遗传学所有重点内容总结

精品文档 1欢迎下载 第一章第一章 绪论绪论 1 1 什么是遗传 变异 遗传 变异与环境的关系 1 遗传 heredity 生物亲子代间相似的现象 2 变异 variation 生物亲子代之间以及子代不同个体之间存在差异的现象 遗传和变异的表现与环境不可分割 研究生物的遗传和变异 必须密切联系其所处的环境 生物与环境的统一 这是生物科学中公认的基本原则 因为任何生物都必须具有必要的环 境 并从环境中摄取营养 通过新陈代谢进行生长 发育和繁殖 从而表现出性状的遗传 和变异 2 2 生物进化和新品种选育的三大因素是 遗传 变异和选择遗传 变异和选择 四 近交与杂交在育种上的应用四 近交与杂交在育种上的应用 1 近亲繁殖在育种上的应用 固定优良性状 保持个别优秀个体的血统 发现并淘汰隐性有害 不良 基因 2 杂交在育种和生产上的应用 在育种上 利用杂交组合不同品种 或品系 或类群间的优良特性 培育具有多 种特点的优良品种 在生产上 主要利用杂交产生的杂种优势 杂种优势理论 显性假说 认为双亲对很多座位上的不同等位基因的纯合体形成杂种后 由于显性有利基 因的积聚 遮盖了隐性有害基因 从而表现出 超显性假说 认为双亲基因型异质结合所引起基因间互作杂种优势等位基因间无显隐性关 系 但杂合基因间的互作 纯合基因明显 的优优杂种优势特点 势势 杂交杂交杂交 hybridization hybridization hybridization 指通过不同个体之间的交配而产生后代的过程近交 指通过不同个体之间的交配而产生后代的过程近交 指通过不同个体之间的交配而产生后代的过程近交 inbreeding inbreeding inbreeding 亲缘关系相近个体间杂交 亦称近亲交配亲缘关系相近个体间杂交 亦称近亲交配亲缘关系相近个体间杂交 亦称近亲交配 近亲系数近亲系数近亲系数 F F F 是指个体的某个基因座上两个等位基因来源于共同祖先某个基因 即得到一 是指个体的某个基因座上两个等位基因来源于共同祖先某个基因 即得到一 是指个体的某个基因座上两个等位基因来源于共同祖先某个基因 即得到一 对纯合的 而且遗传上等同的基因 的概率 对纯合的 而且遗传上等同的基因 的概率 对纯合的 而且遗传上等同的基因 的概率 近交与杂交的遗传效应近交与杂交的遗传效应近交与杂交的遗传效应 近交增加纯合子频率 杂交增加杂合子频率 近交增加纯合子频率 杂交增加杂合子频率 近交增加纯合子频率 杂交增加杂合子频率 近交降低群体均值 杂交提高群体均值 近交降低群体均值 杂交提高群体均值 近交降低群体均值 杂交提高群体均值 近交使群体分化 杂交使群体一致 近交使群体分化 杂交使群体一致 近交使群体分化 杂交使群体一致 近交加选择能加大群体间基因频率的差异 从而提高杂种优势 近交加选择能加大群体间基因频率的差异 从而提高杂种优势 近交加选择能加大群体间基因频率的差异 从而提高杂种优势 近交产生近交衰退 杂交产生杂种优势近交产生近交衰退 杂交产生杂种优势近交产生近交衰退 杂交产生杂种优势 数量性状遗传的多基因假说多基因假说要点 1 决定数量性状的基因数目很多 2 各基因的效应相等 3 各个等位基因的表现为不完全显性或无显性或有增效和减效作用 4 各基因的作用是累加性的 1 细胞质遗传的特点 正 反遗传表现不同 性状通过母本才能传递给后代 精品文档 2欢迎下载 连续回交 可置换母本全部核基因 但母本胞质基因及其控制的性状不消失 基因定位困难 有时表现出类于病毒的传导或感染 细胞质中由附加体或共生体决定的性状 其表现类似于病毒的传导或感染 即能传 递给其它细胞 2 母性影响 母性影响所表现的遗传现象与胞质遗传相似 但其本质不同 因为母性影响不是细胞 质遗传 而是F1受母本基因的影响 以后还要分离 3 胞质遗传的表现 叶绿体遗传 线粒体遗传 质粒遗传 共生体遗传 孢子体不育 是指花粉的育性受孢子体 即植株 基因型所控制 而与花粉本身所含基因无 关 配子体不育 是指花粉育性直接受花本身的基因所决定 细胞质遗传和细胞核遗传的异同 1 共同点 1均按半保留方式复制 2表达方式一样 核糖体 DNA mRNA 蛋白质 3均能发生突变 且能稳定遗传 其诱变因素亦相同 2 2 2 不同点不同点不同点 细胞质 DNA 核 DNA 突变频率大 突变频率较小 正反交不一样 正反交一样 基因定位困难 杂交方式基因定位 某些基因有感染性 无感染性 细菌和病毒在遗传研究中的优越性细菌和病毒在遗传研究中的优越性 作为遗传研究材料具有独特优势 世代周期短 繁殖世代所需时间短 易于操作管理和进行化学分析 纯培养与代谢产物累积 便于研究基因的突变 表现与选择 便于研究基因的作用机理 突变型生长条件与基因作用 便于研究基因的重组 重组群体大 选择方法简便有效 遗传物质比较简单 可作为研究高等生物的简单模型 在研究基因结构 功能与表达调控时更为简便 转化 指某些细菌 或其它生物 能通过其细胞膜摄取周围介质中的DNA片段 并将此外源 DNA片段整合到自己染色体组中的过程 接合 是指遗传物质从供体 donor 雄性 转移到受体 receptor 雌性 的过 程 性导 指接合时由F 因子所携带的外源DNA整合到细菌染色体的过程 转导 是指以噬菌体为媒介进行细菌遗传物质重组的过程 是细菌遗传物质传递和交换方 式之一 F 因子 Hfr菌株在切除F因子时发生错误切除 分离出一个携带F因子和部分宿主染色体基 因的遗传因子 这种带有宿主染色体基因的F因子称为F 因子 精品文档 3欢迎下载 决定细菌雄性的是染色体外的一个共价环状DNA分子 称为致育因子 又称为F因子 供体菌 雄性菌 含有F因子的细菌 F因子游离于宿主染色体外 记为 F 受体菌 雌性菌 不含有F因子的细菌 记为 F Hfr菌株 高频重组菌株 指 F 因子整合到宿主染色体中去了的菌株 其重组频率比 F 高1000多倍 1基因突变是染色体上点突变 是基因内部化学性质的变化 可遗传 2 基因突变频率很低 任何时期都可以发生 3 基因突变的特点 重演性 可逆性 多方向性 有害 有利 平行性 高等生物基因突变时期与性状表现 突变时 期 显性突变 隐性突变 或下位性突变 性细胞 突变当代表现突变性 状 突变当代不表现突变性 状 其自交后代才可能 表现突变性状 高等 生物 体细胞 突变当代表现为嵌合 体 镶嵌范围取决于 突变发生的早晚 突变当代不表现突变性 状 往往不能被发现 保留 复等位基因 指位于同一基因位点上各个等位基因的总体 转座遗传因子 又叫可移动因子 是指一段特定 DNA 序列 原核生物转座因子 插入因子 转座子 Mu噬菌体 真核生物转座因子 玉米Ac Ds系统 Spm控制因子 果蝇转座因子有Copia 412与297等 转座因子的应用 作为基因的标记克隆目的基因 DNA作为主要遗传物质的直接证据 细菌转化试验 噬菌体侵染与繁殖试验 烟草花叶病毒拆合实验 DNADNADNA的复制的复制的复制 半保留半不连续复制半保留半不连续复制半保留半不连续复制 一端沿氢键逐渐断开一端沿氢键逐渐断开一端沿氢键逐渐断开 以单链为模板 碱基互补以单链为模板 碱基互补以单链为模板 碱基互补 氢键结合 聚合酶等连接氢键结合 聚合酶等连接氢键结合 聚合酶等连接 形成新的互补链形成新的互补链形成新的互补链 形成了两个新形成了两个新形成了两个新DNADNADNA分子分子分子 真核生物与原核生物DNA合成的区别 区别原核生物真核生物 DNA 合成的时期整个细胞生长过程细胞周期的 S 期 复制起点数单个多个 RNA 引物长度10 60 核苷酸10 核苷酸 冈崎片段长度1000 2000 核苷酸100 150 核苷酸 精品文档 4欢迎下载 前导链与后随链的合成聚合酶 III 同时控制 聚合酶 控制前导链 聚合酶 控制后随链 RNARNARNA和和和DNADNADNA合成的区别合成的区别合成的区别 区别 RNA 的合成DNA 的合成 所用的原料核苷三磷酸脱氧核苷三磷酸 模板数目一条 DNA 链 二条 DNA 链 引物不需要引物的引导 RNA 聚合酶一种酶 三种酶 中心法则 遗传信息从DNA转录到mRNA再翻译成蛋白质 以及遗传信息从DNA到DNA的复制过 程 这就是分子生物学的中心法则 这一法则提示了基因的两个基本属性 自我复制和控制蛋白质合成 突变子 指性状突变时 产生突变的最小单位 一个突变子可以小到只是一个核糖核酸对 重组子 指在发生性状重组时 可交换的最小单位 一个交换子只包含一个核糖核酸对 顺反子 一个起作用的单位 即通常指的基因 一个作用子所包括的一段DNA与一个多肽链 的合成相对应 结构基因 可编码RNA或蛋白质的一段DNA序列 调控基因 其产物参与调控其他结构基因表达的基因外显子 参加蛋白质编码的DNA片段 重叠基因 指同一段DNA的编码顺序 同时编码两个或两个以上多肽链的基因 隔裂基因 指一个结构基因内部为一个或更多的不翻译的编码顺序 跳跃基因 指细胞中能改变自身位置的一段DNA序列 外显子 参加蛋白质编码的DNA片段 内含子 不参加蛋白质编码的DNA片段 基因文库 是指整套由基因组DNA片段插入克隆载体获得的分子克隆之总和 应用DNA重组 技术 可以将各种生物体全部基因组的遗传信息 贮存在可以长期保存的稳定重组体中 以备需要时应用 好象将文献资料贮存于图书馆一样 cDNA 文库 将细胞全部 mRNA 反转录成 cDNA 并被克隆的总和称为 cDNA 文库 染色体组 遗传学上把二倍体生物一个正常配子中所含的全部染色体称为一个染色体组 染色体基数 每个染色体组所包含的染色体数目称为染色体基数 用 x 表示 同源多倍体 指增加的染色体组来自同一物种 一般是由二倍体的染色体直接加倍产生的 异源多倍体 指增加的染色体组来自不同物种 一般是由不同种属间的杂交种染色体加倍 形成的 一倍体 是指体细胞内只含一个染色体组的生物个体 如雄蜜蜂 雄蚁等 单倍体 是指体细胞内所含染色体数目与正常个体配子中染色体数目相同的个体 精品文档 5欢迎下载 单倍体形成的原因 1生物自发产生 生殖过程不正常 如孤雌生殖或孤雄生殖 2人工创造单倍体 通过诱变 花药培养等可直接获得单倍体 植物花药的培养是产生单倍体最成功的技术之一 即在小孢子有丝分裂时取出花药 在培 养基上即可培养成植株 单倍倍倍体的应用 培育完全纯合的品系 缩短育种进程 用于研究基因的性质及其作用 分析染色体组之间的同源性 多倍体形成途径及应用1 形成途径 自发形成 未减数配子结合 人工诱发 体细胞染色体数加倍 2 2 2 2 人工多倍体的应用人工多倍体的应用人工多倍体的应用人工多倍体的应用 1克服远缘杂交的不孕性 亲本之一染色体加倍可能克服其不孕性 2克服远缘杂种的不实性 远缘杂种不实 其原因是配子不育 解决办法有 杂种F1染色体 加倍 双二倍体 亲本物种加倍后再杂交 3创造种间杂交育种的中间亲本 实质是克服远缘杂交不育性 4人工合成新物种 育成作物新类型 人工合成同源多倍体 直接加倍 人工合成异源多倍体 物种间杂交 杂种F1染色体数目加倍 单体 体细胞中染色体数目为2n 1的生物个体叫单体 缺体 是指在正常染色体数目2n的基础上缺少了一对同源染色体的生物个体 2n 2 缺体的形成及存在 缺体一般都通过单体自交产生 缺体仅存在于多倍体生物中 二倍体 生物中的缺体一般不能存活 三体 是指体细胞中的染色体数较正常生物个体 2n 多了一条染色体的个体 2n 1 四体 在正常染色体数目2n的基础上多了一对同源染色体的生物个体 2n 2 叫四体 单体测验 隐性基因定位 显性基因定位 三体分析 根据三体与二体显著不同的特点 可分析三体在哪个染色体上 步骤 将待测基因与三体系列分别杂交 将杂交后代F1分别自交和测交 检查测交后代和F2代的分离比例 缺失 染色体丢失了带有基因的某一区段 缺失的类别 顶端缺失 指缺失的区段位于染色体某臂的外端 中间缺失 指缺失的区段位于染色体某臂的中间 缺失的细胞学鉴定 顶端缺失 有丝分裂出现因断裂 融合 双着丝粒染色体 后期染色体桥 减数分裂联会时 有未配对的游离区段 中间缺失 减数分裂染色体联会时形成缺失环 1较小的缺失往往并不表现出明显的细胞学特征 2缺失纯合体减数分裂过程也无明显的细胞学特征 缺失的遗传学效应 1致死或出现异常 缺失片段较长 1缺失基因的数目和重要性 2缺失个体是二倍体还是多倍体 3缺失配子是雄配子还是雌配子 精品文档 6欢迎下载 含缺失染色体的配子一般败育 缺失染色体主要是通过雌配子传递 4缺失个体是纯合体还是杂合体 缺失纯合体很难存活 缺失杂合体的生活力很低 2假显性 缺失片段较短 3 人类染色体缺失 假显性 如果缺失的部分包括某些显性基因 那么同源染色体上与这一缺失相对应位置上 的隐性等位基因就得以表现 这一现象称为假显性 重复 正常染色体增加了与自己相同的某一区段的结构变异叫重复 重复的类别 顺接重复 指重复区段的基因序列与原染色体上基因的序列相同的重复 反接重复 指重复区段内的基因顺序发生了180度颠倒 与自己序列相反的重复 重复的细胞学鉴定 1 重复环2 染色体末端不配对而突出 注意 区分重复环与缺失环 当重复区段很短时很难观察到重复环 重复纯合体也观察不 到重复环 重复的遗传学效应 1重复对基因平衡的影响 扰乱了生物体本身基因固有的平衡体系 影响了个体的生活力 有害程度取决于重复区段基因数量的多少及其重要性 与缺失相比 有害性相 对较小 但若重复区段过长 往往使个体致死 2对育性的影响 重复杂合体一般败育 重复纯合体会产生 剂量效应 剂量效应 同一种基因对表型的作用随基因数目的增多而呈一定的累加增长 位置效应 一个基因随着染色体畸变而改变它和邻近基因的位置关系 从而改变了表型的 现象称位置效应 倒位 正常染色体某一区段的基因序列发生了180 颠倒的现象 倒位的类别 臂内倒位 指倒位发生在染色体的某一臂内 又称为一侧倒位 臂间倒位 指倒位发生在染色体的两臂之间 含着丝粒 倒位的细胞学鉴定 倒位区段过长 倒过来配对 其余游离 倒位区段较短 正常部分配对 其余不配对 倒位区段适中 形成倒位圈 臂内倒位形成的 后期 I 桥 注意 区分倒位圈与缺失 重复圈的结构差异 倒位纯合体无明显细胞学特征 倒位的遗传学效应 1对基因关系的影响 倒位改变了基因间的连锁关系 因不能正常配对而降低了连锁基因间的重组率 有害