五 遺傳.doc

5記憶內容五 遺傳、變異和進化1、遺傳的物質基礎(1)DNA是主要的遺傳物質 生物的遺傳物質：在整個生物界中絕大多數(shù)生物是以DNA作為遺傳物質的。有DNA的生物（細胞結構的生物和DNA病毒），DNA就是遺傳物質；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。 證明DNA是遺傳物質的實驗設計思想：設法把DNA和蛋白質分開，單獨地、直接地去觀察DNA的作用。(2)DNA分子的結構和復制 DNA分子的結構 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.平面結構：d.空間結構：規(guī)則的雙螺旋結構。 e.結構特點：多樣性、特異性和穩(wěn)定性。DNA的復制a.時間：有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂間期 b .特點：邊解旋邊復制；半保留復制。 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.結果：通過復制產生了與模板DNA一樣的DNA分子。 e.意義：通過復制將遺傳信息傳遞給后代，保持了遺傳信息的連續(xù)性。 (3)基因的結構及表達 基因的概念：基因是具有遺傳效應的DNA分子片段，基因在染色體上呈線性排列。 基因的結構：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)（調控序列）中最重要的是RNA聚合酶結合位點。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，由外顯子和內含子交替排列而成（非編碼區(qū)和內含子叫非編碼序列）。 基因控制蛋白質合成的過程：轉錄：以DNA的一條鏈為模板通過堿基互補配對原則形成信使RNA的過程。翻譯：在核糖體中以信使RNA為模板，以轉運RNA為運載工具合成具有一定氨基酸排列順序的蛋白質分子2、基因工程簡介(1)基因工程的概念標準概念：在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內進行無性繁殖，使重組細胞在受體細胞內表達，產生出人類所需要的基因產物。通俗概念：按照人們的意愿，把一種生物的個別基因復制出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，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切酶（簡稱限制酶）。 分布：主要在微生物中。 作用特點：特異性，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點。 結果：產生黏性未端（堿基互補配對）。 B基因的針線DNA連接酶。 連接的部位：磷酸二酯鍵，不是氫鍵。 結果：兩個相同的黏性未端的連接。 C基困的運輸工具運載體 作用：將外源基因送入受體細胞。 具備的條件：a、能在宿主細胞內復制并穩(wěn)定地保存。b、 具有多個限制酶切點。c、有某些標記基因。 種類：質粒、噬菌體和動植物病毒。 質粒的特點：質粒是基因工程中最常用的運載體。(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”用限制酶將供體細胞中的DNA切成許多片段，將這些片段載入運載體，通過運載體分別轉入不同的受體細胞，使這些DNA片段大量擴增，找出含目的基因細胞，從中分離出目的基因。 優(yōu)點：操作簡便。 缺點：工作量大，具有一定的盲目性。 人工合成基因：適用于獲取真核細胞中的目的基因。 B目的基因與運載體結合 用同一種限制酶分別切割目的基因和質粒DNA（運載體），使其產生相同的黏性末端，將切割下的目的基因與切割后的質?；旌?，并加入適量的DNA連接酶，使之形成重組DNA分子（重組質粒） C將目的基因導入受體細胞 常用方法：可以將受體細胞為細菌的用氯化鈣處理，增大細菌細胞壁的通透性，使重組質粒導入細菌細胞中。常用的受體細胞：大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌、酵母菌、動植物細胞 D目的基因檢測與表達 檢測方法如：質粒中有抗菌素抗性基因的大腸桿菌細胞放入到相應的抗菌素中，如果正常生長，說明細胞中含有重組質粒。 表達：受體細胞表現(xiàn)出特定性狀，說明目的基因完成了表達過程。如：抗蟲棉基因導入棉細胞后，棉鈴蟲食用棉的葉片時被殺死；胰島素基因導入大腸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：（1）豌豆能夠嚴格進行自花授粉，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。 基因分離定律的實質：在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性，生物體在進行減數(shù)分裂時，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨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；雙顯性個體比例占9/16；雙隱性個體比例占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質：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，同時非同源染色體上的非等位基因自由組合。運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，先進行雜交，從中選擇出符合需要的，再進行連續(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：雌性體內具有一對同型的性染色體（XX），雄性體內具有一對異型的性染色體（XY）。 (2)伴X隱性遺傳的特點（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，伴性遺傳從本質上說符合基因的分離定律。 5、細胞質遺傳細胞質遺傳的特點：母系遺傳（原因：受精卵中的細胞質幾乎全部來自母細胞）；后代沒有一定的分離比（原因：生殖細胞在減數(shù)分裂時，細胞質中的遺傳物質隨機地、不均等地分配到子細胞中去）。細胞質遺傳的物質基礎：在細胞質內存在著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，而引起的基因結構的改變。 基因突變的特點： a.基因突變在生物界中普遍存在 b.基因突變是隨機發(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 染色體結構的變異：缺失、增添、倒位、易位。如：貓叫綜合征。染色體數(shù)目的變異：包括細胞內的個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：a、一個染色體組中不含同源染色體 b、一個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)育成的個體，體細胞中含幾個染色體組就是幾倍體；由未受精的生殖細胞（精子或卵細胞）發(fā)育成的個體均為單倍體（可能有1個或多個染色體組）。 人工誘導多倍體的方法：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子和幼苗。原理：當秋水仙素作用于正在分裂的細胞時，能夠抑制紡錘體形成，導致染色體不分離，從而引起細胞內染色體數(shù)目加倍。多倍體植株特征：莖桿粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質的含量都有所增加。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：禁止近親結婚、進行遺傳咨詢、提倡適齡生育、產前診斷。（2）禁止近親結婚的原因：近親結婚的夫婦從共同祖先那里繼承同一種致病基因的機會大大增加，所生子女患隱性遺傳病的概率大大增加。8 、生物的進化（1）自然選擇學說內容是：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)結構和生理功能，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能產生出可育后代的一群個體。種群：是指生活在同一地點的同種生物的一群個體。種群的基因庫：一個種群的全部個體所含有的全部基因。（3）現(xiàn)代生