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文档简介

1、第1章 遗传因子的发现第1节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)一、相关概念:(1)性状:生物所表现出来的形态特征和生理特性。如:高、矮、肥、瘦等。(2)相对性状:一种生物同一种性状的不同表现类型。如:豌豆的高茎和矮茎,兔的长毛和短毛。中,杂合F1代自交后形成的F2代同时出现显性性状(DD及Dd)和隐性性状(dd)的现象。(4)显性性状:在DDdd 杂交试验中,F1表现出来的性状;如教材中F1代豌豆表现出高 茎,即高茎为显性性状。(5)隐性性状:在DDdd杂交试验中,F1未显现出来的性状;如教材中F1代豌豆未表现出矮茎,即矮茎为隐性性状。(6)显性遗传因子(基因):决定显性性状的为显性遗传因子(基因)

2、,用大写字母(如D)表示。(7)隐性遗传因子(基因):决定隐性性状的为隐性遗传因子(基因),用小写字母(如d)表示。(8)表现型:生物个体表现出来的性状,如:豌豆的高茎和矮茎。(9)基因型:与表现型相关的基因组成,如高茎豌豆的基因型是DD,矮茎是dd。 表现型=基因型+环境因素。(10)等位基因:位于一对同源染色体的相同位置的控制相对性状的基因,如D和d。(注意D和D;d和d不是等位基因,等位基因一定是同一字母一个大写一个小写)。(11)纯合子:遗传因子组成相同的个体,如基因型为DD和dd的植株。其特点是:它自交后代全为纯合子,无性状分离现象。(12)杂合子:遗传因子组成不同的个体,如基因型为

3、Dd的植株。 其特点是:它自交后代出现性状分离现象。(13)杂交:遗传因子组成不同的个体之间的相交方式。如:DDdd Dddd DDDd等。(14)自交:遗传因子组成相同的个体之间的相交方式。如:DDDD DdDd等。(15)测交:F1(待测个体)与隐性纯合子杂交的方式。如:Dddd。正交和反交:二者是相对来说的, 如甲()乙()为正交,则甲()乙()为反交; 如甲()乙()为正交,则甲()乙()为反交。鉴定某植物是否是纯合子或其基因型:用自交或测交。自交最简便,还能够保留品种。鉴定某动物是否是纯合子或其基因型:用测交。若采用杂交的方法,则注意实行正交和反交的对比。二、遗传学实验一般方法:(1

4、)、材料豌豆的特点:a、两性花,严格的自花传粉,闭花受粉。b、有易于区分的、稳定的性状,同一性状不同表现差异显著。 (2)、方法的选择:杂交、自交、测交、正交、反交,统计,根据表现型推导基因型。三、.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四、一对相对性状的杂交实验:(1)、实验现象:P:纯种高茎纯种矮茎 F1: 高茎(显性性状)F2: 高茎:矮茎=3:1(性状分离)(2)、提出假设理论解释:P:高茎 DDdd 矮茎F1: Dd(高茎) F2: 1DD: 2Dd : 1dd3高茎 : 矮茎(3)、实验验证测交:目的:测定F1基因型,验证对分离现象解释的准确性 理

5、论分析:F1(Dd)配子 D:d=1:1 F1隐性纯合子(dd)Dd(显性):dd(隐性)=1:1 验证实验:F1矮茎30株高茎:34株矮茎1:1 结论:杂交实验的数据与理论分析相符,即测得F1基因型为Dd,从而证明对分离现象理论解释的准确性五、基因的分离定律的实质:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存有的,不相融合,在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同配子中,随配子遗传给后代。第2 节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)一、两对相对性状的杂交实验:(1)、实验现象:P: 纯种黄色圆粒纯种绿色皱粒F1: 黄色圆粒F2: 黄色圆粒 绿色圆粒 黄色皱粒 绿色皱粒个体

6、数:315 : 108 : 101 : 329 : 3 : 3 : 1(2)、提出假设: 理论解释:P:黄色圆粒绿色皱粒YYRR yyrr 配子: YR yr F1: YyRr 黄色圆粒 配子: YR Yr yR yrF2: YYRR YYRr YyRR YyRr YYrr Yyrr yyRR yyRr yyrr黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 比例: 9 : 3 : 3 : 1 F2 9种基因型,4种表现型,16种组合方式。(3)、实验验证测交: 目的:测定F1基因型,验证对自由现象解释的准确性 理论分析: 杂种F1 隐性纯合子黄色圆粒 绿色皱粒YyRr yyrr 配子: 1/4YR

7、1/4Yr 1/4yR 1/4yr yr(YyRr) (Yyrr) (yyRr) (yyrr)黄色圆粒 : 黄色皱粒 :绿色圆粒 : 绿色皱粒=1:1:1:1 验证实验:F1隐性纯合子31株黄色圆粒:27粒黄色皱粒:26粒绿色圆粒:26绿色皱粒1:1:1:1 结论:杂交实验的数据与理论分析相符,即测得F1基因型为YyRr,从而证明对自由组合现象理论解释的准确性二、两对相对性状杂交实验中的相关结论(1)两对相对性状由两对等位基因控制,且两对等位基因分别位于两对同源染色体。(2)F1减数分裂产生配子时,等位基因一定分离,非等位基因(位于非同源染色体上的非等位基因)自由组合,且同时发生。(3)F2中

8、有16种组合方式,9种基因型,4种表现型,比例9:3:3:1 YYRR 1/16 YYRr 2/16 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 单显(Y_rr) YYRr 2/16 yyRR 1/16 3/16 黄皱 单显(yyR_) yyRr 2/16 3/16 绿圆注意:上述结论仅仅符合亲本为YYRRyyrr,或亲本为YYrryyRR,F2中重组类型为 10/16 ,亲本类型为 6/16。三、基因的自由组合定律控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的,在形成配子时,决定同一性状的

9、遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由结合。四、常见组合问题(1)配子类型问题(或用公式2n n为等位基因的对数)如:AaBbCc产生的配子种类数为222=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:AaBbCcAabbCc,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

10、代有222=8种表现型。、五、基因分离定律和基因的自由组合定律研究的对比:1、观察现象的对比: 、基因分离定律:具有一对相对性状的纯合亲本杂交,子一代表现显性性状,子二代出现性状分离,并且显性比隐性约等于3:1. 、基因自由组合定律:具有二对相对性状的两个纯合亲本杂交,子一代表现显性性状,子二代出现性状分离,并且双显性:两个单显性:双隐性=9:3:3:12、做出假设的对比:、基因分离定律:体细胞中的基因是成对的,F1是杂合子,在减数分裂形成配子时,会形成两种类型并且数目相等的配子。 、基因自由组合定律:F1在形成配子时,成对的基因分离,不同对的基因自由组合,会形成四种类型并且数目相等的配子。3

11、、测交检验目的对比: 、 因为测交是用隐性个体,隐性基因不掩盖其它基因的表现。基因分离定律:检验测交后代是否出现两种比例相同的类型。、基因自由组合定律:检验测交后代是否出现四种比例相同的类型。六、遗传的基本规律在实践中的应用:1、指导育种:一般方法: 首先,人们按照育种的目标,选配亲本实行杂交,然后,根据性状的遗传表现选择符合人们需要的杂种后代,再经过有目的地选育,培育出具有稳定遗传性状的品种。关键词:杂交、选育(连续自交纯合子比例为1-1/2n)2、医学实践中,根据遗传的基本规律来分析家系中一种(或两种)遗传病同时发病的情况,并且推断出后代的基因型和表现型以及它们出现的概率,为遗传病的预测和

12、诊断提供理论依据。计算归纳:(甲乙两病为例)(1)只患甲病的概率=患甲病概率乙正常概率 (2)只患乙病的概率=患乙病概率甲正常概率 (3)同时患两病的概率=患甲病概率患乙病概率 (4)患甲病的概率=只患甲病的概率+同时患两病的概率 (5)患乙病的概率=只患乙病的概率+同时患两病的概率 (6)只患一种病的概率=只患甲病的概率+只患乙病的概率 (7)患病的概率=只患甲病的概率+只患乙病的概率+同时患两病的概率=1-正常 (8)不患病的概率=乙正常概率甲正常概率=1-患病概率七、孟德尔成功的原因:、准确地选用实验材料是孟德尔获得成功的首要条件。、在对生物的性状实行分析时,首先只针对一对相对性状的传递

13、情况实行研究。在弄清一对相对性状的传递情况后,再研究两对、三对、多对相对性状的传递情况。、孟德尔在实行豌豆的杂交实验时,对不同世代出现的不同性状的个体数目都实行了记载和分析,并且应用统计学方法对实验结果实行分析。、孟德尔科学地设计了实验的程序。第2章 基因和染色体的关系第1 节 减数分裂和受精作用一、相关概念:(1)减数分裂:是有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时实行的染色体数目减半的细胞分裂。 范围:凡是实行有性生殖的生物;时期:在从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中;特点:细胞连续分裂两次,而染色体只复制一次;结果:新产生的生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞中的数目减少了一半。场所

14、:生殖器官内(精巢或卵巢);植物的花药、胚珠。(注:原始生殖细胞既可实行有丝分裂,又可实行减数分裂)(2)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能够两两配对的一对染色体。(3)联会:同源染色体两两配对的现象。(4)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。(5)交叉互换:指四分体时期,非姐妹染色单体发生缠绕,并交换部分片段的现象。(6)受精作用:指卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。过程:精子的头部进入卵细胞; 精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合。特点:受精卵中的核物质一半来自父方,一半来自母方,而细胞

15、质几乎全部来自卵细胞。二、减数分裂的过程:1、 精子的形成:(染色体: 2n) 2、卵细胞的形成:(染色体: 2n) 1个精原细胞(2n) 1个卵原细胞(2n) 间期:染色体复制 间期:染色体复制 1个初级精母细胞(2n) 1个初级卵母细胞(2n) 前期:联会、四分体、交叉互换(2n) 前期:联会、四分体(2n) 中期:同源染色体排列在赤道板上(2n) 中期:(2n) 后期:配对的同源染色体分离(2n) 后期:(2n)末期:细胞质均等分裂 末期:细胞质不均等分裂(2n)2个次级精母细胞(n) 1个次级卵母细胞+1个极体(n) 前期:(n) 前期:(n) 中期:(n) 中期:(n)后期:染色单体

16、分开成为两组染色体(2n) 后期:(2n)末期:细胞质均等分离(n) 末期:(n)4个精细胞:(n) 1个卵细胞:(n)+3个极体(n)变形 4个精子(n)三、精子、卵细胞产生过程的异同:1、相同点:都是性细胞(配子) 都经减数分裂产生2、不同点:卵原细胞两次分裂为不均质分裂(极体均质),精原细胞的分裂为均质分裂;1个卵原细胞产生1个卵细胞,1个精原细胞产生4个精子;精子的形成需变形,卵细胞的形成不变形。四、数量关系:(1)同源染色体、染色体、四分体、染色单体、DNA之间的数量关系:1个四分体 含 1对同源染色体 含 2条染色体 含 4条染色单体 含 4个DNA分子(2)配子种类问题(只考虑非

17、同源染色体的自由组合,不考虑交换) (1)可能产生精子的种类:2n种1个精原细胞 (2)实际产生精子的种类:2种(含n对同源染色体) (同一个次级精母细胞产生的两个精子是相同的)1个雄性个体 (含n对同源染色体)产生精子的种类:2n种 (1)可能产生卵细胞的种类:2n种1个卵原细胞 (2)实际产生精子的种类:1种(含n对同源染色体) (1个卵原细胞只能产生一个卵细胞)1个雌性个体(含n对同源染色体)产生卵细胞的种类:2n种五、减数分裂与有丝分裂的比较:比较项目减数分裂有丝分裂不同点发生部位精巢、卵巢体细胞染色体复制次数1次1次细胞分裂次数2次1次有无同源染色体减有,减无有有无联会、四分体有无有

18、无同源染色体分离有无何时着丝点分裂减后期后期子细胞染色体数目减半不变子细胞名称和数目精子4个,卵细胞1个体细胞2个相 同 点染色体都复制一次,都出现纺锤体,都有核膜、核仁的消失与重建六、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

19、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。(2)例题:判断下列各细胞分裂图属何种分裂何时期图。 解析:甲图细胞的每一端均有成对的同源染色体,但无联会、四分体、分离等行为,且每一端都有一套形态和数目相同的染色体,故为有丝分裂的后期。乙图有同源染色体,且同源染色体分离,非同源染色体自由组合,故为减数第一次分裂的后期。丙图不存有同源染色体,且每条染色体的着丝点分开,姐妹染色单体成为染色体移向细胞两极,故为减数第二次分裂后期。七、下图讲解受精作用的过程,强调受精作用是精子的细胞核和卵细胞的细胞核结合,受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞的数目。八、减数分裂和受精作用

20、的意义:通过减数分裂和受精作用,保证了实行有性生殖的生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,从而保证了遗传的稳定和物种的稳定;在减数分裂中,发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换,增加了配子的多样性,加上受精时卵细胞和精子结合的随机性,使后代表现多样性,有利于生物的进化,体现了有性生殖的优越性。第2节 基因在染色体上一、萨顿假说推论: 基因在染色体上,也就是说染色体是基因的载体。因为基因和染色体行为存有着明显的平行关系。二、基因在染色体上的实验证据: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(雌) 白眼(雄) P: XAXA XaY F1: 红

21、眼 F1 : XAXa XAY F1雌雄交配 F2:红眼(雌雄) 白眼(雄) F2 : XAXA XAXa XAY XaY三、孟德尔遗传规律的现代解释: 1基因的分离规律的实质是:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入两个的配子中,独立地随配子遗传给后代。 2基因的自由组合规律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;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。 第3节 伴性遗传一、相关概念:(1)、性别决定一般指雌雄异

22、体的生物决定性别的方式。(2)、性染色体:体细胞中,雌雄个体有一对染色体在大小、形态特征上有显著差异,并对性别起决定性作用的染色体称为性染色体。(3)、常染色体:体细胞中,男女个体有22对染色体在形态特征上相同为常染色体。 (4)、伴性遗传:性状的遗传控制基因位于性染色体上,因而总是与性别相关联。类型:X染色体显性遗传:抗维生素D佝偻病等 X染色体隐性遗传:人类红绿色盲、血友病 Y染色体遗传:人类毛耳现象 (5)、色盲的遗传特点:男性对于女性 一般地说,色盲这种病是由男性通过他的女儿遗传给他的外孙(隔代遗传、交叉遗传。色盲基因不能由男性传给男性)。二、性别决定类型:XY型:XX雌性 XY雄性绝

23、大部分高等生物:人类、动物、高等植物。XW型:ZZ雄性 ZW雌性鸟类、蚕、蛾蝶类。三、X染色体隐性遗传:如人类红绿色盲1、致病基因Xa 正常基因:XA 2、患者:男性XaY 女性XaXa 正常:男性XAY 女性 XAXA XAXa(携带者) 3、遗传特点: (1)人群中发病人数男性大于女性(2)隔代遗传现象(3)交叉遗传现象:男性女性男性四、X染色体显性遗传:如抗维生素D佝偻病1、致病基因XA 正常基因:Xa 2、患者:男性XAY 女性XAXA XAXa 正常:男性XaY 女性XaXa 3、遗传特点: (1)人群中发病人数女性大于男性(2)连续遗传现象(3)交叉遗传现象:男性女性男性五、Y染色

24、体遗传:人类毛耳现象遗传特点:基因位于Y染色体上,仅在男性个体中遗传六、遗传方式判定的一般规律: 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。第一步:确定致病基因的显隐性:可根据(1)双亲正常子代有病为隐性遗传(即无中生有为隐性);(2)双亲有病子代出现正常为显性遗传来判断(即有中生无为显性)。第二步:确定致病基因在常染色体还是性染色体上。 在隐性遗传中,父亲正常女儿患病或母亲患病儿子正常,为常染色体上隐性遗传; 在显性遗传,父亲患病女儿正常或母亲正常儿子患病,为常染色体显性遗传。 不管显隐性遗传,如果父亲正常儿子患病或父亲患病儿子正常,都不可

25、能是Y染色体上的遗传病; 题目中已告知的遗传病或课本上讲过的某些遗传病,如白化病、多指、色盲或血友病等可直接确定。注:如果家系图中患者全为男性(女全正常),且具有世代连续性,应首先考虑伴Y遗传,无显隐之分。第3章 基因的本质第1 节 DNA是主要的遗传物质一、肺炎双球菌的转化实验(R型菌是无毒性的,S型有毒性)(1)、体内转化实验:1928年由英国科学家格里菲思等人实行。实验过程 结论:在S型细菌中存有转化因子能够使R型细菌转化为S型细菌。(2)、体外转化实验:1944年由美国科学家艾弗里等人实行。实验过程: 结论:DNA是遗传物质二、噬菌体侵染细菌的实验实验过程:标记噬菌体含35S的培养基含

26、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结论:进一步确立DNA是遗传物质三、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,所以RNA是它的遗传物质。四、生物的遗传物质:非细胞结构:DNA或RNA生物 原核生物:DNA细胞结构 真核生物:DNA结论:绝绝大部分生物(细胞结构的生物和DNA病毒)的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。第2 节 DNA分子的结构一、

27、DNA分子的结构基本单位-脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸) DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有一定的规律:A = T/U G = C 二、DNA分子的特点稳定性: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.三、计算:1、A=T C=G2、在两条互补链中的比例互为倒数关系。3、在整个DNA

28、分子中,嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。4、整个DNA分子中,与分子内每一条链上的该比例相同。四、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3节 DNA的复制1、概念:以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程。2、时间:细胞分裂间期。(即有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期)3、场所:主要在细胞核;线粒体、叶绿体中也存有。 4、DNA分子复制过程:边解旋边复制5、特点:半保留复制,边解旋边复制。6、基本条件: 模板:开始解旋的DNA分子的两条单链; 原料:

29、是游离在细胞中的4种脱氧核苷酸; 能量:由ATP提供; 酶:酶是指一个酶系统,不但仅是指一种解旋酶。7、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8、与DNA复制相关的碱基计算(1)一个DNA连续复制n次后,DNA分子总数为:2n(2)第n代的DNA分子中,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, 、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) 、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4 节 具有遗传效应的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

30、DNA片段不能称之为基因(非基因)。每个DNA分子包含很多个基因。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。基因在染色体上呈线性排列。染色体是基因的主要

31、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。第4章 基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的转录:1、DNA与RNA的异同点 核酸项目 DNARNA结构通常是双螺旋结构,极少数病毒是单链结构通常是单链结构基本单位脱氧核苷酸(4种)核糖核苷酸(4种)五碳糖脱氧核糖核糖碱基A、G、C、TA、G、C、U产生途径DNA复制、逆转录转录、RNA复制存有部位主要位于细胞核中染色体上

32、,极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上主要位于细胞质中功能传递和表达遗传信息mRNA:转录遗传信息,翻译的模板tRNA:运输特定氨基酸rRNA:核糖体的组成成分2、RNA的类型(1)信使RNA(mRNA) (2)转运RNA(tRNA)将游离氨基酸运送到核糖体中的信使RNA上去的运载工具。共61种,每种转移RNA只能识别并携带一种氨基酸。tRNA的一端携带着氨基酸,另一端的三个碱基称为反密码子。 (3)核糖体RNA(rRNA)3、转录(1)概念: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。(3)条件:a模板:DNA的一条链。 b酶:解旋酶,RNA聚合

33、酶。 c原料:4种核糖核苷酸。 d能量:ATP。(4)过程:a、DNA解旋,以其一条链为模板合成信使RNA(rnRNA) b、DNA与RNA的碱基互补配对:AU;TA;CG;GC。 c、组成RNA的核糖核苷酸一个一个连接起来。 (5)结果:合成一条信使RNA,使DNA上的遗传信息传递到mRNA上。(6)原则:碱基互补配对。(7)转录与复制的异同(下表:) 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实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

34、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;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遗传信息从亲代DNA传给子代DNA分子遗传信息由DNA传到RNA二、遗传信息的翻译:1、遗传信息、密码子

35、和反密码子遗传信息密码子反密码子概念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对应反密码子的序列互补配对密码子表:共64个密码子,决定氨基酸的有61个,3个终止密码子(只表示终止);2个起始密码子(

36、既表示起始信号,又表示2种氨基酸);一个氨基酸能够有一个或几个密码子,但一个密码子只能决定一个氨基酸。2、翻译(1)定义:以信使RNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。(2)场所:细胞质的核糖体上(3)条件:a模板:mRNA b酶: c能量:ATP d原料:20种氨基酸(4)产物:多肽链(蛋白质)(5)原则:碱基互补配对(6)过程: 当转移RNA运载着1个氨基酸进入核糖体以后,就以信使RNA为模板,密码子与反密码子按照碱基互补配对原则实行配对,并把转运来的氨基酸放在相对应的位置上。转运完毕以后,转移RNA离开核糖体,又去转运下一个氨基酸。转运来的氨基酸通过肽键连接起来,形成肽链。(

37、碱基配对:AU UA GC CG)3、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三、基因表达过程中相关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

38、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 。 第2节 基因对性状的控制一、中心法则及其发展:在遗传学上,把遗传信息沿一定方向的流动叫做信息流。信息流的方向能够用中心法则来表示。具体如下: (1)DNADNA:DNA的自我复制; (2)DNARNA:转录;(3)RNA蛋白质:翻译; (4)RNARNA:RNA的自我复制;(5)RNADNA:逆转录。DNADNA RNARNADNARNA 细胞生物 病毒R

39、NA蛋白质 RNADNA二、基因、蛋白质与性状的关系: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)即: a、通过控制酶的合成来控制代谢活动。例:白化症状出现的原因。 b、通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。例:血红蛋白异常的疾病。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。3、生物体性状的多基因因素:基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存有复杂的相互作用,共同地精细地调控生物的性状。第5章 基因突变和其他变异第1节 基因突变和基因重组一、相关概念: (1)、变异:生物亲代与子代或子代个体之间出现的差

40、异,统称为变异。 (2)、基因突变:因为DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变,而引起的基因结构的改变,叫基因突变。 (3)、基因重组:在生物体实行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。二、镰刀型细胞贫血症它是一种遗传病,患者的红细胞是弯曲的镰刀状。这样的红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血,严重时会导致死亡。 形成原因:患者红细胞的血红蛋白分子在多肽链上发生了氨基酸的替换。即谷氨酸替换成了缬氨酸。三、基因突变: 时期:DNA复制的时期。 结果:变成该基因的等位基因。 物理因素:X射线、紫外线、激光等其他辐射。 环境因素 化学因素:亚硝酸、碱基类似物等。 引起因素: 生物因素:病毒和某

41、些细菌等。 非环境因素:DNA分子复制偶尔发生错误、DNA的碱基组成发生改变。 特点: 普遍性、随机性、低频性、多利少害性、不定向性。 意义:是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料。四、基因重组: 自然情况下类型: 随非同源染色体自由组合,非等位基因自由组合,从而形成新的基因型。 减数分裂四分体时期,因为同源染色体上的非姐妹染色单体之间常发生局部交换,导致这些染色体上的基因组合。 人工情况下:重组DNA技术。 意义:为生物变异提供了极其丰富的来源;是形成生物多样性的重要原因之一;对于生物进化具有十分重要的意义。第2节 染色体变异一、相关概念:(1)、染色体变异:由染色体

42、结构的改变、染色体数目的增减等而引起的变异。染色体变异是能够用显微镜直接观察到的比较明显的染色体变化。染色体结构的变异:染色体某一片段的缺失、增加、颠倒,或移接到另一条非同源染色体上。 染色体结构的改变,会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,而导致性状的变异。染色体数目的变异:、细胞内个别染色体的增加或减少。、细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。 (2)、染色体组:细胞中的一组非同源染色体,他们在形态和功能上各不相同,但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息,这样的一组染色体,叫做一个染色体组。 (3)、单倍体:体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体,叫做

43、单倍体。(4)、二倍体:由受精卵发育而成的个体,体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体。 (5)、多倍体:体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫多倍体。 (6)、多倍体产生的原因:、主要原因:体细胞在有丝分裂的过程中,染色体完成了复制,但细胞受到外界环境条件(如温度骤变低温)或生物内部因素干扰,纺锤体的形成受到破坏以致染色体不能被拉向两极,细胞也不能分裂成两个细胞,就形成了染色体加倍的细胞,如果这样的细胞继续实行正常的有丝分裂,就能够发育成染色体加倍的组织或个体。、也能够发生在配子形成的减数分裂中,形成染色体加倍的配子。受精后会形成多倍体。二、低温诱导植物染色体数目的变化 (课本P88)第3节 人

44、类遗传病一、相关概念:(1)、人类遗传病通常是指因为遗传物质改变而引起的人类疾病。 (2)、单基因遗传病:指受一对等位基因控制的遗传病。 (3)、多基因遗传病:指由多对基因控制的人类遗传病。 (4)、染色体异常遗传病:染色体异常引起的人类遗传病。 (5)、二、类型: (1)、单基因遗传病 常染色体显性:多指、并指、软骨发育不全。 伴X显性:抗维生素D佝偻病。 常染色体隐性:白化病、苯丙酮尿症。 伴X隐性:红绿色盲、实行性肌营养不良。 (2)、多基因遗传病:唇裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病。 (3)、染色体异常遗传病:21三体综合症、猫叫综合症;性腺发育不良。三、优生措施:禁止近亲结婚

45、,实行遗传咨询,提倡适龄生育,产前诊断。 遗传咨询的内容和步骤:、 医生对咨询对象实行身体检查,了解家庭病史,对是否患有某种遗传病作出诊断。、 分析遗传病的传递方式。、 推算出后代的再发风险率。、 向咨询对象提出防治对策和建议,如终止妊娠、实行产前诊断等。产前诊断:在胎儿出生前,医生用专门的检测手段,如羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊断等手段,确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病。四、调查人群中的遗传病步骤:确定调查的目的要求制定调查的计划 以组为单位确定组内人员 确定调查病例 制定调查记录表 明确调查方式讨论调查时应注意的问题 实施调查活动整理分析调查资料得出调查结论,撰写调查

46、报告第6章 从杂交育种到基因工程第1节 杂交育种与诱变育种一、杂交育种:定义:是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。原理:基因重组方法:植物:杂交自交筛选。 动物:杂交雌雄个体交配测交选育。优点:使分散在不同个体的优良性状集中到同一个体上;方法简单。缺点:育种时间长。举例:小麦、水稻生产中高产、矮杆、抗病品种的培育;中国荷斯坦牛的培育。二、诱变育种:定义:利用物理因素(如X射线、射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处理生物,使生物发生基因突变。原理:基因突变。方法:诱变选择培育。优点:提升突变率,加速育种进程。缺点:具有一定盲目性。(即有利变异少,需大量处理供试材料)举例:高产青霉素菌株

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