生物基礎(chǔ)電子教案

1、生物基礎(chǔ)電子教案車輻中等專業(yè)學(xué)校 吳中敏【教 材】王社光、劉 強(qiáng)。生物基礎(chǔ).高等教育出版社.2005.6.第1 版【課 題】第4章 生物的遺傳基礎(chǔ)第一節(jié) 遺傳的分子基礎(chǔ) 【教學(xué)目標(biāo)】：知識(shí)與技能：通過(guò)學(xué)習(xí)了解DNA是主要的遺傳物質(zhì)，掌握DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和復(fù)制過(guò)程，理解基因?qū)π誀畹目刂?。過(guò)程與方法：通過(guò)學(xué)習(xí)和老師的講解，增進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶，培養(yǎng)學(xué)生的理解和分析問(wèn)題的能力情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生的科學(xué)態(tài)度、思想情趣得到陶冶，培養(yǎng)一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笾獞B(tài)度；通過(guò)科學(xué)家的不怕苦精神和對(duì)自然界的自然現(xiàn)象探究，培養(yǎng)學(xué)生一種熱愛(ài)大自然和追求真理的犧牲精神?！窘虒W(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】重點(diǎn)：DN

2、A分子的雙螺旋型結(jié)構(gòu)和復(fù)制難點(diǎn)：基因?qū)π誀畹目刂啤菊n時(shí)安排】2學(xué)時(shí)【主要教學(xué)方法】：講授、模型展示、討論小結(jié)1 / 54【教學(xué)用具】：掛圖、模型【教學(xué)過(guò)程】第4章 生物的遺傳基礎(chǔ)第一節(jié) 遺傳的分子基礎(chǔ)一、 DNA是主要的遺傳物質(zhì)1、染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。DNA是遺傳物質(zhì),在病毒中,RNA是遺傳物質(zhì)。2、DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi)的染色體中,少量的存在于葉綠體和線粒體等細(xì)胞器中。二、 DNA分子的結(jié)構(gòu)和半保留復(fù)制復(fù)制(一)DNA分子的結(jié)構(gòu)1、DNA是由4種脫氧核苷酸組成的一種高分子化合物, DNA分子的呈雙螺旋型結(jié)構(gòu)(圖41)。2、DNA分子的基本單位是脫氧核糖核苷酸,組成脫氧核糖核

3、苷酸的堿基有4種:腺嘌呤(A)、鳥(niǎo)嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T), DNA分子就是由多個(gè)脫氧核糖核苷酸聚合成為脫氧核糖核苷酸鏈。3、DNA分子的立體結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)(1) DNA分子是由兩條鏈組成的,這兩條鏈按反向平行方式盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2) DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架;堿基排列在內(nèi)側(cè)。(3) 、DNA分子兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì),并且堿基配對(duì)有一定的規(guī)律: A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)配對(duì); G(鳥(niǎo)嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對(duì)。堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,稱堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。4、生物多樣性在DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)中,雖然組成它的堿

4、基只有4種,但堿基對(duì)的排列順序卻是千變?nèi)f化的,從而構(gòu)成了DNA分子中堿基對(duì)排列方式的多種多樣,也使地球上的生物多種多樣,千差萬(wàn)別。不同的排列方式包含不同的遺傳信息,這就構(gòu)成了DNA分子的多樣性。這是生物具有多樣性和生物個(gè)體間存在差異的根本原因。(二) DNA分子的復(fù)制一個(gè)DNA分子解旋堿基互補(bǔ)配對(duì)延伸2個(gè)完全相同的DNA分子這種復(fù)制方式稱半保留復(fù)制。(圖4 2 DNA分子的復(fù)制圖解)1、DNA分子復(fù)制需要模板、原料、能量和酶等基本條件。2、通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì),保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。3、DNA分子通過(guò)復(fù)制,使遺傳信息從親代傳給了子代,從而保持了遺傳信息的穩(wěn)定性和連續(xù)性。三、基因?qū)π誀畹目刂苹?/p>

5、是決定生物性狀的基本單位,基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^(guò)DNA分子控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(一)基因具有遺傳效應(yīng)的DNA片段每一條染色體只含有1個(gè)DNA分子,每個(gè)DNA分子上有很多個(gè)基因,每個(gè)基因中又可以含有成百上千個(gè)脫氧核糖核苷酸。由于不同基因的脫氧核糖核苷酸排列順序不同,所以不同的基因就含有不同的遺傳信息?；虻膹?fù)制是通過(guò)DNA分子的復(fù)制來(lái)完成的。(二)基因的表達(dá)基因的表達(dá):基因不僅可以通過(guò)復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代,還可以使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上,從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀,遺傳學(xué)上把這一過(guò)程稱之基因的表達(dá)。基因的表達(dá)是通過(guò)DNA控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的。遺傳信息表

6、達(dá)的關(guān)鍵是控制蛋白質(zhì)的合成,因?yàn)樯锼械男誀疃际怯傻鞍踪|(zhì)決定的。DNA主要存在于細(xì)胞核中,而蛋白質(zhì)的合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的。RNA作為媒介。在細(xì)胞核中先把DNA的遺傳信息傳遞給RNA,然后,RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),在蛋白質(zhì)合成中起模板作用。因此,基因控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程包括兩個(gè)階段“轉(zhuǎn)錄”和“翻譯”。1、轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄:是在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行的。它是指以DNA的1條鏈為模板,按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,合成RNA。RNA只有1條鏈,它的堿基組成與DNA的不同。 RNA中的堿基也有4種: A、 G、 C、 U(尿嘧啶),沒(méi)有堿基T(胸腺嘧啶)。因此,在以DNA為模板合成RNA時(shí),需要以U代替T與A配對(duì)(圖4 3 )。

7、這樣,DNA分子就把遺傳信息傳遞到RNA上,這種RNA稱為信使RNA(簡(jiǎn)寫(xiě)為mRNA)。圖4 3 轉(zhuǎn)錄過(guò)程示意圖2、翻譯翻譯:是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的。它是指以信使RNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。信使RNA(mRNA)在細(xì)胞核中合成以后,從核孔進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)中,與核糖體結(jié)合起來(lái)(圖4 4 )。核糖體是細(xì)胞內(nèi)利用氨基酸合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(簡(jiǎn)寫(xiě)為tRNA)：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的種類很多,但是,每種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)1種氨基酸。這是因?yàn)樵谵D(zhuǎn)運(yùn)RNA的一端是攜帶氨基酸的部位,另一端有3個(gè)堿基,每個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的這3個(gè)堿基,都只能專一地與信使RNA上特定的3個(gè)堿基(密碼子)配對(duì)。當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)

8、RNA運(yùn)載著1個(gè)氨基酸進(jìn)入到核糖體以后,就以信使RNA為模板,按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,把轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)的氨基酸放在相應(yīng)的位置上。轉(zhuǎn)運(yùn)完畢以后,轉(zhuǎn)運(yùn)RNA離開(kāi)核糖體,又去轉(zhuǎn)運(yùn)下一個(gè)氨基酸。當(dāng)核糖體接受兩個(gè)氨基酸以后,第二個(gè)氨基酸就會(huì)被移至第一個(gè)氨基酸的位置上,并通過(guò)肽鍵與第一個(gè)氨基酸連接起來(lái),與此同時(shí),核糖體在信使RNA上也移動(dòng)3個(gè)堿基的位置,為接受新運(yùn)載來(lái)的氨基酸做好準(zhǔn)備。上述過(guò)程如此往復(fù)地進(jìn)行,肽鏈也就不斷地延伸,直到信使RNA上出現(xiàn)終止密碼子為止。肽鏈合成以后,從信使RNA上脫離,再經(jīng)過(guò)一定的盤(pán)曲折疊,最終合成1個(gè)具有一定氨基酸順序、有一定功能的蛋白質(zhì)分子。小結(jié): DNA分子的脫氧核糖核苷酸的排列順

9、序決定了信使RNA中核糖核苷酸的排列順序,信使RNA中核糖核苷酸的排列順序又決定了氨基酸的排列順序,氨基酸的排列順序最終決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的特異性,從而使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀。3、“中心法則”DNA自我復(fù)制通過(guò)轉(zhuǎn)錄形成RNA然后通過(guò)轉(zhuǎn)譯形成形成蛋白質(zhì)，稱為“中心法則”?！爸行姆▌t”可以看出,遺傳信息的流動(dòng)方向有3種：一是:遺傳信息可以從DNA流向DNA,即完成DNA的自我復(fù)制過(guò)程, 二是遺傳信息可以從DNA流向RNA,進(jìn)而流向蛋白質(zhì),即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程。三是在某些病毒中,RNA也可以自我復(fù)制,并且還發(fā)現(xiàn),在一些病毒蛋白質(zhì)的合成過(guò)程中,RNA可以在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA

10、。因此,在某些病毒中,遺傳信息可以沿圖中的虛線方向流動(dòng),上述逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程以及RNA自我復(fù)制過(guò)程的發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充和發(fā)展了“中心法則”。(三)基因?qū)π誀畹目刂苹蛲ㄟ^(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)完成對(duì)性狀的控制?；虻幕竟δ馨▋蓚€(gè)方面:一是自我復(fù)制,通過(guò)DNA的半保留復(fù)制把遺傳信息從親代傳給子代。二是基因能夠通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)決定生物的性狀。例如,正常人的皮膚、毛發(fā)等處的細(xì)胞中有一種酶,即酪氨酸酶,它能夠?qū)⒗野彼徂D(zhuǎn)變?yōu)楹谏亍Ｈ绻粋€(gè)人由于基因不正常而缺少酪氨酸酶,那么這個(gè)人就不能合成黑色素,而表現(xiàn)出白化癥狀,即“白化癥”。 習(xí)題與答案：1、舉例說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。2、什么

11、是堿基互補(bǔ)配對(duì)原則?它對(duì)DNA分子的復(fù)制有何意義?3、從DNA分子的結(jié)構(gòu)可以看出,它本身既能保持相對(duì)的穩(wěn)定,相互間又千差萬(wàn)別。談?wù)勀銓?duì)這個(gè)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)。4、DNA分子是如何進(jìn)行復(fù)制的？其結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？答案1、答：1944年,科學(xué)家艾弗里和他的同事們從S型的活細(xì)菌中提取出了DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì),發(fā)現(xiàn)DNA在其中起關(guān)鍵決定作用,這個(gè)發(fā)現(xiàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。2、答：DNA分子兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì),并且堿基配對(duì)有一定的規(guī)律: A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)配對(duì); G(鳥(niǎo)嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對(duì)。堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,稱堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。意義：標(biāo)志著分

12、子生物學(xué)的誕生3、答：保證了生物的遺傳性和多樣性。4、答：復(fù)制：一個(gè)DNA分子解旋堿基互補(bǔ)配對(duì)延伸2個(gè)完全相同的DNA分子這種復(fù)制方式稱半保留復(fù)制。(1)、DNA分子復(fù)制需要模板、原料、能量和酶等基本條件。(2)、通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì),保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。(3)、DNA分子通過(guò)復(fù)制,使遺傳信息從親代傳給了子代,從而保持了遺傳信息的穩(wěn)定性和連續(xù)性。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：(1) 、DNA分子是由兩條鏈組成的,這兩條鏈按反向平行方式盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2) 、DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側(cè),構(gòu)成基本骨架;堿基排列在內(nèi)側(cè)。(3)、堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。板書(shū)設(shè)計(jì)：   第一節(jié) 遺

13、傳的分子基礎(chǔ)一、 DNA是主要的遺傳物質(zhì)二、 DNA分子的結(jié)構(gòu)和半保留復(fù)制復(fù)制(一) 、DNA分子的結(jié)構(gòu)(二)、 DNA分子的復(fù)制三、基因?qū)π誀畹目刂?一)基因具有遺傳效應(yīng)的DNA片段(二)基因的表達(dá)1、轉(zhuǎn)錄2、翻譯3、“中心法則”(三)基因?qū)π誀畹目刂普n后評(píng)價(jià)與思考：了解DNA是主要的遺傳物質(zhì)，DNA分子復(fù)制和基因?qū)π誀畹目刂剖潜竟?jié)的重點(diǎn)，應(yīng)該說(shuō)本節(jié)內(nèi)容比較抽象，名詞也比較多，學(xué)生的學(xué)習(xí)有一定的難度，通過(guò)掛圖和模型，比較好的解決了這一問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)練習(xí)達(dá)到鞏固的目的。 生物基礎(chǔ)電子教案車輻中等專業(yè)學(xué)校 吳中敏【教 材】王社光、劉 強(qiáng)。生物基礎(chǔ).高等教育出版社.2005.6.第1 版

14、【課 題】第4章 生物的遺傳基礎(chǔ)第二節(jié) 遺傳的基本規(guī)律【教學(xué)目標(biāo)】： 知識(shí)與技能：通過(guò)學(xué)習(xí)，掌握遺傳三大定律，基因分離定律、基因自由組合定律基因、連鎖和交換定律，并能能運(yùn)用這些定律分析問(wèn)題過(guò)程與方法：通過(guò)實(shí)例分析和講解，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，并運(yùn)用一些練習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。 情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生明白任何事情都有其自身規(guī)律，只有樹(shù)立正確的人生觀、世界觀和價(jià)值觀，人活著才有意義。【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】重點(diǎn)：遺傳三大定律難點(diǎn)：運(yùn)用遺傳三大定律分析問(wèn)題和解決問(wèn)題【課時(shí)安排】：3學(xué)時(shí)【主要教學(xué)方法】：講授、例子分析、討論【教學(xué)用具】：掛圖【教學(xué)過(guò)程】第4章 生物的遺傳基礎(chǔ)第二節(jié) 遺傳的基

15、本規(guī)律奧地利人孟德?tīng)?進(jìn)行了著名的豌豆雜交試驗(yàn),最先揭示出了遺傳的兩個(gè)基本規(guī)律基因分離定律和基因自由組合定律。在孟德?tīng)栔?美國(guó)的遺傳學(xué)家摩爾根及其合作者,以果蠅為材料,進(jìn)行雜交試驗(yàn),揭示出了遺傳的第三個(gè)基本規(guī)律基因連鎖和交換定律。這3個(gè)定律就是人們通常所說(shuō)的遺傳三大定律。(一)、孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)材料和方法孟德?tīng)? 1822 1884 )是奧地利布隆(現(xiàn)在是捷克的布爾諾)的神父。1856年,他選用34個(gè)豌豆品種在教堂的園地里種植,經(jīng)過(guò)8年的雜交試驗(yàn)后,于1865年發(fā)表了植物雜交試驗(yàn)論文,首次提出了分離定律和自由組合定律。后來(lái),人們把這兩大定律稱為孟德?tīng)栠z傳定律。1、孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)材料孟德?tīng)栠x用的實(shí)驗(yàn)

16、材料是豌豆,這是因?yàn)?( 1 )豌豆是自花授粉植物,而且為閉花授粉。( 2 )豌豆具有穩(wěn)定的可以區(qū)分的性狀。如有些品種的植物開(kāi)紅花,有些開(kāi)白花;有些結(jié)黃色種子,有些結(jié)綠色種子。( 3 )豌豆花器各部分結(jié)構(gòu)較大,便于操作,易于控制。( 4 )豌豆豆莢成熟后籽粒都留在豆莢中,不會(huì)脫落,對(duì)籽粒都能準(zhǔn)確計(jì)數(shù)。2、孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)方法孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)方法十分科學(xué),他從單因子試驗(yàn)到多因子試驗(yàn),即從1對(duì)相對(duì)性狀的研究到兩對(duì)相對(duì)性狀的研究。同時(shí),采用“定量”研究的方法:即對(duì)雜種每一個(gè)世代中的每一種類型的植株進(jìn)行逐一統(tǒng)計(jì),分析各類型植株數(shù)之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系。通過(guò)分析,提出了一套完整的理論,并對(duì)理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。這一套完整的

17、實(shí)驗(yàn)方法是他成功的保證。(二)、一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳試驗(yàn)孟德?tīng)栍眉兎N高莖豌豆與純種矮莖豌豆做親本(用P表示)進(jìn)行雜交,不論用高莖豌豆做母本(正交),還是做父本(反交),雜交后產(chǎn)生的第一代(簡(jiǎn)稱子一代,用F1表示)總是高莖的。子一代高莖植株自交,看到在第二代(簡(jiǎn)稱子二代,用F2表示)植株中,除了有高莖的外,還有矮莖的(圖4 5 )。他認(rèn)為矮莖性狀在子一代中并沒(méi)有消失,只是隱而未現(xiàn)。于是,孟德?tīng)柊言陔s種子一代中顯現(xiàn)出來(lái)的性狀,稱做顯性性狀,如高莖;把未顯現(xiàn)出來(lái)的性狀,稱做隱性性狀,如矮莖。他發(fā)現(xiàn),在所得到的1064株子二代植株的豌豆中,表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象為:787株是高莖,277株是矮莖,高莖與矮莖的數(shù)

18、量比接近于3 1 。這種在雜種后代中,同時(shí)出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象,在遺傳學(xué)上稱做性狀分離。接著,孟德?tīng)栍肿隽似渌?對(duì)相對(duì)性狀的雜交試驗(yàn),觀察了數(shù)千株豌豆的雜交情況,并且對(duì)每一對(duì)相對(duì)性狀的試驗(yàn)結(jié)果都進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,最后都得到了與上述試驗(yàn)相同的結(jié)果:子一代只表現(xiàn)出顯性性狀;子二代出現(xiàn)了性狀分離現(xiàn)象,并且顯性性狀與隱性性狀的數(shù)量比接近于3 1(表4 2 )。 (三)、對(duì)分離現(xiàn)象的解釋問(wèn)題：在上述豌豆的雜交試驗(yàn)中,為什么子一代只出現(xiàn)顯性性狀,子二代卻出現(xiàn)了性狀分離現(xiàn)象,分離比接近于3 1呢?孟德?tīng)栒J(rèn)為,生物體的性狀都是由遺傳因子(后來(lái)改稱為基因)控制的?？刂骑@性性狀(如高莖)的基因是顯性基因,

19、用大寫(xiě)英文斜體字母(如D)來(lái)表示;控制隱性性狀(如矮莖)的基因是隱性基因,用小寫(xiě)英文字母(如d)來(lái)表示(圖4 6 )。在生物的體細(xì)胞中,控制性狀的基因都是成對(duì)存在的。如純種高莖豌豆的體細(xì)胞中含有成對(duì)的基因DD,純種矮莖豌豆的體細(xì)胞中含有成對(duì)的基因dd。生物體在形成生殖細(xì)胞配子時(shí),成對(duì)的基因彼此分離,分別進(jìn)入相應(yīng)的配子中。因此,純種高莖豌豆的配子只含有一個(gè)顯性基因D,純種矮莖豌豆的配子只含有一個(gè)隱性基因d。當(dāng)受精時(shí),雌雄配子結(jié)合,合子中的基因又恢復(fù)成對(duì),如基因D與基因d在F1體細(xì)胞中又結(jié)合成Dd。由于基因D對(duì)基因d的顯性作用,所以只表現(xiàn)為高莖。在F1 ( Dd)自交產(chǎn)生配子時(shí),同樣,基因D和基因

20、d又會(huì)分離,這樣F1產(chǎn)生的雄配子和雌配子就各有兩種:一種含有基因D,一種含有基因d,并且這兩種配子的數(shù)目相等。當(dāng)受精時(shí),雌雄配子隨機(jī)結(jié)合,F2便出現(xiàn)3種基因組合: DD、 Dd和dd,并且它們之間的數(shù)量比接近于1 2 1 。由于基因D對(duì)基因d的顯性作用,F2在性狀表現(xiàn)上只有兩種類型:高莖和矮莖,并且這兩種性狀之間的數(shù)量比接近31 (圖4 7)。在豌豆高莖和矮莖這一對(duì)相對(duì)性狀的雜交試驗(yàn)中,F2中共出現(xiàn)了3種基因組合的植株DD、Dd和dd,其中基因組合為DD和dd的植株,是由相同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個(gè)體,稱純合子(體),而基因組合為Dd的植株,是由不同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個(gè)體,

21、稱雜合子(體)。純合子能夠穩(wěn)定地遺傳,它的自交后代不會(huì)再發(fā)生性狀分離;雜合子不能穩(wěn)定地遺傳,它的自交后代還會(huì)發(fā)生性狀分離。(四)對(duì)性狀分離現(xiàn)象的分析孟德?tīng)枮榱朔治鏊麑?duì)前述性狀分離現(xiàn)象的解釋是否正確,又設(shè)計(jì)了另一個(gè)分析試驗(yàn)測(cè)交試驗(yàn)(圖4 8 )。測(cè)交就是讓F1代與隱性純合子雜交,這個(gè)方法可以用來(lái)測(cè)定F1的基因是怎樣組合的。對(duì)測(cè)交試驗(yàn)的解釋是:子一代F1 ( D d)在與隱性純合子( dd)雜交時(shí),F1應(yīng)該可以產(chǎn)生含有基因D和基因d的兩種配子,并且D與d的數(shù)目相等;而隱性純合子( dd)只能產(chǎn)生一種含有基因d的配子。孟德?tīng)栴A(yù)言,測(cè)交試驗(yàn)產(chǎn)生的后代,應(yīng)該一半數(shù)目是高莖( D d),另一半數(shù)目是矮莖(

22、 dd),即這兩種性狀后代的數(shù)量比應(yīng)該接近1 1 (高莖矮莖)。他用子一代高莖豌豆( Dd)與親本矮莖豌豆( dd)進(jìn)行雜交。結(jié)果,在得到的64株后代中,30株是高莖,34株是矮莖,即這個(gè)雜交試驗(yàn)結(jié)果符合孟德?tīng)栴A(yù)言的這兩種性狀的分離比:接近1 1 ,從而證明了F1是雜合子( Dd),并且證明了F1在形成配子時(shí),成對(duì)的基因發(fā)生了分離,分離后的基因分別進(jìn)入到不同的配子中。(五)、基因分離定律的實(shí)質(zhì)基因位于染色體上,并且成對(duì)的基因正好位于一對(duì)同源染色體上。因此,生物體在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí),成對(duì)的染色體上的基因會(huì)隨著同源染色體的分開(kāi)而分離。在遺傳學(xué)上,把位于一對(duì)同源染色體的相同位置上,控制著相對(duì)應(yīng)性狀的一

23、對(duì)基因,稱做等位基因。例如,D和d就是等位基因。上述基因與染色體之間關(guān)系的闡明,從本質(zhì)上解釋了性狀分離現(xiàn)象(圖4 9 )。基因分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合子的細(xì)胞中,位于一對(duì)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)分裂形成配子時(shí),等位基因會(huì)隨著同源染色體的分開(kāi)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。(六)、基因型和表型在遺傳學(xué)上,把生物個(gè)體表現(xiàn)出來(lái)的性狀稱做表型,如豌豆的高莖和矮莖;把與表型有關(guān)的基因組成稱做基因型,如高莖豌豆的基因型是DD或D d,矮莖豌豆的基因型是dd。通過(guò)豌豆的雜交試驗(yàn)我們知道,生物個(gè)體的基因型在很大程度上決定了生物個(gè)體的表型。例如,含有顯性基

24、因D(基因型DD、 Dd)的豌豆,表現(xiàn)為高莖;只含隱性基因d(基因型dd)的豌豆,表現(xiàn)為矮莖?？梢?jiàn),基因型是性狀表現(xiàn)的內(nèi)在因素,而表型則是基因型的表現(xiàn)形式。生物體在整個(gè)發(fā)育過(guò)程中,不僅要受到內(nèi)在因素基因的控制,還要受到外部環(huán)境條件的影響。例如,同一株植物幼苗,在光照下葉子呈綠色,在不見(jiàn)光的條件下為黃色。這種現(xiàn)象表明,在不同的環(huán)境條件下,同一種基因型的個(gè)體,可以有不同的表型。因此,表型是基因型與環(huán)境相互作用的結(jié)果。顯性的相對(duì)性：具有一對(duì)相對(duì)性狀的兩個(gè)純合親本雜交,F1的全部個(gè)體都表現(xiàn)出顯性性狀,并且在表現(xiàn)程度上和顯性親本完全一樣,這種顯性表現(xiàn)稱完全顯性。在生物性狀的遺傳中,如果F1的性狀表現(xiàn)介于

25、顯性和隱性的親本之間,這種顯性表現(xiàn)稱做不完全顯性。例如,在紫茉莉的花色遺傳中,純合的紅色花( RR)親本與純合的白色花( rr)親本雜交,F1的表型既不是紅色花,也不是白色花,而是粉色花( Rr)。 F1自交后,在F2中出現(xiàn)了3種表型:紅色花、粉色花和白色花,并且它們之間的分離比是1 2 1 。這一結(jié)果表明,在等位基因Rr中,紅色花基因R對(duì)白色花基因r是不完全顯性。在不完全顯性遺傳中,F2表型的數(shù)量比與基因型種類的數(shù)量比應(yīng)該完全一致。因此,只要知道了生物個(gè)體在遺傳中的表型,就可以直接確定它們的基因型。在生物性狀的遺傳中,如果兩個(gè)親本的性狀,同時(shí)在F1的個(gè)體上顯現(xiàn)出來(lái),而不是只單一地表現(xiàn)出中間性

26、狀,這種顯性表現(xiàn)稱共顯性。例如,紅毛馬( RR)與白毛馬( rr)交配,F1是兩色摻雜在一起的混花毛馬( Rr)。馬的毛色遺傳表明,Rr這一對(duì)等位基因之間互不遮蓋,紅色毛與白色毛這兩個(gè)親本所具有的性狀都在雜合體( F1 )身上同時(shí)得到了顯現(xiàn)。(七)、基因分離定律在實(shí)踐中的應(yīng)用基因分離定律是遺傳的基本規(guī)律,掌握這一定律不僅有助于人們正確地解釋生物界的某些遺傳現(xiàn)象,而且能夠預(yù)測(cè)雜交后代的類型和各種類型出現(xiàn)的概率,這對(duì)于動(dòng)、植物育種實(shí)踐和醫(yī)學(xué)實(shí)踐都具有重要的意義。在雜交育種中,首先,人們按照育種的目標(biāo),選配親本進(jìn)行雜交,然后,根據(jù)性狀的遺傳表現(xiàn)選擇符合人們需要的雜種后代,再經(jīng)過(guò)有目的的選育,最終培育

27、出具有穩(wěn)定遺傳性狀的品種?；蚍蛛x定律表明,如果親本是不同的純種,雜種后代F1個(gè)體往往表現(xiàn)一致,但是從F2就會(huì)出現(xiàn)性狀的分離,因此,在作物育種時(shí),選擇往往從F2開(kāi)始。例如,小麥稈銹病的抗性是由顯性基因控制的。在F2中,人們雖然很容易得到抗稈銹病的植株,但是,可以預(yù)料其中某些植株的抗病性狀在自交后代中還會(huì)發(fā)生分離。因此,為了獲得穩(wěn)定的抗病類型,必須讓抗稈銹病的小麥植株繼續(xù)自交,經(jīng)過(guò)選擇,淘汰由于性狀分離出現(xiàn)的非抗稈銹病類型,當(dāng)抗稈銹病性狀不再發(fā)生分離時(shí),就能夠確定此類型是純合的抗稈銹病類型了。在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中,人們常常利用基因分離定律對(duì)遺傳病的基因型和發(fā)病概率做出科學(xué)的推斷。例如,人類的白化病是由隱

28、性基因( aa )控制的一種遺傳病。如果一個(gè)患者的雙親外觀都正常,根據(jù)基因的分離定律進(jìn)行分析,患者的雙親一定都是雜合子( Aa),在他們的后代中,發(fā)病的概率是1 /4 。二、基因自由組合定律 (一)、兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳試驗(yàn)孟德?tīng)栐谧鰞蓪?duì)相對(duì)性狀的雜交試驗(yàn)時(shí),用純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆作親本進(jìn)行雜交,無(wú)論正交還是反交,結(jié)出的種子( F1 )都是黃色圓粒的。這一結(jié)果表明,黃色對(duì)綠色是顯性,圓粒對(duì)皺粒也是顯性。孟德?tīng)栍肿孎1植株進(jìn)行自交,在產(chǎn)生的F2中,不僅出現(xiàn)了親代原有的性狀黃色圓粒和綠色皺粒,還出現(xiàn)了新的性狀綠色圓粒和黃色皺粒。試驗(yàn)結(jié)果顯示出不同對(duì)的性狀之間發(fā)生了自由組合(圖4 10

29、)。孟德?tīng)枌?duì)試驗(yàn)的結(jié)果也進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析:在總共得到的556粒種子中,黃色圓粒、綠色圓粒、黃色皺粒和綠色皺粒的數(shù)量依次是315 、 108 、 101和32 ,近于9 3 3 1 。怎樣解釋這一結(jié)果呢? (二)、對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋如果對(duì)每一對(duì)性狀進(jìn)行單獨(dú)分析,其結(jié)果是:對(duì)粒形這一性狀來(lái)說(shuō),圓粒種子: 315 +108 =423個(gè),皺粒種子: 101 +32 =133個(gè),圓粒皺粒接近于3 1 ;對(duì)粒色這一性狀來(lái)說(shuō),黃色種子:315 +101 =416個(gè),綠色種子: 108 +32 =140個(gè),黃色綠色接近于3 1 。以上數(shù)據(jù)表明,豌豆的粒形和粒色的遺傳都遵循了基因分離定律。孟德?tīng)柤僭O(shè)豌豆的粒形

30、和粒色分別由一對(duì)基因控制,即黃色和綠色分別是由Y和y控制;圓粒和皺粒分別是由R和r控制。這樣,純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆的基因型就分別是YYRR和yyrr,它們的配子則分別是Y R和yr,受精后,F1代的基因型就是YyRr。 Y對(duì)y、 R對(duì)r都具有顯性作用,因此,F1的表型是黃色圓粒(圖4 11 )。F1自交產(chǎn)生配子時(shí),根據(jù)基因分離定律,每對(duì)基因都要彼此分離,所以,Y與y分離、 R與r分離。孟德?tīng)栒J(rèn)為,在等位基因分離的同時(shí),不同對(duì)的基因之間可以自由組合,也就是Y可以與R或r組合,y可以與R或r組合,這里等位基因的分離和不同對(duì)基因之間的組合是彼此獨(dú)立、互不干擾的。這樣,F1產(chǎn)生的雌配子和

31、雄配子就各有4種,它們是Y R、 Yr、 yR和yr,并且它們之間的數(shù)量比接近于1 1 1 1 。由于受精時(shí)雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的,因此,結(jié)合的方式可以有16種。在這16種方式中,共有9種基因型和4種表型。 9種基因型是YYRR,YYRr,YyRR,YyRr,Yyrr,Yyrr,yyRR,yyRr,y yrr; 4種表型是:黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒和綠色皺粒,并且4種表型之間的數(shù)量比接近于9 3 3 1 。(三)、對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證孟德?tīng)枮榱蓑?yàn)證對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋是否正確,也做了測(cè)交試驗(yàn),即讓子一代植株F1( YyRr)與隱性純合子雜交( y yrr)。按照孟德?tīng)柼岢龅募僭O(shè),F1能

32、夠產(chǎn)生4種配子,即YR、 Yr、yR、 yr,并且它們的數(shù)目相等;而隱性純合子只產(chǎn)生含有隱性基因的配子yr。所以,測(cè)交的結(jié)果應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生4種類型的后代:黃色圓粒( YyRr)、黃色皺粒( Yyrr)、綠色圓粒( yyRr)和綠色皺粒( yyrr),并且它們的數(shù)量應(yīng)當(dāng)近似相等。孟德?tīng)査龅臏y(cè)交試驗(yàn),F1無(wú)論是做母本還是做父本,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果都符合預(yù)期的設(shè)想,也就是4種表型的實(shí)際籽粒的數(shù)量比都接近于1 1 1 1 (表4 4 ),從而證實(shí)了F1在形成配子時(shí),不同對(duì)的基因是自由組合的。 (四)、基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)自由組合定律的實(shí)質(zhì)是：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

33、形成配子的過(guò)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。(五)、基因自由組合定律在實(shí)踐中的應(yīng)用在育種工作中創(chuàng)造出對(duì)人類有益的新品種。在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中,為遺傳病的預(yù)測(cè)和診斷提供理論依據(jù)。三、基因的連鎖和交換定律(一)、完全連鎖遺傳摩爾根等人用純種灰身長(zhǎng)翅果蠅與純種黑身殘翅果蠅交配,他們看到子一代( F1 )都是灰身長(zhǎng)翅,由此可以推出,果蠅的灰身( B)對(duì)黑身( b)是顯性;長(zhǎng)翅( V)對(duì)殘翅( v)是顯性。所以,純種灰身長(zhǎng)翅果蠅的基因型與純種黑身殘翅果蠅的基因型應(yīng)該分別是( BBV V)和( bbvv)。 F1的基因型應(yīng)該是( BbVv)(圖4 12 )。摩爾根又讓

34、F1的雄果蠅( BbVv)與雙隱性類型的雌果蠅( bbvv)測(cè)交,按照自由組合定律,測(cè)交后代中應(yīng)該出現(xiàn)4種不同的類型,即灰身長(zhǎng)翅、灰身殘翅、黑身長(zhǎng)翅、黑身殘翅,并且它們之間的數(shù)量比應(yīng)該為1 1 1 1 。但是,測(cè)交的結(jié)果與原來(lái)預(yù)測(cè)的完全不同,只出現(xiàn)兩種和親本完全相同的類型:灰身長(zhǎng)翅( BbVv)和黑身殘翅( bbvv),并且兩者的數(shù)量各占50 %。很明顯,這個(gè)測(cè)交結(jié)果無(wú)法用基因的自由組合定律來(lái)解釋。為什么會(huì)出現(xiàn)上述試驗(yàn)結(jié)果呢?摩爾根認(rèn)為果蠅的灰身基因和長(zhǎng)翅基因位于同一條染色體上,可以用BV來(lái)表示(圖4 13 );黑身基因和殘翅基因也位于同一條染色體上,可以用bv來(lái)表示。當(dāng)兩種純種的親代果蠅交配

35、后,F1的基因型為BVbv ,表型是灰身長(zhǎng)翅。這樣,在F1雄果蠅產(chǎn)生配子時(shí),原來(lái)位于同一條染色體上的兩個(gè)基因( B和V、 b和v)就不能分離,而是連在一起向后代傳遞。因此,當(dāng)F1雄果蠅與黑身殘翅的雌果蠅交配后,只能產(chǎn)生灰身長(zhǎng)翅BVbv和黑身殘翅bvbv兩種類型,并且這兩者的數(shù)量各占50 %。若一對(duì)同源染色體上有兩對(duì)(或兩對(duì)以上)等位基因,這些基因向下一代傳遞時(shí),同一條染色體上的不同基因連在一起不分離的現(xiàn)象,就稱做連鎖。在上述雄果蠅的測(cè)交遺傳試驗(yàn)中,由于這里只有基因的連鎖,沒(méi)有基因之間的交換,因此,這種連鎖是完全連鎖。在完全連鎖中,后代只表現(xiàn)出親本類型(圖4 13 )。(二)、不完全連鎖遺傳摩爾

36、根等人還做了另一組試驗(yàn),他們讓子一代( F1 )的雌果蠅( BbVv)與雙隱性類型的雄果蠅( bbvv)測(cè)交,所得的結(jié)果如圖4 14所示。從圖4 14所示的結(jié)果可以看出,F1與雙隱性類型測(cè)交,雖然測(cè)交后代的表型與基因自由組合定律中測(cè)交的結(jié)果一樣,也是4種類型:灰身長(zhǎng)翅、灰身殘翅、黑身長(zhǎng)翅和黑身殘翅,但是, 雌果蠅的連鎖交換遺傳現(xiàn)象分析們之間的數(shù)量比并不符合基因自由組合定律中的1 1 1 1 ,而是與親本表型相同類型的比例很大(占總數(shù)的84 %);與親本表型不同類型的比例很小(占總數(shù)的16 %)。對(duì)于上述的試驗(yàn)結(jié)果,摩爾根認(rèn)為,位于同一條染色體上的兩個(gè)基因的連鎖關(guān)系有時(shí)是可以改變的(圖4 15

37、)。在細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中(即出現(xiàn)四分體時(shí)),如果同源染色體中來(lái)自父方的染色單體與來(lái)自母方的染色單體相互交換了對(duì)應(yīng)部分,在交換區(qū)段上的等位基因就會(huì)發(fā)生交換,這種交換可以產(chǎn)生新的基因組合。所以測(cè)交后,在子代產(chǎn)生了與親代表型相同的類型的同時(shí),也產(chǎn)生了與親代表型不同的新類型。至于測(cè)交后代的數(shù)量比為什么不是1 1 1 1 ,這是因?yàn)镕1在形成配子時(shí),交換產(chǎn)生的Bv和bV片段比較少。大部分配子中,同一條染色體上的B V和bv是連鎖的,因而生成的BV配子和bv配子特別多(各占42 %)。然而,配子中的兩個(gè)基因因?yàn)榻粨Q(在染色體上的交叉點(diǎn)正好位于基因B與V、 b與v的中間)產(chǎn)生新的組合只有一小部

38、分,因而生成的Bv配子和bV配子就很少(各占8 %)。因此,F1與雙隱性類型測(cè)交,就產(chǎn)生了這樣的結(jié)果:灰身長(zhǎng)翅占42 %,黑身殘翅占42 %,灰身殘翅占8 %,黑身長(zhǎng)翅占8 %。在上述雌果蠅的測(cè)交試驗(yàn)中,由于在向下一代傳遞的過(guò)程中,基因不僅有連鎖,而且還出現(xiàn)交換,因此,測(cè)交的后代在數(shù)量上不能達(dá)到50 %是一種親本的表型,另一50 %是另一親本的表型。即達(dá)不到完全連鎖的遺傳關(guān)系。這種遺傳被稱為不完全連鎖遺傳。(三)、基因連鎖和交換定律的實(shí)質(zhì)基因的連鎖和交換定律的實(shí)質(zhì)是：在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí),位于同一條染色體上的不同基因,常常連在一起進(jìn)入配子;在減數(shù)分裂形成4分體時(shí),位于同源染色體上的等位基因

39、有時(shí)會(huì)隨著非姊妹染色單體的交換而發(fā)生交換,因而產(chǎn)生了基因的重組。基因連鎖和交換定律與基因自由組合定律并不矛盾,它們是在不同情況下發(fā)生的遺傳規(guī)律:位于非同源染色體上的兩對(duì)(或多對(duì))基因,是按照自由組合定律向后代傳遞的,而位于同源染色體上的兩對(duì)(或多對(duì))基因,則是按照連鎖和交換定律向后代傳遞的。(四)、基因連鎖和交換定律在實(shí)踐中的應(yīng)用基因連鎖和交換定律在動(dòng)植物育種工作和醫(yī)學(xué)實(shí)踐中都具有重要的應(yīng)用價(jià)值。在育種工作中,人們根據(jù)育種目標(biāo)選配雜交親本時(shí),必須考慮基因之間的連鎖關(guān)系。如果幾個(gè)有利性狀的基因連鎖在一起,這對(duì)育種工作就很有利。在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中,人們可以利用基因連鎖和交換定律,來(lái)推測(cè)某種遺傳病在胎兒中

40、發(fā)生的可能性。四、性別決定和伴性遺傳在生物界,很多種類的生物都存在著性別上的差異。決定性別的因素很多,有的由性染色體決定,有的由性染色體和常染色體的比例決定,有的由受精與否決定,有的由環(huán)境控制,有的是由基因決定。不同的性別其性狀的表現(xiàn)也不同,這些問(wèn)題實(shí)際上是性別決定和伴性遺傳問(wèn)題。(一)性別決定生物細(xì)胞中的染色體可以分為兩類:一類是雌性(女性)個(gè)體和雄性(男性)個(gè)體相同的染色體,稱常染色體;另一類是雌性(女性)個(gè)體和雄性(男性)個(gè)體不同的染色體,稱性染色體。如人的體細(xì)胞中有23對(duì)染色體,其中22對(duì)染色體在男女體細(xì)胞中都是相同的,被稱為常染色體;只有一對(duì)染色體在男女中不同,它被稱為性染色體。細(xì)胞

41、遺傳學(xué)的研究表明,生物的性別通常就是由性染色體決定的。生物體細(xì)胞中性染色體的差別,決定了生物的性別。決定方式主要有兩種:一種是XY型,另一種是ZW型。1 、XY型性別決定在XY型性別決定方式中,雌性個(gè)體的一對(duì)性染色體是同型的,用XX來(lái)表示;雄性個(gè)體的一對(duì)性染色體是異型的,用XY來(lái)表示。根據(jù)基因分離定律,雄性個(gè)體的精原細(xì)胞在經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂形成精子時(shí),可以同時(shí)產(chǎn)生含有X染色體的精子和含有Y染色體的精子,并且這兩種精子的數(shù)目相等;雌性個(gè)體的卵原細(xì)胞在經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂形成卵細(xì)胞時(shí),只能產(chǎn)生一種含有X染色體的卵細(xì)胞。受精時(shí),因?yàn)閮煞N精子和卵細(xì)胞隨機(jī)結(jié)合,從而形成兩種數(shù)目相等的受精卵,即含XX性染色體的受精卵和

42、含XY性染色體的受精卵。前者將發(fā)育為雌性個(gè)體,后者將發(fā)育為雄性個(gè)體,雌雄比例為1 1 。XY型性別決定在生物界中是比較普遍的。很多種類的昆蟲(chóng)、某些魚(yú)類和兩棲類、所有的哺乳動(dòng)物以及很多雌雄異株的植物,如菠菜、大麻等都屬于這種類型。2 、ZW型性別決定ZW型性別決定方式和XY型剛好相反。屬于ZW型性別決定的生物,雌性個(gè)體的體細(xì)胞中,含有兩個(gè)異型的性染色體,用ZW表示;雄性個(gè)體的體細(xì)胞中,含有兩個(gè)同型的性染色體,用ZZ表示。在ZW型性別決定的生物所產(chǎn)生的后代中,雄性個(gè)體和雌性個(gè)體的數(shù)量比同樣是1 1 。鳥(niǎo)類(包括雞、鴨等)和蛾、蝶類等都屬于這一類型。(二)、伴性遺傳人們對(duì)遺傳現(xiàn)象進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),有些

43、性狀的遺傳常常與性別有關(guān),這種現(xiàn)象就是伴性遺傳。例如,人類紅綠色盲的遺傳就屬于伴性遺傳。紅綠色盲是一種最常見(jiàn)的人類伴性遺傳病?；颊哂捎谏X(jué)障礙,不能像正常人一樣區(qū)分紅色和綠色。如何解釋這一現(xiàn)象呢?科學(xué)家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),這種病是由位于X染色體上的隱性基因( b)控制的。 Y染色體由于過(guò)于短小,缺少與X染色體同源區(qū)段而沒(méi)有這種基因。因此,紅綠色盲基因是隨著X染色體向后代傳遞的。根據(jù)基因B和基因b的顯隱性關(guān)系,人的正常色覺(jué)與紅綠色盲的基因型和表型可以有以下5種情況(表4 5 )。人類紅綠色盲的遺傳方式主要有以下幾種情況:如果一個(gè)色覺(jué)正常的女性純合子和一個(gè)男性紅綠色盲患者結(jié)婚,在他們的后代中:兒子的色覺(jué)都

44、正常,女兒雖然表型正常,但是由于從父親那里得到了一個(gè)紅綠色盲基因,因此都是紅綠色盲基因的攜帶者(圖4 16 )。在上述情況中,父親的紅綠色盲基因隨著X染色體傳給了女兒。但是一定不會(huì)傳給兒子。圖4 17表示了又一種婚配方式。如果女性紅綠色盲基因的攜帶者和一個(gè)正常的男性結(jié)婚,在他們的后代中:女兒都不是紅綠色盲,但是有1 /2是紅綠色盲基因的攜帶者。兒子有1 /2正常; 1 /2為紅綠色盲。這里,兒子的紅綠色盲基因一定是從他的母親那里傳來(lái)的。圖4 16 正常女性與色盲男性婚配圖4 17 女性攜帶者與正常男性婚配如果一個(gè)女性紅綠色盲基因的攜帶者和一個(gè)男性紅綠色盲的患者結(jié)婚,所生兒子和女兒各有一半是紅綠

45、色盲。如果一個(gè)女性紅綠色盲患者和一個(gè)正常男性結(jié)婚,那么他們的兒子全部是紅綠色盲,女兒表現(xiàn)正常,但女兒是紅綠色盲的攜帶者。通過(guò)對(duì)上述4種婚配方式的分析,我們可以看出,男性的紅綠色盲基因只能從母親那里傳來(lái),以后只能傳給他的女兒。可見(jiàn),紅綠色盲基因不是從男性傳遞到男性。這種傳遞特點(diǎn),在遺傳學(xué)上稱做交叉遺傳。因此,在有伴性遺傳病的家系中,常常可以看到男性患者的母親表現(xiàn)正常,但是他的外祖父卻是此病的患者。在對(duì)紅綠色盲病的調(diào)查中,往往會(huì)發(fā)現(xiàn)男性紅綠色盲患者多于女性紅綠色盲患者。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)男性紅綠色盲的發(fā)病率為7 %,女性紅綠色盲的發(fā)病率僅為0 、5 %。伴性遺傳在生物界中是普遍存在的。除紅綠色盲的遺傳外

46、,人類中血友病的遺傳(致病基因是Xh),動(dòng)物中果蠅眼色的遺傳(紅眼基因?yàn)閄W ,白眼基因?yàn)閄w),以及雌雄異株植物中某些性狀的遺傳,如女婁菜葉形的遺傳(控制披針形葉的基因?yàn)閄B,控制狹披針形葉的基因?yàn)閄b)都表現(xiàn)出伴性遺傳的現(xiàn)象。習(xí)題與答案：一、選擇題1相對(duì)性狀是指( )A不同性狀的不同表現(xiàn)類型 B不同性狀的相同表現(xiàn)類型C同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型 D同種生物不同性狀的相同表現(xiàn)類型2 控制相對(duì)性狀的基因叫( )A相同基因 B隱性基因C等位基因 D顯性基因3豌豆的高莖和矮莖是一對(duì)相對(duì)性狀,下列哪一組雜交試驗(yàn)?zāi)艽_定相對(duì)性狀中的顯、隱性關(guān)系( )A高莖×矮莖高莖 B高莖×高莖

47、高莖C矮莖×矮莖矮莖 D高莖×矮莖高莖矮莖=1 14 人類紅綠色盲為伴性遺傳,這是因?yàn)? )A色盲基因從父親傳給女兒,并有可能在外孫身上表達(dá)B色盲基因存在于男性的Y染色體上C男性產(chǎn)生的含Y的精子數(shù)量比含X精子數(shù)量多D雄性激素和雌性激素的比例相等二、簡(jiǎn)答題1、什么叫基因分離定律？2、什么叫基因自由組合定律？3、什么叫基因的連鎖和交換定律？答案 一、答：1、C 2、D 3、A 4、B 二、答：1、基因分離定律是在雜合子的細(xì)胞中,位于一對(duì)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)分裂形成配子時(shí),等位基因會(huì)隨著同源染色體的分開(kāi)而分離,分別進(jìn)入到兩個(gè)配子中,

48、獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。2、基因自由組合定律是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(guò)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。3、基因的連鎖和交換定律是在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí),位于同一條染色體上的不同基因,常常連在一起進(jìn)入配子;在減數(shù)分裂形成4分體時(shí),位于同源染色體上的等位基因有時(shí)會(huì)隨著非姊妹染色單體的交換而發(fā)生交換,因而產(chǎn)生了基因的重組。板書(shū)設(shè)計(jì)： 第二節(jié) 遺傳的基本規(guī)律(一)、孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)材料和方法1、孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)材料2、孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)方法(二)、一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳試驗(yàn)(三)、對(duì)分離現(xiàn)象的解釋(四)對(duì)性狀分離現(xiàn)

49、象的分析(五)、基因分離定律的實(shí)質(zhì)(六)、基因型和表型(七)、基因分離定律在實(shí)踐中的應(yīng)用二、基因自由組合定律(一)、兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳試驗(yàn)(二)、對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋(三)、對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證(四)、基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)(五)、基因自由組合定律在實(shí)踐中的應(yīng)用三、基因的連鎖和交換定律(一)、完全連鎖遺傳(二)、不完全連鎖遺傳(三)、基因連鎖和交換定律的實(shí)質(zhì)(四)、基因連鎖和交換定律在實(shí)踐中的應(yīng)用四、性別決定和伴性遺傳(一)性別決定1 、XY型性別決定2 、ZW型性別決定(二)、伴性遺傳課后評(píng)價(jià)與思考： 生物基礎(chǔ)電子教案車輻中等專業(yè)學(xué)校 吳中敏【教 材】王社光、劉 強(qiáng)。生物基礎(chǔ).

50、高等教育出版社.2005.6.第1 版【課 題】第4章 生物的遺傳基礎(chǔ)第三節(jié) 生物的變異 【教學(xué)目標(biāo)】：知識(shí)與技能：通過(guò)學(xué)習(xí)，了解染色體變異和基因突變的概念，掌握染色體變異和基因突變的實(shí)質(zhì)，理解染色體變異和基因突變對(duì)生物進(jìn)化的意義過(guò)程與方法：通過(guò)教師的講授和分析，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，通過(guò)對(duì)自然界的一些現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力情感態(tài)度與價(jià)值觀：事物總有其兩面性，只有正確對(duì)待和分析才能把問(wèn)題看得更清楚?！窘虒W(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】重點(diǎn)：染色體變異和基因突變難點(diǎn)：染色體變異和基因突變的分別【課時(shí)安排】2學(xué)時(shí)【主要教學(xué)方法】講授法、分析法【教學(xué)用具】掛圖【教學(xué)過(guò)程】第4章 生物的遺傳基礎(chǔ)

51、第三節(jié) 生物的變異在豐富多彩的生物界中,不光有遺傳,而且有變異。變異有不遺傳的變異可遺傳的變異。這里著重介紹染色體變異和基因突變。一、染色體變異染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)的改變和數(shù)目的變化。染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目在一般情況下是比較穩(wěn)定的。自然狀態(tài)下,染色體變異的自發(fā)頻率是很低的。若一旦發(fā)生變異,就會(huì)導(dǎo)致生物性狀的變化,引起畸形或死亡。物理和化學(xué)因素可提高染色體的變異頻率。(一)、是指染色體結(jié)構(gòu)的改變常見(jiàn)的有缺失、重復(fù)、倒位、易位4種情況(圖4 18 )。缺失：相對(duì)于親本來(lái)說(shuō),子代染色體少了某一片段,稱缺失。重復(fù)：染色體增加了某一片段而,稱為重復(fù)。倒位：同一染色體某一片段發(fā)生了位置的顛倒,稱倒位,易位：

52、非同源染色體之間片段的交換,稱易位。上述染色體結(jié)構(gòu)的改變,都會(huì)使排列在染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變,從而導(dǎo)致性狀的變異。大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對(duì)生物體是不利的,有的會(huì)導(dǎo)致生物體死亡。(二)、染色體數(shù)目的變化一個(gè)配子所含有的染色體組數(shù),稱為染色體組。研究染色體數(shù)目的變化,一般常以含有兩個(gè)染色體組的二倍體( 2 n)為基礎(chǔ),或者是增減一條或幾條染色體,或者是減少一組或增加一至若干組的染色體。前者屬于染色體非整倍性的改變,而后者則屬于染色體倍數(shù)的變化。單倍體細(xì)胞通常只含有一個(gè)染色體組( 1 n)。例如低等植物、苔蘚和蕨類植物的配子體,由未經(jīng)受精卵發(fā)育而成的雄性蜜蜂或夏季的蚜蟲(chóng)等。單倍體生物的生存可以是正常的,但是單倍體生物的減數(shù)分裂不正常,高度不育。很多植物由于自然環(huán)境的作用而出現(xiàn)染色體加倍的現(xiàn)象。在植物和某些低等動(dòng)物體中,多倍體普遍存在,且起著重要的進(jìn)化作用。動(dòng)物界中多倍體則較少見(jiàn)。在自然界,生物細(xì)胞有絲分裂的某個(gè)過(guò)程遭到破壞或成體植株受到機(jī)械損傷,如芽細(xì)胞受到環(huán)境因素的影響等,都會(huì)使細(xì)胞的染色體出現(xiàn)加倍現(xiàn)象。植物多倍體在形態(tài)和生理上一般都優(yōu)于原來(lái)的個(gè)體,如:四倍體蘿卜的主根粗大,產(chǎn)量比最好的二倍體品種還要高。三倍體無(wú)籽西瓜不僅結(jié)瓜多,且西瓜的含糖