精讲生物知识4：遗传与进化（二）

精讲生物知识3遗传与进化（二）四、基因的本质与表达DNA是主要的遗传物质1、DNA分子的双螺旋结构:①总体:DNA由两条链组成的，反向平行盘旋成双螺旋结构;②外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架，排列在外侧;③内侧:通过氢键形成碱基对，遵循碱基互补配对规律A(腺嘌呤)=T(胸腺嘧啶);G(鸟嘌呤)=C(胞嘧啶)。2在双链DNA分子中，互补的两碱基之和(如A+T或C+G)占全部碱基的比等于其任何条单链中该种碱基比例的比值。3DNA分子的复制:①时间:主要在有丝分裂间期和减数分裂第一次分裂间期。②场所:细胞核、线粒体、叶绿体(真核生物)③过程:边解旋边复制④条件:模板(DNA分子的两条链)、原料(游离的脱氧核苷酸)、能量、酶(解旋酶、DNA聚合酶等)。⑤特点:边解旋边复制，,遵循碱基互补配对原则，半保留复制。⑥意义:将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。4DNA结构的特点:特异性、多样性、稳定性。5探索DNA是遗传物质的实验:肺炎双球菌的转化体内实验(格里菲思)、肺炎双球菌的转化体外实验(艾弗里)、I噬菌体侵染大肠杆菌实验(赫尔希和蔡斯)一(标记、侵染、搅拌离心、检测)6基因的本质:基因是有遗传效应的DNA片段,遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。转录和翻译1、概念:转录:在细胞核中，以DNA双链中的一条为模板合成mRNA的过程。翻译:游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。(4)翻译的过程①翻译起点:起始密码子，决定的是甲硫氨酸或缬氨酸②翻译终点:终止密码子不决定氨基酸。③翻译进程:核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，但mRNA不移动。核糖体移动的方向与多肽形成的方向相反。④碱基配对双方是mRNA上的密码子和tRNA上的反密码子，故U-A、A-U配对⑤多个核糖体先后结合在同一条mRNA链上，同时进行多条相同肽链的合成。⑥真核生物先转录再翻译，原核生物在细胞质基质中转录翻译同时进行。5.基因对性状的控制(1)中心法则基因对性状的控制方式①直接控制:通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状。如:镰刀型细胞贫血症是血红蛋白的空间结构改变引起的。②间接控制:通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状。如:白化病是由于酪氨酸酶基因异常引起的;豌豆的粒形是由淀粉分支酶基因异常引起的。③基因与性状的关系:基因型与环境共同决定表现型。6.生物变异与育种生物变异的类型(1)不可遗传变异:仅仅由于环境因素的影响引起，遗传物质没有改变，一般只在当代表现不能遗传给后代，变异方向一般是定向的;(2)可遗传变异:是由于遗传物质改变引起，变异性状可以在后代中表现，变异方向是不定向的。可遗传变异来源于基因突变、基因重组、染色体变异。基因突变概念:基因结构的改变，即DNA碱基对的增添、缺失或替换。(2)本质:基因的分子结构发生改变导致基因的种类改变，基因的数量和排列顺序不变。(3)时期:常常发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期。(4)结果:产生新基因。(5)类型:自发突变、诱发突变。(6)原因:①内因:DNA复制过程中，基因内部脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序发生局部改变，从而改变遗传信息。②外因:物理因素:紫外线、x射线、其他辐射;化学因素:亚硝酸、碱基类似物等;生物因素:某些病毒的遗传物质。(7)特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性。(8)对子代性状的影响①多若发生于配子中，将遵循遗传规律遗传给后代;②若发生在体细胞中，一般不能遗传，某些体细胞基因突变后有可能发展为癌细胞。(9)意义:生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。(10)应用--诱变育种。注:肺炎双球菌的转化实验也属于基因重组。应用:杂交育种、基因工程育种。染色体变异易位与交叉互换的区别:①易位:非同源染色体上的染色体片段互换。②交叉互换:同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换。(2)染色体数目变异①个别染色体数目增减:如三体(21三体综合征)、单体。②染色体组成倍增减:如单倍体(雄蜂)、多倍体(无籽西瓜)(3)染色体组:定义:细胞中在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息的一组非同源染色体。二倍体生物的配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。(4)单倍体、二倍体和多倍体7.生物进化现代生物进化理论的由来(1)拉马克的进化学说基本观点:用进废退、获得性遗传。(2)达尔文自然选择学说基本观点:过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存;科学地解释了生物进化的原因、生物多样性和适应性。现代生物进化理论的主要内容(1)种群是生物进化的基本单位①生活在一定区域的同种生物的全部个体是种群(条件:同一物种、同一时间、同一地点.可以相互交配)②一个种群中全部个体所含有的全部基因统称为基因库。③一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率即为基因频率。(2)突变和基因重组是产生进化的原材料(3)自然选择决定生物进化的方向①自然选择的因素:环境因素。②自然选择的结果:种群的基因频率定向改变(进化的实质)。(4)隔离与物种形成①概念:能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物是物种。不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象即隔离。②隔离的分类:地理隔离、生殖隔离。③隔离的作用:隔离是新物种诞生的必要条件，生殖隔离是产生新物种的标志。④物种形成的三个基本环节:突变和基因重组，自