因自由组合定律的实质: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。(在基因的自由组合定律
7、的范围内,有n对等位基因的个体产生的配子最多可能有2n种。)四、常见问题解题方法1.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(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dd dd 3 d_ :1 dd(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dd dd 1 dd :1 dd(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 dddd2.常见组合问题(1)
8、配子类型问题某一个体产生配子的种类 = 2n (n : 等位基因的对数)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323 = 18种类型。(3)表现类型问题 如:aabbcc aabbcc,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222=8种表现型。3.计算 :
9、 rrtt rrtt 分支法 1 rr 1 tt = 1 rrtt 1/8 1 tt = 1 rrtt 1/82 rr 1 tt = 2 rrtt 2/8 1 tt = 2 rrtt 2/81 rr 1 tt = 1 rrtt 1/8 1 tt = 1 rrtt 1/84.常见遗传学符号符号pf1 f2 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有性生殖和无性生殖第一节 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
10、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。) 1.生物:进行有性生殖的生物范围 2.场所 高等植物:花 高等动物:睾丸、卵巢 3.对象:原始生殖细胞(精原细胞和卵原细胞)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) 见减数分裂图解-1l 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交叉互换。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
11、,形成2个子细胞。l 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 见减数分裂图解-23、精子与卵细胞异同点 见减数分裂图解-2 表格注: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。三、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
12、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 见减数分裂图解-2(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。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
13、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。四、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
14、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。五、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤:1、细胞质是否均等分裂:不均等分裂减数分裂中的卵细胞的形成2、细胞中染色体数目: 若为奇数减数第二次分裂(次级精母细胞、次级卵母细胞、减数第二次分裂后期,看一极)若为偶数有丝分裂、减数第一次分裂、3、细胞中染色体的行为: 有同源染色体有丝分裂、减数第一次分裂联会、四分体现象、同源染色体的分离减数第一次分裂无同源染色体减数第二次分裂4、姐妹染色单体的分离 一极无同源染色体减数第二次分裂后期 一极有同源染色体有丝分裂后期注意:若细胞质为不均等分裂,则为卵原细胞的减或减的后
15、期。5.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)、方法三看鉴别法(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。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
16、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 第2节 基因在染色体上1、 萨顿假说: 假说依据:基因和染色体行为存在明显的平行关系。假说内容:基因由染色体携带从亲代传递给下一代。即基因就在染色体上。研究方法:类比推理2、 孟德尔遗传规律的现代解释(见课本30页)三、基因在染色体上的实验证据:1.摩尔根果蝇眼色的实验:(a红眼基因 a白眼基因 x、y果蝇的性染色体) p:红眼() 白眼() p: xaxa xay f1: 红眼 f1 : xaxa xay f1雌雄交配 f2: 红眼(和) 白眼() f2: xaxa xaxa xay xay 2.一
17、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3. 基因的分离定律的实质 基因的自由组合定律的实质第3节 伴性遗传一、概念:遗传控制基因位于性染色体上,因而总是与性别相关联。记忆点:1生物体细胞中的染色体可以分为两类:常染色体和性染色体。2.性别类型:xy型:xx雌性 xy雄性大多数高等生物:人类、动物、高等植物zw型:zz雄性 zw雌性鸟类、蚕、蛾蝶类二、xy型性别决定方式:xy型的性别决定方式:雌性体内具有一对同型的性染色体(xx),雄性体内具有一对异型的性染色体(xy)。减数分裂形成精子时,产生了含有x染色体的精子和含有y染色体的精子。雌性只产生了一种含x染色体的卵细胞。受
18、精作用发生时,x精子和y精子与卵细胞结合的机会均等,所以后代中出生雄性和雌性的机会均等,比例为1:1。l 染色体组成(n对):雄性:n1对常染色体 + xy 雌性:n1对常染色体 + xxl 性比:一般 1 : 1l 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。三、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(交叉遗传即外公女儿外孙) 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,子病母必病(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、果蝇眼色、女娄菜伴x显:抗维生素d
19、佝偻病、钟摆型眼球震颤常隐:先天性聋哑、白化病常显:多(并)指y染色体上遗传(如外耳道多毛症)(4)伴性遗传与基因的分离定律之间的关系:伴性遗传的基因在性染色体上,性染色体也是一对同源染色体,伴性遗传从本质上说符合基因的分离定律。四、遗传病类型的鉴别:(一)先判断显性、隐性遗传: 父母无病,子女有病隐性遗传(无中生有) 隔代遗传现象隐性遗传 父母有病,子女无病显性遗传(有中生无)连续遗传、世代遗传显性遗传(二)再判断常、性染色体遗传: 1、父母无病,女儿有病常、隐性遗传 2、已知隐性遗传,母病儿子正常常、隐性遗传 3、已知显性遗传,父病女儿正常常、显性遗传 4、如果家系图中患者全为男性(女全正
20、常),且具有世代连续性,应首先考虑伴y遗传,无显隐之分。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。第三章 基因的本质第一节 dna是主要的遗传物质一、肺炎双球菌的转化实验1. 实验材料:两种肺炎双球菌项目 种类s型细菌r型细菌菌落光滑粗糙菌体有多糖类荚膜无荚膜毒性有毒无毒2. 格里菲斯的体内转化实验(1)验过程 (2)结论:在s型细菌中存在“转化因子”可以使r型细菌转化为s型细菌。3. 艾弗里的体外转化实验(1) 实验过程(2)结论:dna是遗传物质二、噬菌体侵染细菌实验1.t2噬菌体(1)生活方式:寄生在大肠杆菌体内的细
21、菌病毒。(2)结构与成分:头部 + 尾部 dna + 蛋白质2.t2噬菌体侵染大肠杆菌实验的过程:吸附、注入、合成、组装、释放。(1)标记噬菌体含35s的培养基含35s的细菌35s蛋白质外壳含35s的噬菌体含32p的培养基含32p的细菌内部dna含32p的噬菌体(2)噬菌体侵染细菌含35s的噬菌体细菌体内没有放射性35s含32p的噬菌体细菌体内有放射线32p(2) 结论:进一步确立dna是遗传物质三、dna是主要的遗传物质1.烟草花叶病毒感染烟草实验:(1)实验过程 (2)实验结果分析与结论:烟草花叶病毒的rna能自我复制,控制生物的遗传性状,因此rna是它的遗传物质。2、生物的遗传物质(1)
22、作为遗传物质所必须具备的特点:1.具有相对稳定的结构2.能产生可遗传变异 3.能自我复制,使亲子代具有一定的连续性 4.能指导蛋白质合成,从而控制生物的性状 5.能贮存大量的遗传信息 (2)生物体内核酸的种类及遗传物质的判别生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核生物植物dna和rnadna人、玉米、酵母菌动物真菌原生生物原核生物三体细菌、蓝藻二菌一藻非细胞生物大多数病毒仅有dnadnat2噬菌体极少数病毒仅有rnarnahiv、sars病毒第二节 dna 分子的结构一、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
23、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特点稳定性:dna分子中脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变多样性:dna分子中碱基对的排列顺序多种多样(主要的)、碱基的数目和碱基的比例不同特异性:dna分子中每个dna都有自己特定的碱基对排列顺序3计算l a = t ;g = c ;a1 = t2 ; t1=a2 ; g1 = c2 ; c1 = g2 a1 + t1 = t2 + a2 ; c1 + g1 = g2 + c2l 在整个dna分子中,嘌呤碱基之和 =
24、嘧啶碱基之和。a + c = t + g ; a + t c + ga链 b链ll 如果a链中的 ,那么b链中其比例 l 如果a链中的 ,那么b链中其比例l 两个非互补碱基之和占dna碱基总数的50% 4.判断核酸种类(1)如有u无t,则此核酸为rna;(2)如有t且a = t c = g,则为双链dna;(3)如有t且a t c g,则为单链dna ;(4)u和t都有,则处于转录阶段。第三节 dna的复制一、实验证据半保留复制1、 材料:大肠杆菌2、 方法:同位素示踪法二、 dna的复制概念:以亲代dna分子为模板合成子代dna的过程1.场所:细胞核 2.时间:细胞分裂间期。(即有丝分裂的间
25、期和减数第一次分裂的间期)3.基本条件: 模板:开始解旋的dna分子的两条单链(即亲代dna的两条链); 原料:是游离在细胞中的4种脱氧核苷酸; 能量:由atp提供; 酶:dna解旋酶、dna聚合酶等。4.过程:解旋; 合成子链; 形成子代dna5.特点:边解旋边复制; 半保留复制6.原则:碱基互补配对原则7.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。8意义:将遗传信息从亲代传给子代,从而保持遗传信息的连续性。简记:一所、二期、三步、四条件三、与dna复制有关的碱基计算1.一个dna连续复制n次后,dna分子总数为:2n2.第n代的dna分
26、子中,含原dna母链的有2个,占1/(2n-1)3.若某dna分子中含碱基t为a, (1)则连续复制n次,所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:a(2n-1) (2)第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:a2n-1第四节 基因是有遗传效应的dna片段一、.基因的相关关系1、与dna的关系基因的实质是有遗传效应的dna片段,无遗传效应的dna片段不能称之为基因(非基因)。每个dna分子包含许多个基因。2、与染色体的关系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因分布。3、与脱氧核苷酸的关系脱氧核苷酸(a、t、c、g)是构成基因的单位。基因中脱氧核苷酸的排列
27、顺序代表遗传信息。4、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。基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成来实现。二、dna片段中的遗传信息遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中;碱基排列顺序的千变万化构成了dna分子的多样性,而碱基的特异排列顺序,又构成了每个dna分子的特异性。第四章 基因的表达第一节 基因指导蛋白质的合成一、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4.dna与rna的比较比较项目dnarna基本单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸五碳糖脱氧核糖核糖含氮碱基a t g ca u g c结构多为双链多为单链主要存
28、在部位细胞核细胞质产生途径dna复制、逆转录转录、rna复制mrna二、rna分类trnarrna1.信使rna(mrna):转录遗传信息,翻译的模板2.转运rna(trna):运输特定氨基酸3.核糖体rna(rrna):核糖体的组成成分三、基因控制蛋白质合成:基因:是具有遗传效应的dna片段。主要在染色体上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。(2)场所:主要在细胞核中(注:叶绿体、线粒体也有转录)(3)过程:解旋;配对;连接;释放(具体看书p63页)(4)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
29、酶、rna聚合酶等(5)原则:碱基互补配对原则(au、ta、gc、cg)mrna假设以b链为模板,则转录出的rna碱基排列为(6)产物:信使rna(mrna)、核糖体rna(rrna)、转运rna(trna)(7)rna转录与dna复制的异同阶段项目复制转录时间细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期生长发育的连续过程进行场所主要细胞核主要细胞核模板以dna的两条链为模板以dna的一条链为模板原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸条件需要特定的酶和atp需要特定的酶和atp过程在酶的作用下,两条扭成螺旋的双链解开,以解开的每段链为模板,按碱基互补配对原则(at、cg、ta、gc)合成与模板互补的子链;
30、子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构在细胞核中,以dna解旋后的一条链为模板,按照au、gc、ta、cg的碱基互补配对原则,形成mrna,mrna从细胞核进入细胞质中,与核糖体结合产物两个双链的dna分子一条单链的mrna特点边解旋边复制;半保留式复制(每个子代dna含一条母链和一条子链)边解旋边转录;dna双链分子全保留式转录(转录后dna仍保留原来的双链结构)遗传信息的传递方向亲代dna 子代dna dna mrna2、密码子概念:mrna上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基又称为1个密码子.特点:专一性、简并性、通用性密码子 起始密码:aug、gug(64个) 终止密码:uaa、
31、uag、uga注:决定氨基酸的密码子有61个,终止密码不编码氨基酸。3、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)场所:细胞质的核糖体上(3)过程:(看书p66页)(4)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(5)原则:碱基互补配对原则 (6)产物:多肽链4、翻译位点:一个核糖体与mrna的结合部位形成2个trna的结合位点。 (一种trna携带相应的氨基酸(aa)进入相应的位点)5.遗传信息、密码子和反密码子遗传信息密码子反密码子概念
32、基因中脱氧核苷酸的排列顺序mrna中决定一个氨基酸的三个相邻碱基trna中与mrna密码子互补配对的三个碱基作用控制生物的遗传性状直接决定蛋白质中的氨基酸序列识别密码子,转运氨基酸种类基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同,决定了遗传信息的多样性共64种61种:能翻译出氨基酸3种:终止密码子,不能翻译氨基酸61种或trna也为61种 联系基因中脱氧核苷酸的序列mrna中核糖核苷酸的序列mrna中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补密码子与相应反密码子的序列互补配对6.翻译与转录的异同点(下表): 阶段项目转录翻译定义在细胞核中,以dna的一条链为模板合成mrna的过程以信使rna为模板,合成
33、具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场所细胞核细胞质的核糖体模板dna的一条链信使rna信息传递的方向dnamrnamrna蛋白质原料含a、u、c、g的4种核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸产物信使rna有一定氨基酸排列顺序的蛋白质实质是遗传信息的转录是遗传信息的表达四、基因表达过程中有关dna、rna、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,产生一条单链mrna,则转录产生的mrna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a+t(或c+g)与mrna分子中u+a(或c+g)相等。2.翻译过程中,mrna中每3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
34、中氨基酸数目是mrna中碱基数目的1/3,是双链dna碱基数目的 1/6 。基因中碱基数:mrna分子中碱基数:氨基酸数 6 : 3 : 1第2节 基因对性状的控制一、中心法则及其发展1、提出者:克里克2、内容:遗传信息可以从dna流向dna,即dna的自我复制;也可以从dna流向rna,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。但是,遗传信息不能从蛋白质流向蛋白质,也不能从蛋白质流向dna或rna。近些年还发现有遗传信息从rna到rna(即rna的自我复制)也可以从rna流向dna(即逆转录)。1 dnadna:dna的自我复制; dnadna rnarna2 dnarna:转录; dnarn
35、a 细胞生物 病毒3 rna蛋白质:翻译; rna蛋白质 rnadna4 rnarna:rna的自我复制;5 rnadna:逆转录。6 蛋白质蛋白质二、基因控制性状的方式:1、 (间接控制) 酶或激素 细胞代谢基因 性状 结构蛋白 细胞结构 (直接控制)(1)间接控制:通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状;如白化病等。(2)直接控制:通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。如囊性纤维病、镰刀型细胞贫血等。注:生物体性状的多基因因素:基因与基因;基因与基因产物;与环境之间多种因素存在复杂的相互作用,共同地精细的调控生物体的性状。 (3)基因的结构及表达 基因的概念:基因是具有遗传效应
36、的dna分子片段,基因在染色体上呈线性排列。 基因控制蛋白质合成的过程 2、基因型与表现型的关系,基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。细胞质基因:线粒体和叶绿体中的dna中的基因都称为细胞质基因。其主要特点是母系遗传。生物体的性状 = 基因 + 环境第五章基因突变及其他变异第一节基因突变和基因重组一、生物变异的类型l 不可遗传的变异(仅由环境变化引起)l 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、可遗传的变异基因突变的实例镰刀型细胞贫血症症状病因: 基因中的碱基替换直接原因:血红蛋白分子结构的改变根本原因:控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变
37、(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,而引起的基因结构的改变。2、原因:(1) 外因 物理因素:x射线、紫外线、r射线等;(诱发基因突变 化学因素:亚硝酸盐,碱基类似物等;并提高变异频率) 生物因素:病毒、细菌等。(2)内因(自然突变):dna复制时发生错误,基因结构改变。3、特点:(1)普遍性:任何生物都能发生(包括病毒、原核生物、真核生物)(2)随机性:基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期(越早影响越大);基因突变可以发生在任何进行细胞分裂的细胞中:体细胞一般不能遗传(但植物可以通过无性繁殖传递;人体细胞突变,可能成癌细胞);配子中一般能遗传;基因突变可以
38、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。(3)不定向(可产生多个等位基因)(4)低频性(单个基因突变率低,但一个种群突变率就很大)(5)多害少利(有害有利由环境决定)4、结果:使一个基因变成它的等位基因(产生新基因、新性状)。5、时间:细胞分裂间期(dna复制时期)有丝分裂或减数第一次分裂间期6、意义:新基因产生的途径;生物变异的根本来源;为生物的进化提供了原始材料。(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、类型:(1)自由组合: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
39、由组合。(2)交叉互换:减四分体时期(前期),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非等位基因的重组。3、结果:产生新的基因型4、意义:为生物的变异提供了丰富的来源;为生物的进化提供原材料;5、应用:诱变育种、杂交育种。(具体见第6章 第一节 )习题:新基因的产生的途径是 基因突变 ;生物变异的根本来源是 基因突变 。进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定的变异的主要原因是 基因重组 。三、基因突变与基因重组的区别基因突变基因重组本质基因的分子结构发生改变,产生了新基因,也可以产生新基因型,出现了新的性状。不同基因的重新组合,不产生新基因,而是产生新的基因
40、型,使不同性状重新组合。发生时间及原因细胞分裂间期dna分子复制时,由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。减数第一次分裂后期中,随着同源染色体的分开,位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合;四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换。条件外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。意义生物变异的根本来源,是生物进化的原材料。生物变异的来源之一,是形成生物多样性的重要原因。发生可能突变频率低,但普遍存在。有性生殖中非常普遍。根据细胞分裂图来确定变异类型a图b图分裂类型有丝分裂减数分裂变异类型基因突变基因突变或基因重组【思考感悟】存在诱变因素是否一定发生
41、基因突变?不一定,但基因突变的频率会提高。四、基因突变对性状与子代的影响(一)基因突变对性状的影响:1、改变性状:(1)原因:突变间接引起密码子改变,最终表现为蛋白质功能改变,影响生物性状。(2)实例:镰刀型细胞贫血症。2、不改变性状,有下列两种情况:(1)一种氨基酸可以由多种密码子决定,当突变后的dna转录后的密码子仍然决定同种氨基酸时,这种突变不会引起生物性状的改变。(2)突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变。(二)基因突变对子代的影响1、基因突变发生在有丝分裂过程中,一般不遗传,但有些植物可以通过无性生殖传递给后代2、如果发生在减数分裂过程中,可以通过配子传递给后代。五、基因突变概
42、念要素整合图解将基因突变的内涵、外延、原因、结果、特点、意义等概念要素整合如下:例1(08上海生物7)(1)人类镰刀形细胞贫血症发生的根本原因是_。a基因突变 b染色体结构变异 c基因重组 d染色体数目变异解析:答案:a第二节 染色体变异 结构变异:缺失、重复、倒位、易位染色体变异 个别增减 数目变异 成倍增减一、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l 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)l 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
43、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= 细胞中形态相同的染色体有几条,则含几个染色体组例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
44、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。常见的一些关于单倍体与多倍体的问题(1)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。)(2)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?(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, 导致染色体数目减半。)(3)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,我们可以称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗?(答:不
45、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。)(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?(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两个以上的染色体组。)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:
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