生命的延续PPT演示课件

一、生殖,4-1 细胞分裂与生命的延续,营养繁殖优点, 繁殖速度快，产量高, 表现亲本的优良性状,人工营养繁殖方式,分株、扦插、嫁接,（一）类型,（二）有性生殖的意义,1、有效地获得父母双方的遗传物质，保证后代的遗传稳定性；,2、通过减数分裂增加变异机会和生物的多样性，增强生物适应环境变化的能力。,脱氧核苷酸多核苷酸链DNA基因染色质染色体,（一）过程,二、有丝分裂,动植物细胞分裂的主要方式。,（三）特征,分裂间期复制的DNA平均分离，产生两个染色体数目和形态结构与亲代细胞完全相同的子细胞。,保证亲代、子代之间遗传性状的稳定性和连续性。,（四）意义,（二）动、植物细胞的区别,有丝分裂的曲线,继续分裂增殖,（G0细胞）,（五）细胞有丝分裂后的三种状态,三、细胞分化和细胞的全能性,1、结果,产生了细胞的多样性。,3、特点,（1）贯穿个体发育的全过程,（2）稳定、不可逆,2、根本原因,基因的选择性表达。,4、意义,多细胞生物个体发育的基础。,（一）细胞分化,1、首次证实植物细胞全能性实验,（二）细胞的全能性,2、物质基础,每个细胞都包含该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。,3、植物组织培养技术,（1）条件, 无菌, 控制温度、pH、光照,（2）培养基,糖类、无机盐、维生素、植物激素等,（3）应用,植物的快速繁殖,斯蒂瓦特的胡萝卜根实验,四、减数分裂,（一）特征,细胞连续分裂两次， DNA复制一次，产生四个单倍体的、遗传物质重新组合的子细胞。,（二）意义,保证生物前后代体细胞中染色体数目恒定，保证生物遗传性状相对稳定。,4n,2n,减数分裂,减间,减,减,染色体数,染色单体数,DNA含量,（三）精子和卵的形成,精原细胞,精子,卵原细胞,卵细胞,初级精母细胞,初级卵母细胞,次级精母细胞,次级卵母细胞,第一极体,精细胞,第二极体,有丝分裂,减数第一次分裂,一、孟德尔研究遗传规律的方法,（一）豌豆杂交试验的方法,人工去雄,套袋隔离,异花授粉,套袋隔离,1、正确选择试验材料,（1）严格的自花传粉,（二）孟德尔成功的原因,避免外来花粉的干扰，保持纯种,（2）具有区别明显的性状,便于统计分析,由简到繁，先易后难,数学统计方法,2、研究思路,4、巧妙地设计测交试验进行验证,3、数据处理,4-2 遗传与变异,（一）基因的分离定律,减数分裂时，等位基因会随着同源染色体的分离而分开，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。,（二）基因的自由组合定律,当两对（或更多对）相对性状的亲本杂交后，在Fl形成配子时，等位基因会彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。,二、遗传规律,三、性别决定,（一）XY型性别决定,生物界最普遍,全部哺乳动物、很多昆虫、某些鱼类和两栖类，很多雌雄异株的植物。,（二）ZW型性别决定,鸟类、某些两栖类和爬行类、某些昆虫,四、可遗传变异,（一）基因重组,1、发生时期,2、结果,产生新的基因型,（1）非等位基因自由组合,（2）非姐妹染色单体交换,减前,减后,减数分裂,（二）基因突变,1、时期,S期,（2）普遍性,（3）不定向性,（4）大部分中性,3、意义,产生新基因的主要来源,（1）低频性,2、特点,1、染色体结构变异,（三）染色体畸变,缺失、重复、倒位、易位,2、染色体数目变异,（1）染色体数目的整倍化变异,（2）染色体数目的非整倍化变异,五、人类遗传病的预防,（一）遗传病的常见类型,1、单基因遗传病,（1）常染色体显性遗传病, 男女发病机会均等, 双亲正常，子女正常；双亲患病，子女不一定患病, 连代遗传, 患者：双亲至少一人患病，子女约1/2患病，同胞约1/2发病,（2）常染色体隐性遗传病, 发病率低（呈散发性）, 男女发病机会均等, 近亲婚配发病率明显增加, 患者：双亲正常，但一定是携带者；子女往往正常；大部分出现在同胞之间。,（3）X连锁显性遗传病, 女性患者多, 患者双亲之一必是患者, 儿子患病，母亲必患病；父亲患病，女儿必患病, 连代交叉遗传,（4）X连锁隐性遗传病, 男性患者多, 母亲患病，儿子必患病，女儿起码是携带者；女儿患病，父亲必患病，母亲起码是携带者。, 隔代交叉遗传, 近亲婚配发病率高, 父亲患病，儿子无影响，女儿起码是携带者；儿子患病，与父亲无关，母亲起码是携带者。,（5）Y连锁遗传病, 男性代代相传, 致病基因只能随Y染色体传给男性后代。,比单基因遗传病更易受环境影响,2、多基因遗传病,3、染色体异常遗传病, 染色体数目异常, 染色体缺损,（1）常染色体异常,（2）性染色体异常,发生在父母形成生殖细胞的减数分裂过程中,1、倡导婚前体检,（二）遗传病的预防,2、禁止近亲结婚,女性最适生育年龄：2429岁,3、提倡适龄生育,4、产前诊断,羊水检查、B超检查,5、遗传咨询（遗传学指导）,（三）遗传方式的判断,1、判断致病基因的显隐性,（1）在系谱图中找典型片段,（2）无典型片段，通过发病情况，作最可能判断, 发病率较高，连代遗传,为显性。, 发病率较低，隔代遗传,为隐性。,无中生有为隐性，,生女有病为常隐；,有中生无为显性，,生女无病为常显。, XbXb,假设在X染色体上,（2）显性,（1）隐性, XBY,正常女性,，父子皆正常。,患病男性,，母女皆患病。, XbXb, XBY,患病女性,，父子皆患病。,正常男性,，母女皆正常,2、判断致病基因所处的染色体类型,X染色体常染色体,连代遗传,呈散发性,常染色体,男女发病机会均等,男性多,女性多,男女发病机会不等,伴X显,常染色体遗传病,伴X染色体遗传病,连代遗传,隔代交叉遗传,常显,常隐,伴X显,伴X隐,(子代),有性生殖与细胞分裂、分化,一、 生命延续的细胞学基础-细胞分裂与分化,每个基因有很多脱氧核苷酸组成基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表“遗传信息”,基因是由遗传效应的DNA片段一个DNA上有间断地排列着多个基因,染色体是DNA的主要载体通常每条染色体上有一个DNA分子,基因在染色体上呈直线排列,（一）基本结构的辨析,1条染色质,含2个DNA,1条染色体,含2条姐妹染色单体,含2个DNA,联会的一对同源染色体，含四条染色单体、可能出现交换现象。,1条染色质,含1个DNA,1条染色体,含1个DNA,一对同源染色体，含2个DNA,思考：下列哪个细胞表示等位基因的分离？ 可能存在等位基因的细胞是？, ,乙、丙,思考：下列哪种结构上可能存在等位基因？,丙,（二）细胞分裂的过程及特点,1、有丝分裂：,体细胞增殖的主要方式,转录大量的RNA和合成大量的蛋白质，为DNA复制作准备,DNA复制，一个DNA分子复制出的两个DNA分子通过着丝点连在一起，与蛋白质结合形成2个姐妹染色单体,合成组装纺锤体的蛋白质，完成分裂所需的物质和能量准备,染色质转变成染色体；核膜、核仁消失；形成纺缍体（注意动植物的区别）,染色体着丝粒排列在细胞中央；染色体形态数目最清晰,着丝粒分裂，染色单体分离，染色体数目加倍，在纺缍丝牵引下移向细胞两极（染色单体消失）,染色体转变成染色质；核膜、核仁重现；纺缍体消失；细胞中央细胞板细胞壁（注意动植物区别）,DNA复制,形成姐妹染色单体,同源染色体联会,非姐妹染色单体可能发生交换,同源染色体排列在细胞中央,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,着丝粒不分裂,子细胞中染色体数目是体细胞的一半，DNA数目与体细胞相同,间期,前期,中期,后期,末期,不进行DNA复制,不具有同源染色体,染色体的着丝粒排列在细胞中央,着丝粒分裂，染色单体分离，染色体数目暂时加倍,子细胞中染色体数目、DNA数目均为体细胞的一半,形成配子(精子和卵细胞)的分裂方式,2、减数分裂：,精、卵细胞形成比较,精原细胞,卵原细胞,初级卵母细胞,初级卵母细胞,次级精母细胞,精细胞,精子,次级卵母细胞,第一极体,第二极体,卵细胞,思考：下列几个图分别在细胞分裂什么时期出现？,有丝分裂：G1、后期、末期减数分裂：第一次分裂间期、第二次分裂后期、末期,有丝分裂：G2、前期、中期减数分裂：第一次分裂前、中期；第二次分裂前期、中期,减数分裂：第一次分裂前期、中期,或,或,(含同源染色体)着丝粒分裂,(不含同源染色体)着丝粒分裂,同源染色体位于细胞中央,同源染色体分离,有丝分裂,减,中期,后期,(不含同源染色体)着丝粒排列在细胞中央,(含同源染色体)着丝粒排列在细胞中央,减,减,减,有丝分裂,（三）有丝分裂与减数分裂图像辨析,有丝分裂与减数分裂图像区别的主要依据,(四) 有关细胞分裂曲线图的分析,1.在图中，哪些表示有丝分裂，哪些表示减数分裂？,2.在图的C段，细胞的主要变化是什么？,3.图中a-b段包括哪些时期？出现bc的原因是什么？,4.图的a-b段和图的1-2段：细胞内共同变化是什么？ 不同变化是什么？,5.在人工诱变时，秋水仙素作用的是图和图的哪段？,图2 图3 图4,请在“图2图7”中分别找出符合图1中c-d段和e-f段特征的细胞：c-d段 、e-f段 。,五.细胞分裂与遗传、变异的联系,1.等位基因及同源染色体分别指图中的什么？,2.孟德尔的两条遗传规律的实质分别是什么？,4.该精原细胞减数第一次分裂完成时将产生怎 样的次级精母细胞？最终产生几种配子?若已 形成了一个基因型是Ab的精细胞,则伴随产生 的其他精细胞的基因型如何?,3.减数分裂形成配子时, 图中A与a基因的分离 及A与B或b基因的组合分别发生在什么时期?,不考虑交换：2种; (2个AB和2个ab或者2个Ab和2个aB)；,AB、ab、aB,Ab、aB、aB,考虑交换：4种；,例题:果蝇的红眼(B)对白眼(b)为显性，这对等位基因位于X染色体上，下图表示一红眼雄果蝇与一红眼雌果蝇分别通过减数分裂产生配子，再交配生出一白眼雄果蝇的过程，请据图回答：(1)写出A、B、E细胞的名称： A B E (2)画出图中C、D、G细胞的染色体示意图。 (X染色体上有白眼基因的用b标注),初级精母细胞,精细胞,次级卵母细胞,XBXb,红眼雌果蝇,1/4,1/4,(3)若精子C与卵细胞F结合，产生后代的基因型为。 表现型为。(4)若亲代红眼雌果蝇与一白眼雄果蝇交配，则子代总数中出现雄性红 眼果蝇的概率为 ，出现雌性白眼果蝇的概率为 。,红眼雄果蝇,红眼雌果蝇,白眼雄果蝇,二、生命延续的物质基础-遗传信息的传递与表达,(一)核酸是一切生物的遗传物质,-DNA是主要的遗传物质,(遗传物质为DNA),(遗传物质为RNA),(遗传物质为DNA),1、DNA的结构,碱基互补配对原则： AT; GC,外侧：磷酸和脱氧核糖相间连接 成DNA的基本骨架。,内侧：两链的碱基通过氢键连接 成碱基对,(1)DNA空间结构,双螺旋(两条反向平行的长链向右螺旋),(二)核酸的结构,合成蛋白质的模板，起传递遗传信息作用,转运特异氨基酸的运载工具,(信使RNA),(转运RNA),(核糖体RNA),RNA都是以DNA的一条链为模板转录而成的单链结构，三者分别是以DNA的不同区段为模板合成，结构和功能不同。,与蛋白质结合形成核糖体,自我盘曲呈三叶草形状,2、RNA的结构和类型,有丝分裂间期或减数第一次分裂间期,主要在细胞核,DNA分子两条链（称为母链）,四种游离的脱氧核苷酸,ATP,DNA解旋酶、 DNA聚合酶,子代DNA分子(与亲代一模一样),边解旋边复制,1、遗传信息的传递DNA的复制,半保留复制,把亲代的遗传信息传递给子代，从而使物种的遗传性状能保持相对稳定。,(三)遗传信息的传递与表达,DNA复制的过程：,解旋提供模板,合成互补子链,子母链螺旋形成新DNA分子,PCR(聚合酶链反应)：体外进行DNA复制的过程,1、 DNA分子总数为_个 ； 2、只含15N的分子_个； 含15N 14N的分子_个； 含14N的分子_个； 只含14N的分子_个； 3、脱氧核苷酸链总数_条； 含15N的链为_条； 含14N的链为_条； 4、若DNA分子中含某碱基m个，则需游离的该碱基个数为_个。,0,2n,m(2n-1),若一个用15N标记的DNA分子，被转移到含14N的培养基上复制n次：,2,2n-2,2n+1,2,2n+1-2,2n,遗传信息位于遗传密码位于,DNA的基因上,mRNA上,遗传密码直接控制氨基酸的排序,2、遗传信息的表达基因控制蛋白质的合成,3、中心法则,逆转录,复制,及其发展,*RNA的自我复制和逆转录过程在病毒单独存在时是 不能进行的，只有寄生到寄主细胞后才可发生。,6个碱基 3个碱基(1个密码子) 1个氨基酸,主要在细胞核,核糖体,DNA两条链,DNA一条链,mRNA,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,氨基酸,两个子代DNA,一条单链mRNA,具特定氨基酸序列的多肽链(蛋白质),DNA两大功能(复制和表达遗传信息)的比较,A-T; G-C,DNA到DNA,DNA到RNA,RNA 到多肽链,A-U; G-C,A-U; G-C,只发生在细胞分裂的间期,几乎所有的细胞中均发生,可用放射性同位素标记“T”,可用放射性同位素标记“U”,可用放射性同位素标记“氨基酸”,(四)基因工程及其应用,1、基因工程的工具,(1)“化学剪刀