专题四遗传、变异与进化

1、专题四专题四 遗传、变异与进化遗传、变异与进化一、一、遗传的分子基础遗传的分子基础 （一）（一）DNADNA是遗传物质的实验证据（注意实验设计的思路、遵循的原则、实验方法）是遗传物质的实验证据（注意实验设计的思路、遵循的原则、实验方法） 1 1、加热杀死加热杀死S S型细菌的过程中其蛋白质型细菌的过程中其蛋白质 ，但是其内部的，但是其内部的DNADNA在加热结束后随温度的恢在加热结束后随温度的恢 复又复又 。 2 2、R R型细菌转化成型细菌转化成S S型细菌的原因是型细菌的原因是 _ _ _ _ ，此变异属于此变异属于 。 3 3、怎样培养含放射性标记的噬菌体怎样培养含放射性标记的噬菌体_

2、4 4、被被3535S S标记的噬菌体侵染细菌的实验中，沉淀物中有较低放射性的原因：标记的噬菌体侵染细菌的实验中，沉淀物中有较低放射性的原因： _ _ 被被32P32P标记的噬菌体侵染细菌的实验中，上清液中有较低放射性的原因：标记的噬菌体侵染细菌的实验中，上清液中有较低放射性的原因：_ _ _ 5 5、两种转化实验和、两种转化实验和T2T2噬菌体侵染细菌实验得出的结论分别是噬菌体侵染细菌实验得出的结论分别是_ _ _ 6 6、选噬菌体做实验材料的原因是、选噬菌体做实验材料的原因是_ 7 7、要证明、要证明DNADNA是主要遗传物质还需设计什么实验是主要遗传物质还需设计什么实验 变性失活变性失活

3、逐渐恢复其活性逐渐恢复其活性S型菌的型菌的DNA进入进入R型细菌内，与型细菌内，与R型菌的型菌的DNA实现重组，实现重组，表现表现S菌的性状菌的性状基因重组基因重组用含放射性物质的培养基培养细菌，再用有放射性用含放射性物质的培养基培养细菌，再用有放射性的细菌培养噬菌体的细菌培养噬菌体噬菌体与细菌未分开噬菌体与细菌未分开部分噬菌体的部分噬菌体的DNA未进入细菌。二可能是培养时间过长，细菌裂解释放出噬菌体。未进入细菌。二可能是培养时间过长，细菌裂解释放出噬菌体。一可能是培养时间过短，一可能是培养时间过短，S型细菌中存在某种型细菌中存在某种“转化因子转化因子”DNA是遗传物质是遗传物质DNA是遗传物

4、质是遗传物质噬菌体只有蛋白质和噬菌体只有蛋白质和DNA且蛋白质和且蛋白质和DNA能自然分开能自然分开RNA病毒的重组实验病毒的重组实验8、对生物遗传物质进行总结：生物所含核酸所含核苷酸含氮碱基遗传物质细胞生物（原核、真核生物）病毒RNA病毒DNA病毒DNADNA4种4种RNARNA4种4种DNA、RNADNA8种5种 )、DNA复制、转录、翻译、逆转录复制、转录、翻译、逆转录 、RNA复制的比较复制的比较项目DNA复制转录翻译逆转录RNA复制场所模板原料酶碱基配对结果信息传递方向实例核糖体AU、GC、UA、CGmRNA20种氨基酸特定的酶蛋白质mRNA蛋白质所有生物主要是细胞核AU、GC、TA

5、、CGDNA的一条链4种核糖核苷酸解旋酶、RNA聚合酶mRNAmRNADNA绝大多数生物主要是细胞核DNA的两条链4种脱氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶AT、GC、TA、CG两个子代DNA分子DNARNA绝大多数生物AT、GC、UA、CGRNA4种脱氧核苷酸逆转录酶、DNA聚合酶DNADNARNA艾滋病病毒AU、GC、UA、CGRNA4种核糖核苷酸RNA聚合酶RNARNARNA烟草花叶病毒(三三)基因的本质及遗传信息的传递基因的本质及遗传信息的传递本质：本质：_ 功能：（功能：（1）通过）通过 传递遗传信息；（传递遗传信息；（2）通过）通过 表达表达 遗传信息；（遗传信息；（3）碱基对的排）碱基对

6、的排列顺序代表列顺序代表 ，从而使基因具有，从而使基因具有 遗传信息的作用；遗传信息的作用；（4）可发生）可发生 、 ，从而产生可遗传的变异。，从而产生可遗传的变异。 基因控制生物性状的途径有哪些？请举例说明。基因控制生物性状的途径有哪些？请举例说明。 3基因与性状之间具有怎样的数量关系？遗传信息传递遵循什么原则？基因与性状之间具有怎样的数量关系？遗传信息传递遵循什么原则？基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段复制复制转录和翻译转录和翻译遗传信息遗传信息贮存贮存基因突变基因突变基因重组基因重组一个基因一个基因一种或多种性状一种或多种性状多个基因多个基因一种性状一种性状控制共同控制注

7、注：对中心法则的应用对中心法则的应用：高等动植物只有？途径，但具体情况具体分析。高等动植物只有？途径，但具体情况具体分析。复制和逆转录只发生在？中。复制和逆转录只发生在？中。能进行碱基互补配对的过程？。进行碱基互补配对的场所？能进行碱基互补配对的过程？。进行碱基互补配对的场所？需要解旋的过程？需要解旋的过程？项目对分离定律自由组合定律相对性状对数等位基因对数等位基因与染色体关系细胞学基础遗传定律的实质F1：基因对数F：1配子类型及比例F1：配子组合数F2：基因型种类F2：亲本类型F2：重组类型F2：表现型比例测交子代：基因型种类测交子代：表现型种类测交子代：表现型比例 、遗传规律遗传规律 （注

8、意相关概念）（注意相关概念） （一）、（一）、基因分离定律和自由组合定基因分离定律和自由组合定 1、比较、比较一对两对或两对以上两对或两对以上一对位于一对同源染色体A、a分别位于两对或两对以上同源染色体A、a，B、b减后期同源染色体分离减后期非同源染色体自由组合等位基因分离非同源染色体上的非等位基因之间自由组合1 n（n2）2 1：12n 数量相等 44n33n2202n -23：1（3：1）n22n22n 1：1 （1：1）n两定律均发生在减数第一次分裂过程，两定律同时进行，同时发挥作用。分离定律是自由组合定律的基础。两定律均为真核生物细胞核基因在有性生殖过程中的传递规律。2、孟德尔遗传定律

9、的适用条件是什么？孟德尔遗传定律的适用条件是什么？ 3、你知道哪些特殊分离比吗？（注意有淘汰的情况）、你知道哪些特殊分离比吗？（注意有淘汰的情况）4、如何用分离定律解决自由组合问题？、如何用分离定律解决自由组合问题？真核生物的性状遗传。真核生物的性状遗传。只发生在有性生殖过程中。只发生在有性生殖过程中。细胞核遗传。细胞核遗传。9：3：3：19：3：49：79：6：115：110：61：4：6：4：1首先将自由组合问题转化为若干个分离定律问题，再用乘法原理将各情况进行组合。首先将自由组合问题转化为若干个分离定律问题，再用乘法原理将各情况进行组合。配子类型：配子类型：AaBbCc基因型类型：基因型

10、类型：AaBbCc表现型类型：表现型类型：AaBbCc5、杂合子连续自交的问题：杂合子、杂合子连续自交的问题：杂合子Aa连续自交，第连续自交，第n代的各种比例，请画出曲线。代的各种比例，请画出曲线。 （二）（二）解决遗传概率计算问题的步骤解决遗传概率计算问题的步骤 1、判断显隐性判断显隐性 2、判断遗传方式判断遗传方式 3、判断基因型及比例判断基因型及比例 4、先算隐性性状的概率，再算显性性状的概率先算隐性性状的概率，再算显性性状的概率 5、按要求用乘法和加法原则计算出相应概率按要求用乘法和加法原则计算出相应概率 【例】人类遗传病调查中发现两个家系都有甲遗传病（基因为【例】人类遗传病调查中发现

11、两个家系都有甲遗传病（基因为H、h）和乙种遗传病（基因为）和乙种遗传病（基因为T、t）患者，系谱图）患者，系谱图如下。以往研究表明在正常人群中如下。以往研究表明在正常人群中Hh基因型频率为基因型频率为10-4.请回答下列问题（所有概率用分数表示）：请回答下列问题（所有概率用分数表示）：（1）甲病的遗传方式为）甲病的遗传方式为 ，乙病最可能的遗传方式为，乙病最可能的遗传方式为 。（2）若）若I3无乙病致病基因，请继续以下分析。无乙病致病基因，请继续以下分析。I2的基因型为的基因型为 ；II5的基因型为的基因型为 。如果如果II5与与II6结婚，则所生男孩同时患两种遗传病的概率为结婚，则所生男孩同

12、时患两种遗传病的概率为 。如果如果II7与与II8再生育一个女儿，则女儿患甲病的概率为再生育一个女儿，则女儿患甲病的概率为 。如果如果II5与与h基因携带者结婚并生育一个表现型正常的儿子，则儿子携带基因携带者结婚并生育一个表现型正常的儿子，则儿子携带h基因的概率为基因的概率为 。常染色体隐性遗传病常染色体隐性遗传病伴伴X隐性遗传病隐性遗传病HhXTXtHHXTY或或HhXTY1/361/600003/5、遗传实验设计题归类遗传实验设计题归类判断显隐性的实验判断显隐性的实验 纯合子、杂合子鉴定实验纯合子、杂合子鉴定实验 例：例：3支试管内分别装有红眼雄性和两种不同基因型的红眼雌性，还有一支试管内

13、装有白眼雄果蝇。请利用设计最支试管内分别装有红眼雄性和两种不同基因型的红眼雌性，还有一支试管内装有白眼雄果蝇。请利用设计最佳方案，鉴别佳方案，鉴别3支试管内红果蝇的基因型。（显性基因支试管内红果蝇的基因型。（显性基因B） 基因在常染色体上还是性染色体上的判断与实验设计基因在常染色体上还是性染色体上的判断与实验设计 例：一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变，使野生型变为突变型。该鼠与野生型鼠杂交，后代例：一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变，使野生型变为突变型。该鼠与野生型鼠杂交，后代F1雌雄鼠中既雌雄鼠中既有突变型又有野生型，假如仅通过一次杂交实验必须鉴别突变基因在常染色体还是在有突变型又有野

14、生型，假如仅通过一次杂交实验必须鉴别突变基因在常染色体还是在X染色体上，染色体上，F1的杂交组合的杂交组合最好选择：最好选择： 例：已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因控制。以一自由放养的牛群为例：已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因控制。以一自由放养的牛群为实验材料，应如何设计实验，确定这对相对性状的显隐性？实验材料，应如何设计实验，确定这对相对性状的显隐性？自交、测交自交、测交自交自交隐性性状的雌性隐性性状的雌性 X 显性性状的雄性显性性状的雄性遗传规律的验证设计或探究两对或多对相对性状的基因是否位于一对同源染色体上遗传规律的验证设计或探究两对或多对

15、相对性状的基因是否位于一对同源染色体上 4. 个体基因型的探究个体基因型的探究 伴性遗传及人类遗传病伴性遗传及人类遗传病4什么是性别决定和伴性遗传什么是性别决定和伴性遗传?自交法或测交法自交法或测交法 看看F2的性状分离比的性状分离比自交法、测交法自交法、测交法位于性染色体上的基因，在遗传上总是和性别相关联的现象叫伴性遗传。位于性染色体上的基因，在遗传上总是和性别相关联的现象叫伴性遗传。人类遗传病的类型及遗传特点人类遗传病的类型及遗传特点（1）单基因遗传病）单基因遗传病常见遗传系谱图遗传病类型遗传特点病例常显常隐常显或X显常隐或X隐最可能为X显（也可能常隐、常显、X隐）无中生有，隔代遗传有中生

16、无，连续遗传隔代遗传连续遗传X显连续遗传，女患多与男患者非X隐最可能为Y上X隐为隔代遗传父传子，只有男性患者，连续遗传白化病多指、并指果蝇的红白眼色盲外耳道多毛症抗维生素D佝偻病并指软骨发育不全、苯丙酮尿症多基因遗传病多基因遗传病染色体异常遗传病染色体异常遗传病4、遗传病的预防遗传病的预防【小作业】两种遗传病概率的计算问题【小作业】两种遗传病概率的计算问题设患甲病几率为设患甲病几率为m，患乙病几率为，患乙病几率为n序号类型概率1患甲病几率2患乙病几率3只患甲病几率4只患乙病几率5同时患甲乙两病几率6只患一种病的几率7患病几率8正常几率原发性高血压、冠心病、哮喘病、青少年型糖尿病原发性高血压、冠

17、心病、哮喘病、青少年型糖尿病21体三体综合症体三体综合症mnm.(1-n)(1-m).nm.n(1-m).(1-n)1-(1-m).(1-n)=m+n-mnm.(1-n)+(1-m).n=m+n-2mn果蝇灰身（果蝇灰身（B）对黑身（）对黑身（b）为显性，现将纯种灰身果蝇与黑身果蝇杂交，产生的）为显性，现将纯种灰身果蝇与黑身果蝇杂交，产生的F1代再自代再自交产生交产生F2代，将代，将F2代中所有黑身果蝇除去，让灰身果蝇自由交配，问代中所有黑身果蝇除去，让灰身果蝇自由交配，问F3代中灰身与黑身的比代中灰身与黑身的比例为例为 ；若让灰身果蝇自交（即基因型相同的个体杂交），则；若让灰身果蝇自交（即基

18、因型相同的个体杂交），则F3代中灰身与黑身的代中灰身与黑身的比例为比例为 。若。若F2代中黑身果蝇不除去，让果蝇自由交配，问代中黑身果蝇不除去，让果蝇自由交配，问F3代中灰身与黑身的比例代中灰身与黑身的比例为为 ；若；若F2代中黑身果蝇不除去，让灰身果蝇自交（即基因型相同的个体杂交），问代中黑身果蝇不除去，让灰身果蝇自交（即基因型相同的个体杂交），问F3代中灰身与黑身的比例为代中灰身与黑身的比例为 。8：15：13：15：3 类型类型项目项目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概念概念DNA分子中发生碱基对的替换、分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起基因结构的增添和缺失，

19、而引起基因结构的改变改变在生物体进行有性生殖的过程中，在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合控制不同性状的基因的重新组合因染色体数目或结因染色体数目或结构发生变化而导致构发生变化而导致生物性状发生变异生物性状发生变异适适用用范范围围生生物物种种类类所有生物均可以发生所有生物均可以发生自然状态下只发生于真核生物有性自然状态下只发生于真核生物有性生殖过程中，为核遗传生殖过程中，为核遗传真核生物细胞增殖真核生物细胞增殖过程中均可发生过程中均可发生生生殖殖方方式式无性生殖、有性生殖无性生殖、有性生殖有性生殖有性生殖无性生殖、有性生无性生殖、有性生殖殖类型类型自然突变、诱发突变自然突

20、变、诱发突变交叉互换、自由组合、交叉互换、自由组合、人工人工DNA拼接技术拼接技术染色体结构变异、染色体结构变异、染色体数目变异染色体数目变异发生时间发生时间DNA复制时复制时减减前期和后期前期和后期细胞分裂期细胞分裂期三、变异、育种与进化三、变异、育种与进化 （一）三种可遗传变异的比较（一）三种可遗传变异的比较产生机理产生机理 DNA上发生碱基对的增添、缺上发生碱基对的增添、缺失、改变，从而引起失、改变，从而引起DNA碱基碱基序列即遗传信息的改变序列即遗传信息的改变非同源染色体上的非等非同源染色体上的非等位基因的自由组合；交位基因的自由组合；交叉互换叉互换由于细胞分裂受阻，体细胞中染色由于细

21、胞分裂受阻，体细胞中染色体组成倍增加；直接由生物的配子体组成倍增加；直接由生物的配子发育而来，使染色体组数成倍减少发育而来，使染色体组数成倍减少产生结果产生结果产生新的基因产生新的基因只产生新的基因型，不只产生新的基因型，不产生新的基因产生新的基因不产生新的基因，但可引起基因数不产生新的基因，但可引起基因数目或顺序的改变目或顺序的改变镜检镜检光镜下无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确光镜下无法检出，可根据是否有新性状或新性状组合确定定光镜下可检出光镜下可检出育种应用育种应用诱变育种诱变育种杂交育种、基因工程育杂交育种、基因工程育种种多倍体育种、单倍体育种多倍体育种、单倍体育种【例例】某生

22、物的基因型为某生物的基因型为AaBb，经减数分裂能产生四种数量相等的配，经减数分裂能产生四种数量相等的配 子。子。 如图为其体内的某个细胞，则（如图为其体内的某个细胞，则（ ）A、若图中基因位点、若图中基因位点1的基因为的基因为A，而位点，而位点2和和4 为为B与与b，则该细胞有可能发生了交叉互换。，则该细胞有可能发生了交叉互换。B、该图表示的时期有、该图表示的时期有4个染色体组个染色体组C、该状态下的细胞发生了基因重组、该状态下的细胞发生了基因重组D、该细胞中位点、该细胞中位点2与与4所在的染色体为同源染色体，位点所在的染色体为同源染色体，位点2与与4上的基因遵循上的基因遵循 分离定律分离定

23、律4213B2（二）正确理解和判断染色体组及单倍体、二倍体、多倍体的比较（二）正确理解和判断染色体组及单倍体、二倍体、多倍体的比较 单倍体单倍体二倍体二倍体多倍体多倍体概念概念体细胞中含有本物体细胞中含有本物种配子染色体数目种配子染色体数目的个体的个体由受精卵发育而来，体细胞含有由受精卵发育而来，体细胞含有2个染色体组的个体个染色体组的个体由受精卵发育而来，体细胞含有三个或由受精卵发育而来，体细胞含有三个或三个以上染色体组的个体三个以上染色体组的个体染色体组染色体组1至多个至多个2个个3个及个及3个以上个以上形成形成原因原因自然自然成因成因单性生殖单性生殖正常的有性生殖正常的有性生殖外界环境条

24、件剧变外界环境条件剧变人工人工诱导诱导花药离体培养花药离体培养秋水仙素处理单倍体幼苗秋水仙素处理单倍体幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗秋水仙素处理萌发的种子或幼苗特点特点植物弱小，高度不植物弱小，高度不育育果实种子大，营养物质丰富，结实率低果实种子大，营养物质丰富，结实率低举例举例蜜蜂蜜蜂 雄蜂雄蜂几乎全部的动物和多数高等植物几乎全部的动物和多数高等植物香蕉、八倍体小黑麦香蕉、八倍体小黑麦（三）重要育种方法的比较（三）重要育种方法的比较【例例】下列关于育种原理或方法的叙述中，正确的是（下列关于育种原理或方法的叙述中，正确的是（ ） A、我国著名育种专家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻品种，这是

25、利用了自由组合原理、我国著名育种专家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻品种，这是利用了自由组合原理 B、英国科学家利用细胞核移植技术克隆出小绵羊，这里只利用了染色体变异原理、英国科学家利用细胞核移植技术克隆出小绵羊，这里只利用了染色体变异原理 C、二倍体植株花药离体培养并经秋水仙素处理使之成为纯合体，这体现了单倍体育种原理、二倍体植株花药离体培养并经秋水仙素处理使之成为纯合体，这体现了单倍体育种原理 D、乘宇宙飞船上过太空的辣椒种子结出的果实较平常的大一倍以上，这是诱变育种、乘宇宙飞船上过太空的辣椒种子结出的果实较平常的大一倍以上，这是诱变育种D（四）生物进化理论（四）生物进化理论1、现代生物进化理论与达尔文自然选择学说比较、现代生物进化理论与达尔文自然选择学