29中必修2《遗传与进化》一轮复习知识梳理xiao

1 必修必修必修必修 2 2 2 遗传与进化遗传与进化遗传与进化遗传与进化 第二章第二章 减数分裂和有性生殖减数分裂和有性生殖 一 细胞的减数分裂及配子的形成过程一 细胞的减数分裂及配子的形成过程 一 减数分裂的概念 一 减数分裂的概念 是进行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 在减数分裂过程中 染色体只复制一次 而细胞分裂两次 减数分裂的结果是成熟生殖细胞中的 染色体数目比原始生殖的细胞的减少一半 二 减数分裂的过程 二 减数分裂的过程 1 精子的形成过程 精子的形成过程 场所精巢精巢 哺乳动物称睾丸睾丸 减数第一次分裂减数第一次分裂 间期 间期 染色体复制染色体复制 包括 DNADNA 复制复制和蛋白质蛋白质的合成 前期前期 联会联会 形成四分体四分体 四分体中的非姐妹染色单体非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的交叉互换交叉互换 中期 中期 同源染色体成对排列在赤道板赤道板上 两侧两侧 后期 后期 同源染色体分离分离 等位基因分离 非同源染色体自由组合自由组合 非等位基因自由组合 末期 末期 细胞质细胞质分裂 形成 2 个子细胞 结果 结果 每个子细胞的染色体数目减半 减数第二次分裂 无同源染色体 减数第二次分裂 无同源染色体 前期 前期 染色体散乱散乱排列在细胞中央 中期 中期 每条染色体的着丝粒 点 着丝粒 点 都排列在细胞中央的赤道板赤道板上 后期 后期 着丝粒 点 分裂 姐妹染色单体分开分开 成为两条子染色体 并分别移向细胞两极两极 末期 末期 细胞质细胞质分裂 最终共形成 4 个子细胞 结果 结果 每个子细胞的 DNA 数目减半 2 卵细胞的形成过程 卵细胞的形成过程 场所卵巢卵巢 2 三 精子与卵细胞的形成过程的比较 三 精子与卵细胞的形成过程的比较 精子卵细胞 部位动物 精巢精巢 哺乳动物称睾丸睾丸 动物 卵巢卵巢 细胞质分 裂情况 两次分裂都均等均等初级卵母细胞和次级卵母细胞皆不均等不均等分裂 只有减 过程中第一极体是均等均等分裂 分裂结果1 精原细胞 4 4 精细胞 生殖细 胞 1 卵原细胞 1 1 卵细胞 生殖细胞 3 3 极 体 消失 是否变形变形变形不需变形不需变形 特别提示特别提示 1 判断同源染色体 形态 大小基本相同基本相同 一条来自父方父方 一条来自母方母方 联会 2 精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞的相同相同 因此 它们属于体细胞体细胞 通过有丝分裂有丝分裂的方式增 殖 但它们又可以进行减数分裂减数分裂形成生殖细胞生殖细胞 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 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 所以减数第二次分裂过程中无同源染色体 四 减数分裂过程中染色体和 四 减数分裂过程中染色体和 DNA 的变化规律的变化规律 五 减数分裂形成子细胞种类 五 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 2 2n种精子 卵细胞 它的 1 个精原细胞进行减数分裂形成 2 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 六 配子中染色体组合多样性的原因 六 配子中染色体组合多样性的原因 1 减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合 2 四分体中同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换 七 细胞分裂图像辨析 七 细胞分裂图像辨析 一看染色体数目 奇数为减一看染色体数目 奇数为减 二看有无同源染色体 没有为减二看有无同源染色体 没有为减 三看同源染色体行为 确定有丝或减三看同源染色体行为 确定有丝或减 注意 若细胞质为注意 若细胞质为不均等不均等分裂 则为分裂 则为卵原细胞卵原细胞的减的减 或减或减 的后期 的后期 例 判断下列细胞正在进行什么分裂 处在什么时期 3 减减 前期前期 减减 前期前期 减减 前期前期 减减 末期末期 有丝后期有丝后期 减减 后期后期 减减 后期后期 减减 后期后期 有丝前期有丝前期 减减 中期中期 减减 后期后期 减减 中期中期 减减 前期前期 减减 后期后期 减减 中期中期 有丝中期有丝中期 二 受精作用的特点和意义二 受精作用的特点和意义 B 1 特点 受精作用是指精子和卵细胞相互识别 融合成为受精卵的过程 精子的头部头部进入卵细胞 尾部尾部 留在外面 不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合 使受精卵中染色体数目又恢复到体细胞的数目 其中有一半来自精子精子 另一半来自卵细胞卵细胞 2 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染色体数目的恒定 对于生物的遗传遗传和变异变异具有 重要的作用 3 实质 精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合 第四章第四章 遗传的分子基础遗传的分子基础 第一节第一节 探索遗传物质的过程探索遗传物质的过程 一 人类对遗传物资的探索过程 一 人类对遗传物资的探索过程 一 一 1928 年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验 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 菌落光滑光滑 菌体有有荚膜 有有毒性 R 型细菌 菌落粗糙粗糙 菌体无无荚膜 无无毒性 2 实验过程 R 型活细菌 不死亡 S 型活细菌 死亡 分离出 S 型活细菌 加热杀死的 S 型细菌 不死亡 R 型活细菌 加热杀死的 S 型细菌 死亡 分离出 S 型活细菌 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 S 型活细型活细 菌菌 这种性状的转化是可以遗传遗传的 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 转化因子转化因子 这种转化因子转化因子将无毒性的 R 型 活细菌 转化为有毒性的 S 型活细菌 二 二 1944 年艾弗里的实验 年艾弗里的实验 1 实验设计思路 对 S 型细菌中的物质进行提取 分离 分别单独观察各种物质的作用 体现了实验设 计中的对照原则 2 实验过程 如右图 3 实验证明 DNA 才是 R 型细菌产生稳定遗传变化 的物质 三 三 1952 年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验 1 实验设计思路 把 DNA 和蛋白质蛋白质区分开来 直 接地 单独地去观察 DNA 和蛋白质的作用 2 实验材料 T2 噬菌体 1 结构 没有细胞结构 只有 DNA 和蛋白质外壳 如右图所示 小 鼠 注射 4 2 生活习性 专门寄生在大肠杆菌体内寄生在大肠杆菌体内 2 实验过程 对比实验 1 用 35S 标记噬菌体 让标记的噬菌体侵染大肠杆菌后搅拌并离心 结果 上清液中含 含 35S 即亲代 亲代 噬菌体蛋白质外壳噬菌体蛋白质外壳 沉淀中无无 35S 即子代噬菌体 子代噬菌体 2 用 32P 标记噬菌体 让标记的噬菌体侵染大肠杆菌后搅拌并离心 结果 上清液中无 无 32P 即亲亲 代噬菌体蛋白质外壳代噬菌体蛋白质外壳 沉淀中有有 32P 即子代噬菌体 子代噬菌体 3 实验结论 在噬菌体中 亲代与子代之间具有连续性的物质是 DNA 而不是蛋白质蛋白质 即 DNA 是遗是遗 传物质传物质 特别提示特别提示 噬菌体侵染细菌包括 吸附吸附 注入注入 合成合成 组装组装 释放释放 5 个步骤 噬菌体侵染细菌后 合成子代噬菌体蛋白质外壳所需的原料 氨基酸全部来自细菌细菌 场所 核糖 体来自细菌细菌 而组成子代噬菌体的 DNA 既有来自侵入细菌的亲代噬菌体亲代噬菌体的 也有利用细菌细菌体内的原料 脱氧核苷酸新合成的 四 四 1956 年烟草花叶病毒感染烟草实验年烟草花叶病毒感染烟草实验 1 实验过程 实验过程 提取烟草花叶病毒的 RNA 和蛋白质 分别感染烟草 用从烟草花叶病毒中提取的蛋白质蛋白质不能使烟草感 染花叶病 但从烟草花叶病毒中提取的 RNARNA 却能使烟草感染花叶病 2 实验证明 实验证明 在只有 RNA 的病毒中 RNARNA 是遗传物质 二 生物的遗传物质二 生物的遗传物质 细胞生物 真核 原核 非细胞生物 病毒 核酸DNA 和 RNA仅有 DNA仅有 RNA 遗传物质DNADNARNA 举例细菌 蓝藻 真菌 动植物等细菌 蓝藻 真菌 动植物等T2噬菌体噬菌体 烟草花叶病毒 艾滋病病毒 烟草花叶病毒 艾滋病病毒 SARS 病毒病毒 等等 特别提示特别提示 1 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 第二节第二节 DNA 的结构的结构和和 DNA 的复制 的复制 一 一 DNA 分子结构的主要特点 分子结构的主要特点 一 一 DNA 分子的结构 分子的结构 1 DNA 的组成元素 的组成元素 C C H H O O N N P P 2 DNA 的基本单位 的基本单位 脱氧核糖脱氧核糖核苷酸 4 4 种 3 DNA 的结构 的结构 沃森沃森和克里克克里克提出 DNADNA 双螺旋结构双螺旋结构模型 内容是 由两两条 反向平行反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构 外侧 脱氧核糖脱氧核糖和磷酸磷酸交替连接构成基本骨架骨架 内侧 由氢键氢键相连的碱基对碱基对组成 碱基配对有一定规律 A T G C 碱基互补配对原则 二 二 DNA 的特性 的特性 1 多样性 多样性 碱基对的排列顺序是千变万化千变万化的 排列种数 4 4n n n 为碱基对对数 从而构成了 DNA 分子 的多样性 也决定了遗传信息的多样性 2 特异性 特异性 每个特定 DNA 分子的碱基排列顺序是特定特定的 所以每个特定的 DNA 分子中都储存着特定 的遗传信息 这就构成了 DNA 分子的特异性 3 稳定性 稳定性 指 DNA 分子双螺旋结构空间结构的相对稳定性 原因有 a DNA 分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成 从头至尾没有变化 b 碱基配对方式始终不变 即 A T G C 5 三 三 DNA 的功能 的功能 携带遗传信息遗传信息 DNA 分子中碱基对的排列顺序排列顺序代表遗传信息 二 二 基因和遗传信息的关系 基因和遗传信息的关系 1 基因 是 基因 是 DNA 分子上具有遗传效应的片段 每个分子上具有遗传效应的片段 每个 DNA 分子上含有很多个基因 分子上含有很多个基因 2 遗传信息 是基因中 遗传信息 是基因中脱氧核苷酸 碱基 脱氧核苷酸 碱基 的排列顺序 的排列顺序 3 遗传信息传递 通过 遗传信息传递 通过 DNA 基因 分子的 基因 分子的复制复制完成 完成 4 基因的表达 遗传信息以一定的方式反映到 基因的表达 遗传信息以一定的方式反映到蛋白质蛋白质分子结构上 从而使后代表现出与亲代相似的性状 分子结构上 从而使后代表现出与亲代相似的性状 三 三 DNA 的复制的复制 1 概念 概念 以亲代 DNA 分子两两条链为模板 合成子代 DNA 的过程 2 时间 时间 有丝分裂间期和减有丝分裂间期和减 前的间期前的间期 3 场所 场所 主要在细胞核细胞核 4 过程 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 特点 半保留复制半保留复制 子代 DNA 母链 子链 附 半保留复制的实验证据 看书 P62 积极思维 6 原则 原则 碱基互补配对碱基互补配对原则 7 条件 条件 模板 亲代 DNA 分子的两两条链 原料 4 4 种游离的脱氧核糖核苷酸种游离的脱氧核糖核苷酸 能量 ATPATP 酶 解旋解旋酶 DNADNA 聚合聚合酶等 8 结果 结果 形成了两个完全一样完全一样的 DNA 分子 9 DNA 能精确复制的原因 能精确复制的原因 独特的双螺旋双螺旋结构为复制提供了精确的模板 碱基互补配对碱基互补配对原则保证复制能够准确进行 10 意义 意义 1 遗传 遗传 DNA 分子复制 使遗传信息从亲代亲代传递给子代子代 从而确保了遗传信息的连续性连续性 2 变异 变异 复制时出现差错 基因突变基因突变 11 与 与 DNA 复制有关的计算 复制有关的计算 复制出 DNA 数 2 2n n n 为复制次数 含亲代链的 DNA 数 2 2 第三节第三节 基因控制蛋白质的合成 遗传信息的转录和翻译 基因控制蛋白质的合成 遗传信息的转录和翻译 一 一 RNA 的结构 的结构 1 组成元素 组成元素 C C H H O O N N P P 2 基本单位 基本单位 核糖核糖核苷酸 4 4 种 3 结构 结构 一般为单单链 如右图 二 基因 二 基因 1 基因与 基因与 DNA 的关系 的关系 1 基因是具有遗传效应的具有遗传效应的 DNA 片段片段 DNA 分子中存在不是基因的片段 2 每个 DNA 分子含有多多个基因 3 基因主要是细胞核中在染色体染色体上 细胞核中 DNA 上的基因称核基因核基因 细胞质中 DNA 上的基因称 质基因质基因 2 DNA 片段中的遗传信息片段中的遗传信息 1 DNA 分子能够储存足够量的遗传信息遗传信息 2 遗传信息蕴藏在 4 种碱基的排列顺序排列顺序之中 3 DNA 分子的多样性源于碱基排列顺序碱基排列顺序的多样性 4 DNA 分子的特异性源于每个 DNA 分子的碱基的特定的排列特定的排列顺序 3 基因与性状的关系 基因与性状的关系 基因是控制生物性状的结构结构单位和功能功能单位 4 生物多样性和特异性的物质基础 生物多样性和特异性的物质基础 DNA 分子的多样性和特异性 三 基因控制蛋白质合成 三 基因控制蛋白质合成 1 1 转录 转录 1 概念 概念 在细胞核细胞核中 以 DNA 的一一条链为模板 按照碱基互补配对碱基互补配对原则 合成 RNA 的过程 注 叶绿体叶绿体 线粒体线粒体也有转录 6 2 过程特点 过程特点 边解旋边转录 完成转录后的 DNA 仍然保留远来的双链结构 3 条件 条件 模板 DNA 的一一条链 模板链 原料 4 4 种游离的核糖核苷酸种游离的核糖核苷酸 能量 ATPATP 酶 解旋酶解旋酶 RNARNA 聚合酶聚合酶等 4 原则 原则 碱基互补配对原则碱基互补配对原则 A U T A G C C G 5 产物 产物 信使信使 RNARNA mRNAmRNA 核糖体核糖体 RNARNA rRNArRNA 转运转运 RNARNA tRNAtRNA 2 2 翻译 翻译 1 概念 概念 游离在细胞质细胞质中的各种氨基酸 以 mRNAmRNA 为模板 合成具有一定氨基酸顺序具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 附 密码子 附 密码子 1 概念 概念 遗传学上把 mRNA 上决定一个氨基酸的 3 3 个相邻的碱基个相邻的碱基 叫做一个 遗传密码子 2 实验 实验 遗传密码是怎么破译的 看书 P69 例 看书 P70 表 4 1 回答下列问题 1 密码子共有 个 起始密码子有 个 是否决定氨基酸 终止密码子有 个 是否决定氨基 酸 所以决定氨基酸的密码子有 种 2 一个密码子只能决定 种氨基酸 一种氨基酸是否只有一种密码子 3 当某 DNA 碱基发生改变 是否一定会导致生物性状发生改变 答案 1 64 1 是 3 不决定 61 2 1 不是 3 不一定 2 过程特点 过程特点 以 mRNA 为模板 tRNA 为运载工具 在核糖体中 合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质 3 条件 条件 模板 mRNAmRNA 原料 氨基酸氨基酸 约 2020 种 能量 ATPATP 酶 多种酶多种酶搬运工具 tRNAtRNA 装配机器 核核 糖体糖体 4 原则 原则 碱基互补配对碱基互补配对原则 5 产物 产物 多肽链 例 转运 RNA 上与 mRNA 上密码子配对的 3 个碱基称为反密 码子 共 61 个 若一条肽链共有 21 个氨基酸组成 则合成该肽链时需要的转运 RNA 可能有 61 种 实 际最多 21 种 3 与基因表达有关的计算 与基因表达有关的计算 1 DNA 中模板链与 mRNA 之间 满足 DNA 中两条链之间的百分比百分比关系和比值比值关系 2 基因中碱基数 mRNA 分子中碱基数 氨基酸数 6 6 3 3 1 1 四 基因对性状的控制四 基因对性状的控制 1 中心法则 中心法则 克里克克里克提出 遗传信息可以从 DNA 流向 DNA 即完成 DNA 的自我复制复制过程 也可以从 DNA 流向 RNA 进而流向蛋白质 即完成遗传信息的转录转录和翻译翻译过程 后来有科学家在 RNA 肿瘤病毒发现了逆转录酶逆转录酶 它是以 RNA 为模板 合成 DNA 的酶 这说明遗传 信息也可以从 RNA 流向 DNA RNA 自我复制过程的发现说明遗传信息也可以从 RNA 流向 RNA 从而 补充和发展了 中心法则 特别提示特别提示 上述遗传信息的流动都要遵循碱基互补配对碱基互补配对原则 2 基因控制性状的方式 基因控制性状的方式 1 通过控制酶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蛋白质结构直接控制生物的性状 第三章第三章 遗传和染色体遗传和染色体 第一节第一节 基因的分离定律基因的分离定律 一 孟德尔实验获得成功的原因一 孟德尔实验获得成功的原因 1 正确选用实验材料豌豆 严格的自花传粉 闭花受粉植物 自然条件下都是纯种 相对性状明显 花较大 易于人工操作 2 由单因子到多因子的研究方法 3 应用统计学方法对实验结果进行分析 4 科学地设计了试验的程序 用假说 演绎法证明 二 基因的分离规律二 基因的分离规律 一 孟德尔一对相对性状的杂交实验 一 孟德尔一对相对性状的杂交实验 7 1 实验过程 实验过程 2 对分离现象的解释 对分离现象的解释 看书 3 对分离现象解释的验证 测交 对分离现象解释的验证 测交 4 显性纯合子与杂合子的实验鉴别方法 显性纯合子与杂合子的实验鉴别方法 1 测交法 测交法 让其与隐形纯合子杂交 2 自交法 自交法 3 3 花药离体培养法 花药离体培养法 方法 方法 用花药离体培养形成单倍体幼苗 再用秋水仙素处理获得纯合子植株 观察植物的性状类型 4 花粉鉴别法 花粉鉴别法 原理 原理 水稻的非糯性 W 对糯性 w 是完全显性 前者花粉含直链淀粉 遇碘变成蓝黑色 后者含支 链淀粉 遇碘则变成红褐色 方法 方法 待个体长大开花后 取出花粉粒放在载玻片上 加一滴碘液 用显微镜观察 若一半是蓝黑色 一半红褐色 杂合子 若全部为蓝黑色或全部红褐色 纯合子 三 相关概念 三 相关概念 1 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相同位置上 2 表现型与基因型 表现型与基因型 基因型 环境基因型 环境 表现型表现型 3 测交 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 四 基因分离定律的实质 四 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等位基因随着同源染色体的分开而分离 五 基因分离定律的应用 五 基因分离定律的应用 1 指导杂交育种 指导杂交育种 2 2 指导医学实践 指导医学实践 例 1 下图表示一家族中白化病发病情况的图解 问 用 A 表示显性基因 a 表示隐性基因 1 的基因型是 1 的基因型是 2 的基因型是 2 的基因型是 它是纯合子的概率是 是杂合子的概率是 2 与一白化病人婚配生一个患病孩子的概率是 生一个患病男孩的概率是 答案 1 aa 2 Aa Aa 3 AA 或 Aa 1 3 2 3 4 1 3 1 6 例 2 下图表示一家族中多指症发病情况的图解 问 用 B 表示显性基因 b 表示隐性基因 1 1 的基因型是 2 1 的基因型是 2 的基因型是 3 2 的基因型是 它是纯合子的概率是 是杂合子的概率是 8 4 2 与一正常人婚配生一多指孩子的概率是 生一多指女孩的概率是 答案 1 bb 2 Bb Bb 3 BB 或 Bb 1 3 2 3 4 2 3 1 3 三 基因的自由组合规律三 基因的自由组合规律 一 孟德尔两对相对性状的杂交实验 一 孟德尔两对相对性状的杂交实验 1 实验过程 实验过程 看书 2 对自由组现象的解释 对自由组现象的解释 看书 3 对自由组现象解释的验证 测交 对自由组现象解释的验证 测交 看书 二 基因自由组合定律的实质 二 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非同源染色体上才满足自由组合定律 三 基因自由组合定律的适用范围 三 基因自由组合定律的适用范围 1 有性有性生殖的真核真核生物 2 细胞核细胞核内染色体上的基因 3 两对或两对以上位于非同源染色体非同源染色体上的基因 否则满足 连锁和交换定律 如下图 四 四 基因基因自由组合定律两种基本题型 自由组合定律两种基本题型 共同思路 先分开 再组合先分开 再组合 正推类型 亲代正推类型 亲代 子代 子代 例 1 豌豆黄色 Y 对绿色 y 是显性 圆粒 R 对皱粒 r 是显性 这两对基因自由组合 黄色圆粒豌 豆 YyRr 自交 则 这种豌豆产生雄配子 种 子代基因型的种数为 子代基因型为 Yyrr 的概率为 子代表现型的种数为 子代表现型的比值为 子代表现型及比值为 子代是黄色皱粒的概率为 子代能稳定遗传的个体概率为 子代不能稳定遗传的个体概 率为 子代不同于亲本性状的概率为 子代只表现一种显性性状的概率为 答案 4 9 1 8 4 9 3 3 1 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 9 3 3 1 3 16 1 4 3 4 7 16 3 8 例 2 已知双亲基因型为 AaBb aaBb 两对基因自由组合 则 基因为 AaBb 亲本产生配子的 种数 基因为 aaBb 亲本产生配子的 种数 子代基因型的种数为 子代基因型的比值为 子代基因型为 AaBb 的概率为 子代表现型的种数为 子代表现型的比值为 子代双显性状的概率为 子代双隐性状的概率为 子代不能稳定遗传的个体概率为 子代不同于双亲性 状的概率为 子代只表现一种显性性状的概率为 答案 4 2 6 1 2 1 1 2 1 1 4 4 3 1 3 1 3 8 1 8 3 4 1 4 1 2 例 3 将基因型为 AaBbCC 与 AABbcc 的向日葵杂交 按照基因自由组合规律 则 基因为 AaBbCC 亲本产生配子的 种数 基因为 AABbcc 亲本产生配子的 种数 子代基因型的种数为 子代基因型的比值为 子代基因型为 AaBbCc 的概率为 子代基因型为 AABbCC 的概率为 子代表现型的种数为 子代表现型的比值为 子代全部是显性状的概率为 子 代全部是隐性状的概率为 子代不能稳定遗传的个体概率为 答案 4 2 6 1 2 1 1 2 1 1 4 0 2 3 1 3 4 0 100 例 4 具有 n 对等位基因 各对等位基因独立遗传 的个体自交 则 该个体产生雌配子的种数为 该个体产生雄配子的种数为 子代基因型的种数为 子代基因型的比值为 子代表现型的种数为 子代表现型的比值为 答案 2n 2n 3n 1 2 1 n 2n 3 1 n 逆推类型 子代逆推类型 子代 亲代 亲代 例 1 豌豆子叶的黄色 Y 对绿色 y 是显性 圆粒 R 对皱粒 r 是显性 下表是四种不同的 杂交组合以及各种杂交组合所产生的子代数 请在表格内填写亲代的基因型 亲代子代表现型及数量 基因型表现型黄圆黄皱绿圆绿皱 黄圆 绿皱 16171415 9 黄圆 绿圆 217206 绿圆 绿圆 004314 答案 YyRr yyrr YyRr yyRr yyRr yyRr 例 2 小麦的毛颖和光颖由一对等位基因 P p 控制 抗锈和感锈由另一对等位基因 R r 控制 这两 对基因是自由组合的 下表是四种不同品种小麦杂交结果的数量比 试填写出每个组合的基因型 子代表现型及数目比 组合亲代表现型 毛颖抗锈毛颖感锈光颖抗锈光颖感锈 毛颖抗锈 光颖感锈 1 0 1 0 毛颖抗锈 毛颖抗锈 9 3 3 1 毛颖感锈 光颖抗锈 1 1 1 1 1 根据哪个组合能够同时判断上述两对相对性状的显 隐性 显 隐性分别是 2 写出每组中两个亲本的基因型 答案 1 组合 毛颖对光颖是显性 抗锈对感锈是显性 2 PpRR pprr PpRr PpRr Pprr ppRr 例 3 牵牛花的花色是由一对等位基因 R r 控制的 叶的形态由另一对等位基因 W w 控制 这两对 相对性状是自由组合的 下表是三组不同的亲本杂交的结果 子代表现型及数目 组合亲代表现型 红色阔叶红色窄叶白色阔叶白色窄叶 白色阔叶 红色窄叶 41503970 红色窄叶 红色窄叶 04190141 白色阔叶 红色窄叶 427000 1 根据哪个组合能够同时判断上述两对相对性状的显 隐性 显 隐性分别是 2 写出每组中两个亲本的基因型 答案 1 组合 红色对白色是显性 阔叶对窄叶是显性 2 rrWW Rrww Rrww Rrww rrWW RRww 例 4 1 若某生物只产生 2 种配子 YR yR 且比值为 1 1 则该生物的基因型为 2 若某生物产生 4 种配子 YR yR Yr yr 且比值为 1 1 1 1 则该生物的基因型为 答案 YyRR YyRr 五 基因自由组合定律的应用 五 基因自由组合定律的应用 1 指导杂交育种 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 ddrrddrr 和纯合高杆抗病水稻 DDRRDDRR 两个品种 要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻 ddRRddRR 应该怎么做 用遗传图解说明 附 杂交育种附 杂交育种 方法 杂交杂交 原理 基因重组基因重组 优缺点 方法简便 但要较长年限选择才可获得 2 指导医学实践 指导医学实践 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 10 既患多指又患先天性聋哑的占 完全正常的占 答案 ddppddpp DdPpDdPp ddPpddPp 3 83 8 1 81 8 1 81 8 3 83 8 四 伴性遗传四 伴性遗传 一 性别决定 一 性别决定 1 性别决定的概念 性别决定的概念 是指雌雄异体雌雄异体的生物决定性别的方式 2 染色体分类 染色体分类 1 按来源分为 同源染色体同源染色体和非同源染色体非同源染色体 2 按与性别的关系分为 常染色体常染色体和性染色体性染色体 3 性别决定方式 性别决定方式 1 XY 型性别决定方式 型性别决定方式 2 ZW 型性别决定方式 型性别决定方式 二 伴性遗传 二 伴性遗传 XY 型 型 1 伴性遗传概念 伴性遗传概念 由性染色体性染色体上的基因决定的性状在遗传时与性别联系在一起 这类性状的遗传被称为伴性遗传 2 伴性遗传的种类 伴性遗传的种类 伴 X 遗传 伴 X 隐性遗传 I 伴 X 显性遗传 伴 Y 遗传 注 遵循的遗传规律注 遵循的遗传规律 1 常染色体和性染色体上的基因都遵循基因的分离定律分离定律和基因的自由组合自由组合定律 2 常染色体和性染色体上的基因属于非同源染色体上的非等位基因 其遗传遵循自由组合自由组合定律 3 伴性遗传基因型的写法 伴性遗传基因型的写法 先写出性染色体 男性 XY 女性 XX 再在 X 染色体染色体的右上角右上角写上基因 Y 上不写不写 4 三种伴性遗传的特点 三种伴性遗传的特点 1 伴 X 隐性遗传的特点 男男 女女 隔代遗传 交叉遗传 隔代遗传 交叉遗传 母病子必病 女病父必病母病子必病 女病父必病 2 伴 X 显性遗传的特点 女 男女 男 连续发病连续发病 父病女必病 子病母必病父病女必病 子病母必病 3 伴 Y 遗传的特点 男病女不病男病女不病 父父 子子 孙孙 5 家族系谱图中遗传病遗传方式的快速判断 家族系谱图中遗传病遗传方式的快速判断 无中生有为隐性无中生有为隐性 病女父或子正常为常隐病女父或子正常为常隐 有中生无为显性有中生无为显性 病男母或女正常为常显病男母或女正常为常显 例 1 下图为某家族遗传病系谱图 致病基因为 A 或 a 请回答下列问题 1 该病的致病基因在 染色体上 是 性遗传病 2 2 和 3 的基因型相同的概率是 3 2 的基因型是 4 2 的基因型是 若 2 与一携带该致病基因的女子结婚 生育出患病女孩的概率是 答案 1 常 隐 2 100 3 Aa 4 AA 或 Aa 1 12 例 2 下图为某家族遗传病系谱图 致病基因为 B 或 b 经查 5 号个体不携带任何致病基因 请回答 11 1 该病的致病基因在 染色体上 是 性遗传病 2 14 号成员的致病基因是由哪个体传递来的 用成员编号和 表示 3 若成员 7 和 8 再生一个小孩 是患病男孩的概率为 男孩患病的概率为 是 患病女孩的概率为 答案 1 X 隐 2 1 4 8 14 3 1 4 1 2 0 附 常见遗传病类型 要记住 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 6 遗传病可能性大小的判断 遗传病可能性大小的判断 需检验 1 一看是否连续发病 一看是否连续发病 连续 显性可能性大 不连续 隐性可能性大 2 二看男女发病率 二看男女发病率 无性别差异 男 女 常染色体可能性大 有性别差异 男 女 伴 X 隐可能性大 女 男 伴 X 显可能性大 全男 伴 Y 可能性大 3 三看是否全满足两个 三看是否全满足两个 特点特点 全满足 母病子必病 女病父必病 伴 X 隐可能性大 全满足 父病女必病 子病母必病 伴 X 显可能性大 例 1 右图中人类遗传病最可能的类型是 D 可能的类型是 BD A 常染色体显性遗传 B 常染色体隐性遗传 C 伴 X 显性遗传 D 伴 X 隐性遗传 例 2 右图中人类遗传病最可能的类型是 C 可能的类型是 AC A 常染色体显性遗传 B 常染色体隐性遗传 C 伴 X 显性遗传 D 伴 X 隐性遗传 例 3 右图中人类遗传病最可能的类型是 A 可能的类型是 AB A 常染色体显性遗传 B 常染色体隐性遗传 C 伴 X 显性遗传 D 伴 X 隐性遗传 第四章第四章 第四节第四节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组 第三章第三章 第三节第三节 染色体变异及其应用染色体变异及其应用 一 生物变异的类型一 生物变异的类型 不可遗传的变异 仅由环境环境变化引起 可遗传的变异 由遗传物质遗传物质的变化引起 基因突变 基因重组 染色体变异 二 基因突变的特征和原因二 基因突变的特征和原因 1 概念 概念 是指 DNA 分子中碱基对的增添增添 缺失缺失或改变改变等变化 例 镰刀型细胞贫血症 直接原因 组成血红蛋白的一条肽链上的氨基酸氨基酸发生改变 谷氨酸谷氨酸 缬氨酸缬氨酸 根本原因 DNA 模板链上的碱基碱基发生改变 CTT CATCTT CAT 2 时间 时间 细胞分裂间间期 DNA 复制时期 由于这时稳定的双螺旋解旋形成单链 DNA 稳定性大大下降 极易受到外界因素干扰使原来的碱基 12 序列发生改变 导致基因发生改变 3 类型 类型 自发自发突变 在没有人为因素的干预下 基因产生的变异 人工人工诱变 在人为因素干预下发生的基因突变 人为因素包括 物理物理因素 X 射线 激光等 化学化学因素 亚硝酸盐 碱基类似物等 生物生物因素 病毒 细菌等 4 特点 特点 发生频率低低 方向不确定不确定 一般有害有害 随机随机发生 基因突变可以发生在生物个体发育的任何任何时期 基因突变可以发生在细胞内的不同的不同的 DNADNA 分子分子上或同一 DNA 分子的不同部位不同部位上 普遍普遍存在 5 结果 结果 使一个基因变成它的等位等位基因 新基因 6 对生物的影响 对生物的影响 1 对突变生物本身而言 对突变生物本身而言 基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系 而对生物有害 有些基因 突变 也可能使生物产生新的性状 适应改变的环境 获得新的生存空间 还有些基因突变既无害也无 益 2 对突变生物后代而言 对突变生物后代而言 若发生在体细胞有丝分裂过程中 这种突变可以通过通过无性无性生殖传给后代 但不会通过有性有性生殖传给后代 若发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中 这种突变有可能通过有有 性性生殖传给后代 7 应用 应用 诱变育种诱变育种 方法 用物理或化学因素处理生物 原理 基因突变基因突变 实例 高产青霉菌株的获得 优缺点 加速加速育种进程 大幅度大幅度地改良某些性状 但有利变异个体少少 8 适用范围 适用范围 所有生物均可以发生 包括病毒 9 意义 意义 是产生新基因新基因的途径 是生物变异的根本根本来源 是生物进化的原始原始材料 三 基因重组及其意义三 基因重组及其意义 1 概念 概念 是指生物体在进行有性有性生殖的过程中 控制不同性状不同性状的基因重新组合的过程 2 种类 种类 1 1 自由组合重组 自由组合重组 减数分裂 减减 后后期 形成配子时 随着非同源染色体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 真核真核生物核遗传中发生 2 2 交叉互换重组 交叉互换重组 减减 四分体四分体时期 同源染色体上 非姐妹非姐妹染色单体 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 真核真核生物核遗传中发生 3 3 重组 重组 DNA 技术重组 技术重组 概念 概念 是指将从一个生物体内分离分离得到或人工合成人工合成的目的基因目的基因转入另一个生物细胞 受体受体细胞 中 使后者获得新的遗传性状遗传性状或表达所需要的产物表达所需要的产物的技术 3 与基因突变的联系 与基因突变的联系 基因突变为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因 基因突变是基因重组的基础 4 结果 结果 产生新的基因型基因型 6 应用 应用 育种 杂交育种杂交育种 见第三章第二节 5 适用范围 适用范围 只适用于真核真核生物有性有性生殖的核核基因遗传 指狭义的基因重组 特别提示特别提示 基因的自由组合自由组合 基因的交叉互换交叉互换 重组重组 DNADNA 技术及肺炎双球菌的转化肺炎双球菌的转化等都属于基因重组 基因重组的范围 除了基因工程外 狭义的基因重组通常考虑适用于进行有性有性生殖过程 6 意义 意义 也是生物变异变异的来源之一 对生物的进化进化也具有重要意义 四 染色体变异四 染色体变异 一 染色体变异的类型 一 染色体变异的类型 包括染色体结构的变异染色体结构的变异和染色体数目的变异染色体数目的变异 特别提示特别提示 基因突变 基因重组 染色体变异都会引起遗传物质的改变 属于可遗传的变异 基因突变属于分子水平上的变化 显微镜下不可见 基因重组也不可见 染色体变异属于细胞水平上 13 的变化 通过显微镜一般可观察到 二 染色体结构的变异 二 染色体结构的变异 实例 实例 猫叫综合征 5 5 号染色体部分缺失号染色体部分缺失 类型 类型 缺失缺失 重复重复 倒位倒位 易位易位 看书 P43 图并理解 结果 结果 使染色体上基因的数目数目和排列顺序排列顺序发生改变 从而导致性状的变异 往往是不利的 甚至致死 三 染色体数目的变异 三 染色体数目的变异 1 类型 类型 个别染色体增加或减少 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 原因 1 减 分裂后期 个别同源染色体同源染色体没有分开 2 减 分裂后期 个别姐妹染色单体姐妹染色单体分开后移向细胞同一极 以染色体组的形式成倍增加或减少 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 染色体组 1 概念 概念 二二倍体生物配子配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组 2 特点 特点 一个染色体组中无同源染色体无同源染色体 形态和功能各不相同各不相同 是一组非同源非同源染色体 一个染色体组携带着控制生物生长的全部全部遗传信息 3 染色体组数的判断 染色体组数的判断 例 1 以下各图中 各有几个染色体组 答案 3 2 5 1 4 方法一 染色体组数方法一 染色体组数 细胞中细胞中任意一种染色体条数任意一种染色体条数 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 答案 2 2 3 3 方法二 染色体组数方法二 染色体组数 基因型中基因型中控制同一性状的基因个数控制同一性状的基因个数 4 每个染色体组中染色体条数的判断 每个染色体组中染色体条数的判断 每个染色体组中染色体条数 细胞中染色体的种数 例 例 1 各图中每个染色体组中染色体条数分别是 2 2 4 4 3 3 4 4 1 1 3 单倍体 二倍体和多倍体 单倍体 二倍体和多倍体 由配子配子发育成的个体叫单倍体单倍体 由受精卵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 含两个两个染色体组就叫二倍体二倍体 含三个三个染色体组就叫三倍体三倍体 以此类推 体细胞中含三个或三个以上三个或三个以上染色 体组的个体叫多倍体多倍体 1 二倍体 二倍体 2N 概念 概念 由受精卵受精卵发育而成 体细胞中含有两个两个染色体组的个体 存在 存在 几乎全部动物动物 过半数的高等植物 2 多倍体 多倍体 kN 概念 概念 由受精卵受精卵发育而成 体细胞中含有三个或三个以上三个或三个以上染色体组的个体 存在 存在 主要是植物植物 动物极少见 特点特点 植物 茎杆粗壮粗壮 叶片 果实和种子都比较大大 糖类和蛋白质等营养物质的含量增加增加 但结 实率低 发育延迟 3 单倍体 单倍体 k 2 N 概念 概念 由配子配子直接发育而成 体细胞中含本物种配子染色体数目的个体 成因 成因 自然成因 如动物中的雄蜂 由卵细胞卵细胞直接发育而成 植物偶尔出现 人工成因 花药 花粉 的离体培养花药 花粉 的离体培养 特点特点 植物 植株弱小弱小 高度不育不育 五 生物变异在育种上的应用五 生物变异在育种上的应用 14 1 多倍体育种 多倍体育种 方法 方法 用秋水仙素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加倍 原理 原理 染色体变异染色体变异 优缺点 优缺点 培育出的植物器官大大 产量高高 营养丰富丰富 但结实率低 成熟迟 附附 1 多倍体的可育性问题 多倍体的可育性问题 同源多倍体 染色体组数为偶数偶数时可育 异源多倍体 来自不同物种的染色体组数都为偶数都为偶数时才可育 2 单倍体育种 单倍体育种 方法 方法 花粉花粉 药药 离体培养离体培养 原理 原理 染色体变异染色体变异 实例 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 优缺点 后代都是纯合子 明显缩短育种年限后代都是纯合子 明显缩短育种年限 但技术较 复杂 3 常规育种方法小结 常规育种方法小结 诱变育种杂交育种多倍体育种单倍体育种 方法 用物理或化学因素物理或化学因素 处理生物 杂交杂交用秋水仙素秋水仙素处理萌发的 种子或幼苗 花药花药 粉粉 离体培养离体培养 原理 基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异 实例 高产青霉菌株的育 成 矮杆抗病水稻的培育三倍体无子西瓜的培育 八倍体小黑麦的培育 矮杆抗病水稻的培育 优缺点 加速育种进程 大大 幅度幅度地改良某些性 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 明显后代都是纯合子 明显 缩短育种年限缩短育种年限 但技术 较复杂 六 转基因生物和转基因食品的安全性问题 六 转基因生物和转基因食品的安全性问题 第四章第四章 遗传的分子基础遗传的分子基础 第五节第五节 关注人类遗传病关注人类遗传病 一 人类遗传病与先天性疾病区别 一 人类遗传病与先天性疾病区别 遗传病 由遗传物质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 生来生来就有的疾病 不一定是遗传病 二 人类遗传病类型二 人类遗传病类型 1 1 单基因遗传病单基因遗传病 1 概念 概念 由一对一对等位基因控制的遗传病 2 类型 类型 显性遗传病 伴 显 抗维生素 佝偻病抗维生素 佝偻病 常显 多指 并指 软骨发育不全多指 并指 软骨发育不全 隐性遗传病 伴 隐 色盲 血友病色盲 血友病 常隐 先天性聋哑 白化病 镰刀型细胞贫血症 黑尿症 苯丙酮尿症先天性聋哑 白化病 镰刀型细胞贫血症 黑尿症 苯丙酮尿症 2 多基因遗传病 多基因遗传病 1 概念 概念 由多对多对等位基因控制的人类遗传病 2 常见类型 常见类型 腭裂 无脑儿 原发性高血压 青少年型糖尿病腭裂 无脑儿 原发性高血压 青少年型糖尿病等 注 单基因遗传病和多基因遗传病合称基因病基因病 3 染色体异常遗传病 染色体异常遗传病 简称染色体病染色体病 1 概念 概念 染色体异常引起的遗传病 包括数目数目异常和结构结构异常 2 类型 类型 常染色体遗传病 结构异常 猫叫综合征猫叫综合征 15 数目异常 21 三体综合征三体综合征 先天智力障碍 性染色体遗传病 性腺发育不全综合征 性染色体组成 XO 先天性睾丸发育不全综合征 性染色体组成 XXY XYY 综合征 三 人类遗传病的监测和预防三 人类遗传病的监测和预防 1 1 禁止近亲结婚 禁止近亲结婚 每个人都可能携带 5 6 个不同的隐性隐性致病基因 在近亲结婚的情况下 双方从共同祖 先那里继承同一种同一种致病基因的机会大大增加 2 2 遗传咨询 遗传咨询 3 3 产前诊断产前诊断 4 基因诊断和基因治疗 基因诊断和基因治疗 选修 3 四 人类基因组计划及其意义 四 人类基因组计划及其意义 1 1 人类基因组计划的研究对象和目标 人类基因组计划的研究对象和目标 完成人体 2424 条染色体上的全部基因的遗传作图遗传作图 物理作图物理作图 和 全部碱基的序列测定全部碱基的序列测定 2 2 人类基因组计划的研究成果和意义 人类基因组计划的研究成果和意义 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 五 五 实验实验 调查人群中的遗传病调查人群中的遗传病 书 P89 继续探究 目的要求 目的要求 1 初步学会调查和统计人类遗传病的方法 2 通过对几种人类遗传病的调查 了解这几种遗传病的发病情况发病情况或遗传方式遗传方式 3 通过实际调查 培养接触社会 并从社会中直接获取资料或数据的能力 注意事项 注意事项 调查时 最好选取群体中发病率较高较高的单基因单基因遗传病 如红绿色盲 白化病 高度近视 600 度以上 等 调查对象及范围 广大人群随机随机抽样 注意事项 调查的群体