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文檔簡介
1、第 6 章、 細 胞 的 生 命 歷 程第1節(jié)細胞的增殖1 .多細胞生物體的生長包括:細胞生長(增大細胞體積)和細胞分裂(增加細 胞數(shù)量)。不同動植物同類器官或組織的細胞大小一般 無明顯差異.主要取 決于細胞數(shù)量的多少。2 .細胞不能無限長大的原因: 細胞體積越大.細胞表面積與體積比越小.細 胞的物質(zhì)運輸效率就越低。 細胞體積越大.細胞核與細胞質(zhì)的比值就越 小.導(dǎo)致細胞核的“負擔(dān)”過重。3 .細胞增殖是生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的 基也。4 .細胞增殖包括:物質(zhì)準備和細胞分裂整個聯(lián)系的過程。5 .真核細胞分裂的方式有:有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂。(其中.有絲分裂 是真核生物進行細胞分裂的主
2、要方式)6 .有絲分裂:細胞周期:連續(xù)分裂的細胞.從一次分裂完成時開始.到下一次分裂完成時細胞周期包括:分裂間期(從細胞在一次分裂結(jié)束之后到下一次分裂之前)和分裂期(前期、中期、后期、末期)。分裂間期大約占細 胞周期的90%95% .分裂期大約占細胞周期的 5% 10%。植物細胞的有絲分裂:分裂間期:主要完成DN吩子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成前期:核仁逐漸解體.核膜逐漸消失.出現(xiàn)染色體和紡錘體。染色體散亂分布 在紡錘體中央。中期:染色體形態(tài)穩(wěn)定.數(shù)目清晰.整齊的排列在赤道板上。(中期是觀察染色體形態(tài)數(shù)目的最佳時期)注:赤道板不是真實存在的結(jié)構(gòu)。后期:著絲點一分為二.姐妹染色單體分開.成為兩條子染
3、色體.染色體數(shù)加 值.子染色體平均分配到細胞兩極。注:染色單體消失。末期:染色體和紡錘體消失.核末和核仁重新出現(xiàn).在赤道板位置出現(xiàn) 細胞板. 形成新的細胞壁.將一個細胞分裂成兩個子細胞。注:細胞板是真實 存在的結(jié)構(gòu)。簡記:前期(膜仁消失現(xiàn)兩體)中期(形定數(shù)晰赤道齊)后期(點裂數(shù)加均兩極)末期(兩體消失現(xiàn)膜仁)動物細胞的有絲分裂:間期 前期 中期 后期 末期動物細胞有絲分裂的過程與植物細胞的基本相同.其不同點有:植物細胞動物細胞不前期:紡錘體的由細胞兩極發(fā)出紡錘絲由中心體發(fā)出星射線形成紡?fù)纬煞绞讲?司形成紡錘體錘體點末期:子細胞的 形成方式不1司由細胞板形成新的細胞 續(xù)把親代細胞分成兩個 子細
4、胞由細胞月真向內(nèi)凹陷 把親代細 胞縊裂成兩個子細胞 有絲分裂的意義:在細胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性 有絲分裂過程中染色體、DNA染色單體數(shù)量的變化:時期間期前期中期后期末期染色體 的數(shù)量2N2N2N4N2NDNA勺 數(shù)"2N-4N4N4N4N2N染色單 體數(shù)量0-4N4N4N00染色件散染色單體數(shù)口 分子數(shù)1 i101X122 染色體、染色單體、DNA著絲點問的關(guān)系:7 .無絲分裂:細胞在分裂過程中.沒有出現(xiàn)紡錘體和染色體的變化。(如草履蟲、變形蟲、 蛙的紅細胞等)注:無絲分裂有 DNA勺復(fù)制。8 .實驗:觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂1實驗原理:高倍鏡一一染色體一一細
5、胞有絲分裂過程。21目的要求:制作裝片、觀察識別比較細胞、繪圖。31材料用具:洋蔥、顯微鏡、鹽酸等。41方法步驟: 洋蔥根尖的培養(yǎng)裝片的制作:解離一漂洗一染色一制片洋蔥根尖細胞有絲分裂的觀察:先低倍后高倍繪圖(中期)51注意事項: 解離的目的:使組織中的細胞相互 分離開。 漂洗的目的:洗去藥液.防止解離過度。 染色時所用的染液:龍膽紫溶液、醋酸洋紅液。 制片時.用銀子尖把根尖弄碎以及用拇指輕輕按壓載玻 片的目的:使細胞 分散開.便于觀察。 分生區(qū)的細胞:細胞呈 正方形.排列緊密。 觀察到的細胞中.處于分裂間期的細胞最多.因為分裂問 期時間比較長。第2節(jié)細胞的分化1 .細胞分化:細胞分化的概念:
6、在個體發(fā)育中.由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代.在形 態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。細胞分化的特點:穩(wěn)定性持久性不可逆性細胞分化的結(jié)果:產(chǎn)生不同種類的細胞.形成不同的組織、器官。細胞分化的實質(zhì):基因的選擇性表達。細胞分化的意義:是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)。在細胞分化過程中.細胞的遺傳信息和細胞的數(shù)量不變。2 .細胞的全能性:細胞的全能性是指:已經(jīng)分化的細胞.仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。細胞全能性實例:植物組織培養(yǎng)(已分化的動物體細胞的細胞核也具有全能性)-f 覘分化一再分化 f 一一一離體細胞_.愈傷組織,胚狀體一完整植株植物細胞全能性的原因:植物細胞中具有發(fā)育成完整個體的全部遺傳物質(zhì)。
7、細胞的全能性大小關(guān)系: 受精卵 > 生殖細胞 > 體細胞。干細胞:動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞。第3節(jié)細胞的衰老和凋亡1 .個體衰老與細胞衰老的關(guān)系:對于單細胞生物來說.個體衰老=細胞衰老。對于多細胞生物來說.個體衰老名細胞衰老.細胞衰老是個體衰老的 基礎(chǔ)。2 .細胞衰老的特征:水分減少.細胞萎縮.體積變小.代謝減慢。酶活性降低。(白發(fā))色素積累。(老年斑)呼吸減慢.細胞核增大.核膜內(nèi)折.染色質(zhì)收縮.染色加深。細胞膜通透性改變.3 .細胞衰老的原因:自由基學(xué)說、端粒學(xué)說。4 .細胞的凋亡:由基因所決定的細胞 自動結(jié)束生命的過程.就叫細胞凋亡。(由 于細胞凋亡受到
8、嚴格的由遺傳機制決定的程序性調(diào)控 .所以也 常常被稱為細胞編程性死亡)5 .細胞凋亡的意義:完成正常發(fā)育.維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定.抵御外界各種因素干6 .細胞凋亡 w細胞壞死。(細胞壞死是由種種不利因素引起的.而細胞凋亡是 一種正常的自然現(xiàn)象)第4節(jié)細胞的癌變1 .癌細胞:有的細胞受到致癌因子的作用.細胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生變化.就變成不 受機體控制的、連續(xù)進行分裂的惡性增殖細胞 .這種細胞就是癌細 胞。2 .癌細胞的主要特征:能夠無限增殖形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化易分散和 轉(zhuǎn)移3 .細胞癌變的原因:.內(nèi)因:原癌基因 和抑癌基因 的變異f物理致癌因子外因:致癌因子,化學(xué)致癌因子、病毒致癌因子4.癌癥的主要治療
9、方法:手術(shù)切除 化學(xué)治療(簡稱化療)放射治療(簡 稱放療)。生物必修(II )知識總結(jié)第一章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)第一節(jié) 孟德爾的豌豆雜交實驗(一)、相關(guān)概念1、性狀:是生物體形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和生化等各方面的特征。2、相對性狀:同種生物的同一性狀的不同表現(xiàn)類型。3、 顯性性狀:在具有相對性狀的親本的雜交實驗中,雜種一代( F1) 表現(xiàn)出來的性狀,隱性性狀:雜種一代(F1)未表現(xiàn)出來的性狀。4、性狀分離:指在雜種后代中,同時顯現(xiàn)出顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。5、雜交:具有不同相對性狀的親本之間的交配或傳粉6、自交:具有相同基因型的個體之間的交配或傳粉(自花傳粉是其中的一種)7、測交:用隱性性狀(純合體)的
10、個體與未知基因型的個體進行交配或傳粉,來測定該未知個體能產(chǎn)生的配子類型和比例(基因型)的一種雜交方式。8、純合子:基因組成相同的個體; 雜合子:基因組成不同的個體。9、分離定律:在生物體細胞中,控制同一性狀的遺傳因子成對存在的,不相融合,在形成配子時,成對的遺傳因子發(fā)生分離,分離后的遺傳因子分別進入不同配子中,隨配子遺傳給后代。、孟德爾豌豆雜交實驗(一對相對性狀):AA x aa1:Aa2: AA Aa aa:2: 1種性狀,其中決定顯現(xiàn)性狀的P :高豌豆x矮豌豆PF1:高豌豆FF2:高豌豆矮豌豆F3: 11、對分離現(xiàn)象的解釋(孟德爾提出的如下假說)1、生物的性狀是由遺傳因子決定的。每個因子決
11、定著一種性狀,其中決定顯現(xiàn)性狀的為顯性遺傳因子,用大寫字母表示,決定隱性性狀的為隱性遺傳因子,用小寫字母 表示。2、體細胞中的遺傳因子是成對存在的。3、生物體在形成生殖細胞配子時,成對的遺傳因子彼此分離,分別進入不同的配子中,配子中只含有每對遺傳因子的一個。4、受精時,雌雄配子的結(jié)合是隨機的。第二節(jié) 孟德爾的豌豆雜交實驗(二)、相關(guān)概念1、表現(xiàn)型:生物個體表現(xiàn)出來的性狀。2、基因型:與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成。3、等位基因:位于一對同源染色體的相同位置,控制相對性狀的基因。非等位基因:包括非同源染色體上的基因及同源染色體的不同位置的基因。4、自由組合定律:控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干
12、擾的,在形成配子 時,決定同一性狀的遺傳因子彼此分離,決定不同性狀的遺傳因子自由結(jié)合。、孟德爾豌豆雜交實驗(二對相對性狀)P :黃圓x綠皺F 1:黃圓F 2:黃圓黃皺 綠圓9: 3: 3在F2代中:4種表現(xiàn)型:兩種親本型: 兩種重組型:9種基因型:完全純合子J半純合半雜合 完全雜合子PF1:綠皺F2: A19黃圓 9/16綠皺1/16黃皺 3/16綠皺3/16AABB aabb AAbb aaBBAABb aaBb AaBB Aabb AaBbAABB x aabbJAaBbJ_B_ A _ bb aaB _ aabb:3: 3: 1共4種X 1/16共4種X 2/16共1種X 4/16190
13、9年,丹麥生物學(xué)家約翰給孟德爾的“遺傳因子” 一詞起名叫做基因,并提出了 表現(xiàn)型和基因型的概念。 三、對自由組合現(xiàn)象的解釋孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗中,F(xiàn)1(YyRr)在產(chǎn)生配子時,每對遺傳因子彼此分離,不同對的遺傳因子可以自由組合。F1產(chǎn)生的雌配子和雄配子各有4種:YR Yr、yR、yr,數(shù)量比仞是:1 : 1 : 1 : 1。受精時,雌雄配子的結(jié)合是隨機的,雌、雄配子結(jié)合的方式 有16種,遺傳因子的結(jié)合形式有 9種:YYRR YYRr、YYrr、YyRR YyRr、Yyrr、yyRR yyRr、yyrr。性狀表現(xiàn)有 4種:黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒,它們之間 的數(shù)量分比是9
14、: 3 : 3 : 1。四、孟德爾實驗成功的原因1、正確選用實驗材料:、豌豆是嚴格自花傳粉的植物,而且是閉花受粉,自然狀態(tài)下一般是純種,用于人 工雜交實驗,結(jié)果既可靠又易分析。、具有易于區(qū)分的相對性狀,實驗結(jié)果易于觀察和分析。、花大,便于人工傳粉。2、采取了正確的實驗方法:由一對相對性狀到多對相對性狀的研究3、運用了科學(xué)的分析方法:數(shù)學(xué)統(tǒng)計學(xué)方法對結(jié)果進行分析4、設(shè)計了科學(xué)的實驗程序:假說一演繹法觀察分析一一提出假說一一演繹推理一一實驗驗證第二章基因和染色體的關(guān)系第一節(jié)減數(shù)分裂和受精作用、基本概念1、減數(shù)分裂:減數(shù)分裂是指有性生殖的生物在產(chǎn)生成熟生殖細胞時,進行的染色體數(shù) 目減半的細胞分裂。在
15、減數(shù)分裂過程中,染色體只復(fù)制一次,而細胞分裂兩次。減數(shù)分裂的結(jié)果是,成熟生殖細胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細胞的減少一半。2、受精作用:受精作用是卵細胞和精子相互識別,融合成為受精卵的過程。3、同源染色體:配對的兩條染色體,形狀和大小一般都相同,一條來自父方,一條來 自母方,叫做同源染色體。4、聯(lián)會:同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象叫做聯(lián)會。5、四分體:聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條染色單體,叫做四分體。、有性生殖細胞的形成1、部位:動物的精巢、卵巢;植物的花藥、胚珠2、有性生殖細胞(精子、卵細胞)的形成過程:、精子的形成、卵細胞的形成1個精原細胞(2n)1個卵原細胞(2n)J間期:染色體復(fù)制J間期:染
16、色體復(fù)制1 個初級精母細胞(2n)1個初級卵母細胞(2n)前期聯(lián)會、四分體、交叉互換(2n)前期:g會、四分體、交叉互換(2n)中期同源染色體排列在赤道板上(2n)中期:(2n)后期配對的同源染色體分離(2n)后期:(2n)1r末期細胞質(zhì)均等分裂市期:細胞質(zhì)丕均等分裂(2n)2個次級精母細胞(n)1個次級卵母細胞+1個極體(n)前期(n)前期:(n)中期(n)中期:(n)后期染色單體分開成為兩組染色體(2n)后期:(2n)1,末期細胞質(zhì)均等分離(n)1末期:(n)14個精細胞(n)1個卵細胞(n)2 個極體(n)J變形+ 1個極體(n)4個精子(n)3、精子的形成與卵細胞形成的比較比較項目精子
17、的形成卵細胞的形成不 同 點部 位精巢卵巢子細胞數(shù)量、名稱4個精子1個卵細胞+ 3個極體分裂形式細胞質(zhì)均等分裂細胞質(zhì)不均等分裂是否變形后義形過程無變形過程相同 點染色體復(fù)制一次,細胞分裂兩次,都有聯(lián)會和四分體時期; 經(jīng)過第一次分裂, 同源染色體分開,染色體數(shù)目減少一半;在第二次分裂的過程中,著絲點分 裂,最后形成精子和卵細胞的染色體數(shù)目比精原細胞和卵原細胞減少一半。三、減數(shù)分裂過程中染色體、DNA勺變化減I分裂(初級精(卵)母細胞)減n分裂(次級精(卵)母細胞)染色體間期前期中期后期前期中期后期末期數(shù)量2n2n2n2nn2nnn1、受精作用的特點和意義:特點:受精卵中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細胞
18、的數(shù)目,其中有一半的染色體來自精子(父方),另一半來自卵細胞(母方)。精子的細胞核和卵細胞的細胞核相融合,使彼此染色體會合在一起,只有形成 受精卵,才能發(fā)育成新個體。意義:減數(shù)分裂形成的配子多樣性及精卵結(jié)合的隨機性導(dǎo)致后代性狀的多樣性。有性生殖過程可使同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性,有利于生物在自然選擇中進化。2、減數(shù)分裂和受精作用的重要作用減數(shù)分裂和受精作用對于維持每種生物前后代體細胞中染色體數(shù)目恒定,對生物遺傳和變異是十分重要的。五、減數(shù)分裂和有絲分裂的比較1、減數(shù)分裂和有絲分裂的異同點比較項目有絲分裂減數(shù)分裂母細胞類型體細胞(受精卵)精原細胞或卵原細胞細胞分裂次數(shù)1次2次不中期染色體著絲點 排
19、列位置排列在赤道板上第一次分裂:排在赤道板兩側(cè);第 二次分裂:排在赤道板上。同著絲點分裂、染色 單體分開的時期后期第二次分裂的后期點同源染色體行為無聯(lián)會、四分體,無同 源染色體分離,無染色 單體的交叉互換有聯(lián)會、四分體,有同源染色體分 離,有染色單體的交叉互換后無非同源染色體 的隨機組合無有子細胞染色體數(shù)目 變化/、變減半子細胞類型數(shù)量2個體細胞4個精子或1個卵細胞和3個極體相同點染色體都復(fù)制1次;出現(xiàn)紡錘體意 義使生物的親代和子代之間 保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性減數(shù)分裂和受精作用維持了生 物前后代體細胞中染色體數(shù)目的恒定性2、減數(shù)分裂和有絲分裂圖象和曲線的比較減數(shù)分裂和有絲分裂圖象的比3、細胞分
20、裂相的鑒別:判斷細胞圖的三看原則:一看染色體數(shù)目、二看有無同源染色體、三看同源染色體是否有行為(配對、分離或上下排列在赤道板兩側(cè))、細胞質(zhì)是否均等分裂:不均等分裂:減數(shù)分裂卵細胞的形成均等分裂:有絲分裂、減數(shù)分裂精子的形成、細胞中染色體數(shù)目:若為奇數(shù):減數(shù)第二分裂(次級精母細胞、次級卵母細胞)若為偶數(shù):有絲分裂、減數(shù)第一分裂、減數(shù)第二分裂后期、細胞中染色體的行為:聯(lián)會、四分體現(xiàn)象:減數(shù)第一分裂前期(四分體時期)r有同源染色體:有絲分裂、減數(shù)第一分裂t無同源染色體:減數(shù)第二分裂同源染色體的分離:減數(shù)第一分裂后期姐妹染色單體的分離 側(cè)有同源染色體:減數(shù)第二分裂后期T 一側(cè)無同源染色體:有絲分裂后期
21、第二節(jié)基因在染色體上、薩頓(美)假說1、假說核心:基因由染色體攜帶從親代傳遞給下一代。即基因就在染色體上。2、研究方法:類比推理3、原因證據(jù):基因與染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系、基因在雜交過程中保持完整性和獨立性。染色體在配子形成和受精過程中,也有 相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)。、 在體細胞中基因成對存在,染色體也是成對的。在配子中只有成對基因中的一個,同樣,也只有成對的染色體中的一條。、體細胞中成對的基因一個來自父方,一個來自母方。同源染色體也是如此。、非等位基因在形成配子時自由組合,非同源染色體在第一次減數(shù)分裂后期也是自 由組合。二、基因在染色體上的實驗證據(jù)1、摩爾根(美)和他的學(xué)生發(fā)現(xiàn)了測定基因
22、位于染色體上的相對位置的方法,并繪出了第一個果蠅各種基因在染色體上相對位置圖,說明基因在染色體上呈線性排列。2、果蠅的一個體細胞中有多對染色體,其中3 對是常染色體,1 對是性染色體,雄果蠅的一對性染色體是異型的,用XY表示,雌果蠅一對性染色體是同型的,用XX表P :XWXWx x wYJi: xWXw x x WYJF2:XWXW X WXw X WY X wY位于一對同源染色體上的等位基因3、果蠅眼色雜交實驗:紅眼的雄果蠅基因型是 XWY,紅眼的雌果蠅基因型是 XWf或XWXW 白眼的雄果蠅基因型是 XwY,白眼的雌果蠅基因型是 XXw。P : 紅眼(孕) X白眼(3)F 1:紅眼FJ F
23、l雌雄交配F2:紅眼(孕、3) 白眼(臺)三、孟德爾遺傳定律的現(xiàn)代解釋1、 基因分離定律的實質(zhì)是:在雜合體的細胞中,具有一定的獨立性 ,在分裂形成配子的過程中,等位基因會隨同源染色體分開而分離,分別進入兩個配子中,獨立地隨配子遺傳給后代。2、基因自由組合定律的實質(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,在減數(shù)分裂過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合。第三節(jié) 伴性遺傳一、相關(guān)概念1、伴性遺傳:位于性染色體上的基因控制的性狀在遺傳上總是和性別相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。2、家族系譜圖:表示一個家系的圖中,通常以正方形代表男性() ,圓形代表女性()
24、,深色表示患者,以羅馬數(shù)字 (如I、n等)代表世代,以阿拉伯?dāng)?shù)字(如1、2 等 ) 表示個體。二、X染色體隱性遺傳1、人類紅綠色盲、致病基因X5正?;颍焊?、患者:男性xaY女性XV正常:男性XAY女性XAXA x Ax (攜帶者)2、伴X隱性遺傳的遺傳特點:、人群中發(fā)病人數(shù)男性患者多于女性患者。、往往有隔代遺傳現(xiàn)象、具交叉遺傳現(xiàn)象:男性一女性一男性(母病子必?。┤染色體顯性遺傳1、抗維生素D佝僂病、致病基因XA正常基因:X5、患者:男性 XAY 女性XAXA X AX5正常:男性XaY女性XX2、伴X顯性遺傳的遺傳特點:、人群中發(fā)病人數(shù)女性患者多于男性患者。、具有連續(xù)遺傳現(xiàn)象、具交叉遺傳
25、現(xiàn)象:男性一女性一男性(父病女必病)三、Y染色體遺傳1、人類毛耳現(xiàn)象2、Y染色體遺傳的遺傳特點:基因位于Y染色體上,僅在男性個體中遺傳四、遺傳病類型的鑒別1、先判斷基因的顯、隱性:、父母無病,子女有病一一隱性遺傳(無中生有)、父母有病,子女無病一一顯性遺傳(有中生無)2、再判斷致病基因的位置:、已知隱性遺傳父正女病一一常、隱性遺傳母病兒正一一常、隱性遺傳、已知顯性遺傳父病女正一一常、顯性遺傳母正兒病一一常、顯性遺傳3、不能確定的判斷:、代代之間具有連續(xù)性一一可能為顯性遺傳、患者無性別差異,男女各占1/2一一可能為常染色體遺傳、患者有明顯性別差異i、男性明顯多于女T可能為伴X隱性遺傳ii、女性明
26、顯多于男性一一可能為伴X顯性遺傳iii 、男性全患病,女性全不患病一一可能為伴Y遺傳第三章基因的本質(zhì)第一節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)一、作為遺傳物質(zhì)所具備的特點1、在細胞生長和繁殖過程中能夠精確的自我復(fù)制;2、能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成從而控制生物的性狀和新陳代謝;3、具有儲存巨大數(shù)量遺傳信息的潛在能力;4、結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,但在特殊情況下又能發(fā)生可遺傳的變異。二、確定遺傳物質(zhì)的歷程1、染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體:、從物種特征看:真核生物的細胞中都有一定形態(tài)和數(shù)量的染色體;、從生殖過程看:生物體通過細胞有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用三個過程使染色體在生物的傳宗接代中保持一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性;、從染色體組成看:主
27、要是DN府口蛋白質(zhì)組成,DNAE染色體里含量穩(wěn)定;、從DNA的分布看:DN要分布在細胞核里,少數(shù)分布在細胞質(zhì)的線粒體、葉綠 體中。2、DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù):、研究思路:把 DN解口蛋白質(zhì)分開,單獨地、直接地去觀察DN蛋白質(zhì)的作用。、DNA遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)i、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗A、1928年格里菲思(美)實驗a、材料:S型細菌、R型細菌菌落菌體毒性S型細菌表向光滑有莢膜有R型細菌表向粗糙無莢膜無b、過程: R型活細菌注入小鼠體內(nèi)小鼠不死亡。S型活細菌注入小鼠體內(nèi)小鼠死亡。殺死后的S型細菌注入小鼠體內(nèi)小鼠不死亡。無毒性的R型細菌與加熱殺死的 S型細菌混合后注入小鼠體內(nèi),小鼠死亡。c、結(jié)論:已加
28、熱殺死的 S型細菌中必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)一一轉(zhuǎn)化因子B、1944年 艾弗里(英)實驗a、過程: S型活細菌DNA+ R型細菌一 R和SS型活細菌多糖或脂類+ R型細菌一 RS型活細菌 DNA+DNA1 + R型細菌一 Rb、結(jié)論:DNA是遺傳物質(zhì)。ii、噬菌體侵染細菌實驗:1952年赫爾希和蔡斯(用)A、材料:噬菌體B、方法:放射性同位素標記法C、過程:吸附一注入一合成一組裝一釋放D結(jié)論:DNA才是真正的遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是。3、RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù):三、大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA DNA主要的遺傳物質(zhì)。第二節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)一、相關(guān)概念堿基互補配
29、對原則:兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對,并且堿基配對有一定的規(guī)律:A (腺喋吟)一定與 T (胸腺喀咤)配對;G (鳥喋吟)一定與 C (胞喀咤) 配對。堿基之間的這種一一對應(yīng)的關(guān)系,叫做堿基互補配對原則。二、DNA的結(jié)構(gòu)1、化學(xué)組成、基本單位:脫氧核甘酸(4種)、連接方式:通過磷酸二酯鍵聚合而成2空間結(jié)構(gòu)、由兩條脫氧核甘酸長鏈反向平行盤旋而成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。、外側(cè):由脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架。、內(nèi)側(cè):兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接形成堿基對。堿基配對遵循堿基互補配對原則,即A 一定要和T配對(氫鍵有2個),G 一定和C配對(氫鍵3個)。三、根據(jù)堿基互補配對原則推導(dǎo)的數(shù)學(xué)公式1、A=
30、T; G= C;2、(A+G / (T+Q = 1 ;3、(A+T) 1= ( T+A 2, (C+G 1= (G+C 2;4、(A+Q = ( T+G) = ( A+ G) = ( T+ C) = DNA堿基總數(shù)的 1/2。5、如果(A+T) 1/ (C+G i=a,那么(A+T) 2 (C+G 2= a ;6、如果(A+Q 1/ (G+T) 1=b,那么(A+。2/ (G+T 2= 1/b ;第三節(jié)DNA的復(fù)制一、相關(guān)概念1、DNAM制:是以親代 DNW模板合成子代 DNA勺過程。2、DNA半保留復(fù)制:新合成的 DNA分子中,都彳留了原 DNA勺一條鏈,像這種復(fù)制就 叫半保留復(fù)制。二、DN
31、A的復(fù)制1、場所:主要在細胞核2、 時間: 細胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期,是隨著染色體的復(fù)制來完成的。3、過程:、解旋:DNA首先利用線粒體提供的能量,在解旋酶的作用下,把兩條螺旋的雙鏈 解開。、合成子鏈:以解開的每一段母鏈為模板,以游離的四種脫氧核甘酸為原料,遵循 堿基互補配對原則,在有關(guān)酶的作用下,各自合成與母鏈互補的子鏈。、形成子代 DNA每一條子鏈與其對應(yīng)的模板盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu),從而形成2個與親代DNA完全相同的子代 DNA4、特點:、DNAM制是一個邊解旋邊復(fù)制的過程。、DNAM制是一種(非連續(xù)性的)半保留復(fù)制。5、條件:模板:DNA#鏈,原料:游離的月氧核酸,能量:AT
32、P,有關(guān)的酶:解旋酶、聚合酶等。6、準確復(fù)制的原因:、DN后子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確的模板。、通過堿基互補配對保證了復(fù)制準確無誤。7、功能:傳遞遺傳信息8、實質(zhì)和意義:實質(zhì):以兩條單鏈為模板,合成兩個與原來完全相同的DN冊子。意義:DN冊子通過復(fù)制,將遺傳信息從親代傳給子代,從而保證了遺傳信息的連續(xù)性。第四節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的DNAt段一、相關(guān)概念1、基因:基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,是決定生物性狀的遺傳單位。2、遺傳信息:DNA±的堿基排列順序,不同的基因含有不同的遺傳信息。二、染色體、基因和遺傳信息的關(guān)系1、一條染色體上有 1或2個DNA分子,一個 DN后子上有許多個基因,
33、染色體是DNA的主要載體。2、基因是有遺傳效應(yīng)的 DN*段,是決定生物性狀的結(jié)構(gòu)功能單位,基因在染色體上 呈現(xiàn)線形排列。3、遺傳信息是基因中的脫氧核甘酸的排列順序,并不是DN后子上所有脫氧核甘酸排列序列。4、每一個基因中可以含成百上千個核苷酸,但每個基因中的脫氧核苷酸的排列順序是特定的。三、DNA分子的特點1、穩(wěn)定性:DNA分子雙螺旋空間結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定性2、多樣性:堿基對的排列順序可以千變?nèi)f化(4n, n 為堿基對數(shù))3、特異性:每一個特定的 DNA分子都有著特定的堿基對的排列順序,即儲存特定的遺傳信息。第四章基因的表達第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、相關(guān)概念1、轉(zhuǎn)錄:主要在細胞核中,以DNA的
34、一條鏈為卞II板合成 RNA的過程。2、翻譯:指游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸,在核糖體上以mRNM模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。3、密碼子:mRNAb 3個相鄰的堿基決定 1個氨基酸。每3個這樣的堿基又稱為 1個密碼子。4、反密碼子:每個 tRNA的3個堿基可與 mRNAh的密碼子互補配對,這 3個堿基叫反密碼子。二、轉(zhuǎn)錄1、場所:細胞核2、條件:模板(DNA的1條鏈)、原料(4種游離的核糖核甘酸)、酶(解旋酶)和能量(ATP)3、轉(zhuǎn)錄過程:、DNAa鏈解開。、游離的核糖核甘酸與模板DNA的一條鏈堿基互補配對,以氫鍵結(jié)合。、新結(jié)合的核糖核甘酸連接在正在合成的mRNA子上。、合成的mR
35、NM DNA鏈上釋放。而后,DNAZ鏈恢復(fù)。4、信息的傳遞方向:DNA 轉(zhuǎn)錄 mRNA5、產(chǎn)物:信使 RNA三、翻譯1、場所:細胞質(zhì)(核糖體)2、條件:模板(mRNA、原料(20種氨基酸)、酶和能量(ATP)3、翻譯過程:、mRN融入細胞質(zhì)與核糖體結(jié)合。攜帶甲硫氨酸的tRNA通過與堿基AUG互補配對, 進入第一個結(jié)合位點。、攜帶另一個氨基酸的 tRNA以同樣的方式,進入第二個位點。、甲硫氨酸與該氨基酸形成氫鍵,轉(zhuǎn)移到占據(jù)第二個位點的tRNA上。、核糖體讀取下一個密碼子,原占據(jù)第一個位點的tRNA離開核糖體,占據(jù)第二個位點的tRNA進入第一個位點一個新的攜帶氨基酸的tRNA進入第二個位點繼續(xù)肽鏈
36、合成,直到核糖體讀取到 mRNA勺終止密碼。4、信息傳遞方向: mRNA 翻譯蛋白質(zhì)。5、產(chǎn)物:一條多肽鏈一種密碼子對應(yīng)一種反密碼子 (tRNA上),一種氨基酸可以被一種或多種密碼子所 決定,密碼子存在于 mRNAk,密碼子種類有 64種(其中與氨基酸相對應(yīng)密碼子有61種,終止密碼子有3種)數(shù)量關(guān)系:DNA±的堿基=2倍mRNAt的堿基=6倍的氨基酸第二節(jié)基因?qū)π誀畹目刂埔?、相關(guān)概念中心法則(1957年克里克):遺傳信息可以從 DNA向DNA既DNA的自我復(fù)制; 也可以從DNA流向RNA進而流向蛋白質(zhì),即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄翻譯。遺傳信息可以從 RNAij RNA(即RNA的自我復(fù)制)也可
37、以從 RNA向DNA(即逆轉(zhuǎn)錄)。JL-JL 金NA(基因3碎,蛋白質(zhì)(性狀)二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系1、基因通過控制酶的合成來控制生物物質(zhì)代謝,進而來控制生物體的性狀。2、基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。三、基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系:表現(xiàn)型 =基因型 +環(huán)境1、生物體的性狀是由基因控制的,但也受環(huán)境因素的影響。2、基因與基因;基因與基因產(chǎn)物;基因與環(huán)境之間多種因素存在復(fù)雜的相互作用,共同地精細地調(diào)控生物體的性狀。第五章基因突變及其他變異第一節(jié)基因突變和基因重組一、相關(guān)概念1、基因突變:DN6子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失,而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變, 叫做基因突變。2、 基因
38、重組:是指在生物體進行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合。二、基因突變1、時期:細胞分裂的間期的 DNA復(fù)制時2、類型:自然突變、誘發(fā)突變(人工誘變)3、特點:、普遍性 、隨機性 、低頻性 、有害性、不定向性4、原因:、內(nèi)因:DNAM制過程中,脫氧核甘酸的種類、數(shù)量和排列順序發(fā)生改變、外因:某些環(huán)境因素(物理原因、化學(xué)原因、生物因素) 。5、意義:基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑;是生物變異的根本來源;是生物進化的原始材料。三、基因重組1、時期:減數(shù)分裂第一次分裂的后期或四分體時期2、類型(來源):、基因的自由組合、基因的交叉互換3、意義:基因重組產(chǎn)生新的基因型,是生物變異的來源之一,也
39、是生物多樣性的重要原因之一,對生物的進化也具有重要的意義。第二節(jié) 染色體變異一、相關(guān)概念1、染色體組:細胞中的一組非同源染色體,在形態(tài)和功能上各不相同,攜帶著控制生物發(fā)育的全部遺傳信息,這樣的一組染色體,叫染色體組。2、二倍體:由受精卵發(fā)育而成,體細胞中含有兩個染色體組的個體。3、多倍體:由受精卵發(fā)育而成,體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。4、單倍體:由配子直接發(fā)育而成,體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體。二、染色體變異1、染色體結(jié)構(gòu)改變:會使染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變,從而導(dǎo)致性狀 的變異。、染色體中某一片段缺失、染色體中增加某一片段、染色體某一片段移接到另一條非同源
40、染色體上、染色體中某一片段位置顛倒2、染色體數(shù)目變異、細胞內(nèi)個別染色體的增加或減少、細胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍的增加或減少。三、二倍體、多倍體(染色體組數(shù)目n = n倍體)1、二倍體2、多倍體、成因:有絲分裂的過程中,染色體完成復(fù)制,但不分開、特點:莖稈粗壯,葉片、果實和種子都比較大,糖類和蛋白質(zhì)等含有機物多。、應(yīng)用:人工誘導(dǎo)多倍體育種原理:染色體變異方法:秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗秋水仙素可以抑制紡錘體的形成,彳用的時期在有絲分裂前期三、單倍體(染色體組數(shù) 1)1、成因:由配子發(fā)育而成2、特點:單倍體植株長得弱小,而且高度不育,縮短育種年限,獲得的后代能穩(wěn)定遺傳3、應(yīng)用:單倍體育
41、種(在生產(chǎn)上常用于培育純種 )原理:染色體變異方法:花藥離體培養(yǎng),秋水仙素處理r咻YnRr減泡J Yr花菊惠汩住迂*5蔻井騎單倍體:四、基因重組、基因突變、染色體變異三種可于YRYr 秋水如素淮貴傳變異的比較YTrr 篩選_*-TYrryyERyyrr比較類 型基因重組基因突變?nèi)旧w變異從本質(zhì) 上看基因重組產(chǎn)生新的基 因型,使性狀重新組 合基因分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了 改變,產(chǎn)生了新的基 因,出現(xiàn)了新性狀染色體組成成倍增加或減 少,或個別染色體增加或 減少,或認識他內(nèi)部結(jié)構(gòu) 發(fā)生改變發(fā)生時 期及原 因減I的后期由于四分 體相鄰的非姊妹染色 單體的交叉互換;或 減I的后期非同源染 色體的自由組合細胞分裂間
42、期 DNA復(fù) 制時,由于堿基互補配 對出現(xiàn)差錯而引起有絲分裂中染色體不分離 形成多倍體;或減數(shù)分裂 時偶爾發(fā)生染色體不配對 不分離、分離延遲等原因 引起條件小同個體間雜交 有性生嫡形成配子外界條件的劇變和內(nèi) 部因素的相互作用外界條件的劇變和內(nèi)部因 素的相互作用意義是生物變異的重要原 因之一,通過雜交育 種培育新的優(yōu)良品種是生物變異的根本來 源;是生物進化的原始 材料。通過誘艾育種培 育新的優(yōu)良品種利用單倍體育種縮短育種 年限;利用多倍體育種可 選育出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的新品 種;利用非整倍性染色體 變異進行基因固定位研 究,實施染色體工程,選 育出新品種第三節(jié)人類遺傳病、相關(guān)概念1、人類遺傳?。和ǔJ侵?/p>
43、由于遺傳物質(zhì)改變而引起的人類疾病,主要可以分為單基因遺傳病,多基因遺傳病和染色體異常遺傳病三大類。2、單基因遺傳?。菏芤粚Φ任换蚩刂频倪z傳疾病。3、多基因遺傳?。菏軆蓪σ陨系任换蚩刂频娜祟愡z傳病。4、染色體異常遺傳?。河扇旧w異常引起的人類遺傳病。5、人類基因組計劃(HGP:是測定人類基因組的全部DNA(22+X+ Y)序列,解讀其中包含的遺傳信息。、類型律基因遺佐雅華染色體Q染色體顯t埴傳??;用錄多指、脫強直;隱t整佬病:白化病_半網(wǎng)瞬癥_侏儒癥人類遺傳病,/顯性:抗維生素口向怪病i隱性;紅綠色盲、血友海 進行助營養(yǎng)不良和耳浜(只有男t生患者)多基因遺傳?。涸l(fā)性高血壓,冠心病,青少年型
44、儲尿病原因數(shù)目配虹慚Ji結(jié).簿I常遺傳病| .鋤常染色隹;21三除管癥、笳口U綜合癥I類SU三、特點 1性染色體:性腺發(fā)育不良(如:悸內(nèi)氏綜管癥)1、致病基因來自父母,因此其在胎兒的時候就已經(jīng)表現(xiàn)出癥狀或處在潛在狀態(tài)。2、往往是終生具有的3、常帶有家族性,并以一定的比例出現(xiàn)于各成員中。四、危害1、危害人體健康2、貽害子孫后代3、增加了社會負擔(dān)五、人類遺傳病的檢測與預(yù)防通過遺傳咨詢和產(chǎn)前診斷等手段,對遺傳病進行檢測和預(yù)防,在一定程度上能夠有效的預(yù)防遺傳病的產(chǎn)生和發(fā)展。1、遺傳咨詢(遺傳商談或遺傳勸導(dǎo))、醫(yī)生對咨詢對象進行身體檢查,了解家庭病史,對是否患有某種疾病作出診斷、分析遺傳病的遺傳方式、推
45、算出后代的再發(fā)風(fēng)險率、提出防治政策和建議禁止近親結(jié)婚:三代以及三代以內(nèi)的直系和旁系血親原因:近親之間攜帶相同隱性致病基因的概率較大。2、遺傳病的產(chǎn)前診斷、內(nèi)容:在胎兒出生前確定胎兒是否患有某種遺傳病或先天性疾病、方法:羊水檢查、B超檢查、孕婦血細胞檢查、胚盤絨毛細胞檢查以及基因診斷六、人類基因組計劃及其意義1、啟動時間:1990年(01年2月草圖公開,03年圓滿完成)2、目的:是測定人類基因組的全部DN際列,解讀其中包含的遺傳信息。3、參與國家:6個國家,美、德、英、法、日、中,我國承擔(dān)了其中1%勺測序任務(wù)。4、測序結(jié)果:人類基因組大約由31.6億個堿基對組成,已發(fā)現(xiàn)的基因約為3.0萬一3.5
46、萬個。5、意義:對人類各種疾病尤其是遺傳病的診斷和治療具有劃時代意義;對于進一步了 解基因表達的調(diào)控機制、細胞生長、分化和個體發(fā)育的機制以及生物的進化等也 具有重要的意義。第六章從雜交育種到基因工程第一節(jié) 雜交育種與誘導(dǎo)育種四種育種比較雜交育種誘笠育種多倍體育種單倍體育種處 理雜交用理、化因素處理生物用秋水仙素處理萌 發(fā)的種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)原 理通過基因重組,把 兩個親本的優(yōu)良 性狀組合在同一 個后代中,從而產(chǎn) 生符合要求的新 舊用人工方法誘發(fā)基因突 變,產(chǎn)生新性狀,創(chuàng)造新 品種或新類型抑制細胞分裂中紡 錘體的形成,使染 色體的數(shù)目加倍后 不能形成兩個細胞誘導(dǎo)精子直接 成植株,冉用秋 水仙
47、素加倍成 純合子優(yōu)方法簡單,容易操能提高變異的頻率,大副器官較大,營養(yǎng)物自交后代不發(fā)缺點作,不能創(chuàng)造新的 基因,育種進程緩 慢,過程煩瑣度的改良某些性狀,變異 性狀較穩(wěn)定,可加速育種 進程。有利的少,需大量處理供 試材料,突變的方向難以 掌握,突變體難以集中多 個理想性狀質(zhì)含量高。發(fā)育延遲,結(jié)實率 底。生性狀分離,可 縮短育種年限 (2年)方法復(fù)雜,成活 率底實 例小攵同(勿倒伏) 抗銹病的純種與 矮莖(抗倒伏)易 染病的純種進行 雜交,培育出矮莖 抗銹病小麥品種青霉素經(jīng)X射線、紫外線 照射及綜合處理,培育出 青霉素產(chǎn)量很高的菌種二倍體尤于西瓜、 八倍體小黑麥抗病植株的育 成第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用、相關(guān)概念基因工程:又叫做基因拼接技術(shù)或DNA組技術(shù)。通俗地說,就是按照人們的意愿,把一種生物的某種基因提取出來,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。、基因工程的內(nèi)容1、基因工程的工具:基因的“剪刀”:限制性核酸內(nèi)切酶或限制酶i、分布:主要在微生物中ii、作用特點:具特異性,即識別特定的核甘酸序列,切割DN肪子特定切點iii 、結(jié)果:產(chǎn)生黏性末端(堿基互補配對)
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