肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較.doc

一、 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較1.實驗設計思路比較艾弗里試驗噬菌體侵染細菌實驗思路相同設法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨地直接研究它們各自不同的遺傳功能處理方式的區(qū)別直接分離：分離S型細菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等，分別與R型細菌混合培養(yǎng)同位素標記法：分別標記DNA和蛋白質(zhì)的特殊元素（32P和35S）2.兩個實驗遵循相同的實驗設計原則（1）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中的相互對照S DNA R 型 糖類 + 型 相互對照 DNA是遺傳物質(zhì)細 蛋白質(zhì)脂質(zhì) 細 其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)菌 DNA分解物 菌 （2）噬菌體侵染細菌實驗中的自身對照噬菌體侵染細菌后離心上清液沉淀物被35S標記了蛋白質(zhì)放射性很高放射性很低或被32P標記了DNA放射性很低放射性很高（3）試驗結論（或目的）比較肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的結論：證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。噬菌體侵染細菌實驗結論:證明DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因蛋白質(zhì)沒有進入細菌體內(nèi)。二、 有關堿基數(shù)量計算的歸類與應用1. DNA分子自我復制的堿基配對A-T,G-C,T-A,C-G。（2）“轉(zhuǎn)錄”中的堿基互補配對：A-U,G-C,C-G,T-A。(3)“翻譯”時的堿基互補配對：A-U,G-C,U-A,C-G。(4) “逆轉(zhuǎn)錄”時的堿基互補配對:A-T,U-A,G-C,C-G。2DNA分子、DNA某條鏈及轉(zhuǎn)錄生成的mRNA中堿基比例關系H鏈h鏈DNA分子mRNA(以H鏈為模板)規(guī)律（DNA）A+T/G+CmmmA+U/G+C=m互補堿基之和的比例在整個DNA及任一條鏈中都相等G+C/A+TnnnG+C/A+U=nA+G/T+Ca1/a1A+G/U+C=1/a非互補堿基之和的比例在整個DNA分子中為1，在兩條互補鏈中互為倒數(shù)A+C/G+Tb1/b1A+C/G+U=1/b3 DNA復制過程中的堿基數(shù)量計算某DNA分子中含某堿基a個，（1） 復制n次需要含該堿基的脫氧核糖核苷酸數(shù)為a(2n-1); (2) 第n次復制，需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a2n-14.堿基比例的運用由核酸所含堿基種類及比例可以分析判斷核酸的種類。（1） 若有U無T，則該核酸為RNA。（2） 若有T無U，且A=T,G=C，則該核酸一般為雙鏈DNA。（3） 若有T無U，且AT,GC，則該核酸一般為單鏈DNA。三、 與中心法則相關的幾個問題1 中心法則中遺傳信息的流動過程為：DNARNA蛋白質(zhì)（性狀） （1）在生物生長繁殖過程中遺傳信息的傳遞方向為翻譯轉(zhuǎn)錄復制 DNA（基因）mRNA 蛋白質(zhì) 翻譯轉(zhuǎn)錄(2) 在細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成過程中傳遞信息的傳遞方向（如胰島細胞中胰島素合成）為DNAmRNA 蛋白質(zhì)（含胰島素基因）逆轉(zhuǎn)錄翻譯轉(zhuǎn)錄(3) 含逆轉(zhuǎn)錄酶的RNA病毒在寄主細胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向的為RNADNAmRNA 蛋白質(zhì) （4）DNA病毒(如噬菌體)在寄主細胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向為翻譯轉(zhuǎn)錄復制 DNA（基因）mRNA 蛋白質(zhì) 翻譯復制（5）RNA病毒（如煙草花葉病毒）在宿主細胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向為RNA蛋白質(zhì)2中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能（1）圖中體現(xiàn)了對遺傳信息的傳遞功能，它是通過DNA復制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細胞增殖過程中。3.中心法則中幾個生理過程能準確進行的原因（1）前者為后者的產(chǎn)生提供了一個標準化的模板。（2）嚴格的堿基互補配對原則決定了后者是以前者提供的模板為依據(jù)形成的。 準確的模板和嚴格有序的堿基互補配對關系，保證了遺傳信息的正常傳遞和表達，從而保證了物種的相對穩(wěn)定性。一、應用分離定律解決自由組合問題1.思路：將自由組合問題轉(zhuǎn)化為若干個分離定律問題在獨立遺傳的情況下，有幾對堿基就可分解為幾個分離定律問題，如AaBbAabb可分解為如下兩個分離定律問題：AaAa；Bbbb。2.題型（1）配子類型的問題如AaBbCc產(chǎn)生的配子種類數(shù)Aa Bb Cc 2 2 2 =8種如AaBbCc與 AaBbCC雜交過程中，配子間的結合方式？先求AaBbCcAaBbCC各自產(chǎn)生多少種配子。AaBbCc8種配子，AaBbCC4種配子兩親本配子間的結合方式。由于兩性配子間的結合是隨機的，因而AaBbCc 與AaBbCC配子間有84=32種結合方式。（2）基因型類型的問題如AaBbCc與AaBBCc雜交，求其后代的基因型數(shù)可分解為三個分離定律：AaAa 后代有3種基因型 (1AA:2Aa:1aa)；BbBB 后代有2種基因型(1BB:1Bb)；CcCc 后代有3種基因型（1CC:2Cc:1cc)。因而AaBbCcAaBBCc，后代中由323=18種基因型。（3）表現(xiàn)型類型的問題如AaBbCcAabbCc, 其雜交后代可能的表現(xiàn)型數(shù)可分解為三個分離定律：AaAa 后代有2種表現(xiàn)型；Bbbb 后代有2種表現(xiàn)型；CcCc 后代有2種表現(xiàn)型。所以AaBbCcAabbCc，后代中有222=8種表現(xiàn)型。二、伴性遺傳與分離定律的關系1.伴性遺傳也是一對等位基因控制一對相對性狀的遺傳，因此也符合分離定律。2.伴性遺傳有其特殊性（1）雌雄個體的性染色體組成不同，有同型和異型兩種形式。（2）有些基因只存在于X或Z染色體上，Y或W染色體上無相應的等位基因，從而存在于雜合子（XbY或ZdW）內(nèi)單個隱性基因控制的性狀也能得到表現(xiàn)。（3）Y或W染色體上攜帶的基因，在X或Z染色體上無相應的等位基因，只限于在相應性別的個體之間傳遞。（4）性狀的遺傳與性別相聯(lián)系。在寫基因型、表現(xiàn)型和統(tǒng)計后代的比例時一定要與性別相聯(lián)系，如XbY或XBXb。3.在分析兩對或兩對以上的相對性狀遺傳時：由性染色體上的基因控制的性狀按伴性遺傳處理；由常染色體上的基因控制的性狀按分離定律處理。整體上按自由組合定律處理。三、正反交結果不相同的幾種情況分析1.細胞質(zhì)遺傳：細胞質(zhì)遺傳表現(xiàn)為母系遺傳，正交和反交中母本的性狀不同，因而產(chǎn)生的后代性狀不同。2.植物果皮種皮顏色等性狀遺傳：以果皮顏色遺傳為例，紅色（A）對黃色(a)為顯性。 正交 反交P：()AAaa() P：() aaAA ()親代母本所結果實 親代母本所結果實（含F(xiàn)1的種子） （含F(xiàn)1的種子） 果皮紅色 F1的胚 F1的乳胚 果皮黃色 F1的胚 F1的乳胚 （AA） (Aa) （AAa） (aa) (Aa) (Aaa) F1 所結果實（含F(xiàn)2的種子） F1 所結果實（含F(xiàn)2的種子） 果皮紅色 F2的胚 果皮紅色 F2的胚 （Aa） (1/4AA、2/4 Aa、1/4aa) （Aa） (1/4AA、2/4 Aa、1/4aa) F2所結果實 F2所結果實 果皮 果皮 1/4AA 2/4Aa 1/4aa 1/4AA 2/4Aa 1/4aa 3紅 ： 1黃 3紅 ： 1黃 從以上分析看出，番茄的果皮顏色遺傳中正反交結果不同，子代均表現(xiàn)出母本的性狀，但這種遺傳方式本質(zhì)上仍屬于細胞核遺傳，遵循孟德爾遺傳規(guī)律，只是子代的性狀分離比延遲表現(xiàn)而已。另外，正反交結果中胚乳的基因型也不相同。 3.伴性遺傳中的某些性狀遺傳（以人類紅綠色盲為例） 正常母親 色盲父親 色盲母親 正常父親 XB XB Xb Y XbXb XB YXB Xb XB Y XBXb Xb Y 女兒正常 兒子正常 女兒正常 兒子色盲 （攜帶者） （攜帶者） 四、人類遺傳病判斷及概率計算 1.人類遺傳圖譜分析及遺傳方式的判斷 在遺傳方式未知的情況下，無論是判斷致病基因的顯隱性關系，還是確定致病基因的位置，都要在全面分析圖譜信息的基礎上，找準特殊個體或幾個特殊個體間的關系，以以下幾個方面為突破口進行分析： （1）首先確定圖譜中的遺傳病是顯性遺傳還是隱性遺傳。若雙親正常，其子代中有患者，此單基因遺傳病一定為隱性遺傳病（即“無中生有”）。若患病的雙親有正常后代，此單基因遺傳病一定為顯性遺傳?。础坝兄猩鸁o”）。 （2）其次確定致病基因位于常染色體上還是位于性染色體上。 在確定是隱性遺傳病的情況下，要特別關注以下特殊情況： a.父親正常，女兒患病，或兒子正常，母親患病，則一定是常染色體隱性遺傳病。或 b.母親患病，兒子一定有病，則為伴X染色體隱性遺傳病。 c.如為伴X染色體隱性遺傳病，則女性患者的父親與兒子一定為患者，否則是常染色體隱性遺傳病。 在確定是顯性遺傳病的情況下，要特別關注以下特殊情況： a.父親患病，女兒正常，或兒子患病，母親正常，則為常染色體顯性遺傳病。 或b.父親患病，女兒一定有病，則為伴X染色體顯性遺傳病。 c.如為伴X染色體顯性遺傳病，則男性患者的母親和女兒一定為患者，否則是常染色體顯性遺傳病。2.有關概率（可能性）計算 （1）原理 乘法定律：當兩個互不影響的獨立事件同時或相繼出現(xiàn)時其概率是它們各自概率的乘積。 加法定律：當一個事件出現(xiàn)時，另一個事件就被排除，這樣的兩個事件為互斥事件，這種互斥事件出現(xiàn)的概率是它們各自概率之和。 (2)計算方法 例如:有甲、乙兩種遺傳病按自由組合定律遺傳，據(jù)親代的基因型已判斷出后代患甲病的可能性為m，患乙病的可能性為n，則后代的表現(xiàn)型的種類和可能性為： 甲病患m 乙病患n 不患（1-m） 不患（1-n） 只患甲病的概率m（1-n）；只患乙病的概率n（1-m）;甲、乙兩病同患的概率是mn；甲、乙兩病均不患的概率是（1-m）(1-n)。一、基因突變與性狀的遺傳變異 1.基因突變與生物性狀的關系 （1）當控制某種性狀的基因發(fā)生突變時，其性狀未必改變，原因如下：若發(fā)生突變后，引起mRNA上密碼子改變，但改變了的密碼子與原密碼子仍對應同一種氨基酸，此時突變基因控制的性狀也不改變。若基因突變?yōu)殡[性突變?nèi)鏏A中的一個A a，此時性狀也不改變。(2)基因突變引起性狀的改變，這種具有突變性狀的個體能否把突變基因傳給后代要看這種突變性狀是否有很強的適應能力。若有，則為有利突變，可通過繁殖傳給后代，否則為有害突變，被淘汰掉。 2.基因突變對后代的影響 （1）基因突變可以發(fā)生在體細胞有絲分裂過程中，這種突變可以通過無性繁殖傳給后代，但不會通過有性生殖傳給后代。 （2）基因突變可以發(fā)生在形成精子或卵細胞的減數(shù)分裂過程中，這種突變有可能通過有性生殖傳給后代。二、三種可遺傳變異的比較類型項目基因突變基因重組染色體變異適用范圍生物種類所有生物（包括病毒）均可發(fā)生自然狀態(tài)下只發(fā)生于真核生物有性生殖過程中，為核遺傳真核生物細胞增殖過程中均可發(fā)生生殖無性生殖、有性生殖有性生殖無性生殖、有性生殖類型自然突變誘發(fā)突變交叉互換自由組合染色體結構變異、染色體數(shù)目變異發(fā)生時期DNA復制時（有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂間期）減數(shù)分裂四分體時期及第一次分裂過程中細胞分裂期產(chǎn)生結果產(chǎn)生新的基因只產(chǎn)生新的基因型，不產(chǎn)生新的基因不產(chǎn)生新的基因，但可引起數(shù)目或順序變化鏡檢光鏡下均無法檢出，可根據(jù)是否有新性狀或新性狀組合確定光鏡下可檢出育種應用誘變育種雜交育種單倍體育種多倍體育種與進化的關系三種可遺傳的變異都為生物的進化提供了原材料基因突變可產(chǎn)生新的基因，為進化提供了最初的原材料，是生物變異的根本來源基因重組的變異頻率高，為進化提供了廣泛的選擇材料，是形成生物多樣性的重要原因之一三、染色體組及其數(shù)目的確認1. 染色體組概念及確認條件（1）概念：細胞中在形態(tài)和功能上各不相同，攜帶者控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息的一組非同源染色體上。（2）確認條件一個染色體組中無同源染色體。一個染色體組含的染色體在形態(tài)、大小和功能上各不相同。一個染色體組含有控制生物性狀的一整套遺傳信息，不能重復，不能缺少。2.染色體組數(shù)目的確認方法（1）根據(jù)細胞中染色體形態(tài)判斷。細胞內(nèi)同一形態(tài)的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。細胞內(nèi)有幾種形態(tài)的染色體，一個染色體組內(nèi)就有幾條染色體。（2）根據(jù)基因型來判斷。在細胞或生物體的基因型中，控制同一性狀的基因出現(xiàn)幾次，則有幾個染色體組，可簡記為“同一英文字母無論大寫還是小寫出現(xiàn)幾次，就含有幾個染色體組”。（3）根據(jù)染色體的數(shù)目和形態(tài)來推算。染色體組的數(shù)目=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。例如，果蠅體細胞中有8條染色體，分為4種形態(tài)，則染色體組的數(shù)目為2個。3.染色體組的數(shù)目與二倍體、多倍體、單倍體關系（1）由受精卵發(fā)育而成的個體，含有幾個染色體組，就叫幾倍體。（2）由配子發(fā)育而成的個體不論含幾個染色體組，都稱為單倍體。（3）二倍體生物的配子中只含有一個染色體組。雜交育種人工誘變育種單倍體育種多倍體育種基因工程育種依據(jù)原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組常用方法雜交自交選種自交輻射誘變、激光誘變、作物空間技術育種花藥的離體培養(yǎng)，然后再加倍秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗轉(zhuǎn)基因(DNA重組）技術將目的基因引入生物體內(nèi)，培育新品種優(yōu)點操作簡單，目標性強可以提高變異的頻率，大幅度的改良某些品種可明顯的縮短育種年限操作簡單，能較快獲得新類型打破物種界限，定向改變生物的性狀缺點時間長，需及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良品種有利變異少，需大量處理實驗材料技術復雜且需與雜交育種配合所得的品種發(fā)育延遲，結實率低有可能引發(fā)生態(tài)危機舉例矮稈抗銹病小麥青霉素高產(chǎn)菌株、太空椒單倍體育種獲得的矮稈抗銹病小麥三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌、抗蟲棉五、基因頻率和基因型頻率的相關計算設有N個個體的種群，AA、Aa、aa的個體分別是n1、n2、n3,A、a的基因頻率分別用PA、Pa表示，AA、Aa、aa的基因型頻率分別用PAA、PAa、Paa表示，則：PA=（2n1+n2 )/2N=( n1/N+1/2n2/N)= PAA+1/2PAaPa=（2n3+n2 )/2N=( n3/N+1/2n2/