高中生物二轮复习：遗传变异专题.ppt

1、第五部分 遗传（含细胞质遗传） 变异（含育种）,1遗传的物质基础,结论：凡具有细胞结构的生物，遗传物质一定的DNA,1DNA分子复制发生在什么时间? 2DNA分子复制的过程是怎样进行的? 3DNA分子复制过程需要哪些条件? 4.DNA分子复制过程有何特点? 5DNA分子复制的结果是? 6DNA分子复制有何生物学意义? 7.DNA分子复制是主要在细胞的何处进行的?,2DNA的复制：,基因,基因的概念与结构,RNA聚合酶,A G G T C A C G T C G,T C C A G T G C A G C,RNA聚合酶,RNA聚合酶,一个典型的原核细胞基因结构示意图,T C C A G T,A

2、G G T C A,A G A,T C T,mRNA,与RNA聚合酶结合位点,外显子,内含子,1,2,3,4,5,编码区下游,非编码区,非编码区,编码区,转录,mRNA前体,加工,成熟mRNA,翻译,肽链,一个典型的真核细胞基因结构示意图,原核细胞基因与真核细胞基因结构的比较,都是由能够编码蛋白质的编码区和具有 调控作用的非编码区组成,编码区是连续的,编码区是间隔的， 是不连续的,哪些情况下，真核生物基因结构改变(基因突变)可能不会导致性状改变？,(1)内含子改变 (2)非编码区改变，mRNA遗传密码不变 (3)外显子改变，转录成不同密码子决定同一种 氨基酸 (4)蛋白质氨基酸序列不同，也可能

3、完成相同功能,(5)突变后,基因变为隐性,1,2,3,4,5,引导学生认真把握基因的概念： 真核细胞中，基因都存在于染色体上 原核生物的基因中，存在非编码序列 基因中的三个相邻碱基能代表一个遗传密码子 基因中的一个碱基发生变化，就可能导致所控制的遗传性状的改变 有些遗传性状是多对基因共同控制的,mRNA上的终止密码子不编码氨基酸，与之相对应的基因片段位于编码区下游的非编码区中 原核生物和真核生物的基因非编码区都有遗传效应 RNA聚合酶能与RNA特定位点结合，催化RNA的转录,水稻的非编码序列只存在于基因的非编码区和内含子中 信使RNA分子的碱基数量大约是相应基因外显子碱基数量的1/2,如下图：

4、限制酶、DNA连接酶都可以作用于处，解旋酶作用于处,若该DNA分子片段是真核生物基因的编码区，则转录时可以任一条链做模板,若该DNA分子片段是原核生物基因的编码区，则处碱基缺失会导致基因突变,基因的行为：,（1）等位基因的行为？,（2）同源染色体上的非等位基因的行为？,（4）非同源染色体上的非等位基因的行为？,（3）同源染色体上的非姐妹染色单体上等位基 因的行为？,图,图,7.基因与性状,基因,基因型,等位基因,显性基因,隐性基因,性状,相对性状,显性性状,隐性性状,性状分离,纯合子,杂合子,表现型,发 生,决 定,决 定,控 制,控 制,控 制,8孟德尔的试验程序,9.红绿色盲遗传规律,1隐

5、性致病基因及其等位基因只位于X染色体上 2男性患者多于女性患者 3男性红绿色盲基因只能从母亲那里传来 4男性红绿色盲基因只能传给女儿 5女患者的父亲和儿子一定患病 6往往有交叉遗传、隔代遗传现象,10人类遗传病的遗传方式的判断方法,人类遗传病分为五种类型： 常染色体显性遗传 常染色体隐性遗传 伴X染色体显性遗传 伴X染色体隐性遗传 伴Y染色体遗传,只有男性患者 ； 父病子必病；子病父必病,双亲有病可生无病子女； 患者双亲至少有一方为患者,父病女必病；子病母必病；,可出现父病女不病，子病母不病；父母患病，女儿正常,双亲正常可生有病子女；,母病子必病；女病父必病；,可出现母病子不病，女病父不病父母

6、正常，女儿患病,11.基因工程概念 定向改造生物的新技术,人类所需要的产品,剪切拼接导入表达,DNA分子水平,基因,生物体外,基因拼接技术或 DNA重组技术,原 理：,基因重组,12.基因工程的工具,（1）基因的剪刀,限制性内切酶,一种酶识别并切割一种特定的核苷酸序列,黏性末端,黏性末端,问题： 该限制酶识别的核苷酸序列为： 该限制酶识别的切点是： 该限制酶剪切的化学键是：,GAATTC,GA,磷酸二酯键,（2）基因的针线,DNA连接酶,使两条DNA黏性末端连接起来,DNA连接酶,问题：DNA连接酶连接的对象是：,磷酸二酯键,黏性末端,黏性末端,13.将目的基因导入受体细胞,（1）常用的受体细

7、胞,（2）常用的方法：,细菌（大肠杆菌、枯草杆菌）、真菌（酵母菌）和动植物细胞等。,显微注射 用质粒、细菌或病毒侵染（需先用CaCl2 处理细胞壁）,增加细胞壁的透性与细胞膜无关,问题：为何常用微生物为受体细胞？繁殖速度 快，在很短时间内能够获得大量的目的基因从 而得到更多的目的基因的产物。,14.目的基因的检测和表达,（1）目的基因检测？,（2）目的基因表达？,看标记基因是否表达（如抗药性基因是否表达即 看有无抗药性）检测受体细胞是否获得目的基因。,看目的基因是否表达出相应性状（如棉花有否 抗虫性即害虫吃了能否存活）。,问题：在受体细胞中检测到目的基因能说明转 基因成功吗？,不能。还得看最后

8、受体细胞能否使该目的基因 表达。,15.基因工程中获得目的基因的方法比较,据已知的氨基酸序列合成，据推测出的核苷酸序列通过化学方法合成,专一性强，目的基因中不含内含子,操作过程麻烦，mRNA生存时间短，技术要求高,操作简便,工作量大，有盲目性，目的基因含不表达的内含子,专一性强，目的基因不含内含子，可合成自然界不存在的基因,目前，复杂的尚不知核苷酸序列的基因不能合成,16.基因操作的基本步骤,从供体中直接分离基因“鸟枪法”,人工合成基因,反转录法,通过已知氨基酸序列 合成基因,受体细胞：大肠杆菌、枯草 杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、 动、植物细胞,途径：借鉴细菌和病毒侵染 细胞的途径,检测：据标记

9、基因的有无判断基因 是否导入,表达：通过特定性状的产生与否确 定目的基因是否表达,(广东生物)41 香蕉原产热带地区，是我国南方重要的经济作物之一。广东 省冬季常受强寒潮和霜冻影响，对香蕉生长发育影响很大。由 香蕉束顶病毒（BBTV，单链环状DNA病毒）引起的香蕉束顶 病，对香蕉生产的危害十分严重。当前香蕉栽培品种多为三倍 体，由于无性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遗传变异性， 因此利用基因工程等现代科技手段提高其种质水平，具有重要 意义。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）简述香蕉大规模快速繁殖技术的过程。 （5）如何利用afp基因，通过转基因技术获得抗寒能力提高的 香蕉植株？在运用转基

10、因香蕉的过程中，在生态安全方面可能 会出现什么问题？（列举两点） （6）从细胞工程的角度出发，简述一种培育抗寒香蕉品种的方 法及其依据。,（1）选取香蕉外植体，通过诱导脱分化产生愈伤组织，然后通 过调整植物激素比例，再分化形成芽和根，获得大量试管苗（或 通过诱导大量形成胚状体，制成人工种子，适宜条件下萌发长成 幼苗）。 （5）将afp基因插入土壤农杆菌的质粒，构建表达载体，通过农 杆菌的转化导入香蕉受体细胞，成功转化的香蕉细胞通过组织培 养形成植株。生态安全问题包括：外源基因扩散到其他物种 （外源基因漂移）；转基因植株扩散影响生态系统的结构和功 能；转基因植株扩散对生物多样性的影响；转基因植物

11、残体 或分泌物对环境的影响。 （6）体细胞杂交育种，其依据是将不同品种的香蕉体细胞利用 细胞融合技术融合成杂种细胞后培育出抗寒香蕉品种（或体细胞 诱变育种，其依据是利用诱变剂等方法使香蕉离体培养细胞发生 基因突变，然后筛选培育出抗寒品种）。,答案：,17.基因诊断与基因治疗,（1）基因诊断： 概念： 实例：,（2）基因治疗：,把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，来代替缺陷基因表达达到治疗疾病的目的。,是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上遗传信息，达到检测疾病的目的。,苯丙氨酸羟化酶基因探针苯丙酮尿症 珠蛋白的DNA探针镰刀状细胞贫血病

12、,治疗隐性遗传病,花斑紫茉莉为母本，后代为何产生三种植株？,细胞质中的遗传物质随机、不均等地分配到子细胞中去,此植株可否形成？,18.细胞质遗传,19.细胞质遗传与细胞核遗传的比较,（1）细胞核遗传和细胞质遗传的遗传物质都是DNA，但分布的位置不同，分别分布于细胞核和细胞质内。 （2）细胞核遗传和细胞质遗传都是通过减数分裂产生的配子向下传递的。但细胞核遗传中雌、雄配子中核遗传物质的量相等，而质遗传的物质主要存在于卵细胞中，所以子代的核基因一半来自父方，一半来自母方，而细胞质基因几乎全部来自卵细胞。因此细胞质遗传的特点之一是母系遗传。 （3）细胞核遗传的杂交后代有一定分离比，而细胞质遗传的杂交后

13、代不出现一定的分离比，这是因为核遗传物质及其载体有均分机制，遵循遗传的基本定律；而细胞质遗传物质的载体没有均分机制，而是随机分配。 （4）细胞核遗传时，正交与反交结果相同（除伴性遗传），子一代均表现显性性状；细胞质遗传时，正交和反交结果不同，子代均表现母系遗传。,核遗传的特点 质遗传的特点,【小 结】,遵循孟德尔的遗传定律（基因的分离定律、基因的自由组合定律）,后代性状出现一定的分离比,母系遗传(具有相对性状的亲本杂交，F1总表 现母本性状的遗传现象）,后代性状不出现一定的分离比（不遵循孟德尔的遗传定律）,1下图为紫茉莉花斑枝条上的三种细胞： （1）请写出它们表现出的颜色： （2）图中 A 细

14、胞产生的卵细胞的细胞质有几种类型？_。,（3）图中 B 细胞产生的卵细胞的细胞质有几种类型？_。,（4）图中 C 细胞产生的卵细胞的细胞质有几种类型？_。,绿,绿,白,3种,1种,1种,2如图为一株花斑紫茉莉，请分析回答： 这株紫茉莉的父本和母本的枝叶性状 分别是： 父本 ， 母本_ _， 所有花斑紫茉莉是否一定像这株植物同时 具有三种不同类型的枝条？ 。 产生如图所示植株的原因是 。,绿色或白色、或花斑枝条,花斑枝条,不一定,同时含有叶绿体和白色体的卵细胞完成受精作用后，形成的受精卵在个体发育中进行有丝分裂，其中细胞质的分裂是随机的、不均等的，产生三种不同的细胞，只含叶绿体、只含白色体和同时含叶绿体、白色体的子细胞，它们再分别发育成绿色、白色、花斑状枝条。,20.六种育种方法的比较,学生常见问题,3.什么叫等位基因？,4.分离定律和自由组合定律的实质是什么？,5.基因分离定律和自由组合定律在生产实际中的应用有 哪些？,6.什么是伴性遗传？红绿色盲的遗传有什么特点？,1.噬菌体侵染细菌实验成功的关键是什么?该实验还能 解释哪些现象？,7.目的基因的检测和表达有何区别？,2.怎样理解肺炎双球菌的转化实验？,(1)结构的稳定性:加热杀死的S型肺炎双球菌中的