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第一章       遗传因子的发现
:
(1)性状——是生物体形态、结构、生理和生化等各方面的特征。
(2)相对性状——同种生物的同一性状的不同表现类型。
(3)在具有相对性状的亲本的杂交实验中,杂种一代(F1)表现出来的性状是显性性状,未表现出来的是隐性性状。
(4)性状分离是指在杂种后代中,同时显现出显性性状和隐性性状的现象。
(5)杂交——具有不同相对性状的亲本之间的交配或传粉
(6)自交——具有相同基因型的个体之间的交配或传粉(自花传粉是其中的一种)
(7)测交——用隐性性状(纯合体)的个体与未知基因型的个体进行交配或传粉,来测定该未知个体能产生的配子类型和比例(基因型)的一种杂交方式。
(8)表现型——生物个体表现出来的性状。
(9)基因型——与表现型有关的基因组成。
(10)等位基因——位于一对同源染色体的相同位置,控制相对性状的基因。非等位基因——包括非同源染色体上的基因及同源染色体的不同位置的基因。
(11)基因——具有遗传效应的DN***断,在染色体上呈线性排列。
:
(1)正确选用实验材料:①豌豆是严格自花传粉植物(闭花授粉),自然状态下一般是纯种②具有易于区分的性状.(2)由一对相对性状到多对相对性状的研究(3)分析方法:统计学方法对结果进行分析
(4)实验程序:假说-演绎法,即观察分析——提出假说——演绎推理——实验验证
(一)一对相对性状的杂交:
    P:高豌豆×矮豌豆                        P:AA×aa
↓                                    ↓
F1:  高豌豆                            F1: Aa
             ↓自交                                ↓自交
    F2:高豌豆 矮豌豆                       F2:AA Aa aa
           3 :1                                1:2 :1
(二)二对相对性状的杂交:
    P:   黄圆×绿皱                        P:AABB×aabb
             ↓                                       ↓
    F1:   黄圆                             F1:   AaBb
             ↓自交                                   ↓自交
    F2:黄圆 黄皱  绿圆  绿皱             F2:A-B- A-bb aaB- aabb
          9 :3  : 3 : 1                    9 :3 :3  :1
在F2代中:4种表现型:两种亲本型:黄圆9/16    绿皱1/16,两种重组型:黄皱3/16    绿皱3/16。
9种基因型:纯合子AABB 、aabb  、AAbb  、aaBB   ,杂合  子 AABb 、aaBb  、AaBB 、Aabb  、 AaBb   。                  
 第二章     基因和染色体的关系
——进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时,进行染色体数目减半的细胞分裂。
:
(1) 部位:动物的精巢、卵巢;植物的花药、胚珠
(2) 精子的形成:                              (3)卵细胞的形成
 1个精原细胞(2n)                            1个卵原细胞(2n)
    ↓间期:染色体复制                           ↓间期:染色体复制
  1个初级精母细胞(2n)                        1个初级卵母细胞(2n)
    ↓前期:联会、四分体、交叉互换(2n)          ↓前期:联会、四分体…(2n)
      中期:同源染色体排列在赤道板上(2n)       中期:(2n)
      后期:配对的同源染色体分离(2n)             后期:(2n)
末期:细胞质均等分裂                         末期:细胞质不均等分裂(2n)
2个次级精母细胞(n)                        1个次级卵母细胞+1个极体(n)
    ↓前期:(n)                                 ↓前期:(n)
      中期:(n)                                   中期:(n)
后期:染色单体分开成为两组染色体(2n)       后期:(2n)
末期:细胞质均等分离(n)                    末期:(n)
4个精细胞:(n)                             1个卵细胞:(n)+3个极体(n)
↓变形                                       
4个精子(n)
:
精子的形成
卵细胞的形成
部   产生的部位
动物的精巢、植物的花药
动物的卵巢、植物的胚珠
子细胞的数目
4
1
细胞细胞质是否均等分裂
均等
不均等
是子细胞是否变形
变形
不变形
:
 (1)受精作用——卵细胞和精细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。在减数分裂过程中,染色体复制一次,细胞分裂两次,结果染色体数目减半。
 (2)受精作用的意义:减数分裂形成的配子多样性及精卵结合的随机性导致后代性状的多样性。减数分裂和受精作用对于维持生物细胞染色体的数目恒定有重要意义。
:
(1)细胞质是否均等分裂:不均等分裂—减数分裂卵细胞的形成,均等分裂—— 有丝分裂、减数分裂精子的形成。
(2)细胞中染色体数目:若为奇数——减数第二分裂(次级精母细胞、次级卵母细胞),若为偶数——有丝分裂、减数第一分裂、减数第二分裂后期。
(3) 细胞中染色体的行为:联会、四分体现象——减数第一分裂前期(四分体时期),有同源染色体——有丝分裂、减数第一分裂,无同源染色体——减数第二分裂,同源染色体的分离——减数第一分裂后期,姐妹染色单体的分离————若—侧无同源染色体为减数第二次分裂后期,一侧有同源染色体则为有丝分裂后期。
:基因由染色体携带从亲代传递给下一代,即基因就在染色体上。研究方法:类比推理。
:摩尔根果蝇眼色的实验:(A—红眼基因 a—白眼基因 ,X、Y——果蝇的性染色体)
   P:红眼(雌)×白眼(雄)            P:   XAXA  ×   XaY
                 ↓                                       ↓         
   F1:         红眼                    F1:   XAXa ×  XAY          
                 ↓F1雌雄交配                             ↓         
   F2:红眼(雌雄)  白眼(雄)              F2:XAXA XAXa  XAY XaY                       
:伴性遗传——此类性状的遗传控制基因位于性染色体上,因而总是与性别相关联。
类型:X染色体显性遗传:抗维生素D佝偻病等,
X染色体隐性遗传:人类红绿色盲、血友病,
     Y染色体遗传:人类毛耳现象
:如人类红绿色盲
(1)致病基因Xa  正常基因:XA  (2)患者:男性XaY   女性XaXa正常:男性XAY  女性XAXA XAX                                                                 
(2)遗传特点:人群中发病人数男性大于女性,隔代遗传现象,交叉遗传现象:男性→女性→男性
:如抗维生素D佝偻病(1)致病基因XA  正常基因:Xa 
 (2)患者:男性XAY 女性XAXA XAXa(3)正常:男性XaY  女性XaXa 
  (4)遗传特点:人群中发病人数女性大于男性,连续遗传现象,交叉遗传现象:男性→女性→男性
:人类毛耳现象,遗传特点:基因位于Y染色体上,仅在男性个体中遗传
:
XY型:XX雌性 XY雄性————大多数高等生物:人类、动物、高等植物
XW型:ZZ雄性 ZW雌性————鸟类、蚕、蛾蝶类
:
(1)先判断显性、隐性遗传:
      父母无病,子女有病——隐性遗传(无中生有),隔代遗传现象——隐性遗传
      父母有病,子女无病——显性遗传(有中生无),连续遗传、世代遗传——显性遗传
(2)再判断常、性染色体遗传:
     ①父母无病,女儿有病——常、隐性遗传  ②已知隐性遗传,母病儿子正常——常、隐性遗传
   ③已知显性遗传,父病女儿正常——常、显性遗传④只有男性患病,则为伴y遗传。
(3)在完成(一)的判断后,用假设法来推断
第三章基因的本质
,其中蛋白质是一切生命现象的体现者。DNA是遗传物质的证据是肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验。
:
(1)实验目的:证明什么是遗传物质。(2)实验材料:S型细菌、R型细菌。
菌落
菌体
毒性
S型细菌
表面光滑
有荚膜
有
R型细菌
表面粗糙
无荚膜
无
(3)过程:①R型活细菌注入小鼠体内小鼠不死亡。②S型活细菌注入小鼠体内小鼠死亡。
③杀死后的S型细菌注入小鼠体内小鼠不死亡。④无毒性的R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后注入小鼠体内,小鼠死亡。⑤从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖等物质,分别加入R型活细菌中培养,发现只有加入DNA,R型细菌才能转化为S型细菌。
(4)结果分析:①→④过程证明:加热杀死的S型细菌中含有一种“转化因子”;
⑤过程证明:转化因子是DNA。
结论:DNA是遗传物质。
:
(1)实验目的:噬菌体的遗传物质是DNA还是蛋白质。(2)实验材料:噬菌体。
(3)过程:①T2噬菌体的蛋白质被35S标记,侵染细菌。
②T2噬菌体内部的DNA被32P标记,侵染细菌。
(4)结果分析:测试结果表明:侵染过程中,只有DNA进入细菌,而35S未进入,说明只有亲代噬菌体的DNA进入细胞。子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是真正的遗传物质。
:
(1)提取烟草花叶病毒的蛋白质不能使烟草感染病毒。(2)提取烟草花叶病毒的RNA能使烟草感染病毒。
:绝大多数生物的遗传物质是DNA,DNA是主要的遗传物质。极少数的病毒的遗传物质不是DNA,而是RNA。
(1)概念:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
(2)时间:DNA分子复制是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期,是随着染色体的复制来完成的。
(3场所:细胞核.
(4)过程①解旋:DNA首先利用线粒体提供的能量在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开。
②合成子链:以解开的每一段母链为模板,以游离的四种脱氧核苷酸为原料,遵循碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的子链。
③形成子代DNA:每一条子链与其对应的模板盘旋成双螺旋结构,从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA。
(5)特点:①DNA复制是一个边解旋边复制的过程。②由于新合成的DNA分子中,都保留了原DNA的一条链,因此,这种复制叫半保留复制。
(6)条件:DNA分子复制需要的模板是DNA母链,原料是游离的脱氧核酸,需要能量ATP和有关的酶。
(7)准确复制的原因:①DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板,②通过碱基互补配对原则保证了复制准确无误。,一个DNA分子上有许多个基因,基因是具有遗传效应的DN***段,基因在染色体上呈现线形排列。,遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中,构成了DNA分子的多样性,而碱基的特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性。
第四章 基因的表达
(1)定义:在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。(2)场所:细胞核
(3)模板:DNA的一条链(4)原料:含A、U、C、G的4种核糖核苷酸(5)产物:信使RNA
(1)定义:游离在细胞质中的各种氨基酸,就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫做翻译。
(2)场所:细胞质(核糖体)(3)条件:ATP、酶、原料、模板(mRNA)
(4)原料:四种核糖核苷酸(5)产物:多肽或蛋白质
:mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基称为1个密码子。密码子中不含碱基T。mRNA上共有64个密码子,但能编码氨基酸的密码子只有61个。
“工厂”是细胞质,搬运工是转运RNA(tRNA)。每种tRNA只能转运并识别1种氨基酸,其一端是携带氨基酸的部位,另一端有3个碱基,称为反密码子。
,克里克提出中心法则:遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的自我复制;也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。但是,遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质,也不能从蛋白质流向RNA或DNA。遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径,是中心法则的补充。
、蛋白质与性状的关系:(1)基因通过控制酶的合成来控制生物物质代谢,进而来控制生物体的性状。(2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
:基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。即表现型=基因型+环境
第5章基因突变及其他变异
:DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变,叫做基因突变。
(1)原因:物理原因、化学原因、生物因素。
(2)特点:a、普遍性b、随机性c、低频性d、有害性e、不定向性
:它是新基因产生的途径;是生物变异的根本来源;是生物进化的原始材料。
:是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合。基因重组产生新的基因型,也是生物变异的来源之一,对生物的进化的进化也具有重要的意义。
。染色体结构的改变,会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致性状的变异。染色体数目变异可分为两类:一类是细胞内个别染色体的增加或减少,另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增长或减少。
(1)概念:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,携带着控制生物发育的全部遗传信息,这样的一组染色体,叫染色体组。Eg:雌果蝇的一个卵细胞。
(2)特点:不含同源染色体,但含有每对同源染色体中的一条。
:指由受精卵发育而成,体细胞中含有两个染色体组的个体。例如人、水稻。
(1)概念:由受精卵发育而成的个体,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体,叫多倍体。(2)成因:有丝分裂的过程中,染色体完成复制,但不分开
(3)特点:茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,含有机物多(4)应用:人工诱导多倍体育种
(1)概念:体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体(2)成因:由配子发育而成(3)特点:单倍体植株长得弱小,而且高度不育(4)应用:单倍体育种
:通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病,主要可以分为单基因遗传病,多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。多基因遗传病主要有原发性高血压、冠心病、青少年型糖尿病,染色体异常遗传病主要有21三体综合症、猫叫综合症。
11.、人类基因组计划是测定人类基因组的全部DNA序列,解读其中包含的遗传信息。中、美、德、英、法、日参加了这项工作,测量22+X+Y条染色体上的脱氧核苷酸的排列顺序。
第6章从杂交育种到基因工程
杂交育种
诱变育种
单倍体育种
多倍体育种
基因工程育种
原理
基因重组
基因突变
染色体变异
染色体变异
基因重组
常用方法
杂交→自交→选育→自交
辐射、化学物质诱变,作物空间技术育种
花药离体培养获得单倍体,再经秋水仙素或低温诱导处理
秋水仙素处理萌发的种子、幼苗
转基因技术将目的基因引入生物体内,培育新品种
优点
将不同个体的优良性状集中于一个个体上
加速育种进程,大幅度改良某些品种
可以明显缩短育种年限
器官巨大,提高产量和营养成分
定向改变生物的性状
缺点
时间长,需及时发现优良品种
需大量处理实验材料
技术复杂
发育延迟,结实率低
有可能引起生态危机
举例
矮杆抗锈病小麦
青霉素高产菌株、太空椒
快速培养抗锈病小麦
三倍体无籽西瓜
产生人胰岛素的大肠杆菌、抗虫棉
(1)概念:按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状。
(2)工具:基因的“剪刀”:限制性内切酶,基因的“针线”:DNA连接酶,基因的“运载工具”:运载体,最常见的运载体是质粒。
(3)基因操作的基本步骤:①提取目的基因,②目的基因与运载体结合(以质粒为运载体),③将目的基因导入受体细胞,④目的基因的检测与鉴定。
,再经过选择和培育,获得新品种的方法,它依据的主要遗传学原理是基因重组。
(如X射线、γ射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚***、硫酸二乙酯等)来处理生物,使生物发生基因突变。其优点是提高突变率、短时间内获得更多的优良变异类型、抗病力强、产量高、品质好。
(或低温)来处理萌发的种子或幼苗,其作用机理是能抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,染色体完成了复制但不能减半,从而引起细胞内染色体数目加倍。
第七章现代生物进化理论
:过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。自然选择学说能够科学地解释生物进化原因以及生物的多样性和适应性。其不足是对遗传和变异本质,不能做出科学的解释。对生物进化的解释局限在个体水平。
(1) 种群是生物进化的基本单位(2)突变和基因重组产生进化的原材料
(3)自然选择决定生物进化的方向。在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。
,在自然条件下基因不能自由交流的现象叫做隔离。隔离是物种形成的必要条件,生殖隔离的产生是新物种形成的重要标志。
,即使交配成功也不能产生可育后代。
、基因重组和染色体变异,其中基因突变和染色体变异统称为突变。基因突变产生新的位基因,就可能使种群的基因频率发生变化。突变和重组提供了生物进化原材料。
、生物与无机环境之间要相互影响中不断进化和发展
7. 生物多样性——主要包括三个层次:基因多样性、物种多样性和生态系统多样性