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第1章遗传因子的发现
,自然种植时,只能自交,不能自由交配。而玉米、瓜果类、动物等,通常是自由交配。***花植物杂交时,一定要遵循:“蕾期去雄→套袋→人工授粉→套袋”的操作程序。
:DdD:d=1:1
杂合子Dd等位基因分离产生的含D与d基因的两种类型配子比为1:1,但并不是雌、雄配子数量比例为1:1,通常雄配子数要远大于雌配子数。
,最终杂合子比例越来越小(1/2n),不管每代是否淘汰隐性类型,最终显性纯合子与杂合子的比都是(2n-1):2
杂合子自交1代,显性:隐性=3:1;自交2代,显性:隐性=5:3;
自交3代,显性:隐性=9:7
、隐性判断:有两种方法,一是杂交(概念法):具有相对性状的两个亲本杂交,F1显示出来的那个亲本性状为显性。公式为:A×A/→A,则A为显性。
二是自交(性状分离法):具有相同性状的两亲本杂交,F1出现性状分离,则原亲本为杂合子,是显性,产生的新性状为隐性性状。公式为:A×A→A、A/则A为显性、A/为隐性。
:
①限于进行有性生殖的生物,因其发生于有性生殖的减数分裂产生配子过程中,无性生殖及有丝分裂过程中不发生。
②细胞核中一对同源染色体上的一对等位基因控制一对相对性状的遗传。(细胞质中基因遗传、不进行有性生殖的生物的遗传,不遵循孟德尔遗传定律)
:YyRrYR:Yr:yR:yr=1:1:1:1
①基因自由组合定律及发生时间:
位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。其细胞学基础是减数第一次分裂后期,同源染色体彼此分离而非同源染色体进行自由组合。
注意:两大遗传定律均发生在减数分裂产生配子的过程中,而不是受精作用时。
②自由组合定律适用范围
控制2对或多对相对性状的等位基因分位于不同对的同源染色体上。或只有非同源染色体上的非等位基因间才可自由组合,同源染色体上的非等位基因遗传时不遵循自由组合定律。
具体说明如下:
(1)原核生物,因其不能进行有性生殖、也无同源染色体或等位基因,因此其遗传不遵循孟德尔两大遗传定律。
(2)进行有性生殖的生物,控制2对(或多对)相对性状的2对(或多对)等位基因位于同一对同源染色体上时,将进行连锁遗传,也不是自由组合。
,就一定是显性性状吗?(不一定,因为有多因一效现象。)
?(课本上说基因在体细胞中成对存在,在染色体上呈线性排列。二倍体产生的配子中,无同源染色体,所以染色体上的基因也不是成对存在了。可以说基因在同源染色体上成对存在。)
?2对或多对相对性状的遗传一定遵循基因的自由组合定律吗?(均不是)
,显性相对性或环境影响等,双杂合子自交子代表现型可能出现
9∶3∶3∶1的变式如9∶6∶1、9∶7、9∶3∶4、15∶1等,但配子产生规律不变。
:
(1)F2中3∶1的结果必须在统计大量子代后才能得到,子代数目较少时,不一定符合预期的分离比;
(2)某些致死基因可能导致遗传分离比变化,如隐性致死、纯合致死、显性致死等。
(1)具一对相对性状的杂合子自交子代性状分离比:
①2∶1⇒显性纯合致死。
②1∶2∶1⇒不完全显性或共显性(即AA、Aa、aa的表现型各不相同)。
(2)两对相对性状的遗传现象
②连锁现象:若F1测交后代性状分离比为1∶1,则说明两对基因位于同一对同源染色体上。
,双杂合子自交时,若两对相对性状的分离比都为3:1,或测交时,都是1;1,由此下结论这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律,这种说法是错误的!因为连锁遗传也符合该结果。(一定是自交9:3:3:1或测交1:1:1:1)
第2章基因和染色体的关系
。(秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗也可能无完整细胞周期)
,一半来自母方——因为,人体细胞有46条染色体(父母各提供23条,即核DNA有46个),但线粒体中还含DNA分子,且线粒体DNA全由母方提供,所以人细胞中的DNA既不是只有46个,也不是各一半来自父母。
(注意区分核DNA与细胞内DNA)
,联会,形成四分体,四分体排列在赤道板上,四分体平分为二及等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合均为减数分裂所特有的。
(卵)原细胞中染色体数为2N,则次级性母细胞中的染色体数是N或2N(减Ⅱ后期),减Ⅱ后期至末期,细胞呈“8”字型,细胞质均等分裂,不一定就是次级精母细胞,因为还可能是第一极体。
“基因重组”为减数分裂所特有的变异。
(如哺乳动物)卵细胞形成的两次分裂并不是连续的,如只有受精后才完成减数第二次分裂,故观察减数分裂宜选精巢(观察精子的形成过程)。
(1)凡位于X染色体上的基因,就男性而言,只来自母亲,只传给女儿(交叉遗传);凡位于Y染色体上的基因,只来自父亲,只传给儿子。
(2)三区段遗传特点:
Ⅰ段:伴X遗传(可分伴X显性遗传,伴X隐性遗传)。
Ⅱ段:XY染色体同源区段的遗传,尽管Ⅱ片段为X、Y染色体的同源区,但Ⅱ片段上某基因控制的遗传病与常染色体遗传并不相同而是与性别有关,有时男性患病率并不等于女性,如XaXa×XAYa后代中所有显性个体均为女性,所有隐性个体均为男性;而XaXa×XaYA后代中所有显性个体均为男性,所有隐性个体均为女性。
Ⅲ段:伴Y遗传,表现为“传男不传女”。
、自由组合定律的关系
控制一对相对性状的基因在常染色体上,控制另一对相对性状的基因在性染色体上,解答这类题的原则如下:
(1)位于性染色体上的基因控制的性状按伴性遗传处理,(该对基因遗传也遵循分离定律)。
(2)位于常染色体上的基因控制的性状按分离定律处理,性染色体与常染色体上两对基因,整体上则按自由组合定律处理。
,用正交和反交确定是常染色体上基因遗传还是伴X遗传;已知显隐关系时,只需一次杂交即可作出判定,即用隐性类型母本×显性类型父本,对于XY型性别决定的生物用此杂交组合还可判断早期雌性或雄性性别。(ZW型性别确定刚好相反)。
第3章基因的本质
,只证明S型菌中含某种“转化因子”。此实验不能简单地说成“S型细菌的DNA可使小鼠致死”。
;能证明蛋白质不是遗传物质的实验是烟草花叶病毒的感染和重建实验(后者还能证明RNA是遗传物质),但上述所有实验均不能证明“DNA是主要的遗传物质”。
,与R型菌的DNA实现重组,表现出S型菌的性状,此变异属于基因重组。(R菌的DNA与S菌混合不一定能转化为R菌)。
“有功能的核酸片段”——在大多数生物中是一段DNA,而在RNA病毒中则是“一段RNA”。
,常常是A≠T,C≠G;而单链中A+T占比等于双链中A+T的比例。
,碱基之间通过氢键连接,但单链中的两碱基之间并不是氢键连接的。
,解答本类题目的关键在于清晰DNA分子半保留复制特点并明确复制后新DNA的分子位置,及子DNA分开时间与去向,最好的方法是将下图熟记于心,灵活推测子DNA的来源及去向。
注:解题时务必关注“标记模板DNA”,还是“标记原料”
DNA复制过程中的碱基数量计算。设某DNA分子中含某碱基a个。
①复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·(2n-1)。如图所示:
②第n次复制,需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·2n-1。由图示可以看出,复制的结果是形成两个一样的DNA分子,所以一个DNA分子复制n次以后,得到的DNA分子数量为2n个(如上图),复制(n-1)次后得到的DNA分子数为2n-1,第n次复制增加的DNA分子数为2n-2n-1=2n-1,需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·2n-1。
第4章基因的表达
,DNA存在的部位都可发生,如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等都可发生。
,tRNA和rRNA也是转录的产物,但RNA中携带遗传信息的只有mRNA。
,可同时合成多条多肽链,但并不能缩短每条多肽链的合成时间。
,3种终止密码子不能决定氨基酸。
:在蛋白质的合成过程中,是以DNA(基因)的两条链中的一条为模板,合成一条mRNA单链;在翻译时,mRNA每三个碱基决定一种氨基酸,因此,三者之间的数量关系一般可表示为:1AA→mRNA中至少3个碱基→DNA中至少6个碱基
(多个密码子对应同一种氨基酸)一方面可增强容错性,另一方面可提高翻译速度。
,每条链从始端到终末端均参与复制,而转录则是以DNA中的基因为单位,由基因中的一条链为模板转录形成RNA,因为DNA中有很多个基因,而基因的表达具有选择性。即在特定细胞的特定时间转录时,并非以DNA的一整条链为模板进行。所以在一次转录中,形成的mRNA个数小于DNA中基因的个数。
(由基因的启动子等决定),起始密码子总位于上游(不一定是最始端的三个碱基)。终止密码总在下游。一个转运RNA,其反密码子的读序是有规律的,总是从携带氨基酸位点的一侧读码。
——可进行逆转录的病毒须含逆转录酶。
以RNA为遗传物质的生物的中心法则(遗传物质控制蛋白质合成中的遗传信息传递规律)
(如烟草花叶病毒)。
(如艾滋病病毒)。
①、②发生于存在DNA的场所(细胞核、线粒体、叶绿体及拟核)中。
③发生于核糖体中。④、⑤发生于寄主细胞中。所有细胞生物均只发生①、②、③过程。
:一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。如人的白化病、豌豆邹粒性状;二是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症。
12..基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,共同控制着生物的性状。
第5章基因突变及其他变异
。另外,有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA,RNA中碱基的增添、缺失、改变引起病毒性状变异,广义上也称基因突变。
“未必”:
(1)基因突变未必引起生物性状的改变。(密码子的简并性、隐性突变、内含子)
(2)基因突变未必发生于分裂间期(除间期DNA复制时自发突变外,在任何时期均可因DNA
损伤致基因突变)。
(3)基因突变前后的基因未必是“等位基因”(如病毒和原核生物及无性生殖的生物无所谓“等位基因”)。
,基因突变是生物变异的根本来源,为基因重组提供原始材料;基因重组是形成生物多样性的重要原因;三种可遗传变异都为进化提供了原材料。
三种可遗传变异中,只有基因突变改变了基因内部结构,从而产生“新基因”即基因突变改变了基因的“质”,但未改变“量”,基因重组既未改变质,也未改变量,只改变了“组合模式”(即基因型),染色体变异虽未改变“质”,但却改变了“量”和“序”。
“等位”基因,其来源有两种可能:若是杂合子个体,则既可能是四分体时期互换导致了等位基因的互换;也可能是发生了基因突变。若是纯合子个体,则一定是基因突变的结果。
、基因重组是分子水平的变异,在光学显微镜下是观察不到的;而染色体变异是细胞水平的变异,在光学显微镜下可以观察到。
“互换”问题。同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换,属于基因重组;非同源染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位。
“缺失”问题。DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异;DNA分子上若干碱基对的缺失,属于基因突变。
。病毒的可遗传变异的唯一来源是基因突变;细菌等原核生物不含染色体,所以不存在染色体变异。又因不进行有性生殖,所以不存在基因重组(R菌转化为S菌是人为基因重组)。在真核生物中,上述三种类型都存在。
,含多个染色体组的未必就是“多倍体”(也可能为单倍体)。
单倍体、二倍体和多倍体的区分:(有性生殖细胞单独直接发育成新个体是特殊的有性生殖,叫单性生殖,包括孤雌生殖和孤雄生殖)
(2)XYY受精卵成因:减ⅡYY未分开(异常精子)
(3)常染色体上含性染色体基因(如睾丸决定基因):由染色体异位所致。
。(因为可能是染色体异常遗传病)
(而不是一个)基因控制的遗传病。
、家族性疾病有些属遗传病,有些则不属遗传病,其确认依据是“遗传物质”是否发生改变。
先天性疾病、家族性疾病与遗传病(易混点)
(1)病因:遗传病一定是由遗传物质发生改变引起的,而先天性疾病和家族性疾病可能是由遗传物质改变引起的,也可能与遗传物质的改变无关。
(2)关系:①先天性疾病不一定是遗传病;②家族性疾病不一定是遗传病;
③大多数遗传病是先天性疾病,但有些遗传病可在个体生长发育到一定年龄才表现出来,后天性疾病也可能是遗传病。即有些遗传病完全由遗传因素决定,有些遗传病则受遗传因素和环境因素的共同影响。
,可有效降低“隐性”遗传病的发病率。
,其单倍体基因组即一个染色体组,有性别分化的生物,其单倍体基因组为一个染色体组+另一条性染色体。如人的单倍体基因组并不是23个染色体DNA,而是24个DNA(1-22号常染色体+X、Y染色体)
第6章从杂交育种到基因工程
(抗逆性好、生活力强、产量高、品质优良)的新品种,以便更好地为人类服务。从基因组成上看,目标品种可能是纯合子,可防止后代发生性状分离,便于制种和推广;也有可能是杂合子,即利用杂种优势的原理。
“关键词”
“最简便(或最简捷)的”;“最盲目的(或最难以达到预期目标的)”;“最具有预见性的(或最定向的)”;“明显缩短育种年限的”(依次为杂交育种、诱变育种,基因工程育种、单倍体育种)。
关于育种方案的“选取”
(1)在所有育种方法中,最简捷、最常规的育种方法——杂交育种。
(2)根据不同育种需求选择不同的育种方法。
①将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上,可利用杂交育种,亦可利用单倍体育种。
②要求快速育种,则运用单倍体育种。
③要求大幅度改良某一品种,使之出现前所未有的新性状,可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。
④要求提高品种产量,提高营养物质含量,可运用多倍体育种。
⑤若实现“定向”改变性状,则用基因工程育种。
特别提醒 ①种子公司销售的水稻、玉米的优良品种为什么需要年年买新的?自己留种是否可行?
答:这些优良品种都是“杂种”(利用其杂种优势达到高产优质),不能自我留种,必须年年买新的。
②若实验植物为营养繁殖类如马铃薯、红薯等,则只要出现所需性状即可,不需要培育出纯种。
③动、植物杂交育种中应特别注意语言叙述:
植物杂交育种中纯合子的获得一般通过逐代自交的方法;而动物杂交育种中纯合子的获得一般不通过逐代自交,而通过双亲杂交获得
F1,F1雌雄个体间交配获得F2,选F2中的个体与异性隐性纯合子测交的方法鉴定出纯合子。(当然高考题中也出现了动物自交的字眼)
单倍体育种基本步骤如下:
由上图可知单倍体育种只需2年。杂交育种则需要4~6年。
培育全隐性类型品种,通常直接用杂交育种,育种周期短而且简便。
,秋水仙素作用的对象是单倍体幼苗,而不是发育中的种子。用秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗,得到的也不一定是纯合子。
第7章现代生物进化理论
(重点)(1)渐进式
(2)爆发式:
物种的形成主要是以染色体数目变化的方式形成新种,一经出现就可以很快达到生殖隔离。如自然界多倍体植物的形成。(未经地理隔离)
(3)人工培育新物种(新品种):
如人工培育多倍体:
(易混点)
(1)区别:生物进化的实质是种群基因频率的改变,因此,可以认为种群的基因频率发生改变就意味着生物进化了。而物种的形成是基因频率改变到一定的程度,直到新类群与原种群不能实现基因交流为止(产生了生殖隔离)。可见,二者是量变和质变的关系。
(2)联系:生物发生进化,并不一定形成新物种,但是新物种的形成要经过生物进化,即生物进化是物种形成的基础。
(3)判断依据:判断生物进化的依据是看种群基因频率是否发生改变,只要种群基因频率发生了改变,种群就发生了进化;而判断新物种形成的依据是看是否产生生殖隔离。
,但一定不能生出“可育后代”。
,只要个体之间存在着变异,而且某些变异性状影响了个体的存活和繁殖,从而使具有不同性状的个体之间在存活率和繁殖率上出现了差异,自然选择就发生作用。
、突变和选择的情况下,世代相传不发生变化。
,某些物种灭绝可能会为其他生物兴盛腾出更多空间。
、基因型频率计算的易错点
(1)常染色体上基因与X染色体上的基因计算公式不同若某基因在常染色体上,则
某基因频率=
若某基因只出现在X染色体上,则
某基因频率=
(2)运用哈代—温伯格定律[(p+q)2=p2+2pq+q2=1]进行运算是有条件的!
适用条件:在一个有性生殖的自然种群中,在符合以下几个条件的情况下,可以由基因频率计算基因型频率。这几个条件分别是:种群足够大;种群中个体间的交配是随机的;没有突变的发生;没有迁入和迁出;没有自然选择。
综合实验类通用技巧
●要明确审题的内容:
实验目的、实验类型、实验变量、反应变量、实验材料、观察指标、实验步骤。
●掌握实验原理的书写方法,掌握实验设计的通用语言
如“利用……理论或器材或反应原理,通过……方法,出现……现象,就能达到……目的”。
●掌握一般实验设计的思维方法
看目的――想原理――定变量――设对照――观结果――下结论
●了解书写实验步骤的一般格式:
第一步,材料的预处理或观测指标的预处理;
第二步,取材、分组、编号;
第三步,设置对照,实验变量处理;
第四步,实验对象的培养(或放置)条件交待,无关变量的平衡处理;
第五步,检测并记录(或比较)观测指标。
另外,在预期实验结果时应注意对实验组和对照组的观测指标都要进行描述。书写实验结论时应注意实验结论与实验目的相呼应,描述实验变量与反应变量之间的因果关系;验证性实验的结果和结论唯一,常用的语言为“是……,证明……”;探究性实验的结果和结论不唯一,常用的语言是“如果……则……”。
●补充完善型实验题是最常见的生物实验题型,解答这类试题时要注意:①无论是补充实验步骤,还是补充实验结果和实验结论,一定要首先理解实验的目的和原理是什么。②在补充实验步骤时,要关注一些实验原则的实施,如对照原则和单一变量原则,合理设置实验组和对照组,正确处理单一变量。③要密切关注实验材料的使用,一般提供的材料是有限的,在掌握每种实验材料作用的基础上,注意给出在步骤中的使用情况,这是突破实验步骤完善的有效措施。
●实验评价题的应对策略
(1)看有无对照实验,如果有,看对照实验设计是否合理。
(2)看实验是否遵循了单一变量原则。如研究温度对酶活性的影响实验中,温度为自变量。除自变量外,其他条件应完全一样。包括:①实验对象的一致性;②等量原则——每次实验所加试剂的量要相等;③实验控制时间的一致性;④实验条件的一致性等。
(3)看实验步骤是否完整,顺序是否合理。
(4)看实验仪器、药剂的使用是否合理,包括药剂的配备、使用及用量的多少等。
(5)看实验结果的验证是否合理。