五 遺傳.doc

5記憶內(nèi)容五 遺傳、變異和進(jìn)化1、遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)(1)DNA是主要的遺傳物質(zhì) 生物的遺傳物質(zhì)：在整個(gè)生物界中絕大多數(shù)生物是以DNA作為遺傳物質(zhì)的。有DNA的生物（細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物和DNA病毒），DNA就是遺傳物質(zhì)；只有少數(shù)病毒（如艾滋病毒、SARS病毒、禽流感病毒等）沒有DNA，只有RNA，RNA才是遺傳物質(zhì)。 證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想：設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地去觀察DNA的作用。(2)DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制 DNA分子的結(jié)構(gòu) a.基本組成單位：脫氧核苷酸（由磷酸、脫氧核糖和堿基組成）。 b.脫氧核苷酸長鏈：由脫氧核苷酸按一定的順序聚合而成c.平面結(jié)構(gòu)：d.空間結(jié)構(gòu)：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 e.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：多樣性、特異性和穩(wěn)定性。DNA的復(fù)制a.時(shí)間：有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂間期 b .特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制；半保留復(fù)制。 c.條件：模板（DNA分子的兩條鏈）、原料（四種游離的脫氧核苷酸）、酶（解旋酶，DNA聚合酶，DNA連接酶等），能量（ATP） d.結(jié)果：通過復(fù)制產(chǎn)生了與模板DNA一樣的DNA分子。 e.意義：通過復(fù)制將遺傳信息傳遞給后代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。 (3)基因的結(jié)構(gòu)及表達(dá) 基因的概念：基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段，基因在染色體上呈線性排列。 基因的結(jié)構(gòu)：基因中的堿基序列要可分為非編碼區(qū)和編碼區(qū)，非編碼區(qū)（調(diào)控序列）中最重要的是RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)。原核生物的編碼區(qū)是連續(xù)的；真核生物的編碼區(qū)是間隔的、不連續(xù)的，由外顯子和內(nèi)含子交替排列而成（非編碼區(qū)和內(nèi)含子叫非編碼序列）。 基因控制蛋白質(zhì)合成的過程：轉(zhuǎn)錄：以DNA的一條鏈為模板通過堿基互補(bǔ)配對原則形成信使RNA的過程。翻譯：在核糖體中以信使RNA為模板，以轉(zhuǎn)運(yùn)RNA為運(yùn)載工具合成具有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)分子2、基因工程簡介(1)基因工程的概念標(biāo)準(zhǔn)概念：在生物體外，通過對DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖，使重組細(xì)胞在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物。通俗概念：按照人們的意愿，把一種生物的個(gè)別基因復(fù)制出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。 (2)基因操作的工具 A基因的剪刀限制性內(nèi)切酶（簡稱限制酶）。 分布：主要在微生物中。 作用特點(diǎn)：特異性，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點(diǎn)。 結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對）。 B基因的針線DNA連接酶。 連接的部位：磷酸二酯鍵，不是氫鍵。 結(jié)果：兩個(gè)相同的黏性未端的連接。 C基困的運(yùn)輸工具運(yùn)載體 作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。 具備的條件：a、能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。b、 具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)。c、有某些標(biāo)記基因。 種類：質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒。 質(zhì)粒的特點(diǎn)：質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體。(3)基因操作的基本步驟 A提取目的基因 目的基因概念：人們所需要的特定基因，如人的胰島素基因、抗蟲基因、抗病基因、干擾素基因等。 提取途徑： 直接分離基因：從體細(xì)胞的DNA中直接分離基因。 常用方法：“鳥槍法”或“散彈射擊法”用限制酶將供體細(xì)胞中的DNA切成許多片段，將這些片段載入運(yùn)載體，通過運(yùn)載體分別轉(zhuǎn)入不同的受體細(xì)胞，使這些DNA片段大量擴(kuò)增，找出含目的基因細(xì)胞，從中分離出目的基因。 優(yōu)點(diǎn)：操作簡便。 缺點(diǎn)：工作量大，具有一定的盲目性。 人工合成基因：適用于獲取真核細(xì)胞中的目的基因。 B目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 用同一種限制酶分別切割目的基因和質(zhì)粒DNA（運(yùn)載體），使其產(chǎn)生相同的黏性末端，將切割下的目的基因與切割后的質(zhì)?；旌?，并加入適量的DNA連接酶，使之形成重組DNA分子（重組質(zhì)粒） C將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 常用方法：可以將受體細(xì)胞為細(xì)菌的用氯化鈣處理，增大細(xì)菌細(xì)胞壁的通透性，使重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌細(xì)胞中。常用的受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、酵母菌、動植物細(xì)胞 D目的基因檢測與表達(dá) 檢測方法如：質(zhì)粒中有抗菌素抗性基因的大腸桿菌細(xì)胞放入到相應(yīng)的抗菌素中，如果正常生長，說明細(xì)胞中含有重組質(zhì)粒。 表達(dá)：受體細(xì)胞表現(xiàn)出特定性狀，說明目的基因完成了表達(dá)過程。如：抗蟲棉基因?qū)朊藜?xì)胞后，棉鈴蟲食用棉的葉片時(shí)被殺死；胰島素基因?qū)氪竽c桿菌后能合成出胰島素等。3、遺傳的基本規(guī)律(1)基因的分離定律 豌豆做材料的優(yōu)點(diǎn)：（1）豌豆能夠嚴(yán)格進(jìn)行自花授粉，而且是閉花授粉，自然條件下能保持純種。（2）品種之間具有易區(qū)分的性狀。人工雜交試驗(yàn)過程：去雄（留下雌蕊）套袋（防干擾）人工傳粉一對相對性狀的遺傳現(xiàn)象：具有一對相對性狀的純合親本雜交，后代表現(xiàn)為一種表現(xiàn)型，F(xiàn)1代自交，F(xiàn)2代中出現(xiàn)性狀分離，分離比為3：1。 基因分離定律的實(shí)質(zhì)：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性，生物體在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入到兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。(2)基因的自由組合定律兩對等位基因控制的兩對相對性狀的遺傳現(xiàn)象：具有兩對相對性狀的純合子親本雜交后，產(chǎn)生的F1自交，后代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，比例為9：3：3：1。四種表現(xiàn)型中各有一種純合子，分別在子二代占1/16，共占4/16；雙顯性個(gè)體比例占9/16；雙隱性個(gè)體比例占1/16；單雜合子占2/164=8/16；雙雜合子占4/16；親本類型比例各占9/16、1/16；重組類型比例各占3/16、3/16基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的。在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子的過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離，同時(shí)非同源染色體上的非等位基因自由組合。運(yùn)用基因的自由組合定律的原理培育新品種的方法：優(yōu)良性狀分別在不同的品種中，先進(jìn)行雜交，從中選擇出符合需要的，再進(jìn)行連續(xù)自交即可 獲得純合的優(yōu)良品種。 4、性別決定與伴性遺傳(1)XY型的性別決定方式：雌性體內(nèi)具有一對同型的性染色體（XX），雄性體內(nèi)具有一對異型的性染色體（XY）。 (2)伴X隱性遺傳的特點(diǎn)（如色盲、血友病、果蠅眼色、女婁菜葉形等遺傳）男性患者多于女性患者 屬于交叉遺傳（隔代遺傳）即外公女兒外孫女性患者，其父親和兒子都是患者；男性患病，其母、女至少為攜帶者（3）X染色體上隱性遺傳（如抗VD佝僂病、鐘擺型眼球震顫） 女性患者多于男性患者。具有世代連續(xù)現(xiàn)象。 男性患者，其母親和女兒一定是患者。（4）Y染色體上遺傳（如外耳道多毛癥） （5）伴性遺傳與基因的分離定律之間的關(guān)系：伴性遺傳的基因在性染色體上，性染色體也是一對同源染色體，伴性遺傳從本質(zhì)上說符合基因的分離定律。 5、細(xì)胞質(zhì)遺傳細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)：母系遺傳（原因：受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自母細(xì)胞）；后代沒有一定的分離比（原因：生殖細(xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)，細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)隨機(jī)地、不均等地分配到子細(xì)胞中去）。細(xì)胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)：在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在著DNA分子，這些DNA分子主要位于線粒體和葉綠體中，可以控制一些性狀。6、生物的變異(1 )基因突變 基因突變的概念：由于DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。 基因突變的特點(diǎn)： a.基因突變在生物界中普遍存在 b.基因突變是隨機(jī)發(fā)生的 c.基因突變的頻率是很低的 d.大多數(shù)基因突變對生物體是有害的 e.基因突變是不定向的 基因突變的意義：生物變異的根本來源，為生物進(jìn)化提供了最初的原材料。 基因突變的類型：自然突變、誘發(fā)突變 人工誘變在育種中的應(yīng)用：通過人工誘變可以提高變異的頻率，可以大幅度地改良生物的性狀。(2) 染色體變異 染色體結(jié)構(gòu)的變異：缺失、增添、倒位、易位。如：貓叫綜合征。染色體數(shù)目的變異：包括細(xì)胞內(nèi)的個(gè)別染色體增加或減少和以染色體組的形式成倍地增加減少。染色體組特點(diǎn)：a、一個(gè)染色體組中不含同源染色體 b、一個(gè)染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同 c、一個(gè)染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因 二倍體或多倍體：由受精卵發(fā)育成的個(gè)體，體細(xì)胞中含幾個(gè)染色體組就是幾倍體；由未受精的生殖細(xì)胞（精子或卵細(xì)胞）發(fā)育成的個(gè)體均為單倍體（可能有1個(gè)或多個(gè)染色體組）。 人工誘導(dǎo)多倍體的方法：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子和幼苗。原理：當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時(shí)，能夠抑制紡錘體形成，導(dǎo)致染色體不分離，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。多倍體植株特征：莖桿粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。單倍體植株特征：植株長得弱小而且高度不育。單倍體植株獲得方法：花藥離休培養(yǎng)。單倍體育種的意義：明顯縮短育種年限（只需二年）。7、 人類遺傳病與優(yōu)生（1）優(yōu)生的措施：禁止近親結(jié)婚、進(jìn)行遺傳咨詢、提倡適齡生育、產(chǎn)前診斷。（2）禁止近親結(jié)婚的原因：近親結(jié)婚的夫婦從共同祖先那里繼承同一種致病基因的機(jī)會大大增加，所生子女患隱性遺傳病的概率大大增加。8 、生物的進(jìn)化（1）自然選擇學(xué)說內(nèi)容是：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存。（2）物種：指分布在一定的自然區(qū)域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能產(chǎn)生出可育后代的一群個(gè)體。種群：是指生活在同一地點(diǎn)的同種生物的一群個(gè)體。種群的基因庫：一個(gè)種群的全部個(gè)體所含有的全部基因。（3）現(xiàn)代生