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文档简介

1、生物的遗传、变异及进化专题第一讲 遗传的物质基础一 DNA是主要的遗传物质一、肺炎双球菌转化试验1、实验材料-两种肺炎双球菌种类菌落菌体毒性R 型细菌粗糙无多糖类荚膜无毒性S 型细菌光滑有多糖类荚膜有毒性,使小鼠患败血症死亡2、格里菲思体内转化实验注射实验过程及结果结果分析分离R型活细菌 小鼠,小鼠存活说明R型活细菌没有毒性注射注射S型活细菌 小鼠,小鼠死亡 S型活细菌说明s型活细菌有毒性注射加热杀死的S型细菌 小鼠,小鼠存活说明加热杀死的S型细菌已失活分离注射R型活细菌 + 加热杀死的S型细菌 小鼠,小鼠死亡 R型活细菌 + S型活细菌证明R型活细菌已经转化为s型活细菌,说明S型细菌含有促使

2、R型活细菌转化为s型活细菌的物质。结论:加热杀死S型细菌体内含有“转化因子”,促使R型细菌转化为S型细菌(主要通过组证实)3、艾弗里的体外转化试验(1)实验思路:从S型活细菌中提取出DNA、蛋白质及多糖等物质,将其分别与R型活菌混合培养,观察哪种物质能使R型细菌转化为S型细菌。(2)试验过程 S型活细菌 _ 多糖 脂质 RNA 蛋白质 DNA DNA+DNA水解酶 分别与R型活细菌混合培养 所得活菌:R型菌 R型菌 R型菌 R型菌 R型菌 R型菌和s型菌(3)实验分析:S型细菌的DNA能促使R型细菌转化为S型细菌,S型细菌的其他物质则不能促使R型细菌转化为S型细菌。(4)实验结论:DNA是“转

3、化因子”即是遗传物质,而蛋白质不是遗传物质。二、噬菌体(病毒)浸染细菌实验外壳:由蛋白质组成,其特征化学元素是S,头部内: DNA,区别于外壳的特征化学元素P.1、实验材料-T2噬菌体、大肠杆菌(1)T2噬菌体结构组成如右图:(2)生活特点:专营寄生_生活,不能独立代谢.(3) T2噬菌体浸染大肠杆菌的过程:吸附注入噬菌体的DNA复制DNA合成蛋白质组装释放2、实验过程(1)实验思路:用同位素示踪法(同位素标记法),将T2噬菌体的DNA和蛋白质区分开后,再观察到底是哪一种物质能传给子代。(2)实验过程标记细菌 细菌+ 含35S的培养基 得到含_35S的细菌细菌+ 含32P 的培养基 得到含_3

4、2P的细菌标记噬菌体 噬菌体+ 含35S的细菌 得到蛋白质外壳含35S的噬菌体噬菌体+ 含32P 的细菌 得到DNA含32P的噬菌体上清夜放射性很高混合培养后搅拌、离心噬菌体侵染细菌沉淀物_放射性很低 被35S标记的噬菌体 + 细菌上清夜放射性很低混合培养后搅拌、离心沉淀物_放射性很高被32P 标记的噬菌体 + 细菌(3)结果分析:上清液中含有未侵入细菌体内的亲代T2噬菌体或侵染后亲代T2噬菌体的外壳,沉淀物中含被感染的细菌,包括子代T2噬菌体。所以过程表明,噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部,而是噬菌体的DNA进入了细菌内部。(4)实验结论:亲代噬菌体的DNA进入细菌体内,指导合成子代噬菌体

5、,使前后代保持一定的连续性。因此噬菌体的遗传物质是DNA_。三、不同生物的遗传物质种类、载体的比较生物类别病毒原核生物真核生物核酸的种类DNA或RNADNA和RNADNA和RNA碱基的种类4种5种5种核苷酸的种类4种8种8种遗传物质DNA或RNADNADNA遗传物质的载体拟核、质粒染色体、线粒体、叶绿体由上表可知:凡是含有DNA的生物,无论其有无RNA,遗传物质均为DNA,只有少数病毒(如烟草花叶病毒、HIV、流感病毒等)只含RNA,其遗传物质为RNA。综合结论:由于生物界中绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。二 DNA分子的结构和复制一、DNA分子的结构1、化学组成

6、组成元素 基本组成成分 基本组成单位 1条脱氧核苷酸链 2条脱氧核苷酸链磷酸、脱氧核糖、含氮碱基(AGCT)搅拌、离心C、H、O、N、P4种脱氧核苷酸DNA分子中脱氧核苷酸数:脱氧核糖数:磷酸数:碱基数=1:1:1:12、空间结构(1)结构模型:呈规则的双螺旋结构,提出者沃森、克里克(2)结构特征:DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成。外侧是由脱氧核苷酸和磷酸交替连接构成基本骨架。碱基通过氢键连接成碱基对排列在内侧,碱基按照碱基互补配对原则配对(A与T配对,G与C配对)脱氧核苷酸的排列顺序或碱基对的排列顺序代表了遗传信息3、DNA分子的特性(1)稳定性:由于DNA中脱氧核苷酸和磷酸

7、交替连接的方式不变;两条链间碱基互补配对的方式不变。 含GC碱基对越多的DNA分子,其稳定性越强。(2)多样性:取决于DNA中脱氧核苷酸(或碱基对)的数目和排列顺序的不同。(3)特异性:每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序,据此可进行物种鉴定、刑事侦查等。二、DNA分子的复制1、概念:以亲代DNA分子的两条链为模板合成两个完全相同的子代DNA的过程2、场所:主要在细胞核,细胞质(如线粒体和叶绿体)中也有DNA复制。3、时间:有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。4、条件: 模板:亲代DNA的两条链 原料:游离的四种脱氧核苷酸 能量:ATP 酶:解旋酶和DNA聚合酶子链和母链组成新的DNA分

8、子 5、复制过程:亲代DNA 解旋形成两条链 以母链配出子链 DNA聚合酶解旋酶复制简图:6、复制结果:1个DNA分子复制后得到2个完全相同的子代DNA分子7、DNA精确复制的原因:DNA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了复制准确进行8、复制特点:边解旋边复制9、复制方式:半保留复制(新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链)10、意义:通过复制,使遗传信息从亲代传给子代,从而保持了遗传信息的连续性。三、DNA分子复制中的相关计算1个DNA分子复制n次,产生子代DNA分子数为2n个,其中:含有亲代DNA链的子代DNA分子数为:2个(1) 完全含有母链的

9、DNA分子数为:0个不含亲代链的子代DNA分子数为:2n-2个(2)子代DNA脱氧核苷酸链数为:2n+1 条 亲代脱氧核苷酸链所占比例为:2/2n+1 新合成的脱氧核苷酸链所占比例为:11/2n(3)消耗的脱氧核苷酸数若1个亲代DNA分子含有某碱基m个,该DNA分子经过n次复制后需要消耗某游离的脱氧核苷酸数为:m×(2n1)个 复制第n次需消耗某游离的脱氧核苷酸数为:m×2n-1个【注意】1、只有分生组织及精巢、卵巢(或花药、胚囊)等具有分裂能力的细胞,才会发生DNA分子的复制,已分化的细胞如神经细胞、肌肉细胞等不进行分裂,也就不发生DNA复制。转录则发生于所有活细胞。2、

10、由碱基种类、比例来判断核酸的种类(1)若有U无T,则该核酸为RNA。(2)若有T无U,且AT,GC,则该核酸一般为双链DNA。(3)若有T无U,且AT,GC,则该核酸为单链DNA。(4)只有配对的碱基数才相等,如细胞中所有的A与T并不相等,因为RNA中的A并没有T与之配对。三 基因的表达一、基因的概念、载体及功能1、 概念:基因是具有遗传效应的DNA片断,基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位。特定的基因控制特定的性状,一个基因可以控制一个或多个性状;一个性状可由多个基因控制。但生物的性状也受环境的影响。2、 载体:主要载体是染色体,基因在染色体上呈线性排列。另外基因还存在于线粒体和叶绿体中

11、。 位于染色体上的基因是核基因,其遗传遵循孟德尔规律;位于线粒体和叶绿体中的基因是 质基因,其遗传不遵循孟德尔规律,是细胞质遗传。储存遗传信息:基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息3、 功能 传递遗传信息:在生殖过程中,通过DNA分子的复制,亲代把遗传信息传递给子代表达遗传信息:在个体发育过程中,通过转录和翻译,控制蛋白质的合成,使子代表现出与亲代相似的性状4、 染色体、DNA、基因的关系一般来说,每条染色体上只有1个DNA分子。当染色体复制后每条染色体上就有2个DNA分子每个DNA分子上有很多个基因。每个基因中又含有成百上千个脱氧核苷酸。染色体主要由DNA和蛋白质组成二、基因的结构1、原核

12、细胞基因结构与真核细胞基因结构的比较原核基因真核基因结构示意图非编码区位置位于编码区的上游和下游,有调控序列,其中位于编码区上游有与 RNA聚合酶的结合位点作用调控序列能调控 遗传信息的表达编码区结构编码区是 连续的,无外显子和内含子之分编码区是 间隔的 、 不连续的,分为能编码蛋白质的外显子和不能编码蛋白质的内含子,外显子 比 内含子 数目多1个作用能连续编码 蛋白质只有外显子能编码蛋白质相同点均有编码区和非编码区两部分组成都能储存、传递、表达遗传信息,决定生物性状,且均可发生突变非编码区的位置、结构和功能都是一样的【特别提醒】 外显子与内含子的区别: 外显子 能够编码蛋白质, 内含子 不能

13、够编码蛋白质。非编码区与内含子的区别: 非编码区 不能转录,只对转录起调控作用, 内含子 可以转录,但转录的片段不能指导蛋白质的合成。非编码区与非编码序列的区别:非编码区位于原核细胞基因和真核细胞基因的编码区的上游 和 下游 ,而非编码序列除 非编码区 外还包括真核细胞基因编码区中的 内含子 。RNA聚合酶结合位点与RNA聚合酶:RNA聚合酶结合位点是基因结构中编码区上游的非编码区上的脱氧核苷酸序列,RNA聚合酶是细胞中的一种酶属于蛋白质,能识别RNA聚合酶结合位点 ,并与之结合,催化 DNA转录为RNA2、基因的结构层次及其与DNA和染色体的关系简图3、基因的功能简图三、人类基因组计划1.

14、人类基因组研究(1)研究对象:人体细胞核内DNA分子所携带的 全部遗传信息 ,不包括细胞质中的DNA。 (2)人的单倍体基因组:由 24 条双链DNA 分子组成,包括1-22号常染色体上的DNA与 X、Y 染色体上的DNA ,上边有30亿个碱基对,估计有3-3.5万个基因。2.人类基因组计划(1)研究目的:分析测定人类基因组的 核苷酸序列 。(2)主要内容:绘制人类基因组的四张图,即 遗传图 、物理图、序列图和转录图。(3)意义:诊断治疗遗传病研究生物进化了解基因表达的调控机制及细胞的生长、分化和个体发育机制3、区别单倍体基因组和染色体组:进行基因测序时需测定一个单倍体基因组方可代表DNA分子

15、所携带的全部遗传信息,单倍体基因组与染色体组间存在如下关系:无雌雄之分的生物(如玉米2n=24):单倍体基因组=1个染色体组=12有雌雄之分的生物(如人2n=46):单倍体基因组的染色体数=1个染色体组数+1=23+1=24四、基因控制蛋白质的合成场所:主要在细胞核,也可在线粒体和叶绿体中进行条件:模板、原料、能量、酶(解旋酶、RNA聚合酶)模板:DNA的一条链原料:4种核糖核苷酸产物:mRNA碱基配对方式:C-G G-C A-U TA特点:边解旋边转录1、 合成过程碱基数目:6转录 场所:细胞质中的核糖体上条件:模板、原料、能量、酶、转运工具模板:mRNA原料:20种氨基酸产物:具有一定氨基

16、酸序列的蛋白质(多肽)转运工具:tRNA碱基配对方式:C-G G-C A-U UA(即mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子配对)碱基数目:3翻译氨基酸数目:12、遗传信息、密码子、反密码子的比较存在位置数量相互关系遗传信息DNA上脱氧核苷酸的排列顺序不同DNA中数量不同DNA两条链上的碱基互补密码子mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基64种(3种终止密码子、61种决定氨基酸的密码子)与DNA模板链上的碱基互补反密码子tRNA上能与密码子配对的三个相邻碱基61种(一种tRNA只能识别并转移一种氨基酸)与mRNA上的碱基互补联系遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序,通过转录,使遗传信息传递到

17、mRNA的核糖核苷酸的排列顺序mRNA的密码子直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,反密码子则在翻译中起到识别密码子,转运相应氨基酸的作用3、遗传信息的传递-中心法则蛋白质(性状)翻译转录图解:逆转录以DNA为遗传物质的生物的DNA复制过程 主要是细胞核中的转录过程 核糖体上的翻译过程以RNA为遗传物质的病毒在宿主细胞内进行RNA复制过程逆转录病毒在宿主细胞内中的逆转录过程【特别提醒】1、原核细胞的基因转录和翻译同时进行,而真核细胞基因表达时,先在细胞核中转录,再在细胞质中的核糖体上翻译。2、原核细胞基因的编码区转录形成的mRNA可直接作为翻译的模板,而真核细胞基因的编码区转录形成的前体mRN

18、A要经过加工,将内含子转录的部分切掉,然后再将外显子转录形成的RNA部分拼接起来形成成熟的mRNA,成熟的mRNA才能作为翻译的模板。3、基因控制蛋白质合成过程中DNA、mRNA碱基数与合成的蛋白质中氨基酸的数量关系 (1)基因中碱基数mRNA中碱基数氨基酸数631。 (2)上述比例关系是建立在基因中全部碱基都参与指导蛋白质合成基础之上的,实验合成出的氨基酸数要小于基因中碱基数的六分之一,其原因是: 基因中存在非编码区; 真核生物的编码区中有内含子; 编码区内含有与转录出的mRNA上的终止密码子相对应的碱基序列; 若考虑整个DNA分子,则还有连接相邻基因的无遗传效应的DNA片段。 因此,上述比

19、例关系中“基因中碱基数”应理解为真核生物基因中外显子所含碱基数或原核生物基因中编码区所含碱基数,或者在题目中用“最多”能合成多少氨基酸,“至少”需要基因中含多少个碱基来描述。五、基因对性状的控制途径1、直接控制:通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。2、间接控制:通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物的性状。第二讲 遗传的基本规律传学中的常用符号及相关概念一、遗传学中的常用符号P亲本 F1( 子一代 ) F2子二代 ( × )杂交 ( U )自交 ( 母本 ) ( 父本 )二、遗传学中的概念辨析1、交配类型杂交:(1)含义:指基因型不同的生物个体间的相互交配。(如Aa

20、5;aa,BB×bb,CC×Cc) (2)应用:杂交是育种的一种常用方法,通过杂交能将不同优良性状集中到同一个体,得到新品种;杂交还可用来判断显隐性性状。自交:(1)含义:基因型相同的生物个体间的相互交配。在雌雄同体的生物中,同一个体的雌雄配子相结合,或者植物中的自花传粉的植物和雌雄异花的同株植物的受粉,都属于自交。在动物则是指基因型相同的雌雄个体相互交配(但不能写自交)。(如Aa×Aa,BB×BB)(2)应用:也可用于判断显隐性和杂合子、纯合子;通过连续自交可提高纯合子的比例。是获得纯种的一个途径(更快但技术难度更大的是单倍体育种)测交:(1)含义:F

21、1或待验证个体与隐性个体相交(属于杂交)从而测定F1的基因组合。(如Aa×aa) (2)应用:测交可用于杂合子、纯合子的判断;也可用于验证遗传规律理论的正确性。正交与反交:(1)含义:是一对相对概念,如果甲作父本,乙作母本为正交,则乙作父本, 甲作母本为反交。(如:若甲乙为正交方式,则乙甲就为反交) (2)应用:可用于判断遗传方式(是细胞核遗传还是细胞质遗传);基因定位(是在常染色体上还是在性染色体上)。3、性状表现 性 状:生物体形态、结构和生理特征的总称。例如人的眼皮层数。 相对性状:同种生物的同一性状的不同表现类型。例如人的单眼皮与双眼皮。 显性性状:具有相对性状的亲本杂交,杂

22、种F1显现出来的性状。 隐性性状:具有相对性状的亲本杂交,杂种F1未显现出来的性状。 性状分离:杂种的自交后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。4、基因类型 显性基因:控制显性性状的基因,用大写英文字母表示。 隐性基因:控制隐性性状的基因,用小写英文字母表示。 等位基因:位于一对同源染色体的相同位置上,控制相对性状的基因(若控制同一相对性状则成为相同基因)。存在:杂合子的所有体细胞中 位置:一对同源染色体的同一位置上 特点:控制一对相对性状,具有一定的独立性 分离时间:减数第一次分裂后期。 行为: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。5、个体类型 表现型:生

23、物个体表现出来的性状。如:豌豆的高茎、豌豆的矮茎。 基因型:与表现型有关的基因组成。如:DD、Dd、dd。 表现型与基因型关系:表现型=基因型+环境条件(1)基因型是生物性状表现的内因,而表现型是生物性状表现的外部形式。(2)表现型相同,基因型不一定相同。(3)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。(4)生物表现型的改变,如果仅仅是由环境条件的变化所引起的,那么这种变异不能遗传给后代。(5)生物表现型的改变,如果是由基因型的改变所引起,那么这种变异就可能遗传给后代。 纯合子:由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体(如DD,AABB);不含等位基因,自交后代能稳定遗传。

24、杂合子:由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体(如Dd,AaBB);至少含一对等位基因,自交后代会发生性状分离。一 基因的分离定律1、孟德尔的豌豆杂交试验(1)试验材料的选取-豌豆 优点:(1)是自花传粉、闭花受粉的植物,自然状态下不受外来花粉的干扰。(2)品种间具有一些能稳定遗传的、易于区分的相对性状。自花传粉:两性花的花粉,落到同一朵花的雌蕊柱头上的过程。闭花受粉:两性花在花未开放时已经完成了受粉。(2)豌豆杂交试验操作技术 2、一对相对性状遗传试验结果去雄: 除去未成熟花的全部雄蕊 P 高茎 × 矮茎 (纯种) (纯种)套袋隔离: 防止外来花粉 的干扰U F1 高 茎受粉:雌

25、蕊成熟时将另一植株花粉撒在去雄花的雌蕊柱头上F2 高茎 矮茎 3 : 1再套袋隔离:保证杂交得到的种子是人工授粉后所结 3、一对相对性状遗传试验的解释一般,有性生殖的生物体细胞中的基因成对存在 (如纯种高茎为DD,纯种矮茎为dd)生殖细胞(配子)中的基因单个存在受精时雌雄配子结合,合子的基因又恢复成对 F1为Dd,存在等位基因,表现为显性性状F1在减数分裂时,等位基因D、d随同源染色体分开而分离,所以F1产生D和d两种数量相等的雌雄配子受精时,F1的各种雌雄配子随机结合所以F2中有三种基因型,比例为1:2:1表现型有两种,比例为3:1注意:一般,雄配子数量远多于雌配子。F1产生D和d两种数量相

26、等的雌雄配子是指:D雄配子与d雄配子数量相等,D雌配子与d雌配子数量相等。 遗传图解 相 应 解 释(减数分裂) P DD × dd配子 D d (受 精) F1 Dd (高茎)× Dd (高茎) (减数分裂)配子 D d D d F1 (受 精) F2 基因型 DD Dd Dd dd 1 : 2 : 1 表现型 高茎 高茎 高茎 矮茎3 : 1测交 杂种子一代 × 隐性纯合子 Dd × dd4、对分离现象解释的验证-测交 (2)实验与理论相符合,所以得出结论:F1是杂合子Dd,产生配子时,等位基因发生分离,分别进入不同的配子中(1)过程图解: 配子 D

27、 d d 子代 Dd (高茎) dd(矮茎)比例 1 : 1 5、基因分离定律的实质(1)在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;(2)生物体在进行减数分裂产生配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,并随配子遗传给后代二 基因的自由组合定律1、两对相对性状的遗传试验(1)试验过程 (2)结果分析P 黄色圆粒 × 绿色皱粒 试验中所选用豌豆的两对相对性状是: 粒色(黄色和绿色)、粒形(圆粒和皱粒)F1 黄色圆粒 F1的表现型是黄色圆粒,说明两对相对性状中 显性性状分别是黄色、圆粒F2 黄色圆粒 绿色圆粒 黄色皱粒 绿色皱粒 F2中

28、不同于亲本的类型是绿色圆粒和黄色皱粒,比例: 9 : 3 : 3 : 1 它们是由亲本中不同相对性状重新组合而成2、对自由组合现象的解释(1)理论解释F2中粒色分离比为(黄色:绿色=3:1),粒形分离比为(圆粒:皱粒=3:1),说明每一对相对性状的遗传都遵循基因的分离定律。粒色(黄色和绿色)是由一对同源染色体上的等为基因(Y、y)控制,粒形(圆粒和皱粒)是由另一对同源染色体上的等为基因(R、r)控制。亲本的基因型为YYRR和yyrr,分别产生YR和yr配子F1的基因型为YyRr,表现型为黄色圆粒F1产生配子时,每对等位基因彼此分离,不同对基因间自由组合,形成 4种数量相等的雌雄配子,即YR、Y

29、r、yR、yr,比例为:1:1:1:1受精时,雌雄配子随机结合,结合方式有16种,F2中共有9种基因型,4种表现型。F2 F1配子F1配子YRYryRYrYRYYRRYYRrYyRRYyRrYrYYRrYYrrYyRrYyrryRYyRRYyRryyRRyyRryrYyRrYyrryyRryyrr(2)遗传图解P YYRR × yyrr 配子 YR yr F1 YyRr(黄色圆粒)U F2如右图3、 对自由组合现象解释的验证-测交(2)实验与理论相符合,所以得出结论:F1是杂合子YyRr,产生配子时,等位基因分离,非等位基因自由组合,形成4种数量相等的配子,即YR、Yr、yR、yr分

30、别进入不同的配子中。(1)遗传图解测交 F1 YyRr × yyrr 配子 YR Yr yR yr yr子代 YyRr Yyrr yyRr yyrr 比例为 1 : 1 : 1 : 14、自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合互不干扰;在进行减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。5、孟德尔获得成功的原因(1)正确选用试验材料。 (2)分析性状时采用由单因素到多因素的研究方法。(3)用统计学方法对试验结果进行分析。 (4)科学地设计了试验程序。6、孟德尔遗传定律(基因分离定律和自由组合定律)的适用范围和

31、条件(1)、适用的生物类别:真核生物,不适用原核生物及病毒的遗传(2)、适用的生殖方式:有性生殖,不适用无性生殖的遗传(3)、适用的细胞分裂方式:减数分裂,不适用有丝分裂过程(4)、适用的遗传方式:细胞核遗传,不适用细胞质遗传(5)、单基因遗传病(包括性染色体上的基因)符合该定律,多基因遗传病和染色体异常遗传病遗传时不符合该定律。7、孟德尔定律的细胞学基础同源染色体分开,等位基因分离;非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因自由组合。注意:同源染色体上的非等位基因不能自由组合8、按自由组合定律分析杂合子减数分裂产生配子种类时,一定要分清是“一个个体”还是“一个性原细胞”,若某生物体n对

32、同源染色体上含有n对等位基因(不考虑交叉互换的情况):若是一个个体,无论雌雄,理论上和实际上都能产生2n种若是一个性原细胞,则有:一个卵原细胞,理论上可产生2n种卵细胞,实际上仅产生1个1种卵细胞。一个精原细胞,理论上可产生2n种精子,实际上仅产生4个2种精子。例如:一个基因型为AaBb(假设两对基因位于两对同源染色体上)的精原细胞,经过减数分裂后: (1)可以产生_个精子,_种精子。 (2)如果产生了一个基因组成为ab的精子,则另外3个精子基因组成分别是_。 (3)如果要产生基因组成为AB和Ab的两种精子,至少需要_个精原细胞。三 性别决定和伴性遗传1、性 性别决定的基础:主要是性染色体,另

33、外温度、营养、激素等也会影响性别的分化别 染色体的种类 常染色体:与 性别 无关,在雌、雄个体间形态、大小相同决 性染色体:在雌、雄个体间有显著差别,对性别起着决定作用定 性别决定方式 XY型 雄性:常染色体+XY(异型) 雌性:常染色体+XX(同型)ZW型 雄性:常染色体+ZZ雌性:常染色体+ZW2、伴 概念:性状的遗传常与 性别 相关联的遗传方式。性 遗传学基础:控制性状的基因位于 性染色体 上遗 (红绿色盲) 基因位于X染色体上,隐性遗传病传 实 例 书写基因型(用B、b表示):男性【正常:XBY,色盲:XbY】 (伴X隐性遗传) 女性【正常纯合子:XBXB,正常(携带者):XBXb色盲

34、:XbXb】 遗传规律 有隔代交叉遗传现象女性患者的父亲和儿子一定是患者男性患者 多于 女性患者 3、X、Y性染色体的差异性如下图(一般X比Y大,但也有Y比X大的情况,如果蝇)X、Y染色体虽为同源染色体,但它们的形状、大小各不相同,所以,它们所含的遗传信息不完全相同I 为X、Y的同源区段,可存在等位基因,该区段虽有等位基因,但其遗传状况往往与常染色体有区别,也可表现出与性别相联系,如若Y染色体上含显性基因时(YA),其子代雄性一定表现为显性性状;而XaXa × XAXa的子代,雄性一定为隐性,雌性一定为显性II-1为Y染色体的非同源区段(即伴Y遗传),相关基因只在雄性个体中传递II-

35、2为X染色体的非同源区段(即伴X遗传),相关基因只为于X染色体上,常表现为交叉遗传,雄性的个体只含1个基因,且来自其母亲,并传给其子代的雌性个体 四 细胞质遗传1、实例-紫茉莉质体遗传试验 叶绿体:含叶绿素和类胡萝卜素(1)质体:是植物细胞中普遍存在的一类细胞器 白色体:无色素有色体:含叶黄素和胡萝卜素(2)遗传试验受粉枝(母本)供粉枝(父本)种子发育成的植株绿色绿色绿色白色花斑白色绿色白色(不能正常生长)白色花斑花斑绿色绿色、白色、花斑即出现了 性状分离 ,但是各个性状之间 没有 固定的比例。白色绿色、白色、花斑花斑绿色、白色、花斑(3)花斑母本与任何父本杂交的后代都出现三种植株的原因是:花

36、斑植株卵原细胞减数分裂产生了有白色体、有叶绿体、有白色体和叶绿体的三种卵细胞,分别与精子受精后形成了白色植株、绿色植株、花斑植株三种植株。(4)一棵花斑植株上出现绿色、白色、花斑三种枝条的原因是:含有白色体和叶绿体的卵细胞与精子受精后形成的受精卵,该受精卵在个体发育中进行有丝分裂时产生了有白色体、有叶绿体、有白色体和叶绿体的三种子细胞,三种子细胞分别发育成白色枝条、叶绿枝条、花斑枝条。2、细胞质遗传的特点含义:具有相对性状的两个亲本杂交,F1总是表现出 母本 性状的现象细胞 (1)母系遗传 原因:受精卵中的细胞质几乎全部来自 卵细胞质遗传的 (2)杂交后代的性状不出现 一定的分离比(原因是:减

37、数分裂时,细胞质中遗传物质特点 随机、不均等分配)细胞质中的遗传物质3、细胞质遗传的物质基础 载体: 线粒体 、 叶绿体 功能:能够 自我复制 ,并通过 转录 和 翻译 控制某些蛋白质的合成五 遗传方式及特点的归纳一、遗传方式一对相对性状的遗传(符合基因分离定律)常染色体遗传质遗传伴X遗传伴Y遗传遗传方式 两对以上相对性状的遗传(符合自由组合规律) 【雌雄表现无差异】核遗传伴性遗传伴X显性遗传 伴X隐性遗传 【雌雄表现有差异】二、各种遗传方式的特点1、 细胞质遗传的特点及原因: 正交和反交的子代表现不同,但均与母本相同即为母系遗传,原因是受精卵的细胞质几乎全部来自卵细胞。后代无一定的分离比,原

38、因是细胞质中的DNA随质裂呈随机、不均等分配。2、 基因分离定律的特点及原因: 正交和反交的子代表现相同,均表现为显性性状 杂合子自交,后代出现性状分离(显性:隐性=3:1),原因是在减数分裂时,等位基因随同源染色体的分离而分离。3、 自由组合规律的特点及原因: 两对等位基因的杂合子自交,后代出现不同与亲本的重组性状(双显性:单显性:单显性:双隐性=9:3:3:1),原因是减数分裂时,等位基因随同源染色体分离的同时,非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合。4、 伴Y遗传的特点:只在雄性世代相传。5、 伴X隐性遗传的特点:隔代交叉遗传 男性患者多于女性 女性患者的父亲和儿子一定患病6、伴X

39、显性遗传的特点:世代遗传 女性患者多于男性 男性患者的母亲和女儿一定患病3、 细胞核遗传和细胞质遗传的比较 区别细 胞 核 遗 传细 胞 质 遗 传物质基础核基因质基因正交和反交的子代表现均表现为显性性状与母本相同杂交后代是否发生性状分离发生性状分离发生性状分离杂交后代性状分离比出现一定的分离比不出现一定的分离比减数分裂过程中遗传物质的分配有规律地均等分配到子细胞中随机地、不均等地分配到子细胞中传递途径随精子和卵细胞传递给子代随卵细胞传递给子代二者联系核遗传和质遗传的遗传物质都是DNA;生物体绝大多数性状由核基因控制,极少数性状由质基因控制,还有一些性状是由核基因和质基因共同控制的六 常见遗传

40、题型的解答方法一、确定显、隐性关系的方法 1、杂交法:将两个表现不同的亲本杂交,若子代只表现出一个性状,则子代所表现的性状为显性性状。 如: 亲本 高茎 × 矮茎 子代 高茎 (高茎为显性,矮茎为隐性) 2、自交法:将两个表现相同的亲本相交,若子代出现性状分离,则亲本性状为显性性状;若子代无性状分离的现象,则无法确定;可再将它们杂交即可确定。如: 亲本 高茎 × 高茎 子代 高茎 矮茎 (高茎为显性,矮茎为隐性) 另外,在判断植物性状显隐性时,最简便的方法是让其自交。二、显性纯合子与杂合子的确定 1、自交法:适用雌雄同体类型,让待测个体进行自交,即 待测个体 U结果 若子代

41、发生性状分离,则待测个体为杂合子分析 若子代无性状分离,则待测个体为纯合子, 2、测交法:适用动物和雌雄异体的植物,让待测个体与隐性个体相交,待测个体 × 隐性纯合子 结果 若子代出现隐性性状,则待测个体为杂合子分析 若子代无隐性性状,则待测个体为纯合子,(注意:子代数量要足够多,例如如果待测对象为雄性动物,可让其与多个隐性雌性个体交配)结果 若只产生1种配子,则待测个体为纯合子分析 若产生2种或2种以上的配子,则待测个体为杂合子减数分裂 3、配子鉴定法 待测个体配子 三、验证某些性状的遗传是否符合孟德尔遗传规律(是否遵循分离定律和自由定律)1、依据基因位置确定若位于同源染色体上的一

42、对等位基因控制的性状遗传,则遵循基因分离定律;若位于非同源染色体上的非等位基因控制的性状遗传,则遵循基因自由组合定律2、自交法:若自交后代的性状分离比为3:1,则符合基因分离定律;若自交后代的分离比为9:3:3:1,则符合基因自由组合定律3、测交法:若测交后代的性状分离比例为1:1,则符合基因分离定律;若测交后代的性状分离比为1:1:1:1,则符合基因自由组合定律4、花粉粒性状鉴定法依据对花粉粒的形状或特殊的染色效果的观察,统计分析相关的观察结果,进而判断相关基因控制的性状遗传是否符合基因分离定律或自由定律。如:非糯性与糯性水稻的花粉遇碘液呈现不同的染色效果,杂种非糯性水稻的花粉遇碘液呈现两种

43、不同的染色现象,且比例为1:1,从而直接证明了杂合非糯性水稻在减数分裂产生配子的过程中遵循基因分离定律。另外也可以通过单倍体育种方式看最终得到的纯合子的种类进行判断。四、基因位置的确定(基因定位)1、判断基因是在细胞质还是在细胞核中的方法(1)从来源角度分析,遗传物质来自细胞质(线粒体或叶绿体),则为细胞质遗传 遗传物质来自细胞核,则为细胞核遗传(2)从杂交后代性状分离比分析,没有固定分离比的,则可能为细胞质遗传 有固定分离比的,则为细胞核遗传(3)从正反交结果分析若正交、反交的子代表现结果不同,且不论雌雄都与各自的母本表现相同,则为细胞质遗传;例如:P 正交 绿色紫茉莉 × 白色紫

44、茉莉 P 反交 白色紫茉莉 × 绿色紫茉莉 F1 绿色植株()F1 白色植株() 若正交、反交的子代表现结果相同,均表现为显性性状,则为细胞核遗传中的常染色体遗传;例如:P 正交 高茎DD × dd 矮茎 P 反交 高茎DD × dd 矮茎 F1 高茎Dd ()F1 高茎Dd () 若正交、反交的子代表现结果不同,且雌雄表现有差异,则为细胞核遗传中的伴性遗传。例如:P 正交 红眼果蝇 × 白眼果蝇 P 反交 白眼果蝇 × 红眼果蝇 F1 红眼() 白眼()F1 红眼() 2、确认基因位于常染色体还是X染色体上的方法(1)已知显隐性的情况下,通过

45、一次杂交实验,鉴别某等位基因是位于常染色体还是X染色体上,应选择的两个亲本杂交组合为:母本隐性性状和父本显性性状。例如:P (隐性)XbXb × XBY(显性) P (隐性)bb × BB或Bb(显性) F1 Bb或Bb、bb (显性) F1 XBXb(显性) XbY(隐性) 若子代中雄性个体全为隐性性状,雌性个体全为显性性状,则基因位于X染色体上;若子代雌雄个体全为显性性状或雌雄个体既有显性性状,又有隐性性状,则基因位于常染色体上(2)不知显隐性的情况下,通过正交和反交的方法确定。若正交、反交子代表现结果相同,且雌雄个体表现没有差异,则基因位于常染色体上;例如:P 正交 高茎DD × dd 矮茎 P 反交 高茎DD

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