轉(zhuǎn)錄、翻譯和進(jìn)化

遺傳、變異和進(jìn)化高三復(fù)習(xí)遺傳的基本規(guī)律孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)孟德?tīng)栠x擇了豌豆的7對(duì)相對(duì)性狀做雜交實(shí)驗(yàn)有關(guān)的名詞解釋相對(duì)性狀：一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型顯性性狀：在F1中顯現(xiàn)出來(lái)的性狀隱性性狀：在F1中未顯現(xiàn)出來(lái)的性狀性狀分離：雜種后代中，同時(shí)出現(xiàn)顯性形狀和隱性形狀的現(xiàn)象一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：?jiǎn)栴}：為什么F1代只出現(xiàn)顯性性狀？為什么F2代出現(xiàn)性狀分離？為什么分離比總是接近3:1?F1F2高莖高莖（3）矮莖（1）P高莖矮莖Xx假設(shè)：1、生物的性狀由遺傳因子決定（例：D、d）2、體細(xì)胞中遺傳因子是成對(duì)存在（例：DD、dd，遺傳因子組成相同的個(gè)體——純合子；Dd，遺傳因子組成不同的個(gè)體——雜合子。）3、生物體形成生殖細(xì)胞時(shí)，成對(duì)的遺傳因子彼此分開(kāi)，配子中只會(huì)含有每對(duì)遺傳因子中的一個(gè)。4、受精時(shí)雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。圖解設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)結(jié)果：測(cè)交后代兩種性狀的分離比接近1:1結(jié)論：圖解測(cè)交實(shí)驗(yàn)

在生物體細(xì)胞中，控制同一性狀遺傳的因子成對(duì)存在，不相融合；在形成配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。分離規(guī)律兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)中對(duì)每一對(duì)相對(duì)性狀單獨(dú)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)每對(duì)相對(duì)性狀的遺傳都遵循分離規(guī)律。你怎樣解釋這一現(xiàn)象？試?yán)妹系聽(tīng)柕难芯糠椒右越忉尣Ⅱ?yàn)證結(jié)論：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合互不干擾，在形成配子時(shí)，決定同一性狀的成對(duì)的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。自由組合規(guī)律孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的再發(fā)現(xiàn)1866年，孟德?tīng)柊l(fā)表了論文，但當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起人們的重視。1900年，三位科學(xué)家分別重新發(fā)現(xiàn)了孟德?tīng)柕墓ぷ鳌?909年，丹麥生物學(xué)家約翰遜將“遺傳因子”一詞換為“基因”并提出了表現(xiàn)型基因型等位基因指生物個(gè)體表現(xiàn)出來(lái)的性狀與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成控制相對(duì)性狀的基因基因和染色體的關(guān)系基因和染色體行為存在明顯的平行關(guān)系1、基因在雜交過(guò)程中保持完整性和獨(dú)立性。染色體在配子形成和受精過(guò)程中，也有相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)。2、在體細(xì)胞中基因成對(duì)存在，染色體也是成對(duì)的。在配子中，原來(lái)成對(duì)的基因只有一個(gè)，成對(duì)的染色體也只有一條。3、體細(xì)胞中成對(duì)的基因一個(gè)來(lái)自父方、一個(gè)來(lái)自母方。同源染色體也是如此。4、非等位基因在形成配子時(shí)自由組合，非同源染色體在減數(shù)分裂后期也是自由組合的。基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根關(guān)于果蠅眼色的相關(guān)實(shí)驗(yàn)

摩爾根他們的實(shí)驗(yàn)將一個(gè)特定的基因和一條特定的染色體聯(lián)系起來(lái)從而用實(shí)驗(yàn)證明了基因在染色體上。其后，摩爾根和他的學(xué)生經(jīng)過(guò)十多年的努力，發(fā)明了測(cè)定基因位于染色體上相對(duì)位置的方法，并繪出第一個(gè)果蠅各種基因在染色體上相對(duì)位置的圖。說(shuō)明基因在染色體上呈線性排列。短硬毛白眼黃身紅寶石眼截翅朱紅眼深紅眼棒眼孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋基因分離規(guī)律的實(shí)質(zhì)：在雜合體的細(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；在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，等位基因會(huì)隨同源染色體的分開(kāi)而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立的隨配子遺傳給后代?；蜃杂山M合規(guī)律的實(shí)質(zhì)：位于非同源染色體上的非等位基因的分離和組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂的過(guò)程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合?；?、性狀間的關(guān)系基因性狀決定遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)生物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特征等位基因同源染色體相同位置同一性狀不同表現(xiàn)相對(duì)性狀顯性基因隱性基因隱性性狀顯性性狀控制組合基因型表現(xiàn)型環(huán)境影響性狀分離后代出現(xiàn)多種類型純合子雜合子成對(duì)基因相同含等位基因基因的本質(zhì)基因是什么？染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的，這兩種物質(zhì)中哪一種是遺傳物質(zhì)呢？肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲思實(shí)驗(yàn)：（1928）“轉(zhuǎn)化因子”將無(wú)毒性的R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細(xì)菌。艾弗里實(shí)驗(yàn)：（1944）DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。噬菌體浸染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)赫爾希和蔡斯：（1952）DNA是遺傳物質(zhì)因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說(shuō)DNA是主要遺傳物質(zhì)。煙草花葉病毒實(shí)驗(yàn)對(duì)于RNA病毒來(lái)說(shuō)，RNA是遺傳物質(zhì)。DNA分子的結(jié)構(gòu)時(shí)間線1930’s

對(duì)核酸化學(xué)組成研究表明脫氧核苷酸由脫氧核糖、磷酸和4種堿基構(gòu)成。1950初威爾金斯和弗蘭克林對(duì)DNA晶體的X射線衍射分析表明DNA分子結(jié)構(gòu)是規(guī)則的，整個(gè)DNA是長(zhǎng)鏈高分子由許多小單位疊合而成。1951年沃森和克里克建立一個(gè)DNA三鏈模型。弗蘭克林提出了糖-磷酸主鏈在外側(cè)，堿基在內(nèi)側(cè)的重要假設(shè)。格里菲斯發(fā)現(xiàn)堿基之間的配對(duì)是不同堿基相互吸引。1952年查伽夫DNA的4中堿基數(shù)不相等，其中A總是等于T，C總是等于G。1953年多諾林的啟發(fā)下沃森和克里克最終建立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，發(fā)表與同年4月25日的《自然》雜志上。標(biāo)志著分子生物學(xué)的誕生DNA分子的復(fù)制要區(qū)分DNA復(fù)制是半保留還是全保留，就需要區(qū)分親代DNA與子代DNA。實(shí)驗(yàn)證據(jù)：1958年以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料，運(yùn)用放射性同位素示蹤技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。DNA分子半保留復(fù)制基因與DNA的關(guān)系：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段基因的表達(dá)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄遺傳信息的翻譯中心法則DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制復(fù)制可遺傳的變異：一般由于生殖細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的改變引起，可以遺傳給后代的變異?；蛲蛔兓蛑亟M染色體變異實(shí)際問(wèn)題人類遺傳病雜交育種誘變育種基因工程細(xì)胞工程現(xiàn)代生物進(jìn)化理論達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)事實(shí)1：生物都有過(guò)度繁殖的傾向事實(shí)2：物種內(nèi)的個(gè)體數(shù)能保持相對(duì)穩(wěn)定事實(shí)3：資源是有限的事實(shí)4：個(gè)體間普遍存在差異事實(shí)5：許多變異是可以遺傳的推論1：個(gè)體間存在生存斗爭(zhēng)推論2：具有有利變異的個(gè)體生存并留下后代的機(jī)會(huì)多推論3：有利變異逐代積累，生物不斷進(jìn)化出新類型現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容種群是生物進(jìn)化的基本單位幾個(gè)相關(guān)概念：種群：生活在一定區(qū)域內(nèi)同種生物的全部個(gè)體種群的基因庫(kù)：一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因基因頻率：在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某基因占全部等位基因數(shù)的比率進(jìn)化的原材料：基因突變產(chǎn)生新的等位基因，基因重組使種群出現(xiàn)大量可遺傳的變異自然選擇決定種群生物進(jìn)化的方向在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變，導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化隔離是物種形成的必要條件完成了嗎？圖解1F1F2高莖高莖矮莖P高莖矮莖X高莖高莖配子配子X(jué)高莖DdDdDdDdDdDDddDdDdDDdd圖解2測(cè)交后代矮莖高莖配子dDd測(cè)交F1代高莖隱性純合子X(jué)DdddDddd果蠅雜交實(shí)驗(yàn)圖解P紅眼（雌）白眼（雄）XF1紅眼（雌、雄）F2紅眼（雌、雄）白眼（雄）F1雌雄交配3/41/4如何解釋？雌雄果蠅體細(xì)胞的染色體圖解XXXYIIIIIIIIIIIVIV如果控制眼色的基因位于X染色體上，而Y染色體不含它的等位基因，則可以解釋上述遺傳現(xiàn)象。WWw圖解3PXWXW紅眼（雌）XwY白眼（雄）X配子X(jué)WYXwF1XWXw紅眼（雌）XWY紅眼（雄）F2YXWXWXwXWXW紅眼（雌）XWXw紅眼（雌）XwY白眼（雄）XWY紅眼（雄）轉(zhuǎn)錄：在細(xì)胞核內(nèi)，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則合成RNA的過(guò)程。TCATGATTAAG

T

AC

AA

A

T

DNA的平面結(jié)構(gòu)圖AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUUDNA游離的核糖核苷酸以DNA的一條鏈為模板合成RNAAG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)：A—U；G—C；C—G；T—ARNA聚合酶AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUU

組成

RNA的核糖核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來(lái)AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUUGUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGUGUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUC形成的

mRNA鏈，DNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上。mRNADNA翻譯：在細(xì)胞質(zhì)中,以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

核孔DNAmRNA在細(xì)胞核中合成

細(xì)胞核AG

T

AC

AA

A

T

UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核mRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)UCAUGAUUAmRNA

密碼子

密碼子

密碼子

密碼子

密碼子：mRNA上決定氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基AAU

亮氨酸ACU

天門冬酰胺AUG

異亮氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)

RNA（tRNA)

氨基酸AAU亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

tRNA的一端運(yùn)載著氨基酸

反密碼子UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)中的mRNAUCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨

核糖體mRNA與核糖體結(jié)合.UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨

tRNA

上的反密碼子與

mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì).UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

tRNA

將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到

mRNA上的相應(yīng)位置.UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

兩個(gè)氨基酸分子縮合縮合UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

核糖體隨著

mRNA滑動(dòng).

另一個(gè)

tRNA

上的堿基與mRNA