肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗的比較

肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌實驗的比較1.實驗設(shè)計思路比較艾弗里試驗噬菌體侵染細(xì)菌實驗思路相同設(shè)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(xì)菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等，分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)同位素標(biāo)記法：分別標(biāo)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(shè)計原則（1）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中的相互對照SDNAR型糖類+型相互對照eq\o\ac(○,1)DNA是遺傳物質(zhì)細(xì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)細(xì)eq\o\ac(○,2)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(xì)菌實驗中的自身對照噬菌體侵染細(xì)菌后離心上清液沉淀物被35S標(biāo)記了蛋白質(zhì)放射性很高放射性很低或被32P標(biāo)記了DNA放射性很低放射性很高（3）試驗結(jié)論（或目的）比較肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的結(jié)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(xì)菌實驗結(jié)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(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)。有關(guān)堿基數(shù)量計算的歸類與應(yīng)用DNA分子自我復(fù)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。2．DNA分子、DNA某條鏈及轉(zhuǎn)錄生成的mRNA中堿基比例關(guān)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/bDNA復(fù)制過程中的堿基數(shù)量計算某DNA分子中含某堿基a個，復(fù)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(fù)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。若有U無T，則該核酸為RNA。若有T無U，且A=T,G=C，則該核酸一般為雙鏈DNA。若有T無U，且A≠T,G≠C，則該核酸一般為單鏈DNA。與中心法則相關(guān)的幾個問題中心法則中遺傳信息的流動過程為：①①②④⑤③DNARNA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)錄翻譯轉(zhuǎn)錄復(fù)制DNA（基因）mRNA蛋白質(zhì)翻譯轉(zhuǎn)錄翻譯轉(zhuǎn)錄DNAmRNA蛋白質(zhì)（含胰島素基因）逆轉(zhuǎn)錄翻譯轉(zhuǎn)錄含逆逆轉(zhuǎn)錄翻譯轉(zhuǎn)錄RNADNAmRNA蛋白質(zhì)（4）DNA病毒(如噬菌體)在寄主細(xì)胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向為翻譯翻譯轉(zhuǎn)錄復(fù)制DNA（基因）mRNA蛋白質(zhì)翻譯復(fù)制（5）RNA病毒（如煙草花葉病毒）在宿主細(xì)胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向翻譯復(fù)制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eq\o\ac(○,1)體現(xiàn)了對遺傳信息的傳遞功能，它是通過DNA復(fù)制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細(xì)胞增殖過程中。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XBXB×XbYXbXb×XBYXBXbXBYXBXbXbY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(guān)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(chǔ)上，找準(zhǔn)特殊個體或幾個特殊個體間的關(guān)系，以以下幾個方面為突破口進(jìn)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。eq\o\ac(○,1)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?。础盁o中生有”）。eq\o\ac(○,2)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。eq\o\ac(○,1)在確定是隱性遺傳病的情況下，要特別關(guān)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。eq\o\ac(○,2)在確定是顯性遺傳病的情況下，要特別關(guān)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?；騜.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(guān)概率（可能性）計算（1）原理eq\o\ac(○,1)乘法定律：當(dāng)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。eq\o\ac(○,2)加法定律：當(dāng)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meq\o\ac(○,3)乙病患neq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)不患（1-m）不患（1-n）eq\o\ac(○,4)eq\o\ac(○,1)只患甲病的概率m·（1-n）；eq\o\ac(○,2)只患乙病的概率n·（1-m）;eq\o\ac(○,3)甲、乙兩病同患的概率是m·n；eq\o\ac(○,4)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(guān)系（1）當(dāng)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：eq\o\ac(○,1)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(yīng)同一種氨基酸，此時突變基因控制的性狀也不改變。eq\o\ac(○,2)若基因突變?yōu)殡[性突變?nèi)鏏A中的一個Aa，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(yīng)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(xì)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(xì)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(xì)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(jié)構(gòu)變異、染色體數(shù)目變異發(fā)生時期DNA復(fù)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(xì)胞分裂期產(chǎn)生結(jié)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(yīng)用誘變育種雜交育種單倍體育種多倍體育種與進(jìn)化的關(guān)系eq\o\ac(○,1)三種可遺傳的變異都為生物的進(jìn)化提供了原材料eq\o\ac(○,2)基因突變可產(chǎn)生新的基因，為進(jìn)化提供了最初的原材料，是生物變異的根本來源eq\o\ac(○,3)基因重組的變異頻率高，為進(jìn)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(rèn)1.染色體組概念及確認(rèn)條件（1）概念：細(xì)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(rèn)條件eq\o\ac(○,1)一個染色體組中無同源染色體。eq\o\ac(○,2)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。eq\o\ac(○,3)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(fù)，不能缺少。2.染色體組數(shù)目的確認(rèn)方法（1）根據(jù)細(xì)胞中染色體形態(tài)判斷。eq\o\ac(○,1)細(xì)胞內(nèi)同一形態(tài)的染色體有幾條，則含有幾個染色體組。eq\o\ac(○,2)細(xì)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(xì)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(xì)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(guān)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(shù)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(shù)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(biāo)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(shù)復(fù)雜且需與雜交育種配合所得的品種發(fā)育延遲，結(jié)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(guān)計算設(shè)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+1/2×n2/N)=PAA+1/2PAaPa=（2n3+n2)/2N=(n3/N+1/2×n2/N)=Paa+1/2PAa由以上公式可得出下列結(jié)論：1.在種群中一對等位基因的頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1。2.一個等位基因的頻率=該等位基因的純合子的頻率+1/2雜合子的頻率。3.在種群中某基因的頻率計算方法有兩種（1）通過基因型計算基因頻率例如：從某個種群中隨機抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。100個個體的基因型為30個AA、60個Aa、10個aa，就這對等位基因來說，每個個體可以看作含2個等位基因，那么100個個體共有200個基因，其中A基因有2×30+60=120，a基因有2×10+60=80個。于是這個種群中，A基因的基因頻率為120÷200=60%，a基因的基因頻率為80÷200=40%。（2）通過基因型頻率計算基因