肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較.doc

一、 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路比較艾弗里試驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)思路相同設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨(dú)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(gè)實(shí)驗(yàn)遵循相同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則（1）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)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(xì) 蛋白質(zhì)脂質(zhì) 細(xì) 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(shí)驗(yàn)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(yàn)結(jié)論（或目的）比較肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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)。二、 有關(guān)堿基數(shù)量計(jì)算的歸類與應(yīng)用1. 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(bǔ)配對：A-U,G-C,C-G,T-A。(3)“翻譯”時(shí)的堿基互補(bǔ)配對：A-U,G-C,U-A,C-G。(4) “逆轉(zhuǎn)錄”時(shí)的堿基互補(bǔ)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(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(bǔ)堿基之和的比例在整個(gè)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(bǔ)堿基之和的比例在整個(gè)DNA分子中為1，在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)A+C/G+Tb1/b1A+C/G+U=1/b3 DNA復(fù)制過程中的堿基數(shù)量計(jì)算某DNA分子中含某堿基a個(gè)，（1） 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(yùn)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(guān)的幾個(gè)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?yàn)榉g轉(zhuǎn)錄復(fù)制 DNA（基因）mRNA 蛋白質(zhì) 翻譯轉(zhuǎn)錄(2) 在細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向?yàn)榉g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?yàn)镽NA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(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.中心法則中幾個(gè)生理過程能準(zhǔn)確進(jìn)行的原因（1）前者為后者的產(chǎn)生提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的模板。（2）嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)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(zhǔn)確的模板和嚴(yán)格有序的堿基互補(bǔ)配對關(guān)系，保證了遺傳信息的正常傳遞和表達(dá)，從而保證了物種的相對穩(wěn)定性。一、應(yīng)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(gè)分離定律問題在獨(dú)立遺傳的情況下，有幾對堿基就可分解為幾個(gè)分離定律問題，如AaBbAabb可分解為如下兩個(gè)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(jié)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(jié)合方式。由于兩性配子間的結(jié)合是隨機(jī)的，因而AaBbCc 與AaBbCC配子間有84=32種結(jié)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(gè)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(gè)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(guān)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(gè)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(yīng)的等位基因，從而存在于雜合子（XbY或ZdW）內(nèi)單個(gè)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(yīng)的等位基因，只限于在相應(yīng)性別的個(gè)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(jì)后代的比例時(shí)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(shí)：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(jié)果不相同的幾種情況分析1.細(xì)胞質(zhì)遺傳：細(xì)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(jié)果實(shí) 親代母本所結(jié)果實(shí)（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(jié)果實(shí)（含F(xiàn)2的種子） F1 所結(jié)果實(shí)（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(jié)果實(shí) F2所結(jié)果實(shí) 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(jié)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(xì)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(jié)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(jì)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(gè)體或幾個(gè)特殊個(gè)體間的關(guān)系，以以下幾個(gè)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。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”）。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(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?；?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(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。 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(guān)概率（可能性）計(jì)算 （1）原理 乘法定律：當(dāng)兩個(gè)互不影響的獨(dú)立事件同時(shí)或相繼出現(xiàn)時(shí)其概率是它們各自概率的乘積。 加法定律：當(dāng)一個(gè)事件出現(xiàn)時(shí)，另一個(gè)事件就被排除，這樣的兩個(gè)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(jì)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(guān)系 （1）當(dāng)控制某種性狀的基因發(fā)生突變時(shí)，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(yīng)同一種氨基酸，此時(shí)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(gè)A a，此時(shí)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(gè)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(qiáng)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型項(xiàng)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(shí)期DNA復(fù)制時(shí)（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(shí)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)系三種可遺傳的變異都為生物的進(jìn)化提供了原材料基因突變可產(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)條件一個(gè)染色體組中無同源染色體。一個(gè)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(gè)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。細(xì)胞內(nèi)同一形態(tài)的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組。細(xì)胞內(nèi)有幾種形態(tài)的染色體，一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)。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(gè)體，含有幾個(gè)染色體組，就叫幾倍體。（2）由配子發(fā)育而成的個(gè)體不論含幾個(gè)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(gè)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(diǎn)操作簡單，目標(biāo)性強(qiáng)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(diǎn)時(shí)間長，需及時(shí)發(fā)現(xiàn)優(yōu)良品種有利變異少，需大量處理實(shí)驗(yàn)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(shí)率低有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)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(jì)算設(shè)有N個(gè)個(gè)體的種群，AA、Aa、aa的個(gè)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/