只有部分精原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂,還有部分精原細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂。一個(gè)精原細(xì)胞通過減數(shù)分裂產(chǎn)生4個(gè)兩兩相同的精子(不考慮基因突變、交叉互換、染色體變異等情況)。
(2)一對(duì)同源染色體=一個(gè)四分體=四條染色單體=四個(gè)DNA分子。
(3)卵細(xì)胞與精子的形成過程區(qū)別:①細(xì)胞質(zhì)是否均勻分裂(第一極體的分裂除外);②產(chǎn)生的子細(xì)胞數(shù)量,1個(gè)精原細(xì)胞可形成4個(gè)精細(xì)胞,一個(gè)卵原細(xì)胞只能形成一個(gè)卵細(xì)胞。一種生物產(chǎn)生的精或卵細(xì)胞的種類數(shù)=2n,其中n代表同源染色體的對(duì)數(shù)。③是否需要變形。
(4)如何從圖形上識(shí)別有絲分裂和減數(shù)分裂:先看有無同源染色體,若無,則為減數(shù)第二次分裂;若有,再看有無同源染色體的聯(lián)會(huì)、分離,若有,則為減數(shù)第一次分裂,若無,則為有絲分裂。減數(shù)分裂有基因重組,有絲分裂中無基因重組。
(5)受精卵中的染色體一半來自父方,一半來自母方,但細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞。所以受精卵中的遺傳物質(zhì)只有核遺傳物質(zhì)一半來自父方、一半來自母方。減數(shù)分裂和受精作用的意義是維持生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目恒定。
2、(1)染色體組≠染色體組型≠基因組三者概念的區(qū)別。染色體組是一組非同源染色體,如人類為2個(gè)染色體組,為二倍體生物?;蚪M為22+X+Y,而染色體組型為44+XX或XY。
(2)染色體組數(shù)的判斷:(1)根據(jù)細(xì)胞中性狀大小相同的染色體條數(shù),有幾條有幾個(gè)染色體組;(2)控制同一性狀的基因個(gè)數(shù),如AaaaBBbb為四個(gè)染色體組;(3)染色體組的數(shù)目=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。據(jù)此可判斷有絲分裂后期和減數(shù)分裂后期時(shí)的染色體組數(shù)是正常細(xì)胞的2倍。
(3)單倍體:有配子直接發(fā)育成的個(gè)體,特點(diǎn):個(gè)體矮小,高度不育(原因減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)紊亂);蜜蜂的雄蜂實(shí)行假減數(shù)分裂;
多倍體:有受精卵發(fā)育而成的個(gè)體,體細(xì)胞內(nèi)含有幾個(gè)染色體組即為幾倍體。特點(diǎn):莖稈粗壯、葉片、果實(shí)和種子較大,糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量有所增加,缺點(diǎn):結(jié)實(shí)率低。產(chǎn)生的原因是染色體完成復(fù)制,但因外因紡錘體的形成受到破壞,細(xì)胞不能正常分裂。三倍體無籽西瓜屬于可遺傳的變異。例子:21三體綜合癥
染色體結(jié)構(gòu)變異包括:缺失、重復(fù)、倒位、易位;易位屬于染色體變異而交叉互換屬于基因重組。常例:貓叫綜合征(5號(hào)染色體部分缺失);果蠅的棒眼(X染色體上的部分重復(fù))
3、豌豆的特點(diǎn):①自花傳粉、閉花授粉,保證了自然狀態(tài)下是純種;②花大,易去雄和人工授粉,具有容易區(qū)分的相對(duì)性狀。取得成功的主要原因:①恰當(dāng)?shù)剡x擇實(shí)驗(yàn)材料;②巧妙地運(yùn)用由簡到繁的方法;③合理地運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì);④嚴(yán)密地假說演繹。
4、判斷顯性與隱性的方法:①雜交法(A×B,后代若只表現(xiàn)一種性狀,則表現(xiàn)出來的是顯性性狀,未表現(xiàn)出來的是隱性性狀);②自交法,若后代發(fā)生性狀分離,則親本是顯性性狀,反之則無法判斷。表現(xiàn)型是基因型決定并受環(huán)境影響即在相同的環(huán)境條件下,基因型相同,表現(xiàn)型一定相同;在不同環(huán)境中,基因型相同,表現(xiàn)型不一定相同;表現(xiàn)型相同,基因型不一定相同。鑒定某生物個(gè)體是純合子還是雜合子,當(dāng)被測(cè)個(gè)體為動(dòng)物時(shí),常采用測(cè)交法;當(dāng)被測(cè)個(gè)體為植物時(shí),測(cè)交法、自交法均可以,但自交法較簡便。正交和反交結(jié)果相同,表現(xiàn)型沒有性別差異說明基因在常染色體上;若不相同,表現(xiàn)型有性別差異說明基因在性染色體上。
5、基因的分離定律的實(shí)質(zhì)一對(duì)等位基因在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí),等位基因隨著同源染色體的分開而分離。適用對(duì)象是進(jìn)行有性生殖的真核生物。在一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中,雜合子自交后代同時(shí)出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象,稱為性狀分離,3:1是性狀分離比,雜合子與隱性性狀純合子的雜交叫測(cè)交,1:1是測(cè)交比,動(dòng)物的測(cè)交方法:同一顯性性狀的雄性個(gè)體分別與多個(gè)隱性性狀的雌性個(gè)體交配。一對(duì)相對(duì)性狀的交配中,若后代表現(xiàn)型比為3:1,則親本都是雜合子;若后代表現(xiàn)型比是1:1,則親本為測(cè)交組合。
6、根據(jù)遺傳系譜圖判斷遺傳病遺傳方式:①典型遺傳系譜圖:無中生有為隱性,隱性遺傳看女病,女病父(子)正是常隱;有中生無是顯性,顯性遺傳看男病,男病母(女)正是常顯。②非典型遺傳系譜圖:用排除法,女病父(子)正肯定不是伴X隱性遺傳;男病母(女)正肯定不是伴X顯性遺傳。典型的為XbXb×XBY若表示色盲則母親色盲,父親正常,則兒子一定色盲,女兒一定正常。若基因位于X、Y染色體上的同源區(qū)段,則其后代的雌雄性狀表現(xiàn)與Y染色體上的基因的顯隱性有關(guān)。
7、基因的自由組合定律實(shí)質(zhì)是減數(shù)第一次分裂后期等位基因分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因自由組合。適用對(duì)象也是進(jìn)行有性生殖的真核生物。在兩對(duì)或多對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中,每對(duì)基因的遺傳都遵循基因的分離定律,所以,個(gè)體交配的結(jié)果(不管是配子的種類、某種配子的比值、還是表現(xiàn)型的種類、各種表現(xiàn)型的比例關(guān)系)是每對(duì)基因交配結(jié)果的乘積。例如Aa×Aa的后代有3種基因型、2種表現(xiàn)型;Bb×bb的后代有2種基因型、2種表現(xiàn)型;所以,AaBb×Aabb的后代應(yīng)有6種基因型、4種表現(xiàn)型。
自交≠自由交配(隨機(jī)交配),自由交配和隨機(jī)交配可用基因頻率去解,特別提示:豌豆的自由交配就是自交。子代中雌雄比例不同,則基因通常位于X染色體上;出現(xiàn)2:1或6:3:2:1則通??紤]純合致死效應(yīng);子代中雌雄性狀比例相同,基因位于常染色體上。缺失純合致死指的是一對(duì)同源染色體上均缺失某種基因,若位于X染色體上,則雌性純合缺失致死,雄性只要X染色體上缺失即致死。
F2出現(xiàn)1:2:1(不完全顯性),9:7、15:1、12:3:1、9:6;1、9:3:4、15:1、10:6、1:4:6:4:1、13:3(總和為16)都是9:3:3:1的變形(AaBb的自交或互交)。
8、薩頓應(yīng)用類比推理方法得出基因位于染色體上的結(jié)論,但摩爾根通過果蠅的交配實(shí)驗(yàn)證明基因位于染色體上。噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn):方法:放射性同位素標(biāo)記法(用32P標(biāo)記噬菌體的DNA,35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì))。過程:①分別用含32P和含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,得到含32P和含35S的大腸桿菌②用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體,得到DNA含32P標(biāo)記或蛋白質(zhì)含35S標(biāo)記的噬菌體③用32P和35S標(biāo)記的噬菌體分別侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌,短時(shí)間保溫后,攪拌、離心,觀察放射性物質(zhì)的分布。結(jié)果:用35S標(biāo)記的一組感染實(shí)驗(yàn),放射性同位素主要分布于上清液;用32P標(biāo)記的一組感染實(shí)驗(yàn),放射性同位素主要分布于沉淀物中。結(jié)論:DNA是遺傳物質(zhì)。攪拌目的:使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離;離心目的:使上清液中析出較輕的噬菌體顆粒,而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。培養(yǎng)的時(shí)間要適當(dāng),若過長,則新的噬菌體會(huì)從細(xì)菌中釋放出來,使上清液中32P含量增多;若過短,則部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌,使上清液中32P含量增多。攪拌不充分會(huì)使沉淀物中35S含量增多。親代噬菌體提供了模板DNA,原料、酶、能量、場所都來自于大腸桿菌。噬菌體是病毒,沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),大腸桿菌和肺炎雙球菌是原核生物。
9、DNA分子的空間結(jié)構(gòu)是雙螺旋結(jié)構(gòu),特點(diǎn)是:反向平行雙螺旋(兩條脫氧核苷酸鏈,兩個(gè)游離的磷酸基),骨架外側(cè)堿基內(nèi)(骨架構(gòu)成:脫氧核糖和磷酸基交替排列而成,堿基在脫氧核苷酸鏈的內(nèi)側(cè)),堿基配對(duì)有原則(A與T配對(duì),G與C配對(duì),AT對(duì)之間兩個(gè)氫鍵,GC對(duì)之間三個(gè)氫鍵)。DNA分子中A的數(shù)量等于T的數(shù)量,G的數(shù)量等于C的數(shù)量。不同的DNA分子具有相同的骨架,但具有不同的堿基對(duì)序列,因此DNA分子中的堿基對(duì)序列就代表遺傳信息;AT對(duì)含量高的DNA分子氫鍵數(shù)目相對(duì)較少,較易解旋,GC對(duì)含量高的DNA分子氫鍵數(shù)目相對(duì)較多,較穩(wěn)定,PCR時(shí)解旋所需溫度較高。若DNA分子的一條脫氧核苷酸鏈中(A+T)/(G+C)=m,則其互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA分子中該比值也是m;若DNA分子的一條脫氧核苷酸鏈中(A+G)/(T+C)=n,則其互補(bǔ)鏈中該比值為1/n,整個(gè)DNA分子中該比值為1。
10、DNA復(fù)制的主要場所是細(xì)胞核;時(shí)間是有絲分裂的間期或減數(shù)第一次分裂的間期;復(fù)制特點(diǎn)從過程來分析是邊解旋邊復(fù)制(DNA復(fù)制過程是:DNA解旋→形成子鏈→子鏈與母鏈形成新DNA),從方式來分析是半保留復(fù)制(子代DNA分子由一條模板母鏈和一條與模板鏈互補(bǔ)的子鏈組成);復(fù)制時(shí)的模板是親代DNA分子的兩條脫氧核苷酸鏈,原料是四種脫氧核苷酸;通過復(fù)制形成的兩個(gè)子代DNA分子,位于兩條姐妹染色單體上,在有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂的后期發(fā)生分離,隨細(xì)胞的分裂分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞中。復(fù)制時(shí)所需某堿基原料的計(jì)算:若DNA中某脫氧核苷酸數(shù)為a,則復(fù)制n次,需要該脫氧核苷酸數(shù)為a×(2n-1)。復(fù)制第n次所需該脫氧核苷酸數(shù)為a×2n-1。
11、基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段;染色體是基因的主要載體;基因在染色體上呈線形排列。 比較染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系。
12、基因的表達(dá)分為轉(zhuǎn)錄與翻譯兩個(gè)過程,比較如下:
| 場所 | 模板 | 原料 | 聯(lián)系 |
轉(zhuǎn)錄 | 細(xì)胞核 | DNA的一條鏈 | 核糖核苷酸 | 轉(zhuǎn)錄為翻譯提供模板 |
翻譯 | 核糖體 | mRNA | 氨基酸 |
區(qū)別DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的圖解:①看模板:若DNA的兩條鏈都作為模板,則是復(fù)制;若只有一條鏈作為模板,則是轉(zhuǎn)錄。②看產(chǎn)物:若產(chǎn)物中有堿基T,則是復(fù)制;若產(chǎn)物中有堿基U,則是轉(zhuǎn)錄。③看酶的種類:若用DNA聚合酶,則是復(fù)制;若是RNA聚合酶,則是轉(zhuǎn)錄。翻譯需要tRNA來運(yùn)輸氨基酸和識(shí)別mRNA上的密碼子并與之互補(bǔ)配對(duì);密碼子指mRNA中決定氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基(共64種,包括3種終止密碼子);翻譯時(shí)一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體(稱多聚核糖體),同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成(這些多肽鏈?zhǔn)窍嗤模?,以提高翻譯的速率。在原核細(xì)胞中多聚核糖體常與DNA結(jié)合在一起,這說明原核細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄和翻譯是同時(shí)同地點(diǎn)進(jìn)行的。完整的中心法則圖解如下: (逆轉(zhuǎn)錄需要逆轉(zhuǎn)錄酶)
基因控制性狀的兩種方式:①(間接途徑)通過控制酶的合成來控制新陳代謝過程進(jìn)而控制性狀;②(直接途徑)通過控制蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)直接控制性狀。性狀是基因的決定與環(huán)境的影響共同作用的結(jié)果。
tRNA上有3個(gè)暴露在外面的堿基,而不是只有3個(gè)堿基,是由多個(gè)堿基構(gòu)成的單鏈RNA。
13、基因突變是指由于發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或改變導(dǎo)致基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變;發(fā)生原因:外因或內(nèi)因使DNA分子復(fù)制過程發(fā)生差錯(cuò);發(fā)生時(shí)間:有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂間期;基因突變的特點(diǎn):普遍性、隨機(jī)性、低頻率性、不定向性、多害少利性;突變因子:物理因子(紫外線、射線、激光等)、化學(xué)因子(秋水仙素等)、生物因子;突變結(jié)果:產(chǎn)生新基因,遺傳信息發(fā)生改變,但不一定會(huì)使性狀發(fā)生改變(密碼子的簡并性、無義突變、隱性突變等原因),不一定會(huì)遺傳給后代(發(fā)生在生殖細(xì)胞中的基因突變可以隨配子遺傳給后代,發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變只能通過無性生殖遺傳給后代);意義:等位基因的產(chǎn)生途徑,生物變異的根本來源,為生物的進(jìn)化提供原材料;小結(jié):分子水平的改變,光學(xué)顯微鏡下觀察不到?;蛑亟M發(fā)生在有性生殖過程中,原因是:①四分體時(shí)期同源染色體的非姐妹染色單體間片段的交叉互換;②減數(shù)第一次分裂的后期,非同源染色體上的非等位基因的自由組合;結(jié)果:產(chǎn)生多種基因組成的配子;意義:是生物變異的主要來源。
14、人類遺傳病的種類包括:單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體遺傳病。單基因遺傳病是指受一對(duì)等位基因控制的遺傳病。多基因遺傳病具有家族聚集現(xiàn)象。包括原發(fā)性高血壓、冠心病、哮喘病、青少年型糖尿病。禁止近親結(jié)婚的原因:在近親結(jié)婚的情況下,雙方從共同祖先那里繼承同一種致病基因的機(jī)會(huì)就會(huì)大大增加,雙方很可能都是同一種致病基因的攜帶者,所以他們所生的子女患隱性遺傳病的機(jī)會(huì)就會(huì)大大增加。若調(diào)查某種遺傳病的發(fā)病率,則人群隨機(jī)調(diào)查,若調(diào)查某種遺傳病的遺傳方式,則從患病家庭中調(diào)查。
15、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的核心是自然選擇學(xué)說,主要內(nèi)容是:種群是生物進(jìn)化的基本單位;突變(基因突變和染色體變異)和基因重組(不定向的)產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料,自然選擇導(dǎo)致種群基因頻率的定向改變決定生物進(jìn)化的方向;通過隔離(地理隔離和生殖隔離)形成新的物種;生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。共同進(jìn)化是指不同物種之間,生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。生物的多樣性(包括物種的多樣性、遺傳的多樣性、生態(tài)系統(tǒng)的多樣性)。影響基因頻率改變的因素有:突變、基因重組、自然選擇和遺傳漂變和遷移。(指種群小,由于遷出導(dǎo)致某些基因消失);生殖隔離是新物種形成的標(biāo)志。
突變的有害和有利取決于環(huán)境。
基因頻率和基因型頻率的計(jì)算
遺傳平衡定律即:當(dāng)A、a的基因頻率為p、q時(shí),子代AA、Aa、aa的基因型頻率分別是:p2、2pq、q2二者關(guān)系為:p2+2pq+ q2=1。適用于在種群極大,且沒有發(fā)生遷移、突變和選擇的條件下。
16、育種知識(shí)總結(jié)
(一)根據(jù)“變異的來源”原理進(jìn)行育種
1、雜交育種:(1)原理:基因重組(通過基因分離、自由組合或連鎖交換,分離出優(yōu)良性狀或使各種優(yōu)良性狀集中在一起)(2)方法:雜交→自交→選擇→自交→…連續(xù)自交,不斷選種。
(3)特點(diǎn):育種年限長,需連續(xù)自交不斷擇優(yōu)汰劣才能選育出需要的類型。
2.誘變育種
(1)原理:基因突變
(2)方法:用物理因素(如X射線、γ射線、紫外線、激光等)或化學(xué)因素(如亞硝酸、硫酸二乙脂等)來處理生物,使其在細(xì)胞分裂間期DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生差錯(cuò),從而引起基因突變。
(3)特點(diǎn):提高了突變率,加速育種進(jìn)程。缺點(diǎn)是突變是不定向的,獲得的有利性狀很少因此該種育種方法具有盲目性。
3.單倍體育種
(1)原理:染色體變異(2)育種流程為:雜交→花藥離體培養(yǎng)→秋水仙素處理單倍體植株的幼苗→選擇;
(3)特點(diǎn):由于得到的個(gè)體基因都是純合的,自交后代不發(fā)生性狀分離,所以相對(duì)于雜交育種來說,明顯縮短了育種的年限。(4)說明:該種育種方法有時(shí)須與雜交育種配合,其中的花藥離體培養(yǎng)過程需要組織培養(yǎng)技術(shù)手段的支持。
4.多倍體育種:
(1)原理:染色體變異
(2)方法:用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,(選用萌發(fā)的種子或幼苗的原因是細(xì)胞分裂旺盛,導(dǎo)致染色體變異的可能性增大。)作用時(shí)期是有絲分裂的前期,原理是抑制紡錘體的形成,導(dǎo)致著絲點(diǎn)分裂后,子染色體不能平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。從而使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍,染色體數(shù)目加倍的細(xì)胞繼續(xù)進(jìn)行正常的有絲分裂,即可發(fā)育成多倍體植株。但如果作用的是前期以后的時(shí)期,則不會(huì)導(dǎo)致染色體數(shù)發(fā)生變化(所以視野中既有染色體數(shù)目正常的細(xì)胞,也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞);花藥屬于植物的生殖組織,花藥上沾有許多花粉(雄配子),采用花藥離體培養(yǎng)的方法來獲得單倍體植株。
(3)舉例:①三倍體無子西瓜的培育(同源多倍體的培育)
(4)特點(diǎn):該種育種方法得到的植株莖稈粗壯,葉片、果實(shí)和種子較大,糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量有所增加。
(二)利用植物激素進(jìn)行育種
1.原理:適宜濃度的生長素可以促進(jìn)果實(shí)的發(fā)育
2.方法:在未受粉的雌蕊柱頭上涂上一定濃度的生長素類似物溶液,子房就可以發(fā)育成無子果實(shí)。
3.舉例:無子番茄的培育
4.特點(diǎn):由于生長素所起的作用是促進(jìn)果實(shí)的發(fā)育,并不能導(dǎo)致植物的基因型的改變,所以該種變異類型是不遺傳的。
(三)依據(jù)“工程原理”進(jìn)行育種
1.利用“基因工程”育種
(1)原理:基因重組(基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程、基因工程、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化也是基因重組)
(2)特點(diǎn):定向改變生物的遺傳特性。克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。
2.利用“細(xì)胞工程”育種:包括植物體細(xì)胞雜交、細(xì)胞核移植
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