孟德爾定律與生物變異的類型
14、孟德爾遺傳實驗的科學方法
①正確的的選材(豌豆)②先選一對相對性狀研究再對兩對性狀研究③統計學應用④科學的實驗程序
15、生物的性狀及表現方式
相對性狀:一種生物的同一性狀的不同表現類型。孟德爾把雜種子一代中顯現出來的性狀叫顯性性狀;把雜種子一代中未顯現出來的性狀叫隱性性狀
性狀分離:在雜種後代中,同時顯現出顯性性狀和隱性性狀的現象。純合子:由相同基因的配子結合成的合子發育成的個體。(純合子能穩定的遺傳,不發生性狀分離)雜合子:由不同基因的配子結合成的合子發育成的個體。
表現型:生物個體表現出來的性狀(如:豌豆高莖)
基因型:與表現型有關的基因組成。(如Dd、dd)
【小結】:
①基因型是性狀表現的內在因素,而表現型則是基因型的表現形式。生物個體的表現型不僅要受到內在基因的控制,也要受到環境條件的影響,表現型是基因型和環境相互作用的結果。
②判斷顯、隱性性狀。方法有3種:
a、具有相對性狀的純合體親本雜交,子一代雜合體顯現的親本的性狀為顯性性狀。
b、據「雜合體自交後代出現性狀分離」。新出現的性狀為隱性性狀。
c、根據性狀分離比判斷具有一對相同性狀的親本交配,子代性狀分離比為3:1,分離比為3的性狀為顯性。
16、遺傳的分離定律(C)
【孟德爾對分離現象的假設】①生物的性狀由遺傳因子決定;②體細胞中遺傳因子是成對存在的;③形成生殖細胞的時候,成對的遺傳因子彼此分離,進入不同配子中;④受精時雌雄配子的結合是隨機的
【實質】:在雜合體的細胞中,位於一對同源染色體上的等位基因,具有一定的獨立性;在減數分裂形成配子的過程中,等位基因會隨同源染色體的分開而離開,分別進入兩個配子中,獨立地隨配子遺傳給後代。
【6種組合】:
親代基因型 |
親代表現型 |
子代基因型及比例 |
子代表現型及比例 |
交配類型 |
AA×AA |
顯性×顯性 |
AA 100% |
顯性 100% |
自交 |
AA×Aa |
顯性×顯性 |
AA:Aa=1:1 |
顯性 100% |
雜交 |
AA×aa |
顯性×隱性 |
Aa 100% |
顯性 100% |
測交、雜交 |
Aa×Aa |
顯性×顯性 |
AA:Aa:aa=1:2:1 |
顯性:隱性=3:1 |
自交、 |
Aa×aa |
顯性×隱性 |
Aa:aa=1:1 |
顯性:隱性=1:1 |
測交、雜交 |
aa×aa |
隱性×隱性 |
aa 100% |
隱性 100% |
自交、測交 |
17、基因的自由組合定律(B)【實質】:位於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;在減數分裂的過程中,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。
18、基因對性狀控制(B)
①通過控制酶的合成來間接控制代謝過程,進而控制生物體的性狀如人的白化病
②通過控制蛋白質分子結構直接控制性狀。如鐮刀形細胞貧血症就是基因突變導致血紅蛋白異常
註:基因與性狀的關係並不都是簡單的線性關係。基因與基因、基因與基因產物、基因與環境之間存在著複雜的相互作用,精細的調控著生物體的性狀。
19、基因與染色體的關係(A)
基因是有遺傳效應DNA片段,是決定生物性狀的基本單位。在染色體上呈線性排列。染色體是基因、DNA的載體。基因與染色體行為存在著明顯的平行關係。
20、伴性遺傳及其特點(B)
人的正常色覺和紅綠色盲的基因型和表現型
女性 |
男性 |
||||
基因型 |
XBXB |
XBXb |
XbXb |
XBY |
XbY |
表現型 |
正常 |
正常(攜帶者) |
色盲 |
正常 |
色盲 |
色盲的遺傳特點
(1)、男性多於女性。
(2)、隔代交叉遺傳。即男性(色盲)→女性(色盲基因攜帶者,男性的女兒)→男性(色盲,男性的外孫,女性的兒子)。
21、常見的幾種遺傳病及特點(A):(1)常染色體隱性如白化病特點是:①隔代發病 ②患者男性、女性相等
(2)常染色體顯性如多指症特點是:①代代發病 ②患者男性、女性相等
(3)X染色體隱性如色盲、血友病特點是:①隔代發病 ②患者男性多於女性
(4)X染色體顯性如佝僂病特點是:①代代發病 ②患者女性多於男性
(5)Y染色體遺傳病如外耳道多毛症特點是:全部男性患病
【小結】
①常見遺傳病分類及判斷方法:第一步:先判斷是顯性還是隱性遺傳病。方法:看患者總數,如果患者很多連續每代都有即為顯性遺傳。如果患者數量很少,只有某代或隔代個別有患者即為隱性遺傳。(無中生有為隱性,有中生無為顯性)
第二步:判斷是常染色體遺傳病還是X染色體遺傳病
方法:看患者性別數量,如果男女患者數量基本相同即為常染色體遺傳病。如果男女患者的數量明顯不等即為X染色體遺傳病。(特別:如果男患者數量遠多於女患者即判斷為X染色體隱性遺傳。反之,顯性)
22、基因重組的概念及實例(A)
【概念】: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。
【4種情況】:
①、在生物體通過減數分裂形成配子時,隨著非同源染色體的自由組合,非等位基因也自由組合;
②、發生在減數分裂形成四分體時期,位於同源染色體上的等位基因有時會隨著非姐妹染色單體的交換而發生交換(交叉互換),導致染色單體上的基因重組。
③、基因工程
④、肺炎雙球菌轉化試驗中R型細菌轉化為S型細菌
【實例】:
①貓由於基因重組產生毛色變異、一母生9子,個個皆不同、除了兩個雙胞胎,沒有兩個同胞兄弟姊妹在遺傳上完全相同。
②雜交育種
③轉基因育種
23、基因重組的意義(A)
基因重組是生物變異的來源之一,對生物的進化具有重要的意義
23、基因突變的概念、原因、特徵(B)
【概念】:DNA分子中發生鹼基對的替換、增添和缺失而引起基因結構的改變
【原因】:物理因素。如:紫外線、X射線、宇宙射線及其他輻射能損傷細胞內的DNA。
化學因素。如:亞硝酸、鹼基類似物等能改變核酸的鹼基。
生物因素。如:某些病毒的遺傳物質能影響宿主細胞的DNA等。
【特徵】:①、基因突變在自然界是普遍存在的
②、基因突變是隨機發生的、不定向的
③、在自然狀態下,基因突變的頻率是很低的。
④、多數是有害的,但不是絕對的,有利還是有害取決於生物變異的性狀是否適應環境。
24、基因突變的意義:(A)
基因突變是新基因產生的途徑;是生物變異的根本來源;是生物進化的原始材料。
【小結】:
①基因突變可以發生在幾乎所有生物(包括病毒),可以發生在體細胞或生殖細胞,發生在生殖細胞可以通過有性生殖遺傳給下一代,發生在體細胞可以通過無性繁殖遺傳給下一代,如扦插、嫁接、克隆等方式
②基因突變產生其等位基因,一定會產生新的基因型,但不一定會產生新的表現型
③基因突變包括自發突變和人工誘變,人工誘變只會提高基因突變的頻率
④基因突變包括顯性突變(如aa→Aa)和隱性突變(如AA→Aa)
⑤基因突變雖然頻率低,但是由於生物有較多的個體,每個個體有好多細胞,每個細胞有好多基因,加之生物的過度繁殖,所以一個種群的突變基因的數目還是很多的
⑥以RNA為遺傳物質的生物,其RNA上鹼基的序列若發生變化(增添、缺失或改變),也屬於基因突變,且因為RNA是單鏈,在傳遞過程中更易發生突變。這也正是病毒在醫學上易發生變種和不易防治主要原因。
25、染色體結構的變異和數目的變異(A)
【與基因突變的區別】染色體變異包括染色體結構、數目的改變,與基因突變不同,染色體變異可以用光學顯微鏡看見,基因突變是看不見的。
【染色體結構的變異】:指細胞內一個或幾個染色體發生片段的缺失、增添、倒位或易位等改變
【染色體數目的變異】:指細胞內染色體數目的改變可分兩類:一類是細胞內個別染色體的增加或減少,另一類是細胞內染色體數目以染色體組的形式成倍地增加或減少。
【染色體組】:細胞中的一組非同源染色體,在形態和功能上各不相同,攜帶著控制生物生長發育的全部遺傳信息,這樣的一組染色體叫一個染色體組
【二倍體、多倍體】由受精卵發育而成的個體,體細胞中含有兩個染色體組的個體叫二倍體;體細胞中含有三個或三個以上染色體組的叫多倍體。
【單倍體】體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體,叫單倍體。二倍體生物的單倍體植株長得弱小,而且高度不育。
【小結】
①基因重組、基因突變和染色體變異比較
基因重組 |
基因突變 |
染色體數量變異(整倍性) |
||
多倍體 |
單倍體 |
|||
發生時期 |
減數第一次分裂 |
細胞分裂間期 |
細胞分裂前期期 (低溫或秋水仙素) |
某些生物進行單性生殖時 |
產生機理 |
非同源染色體上非等位基因的自由組合;交叉互換 |
DNA上發生鹼基對的增添、缺失、改變,從而引起DNA鹼基序列即遺傳信息的改變 |
由於細胞分裂紡錘體形成受阻,體細胞中染色體組成倍的增加 |
直接由生物的配子,如未受精卵細胞、花粉粒發育而來,使染色體組數成倍減少 |
是否有新基因產生 |
沒有產生新基因,但產生了新的基因組合類型 |
產生了新基因 |
沒有產生新基因,但增加了某一基因的數量 |
沒有產生新基因 |
在生物進化中地位 |
對生物進化有一定意義 |
生物變異的主要來源,提供生物進化的原始材料 |
對生物進化有一定意義,可以產生新物種 |
對生物進化的意義不大 |
實踐應用 |
雜交育種 |
誘變育種 |
多倍體育種 |
單倍體育種 |
②基因突變對性狀的影響
(1)改變性狀
a、原因:突變間接引起密碼子改變,最終表現為蛋白質功能改變,影響生物性狀。
b、實例:鐮刀型細胞貧血症。
(2)不改變性狀,有下列兩種情況:
a、一種氨基酸可以由多種密碼子決定(密碼的簡併性),當突變後的DNA轉錄成的密碼子仍然決定同種氨基酸時,這種突變不會引起生物性狀的改變。
b、突變成的隱性基因在雜合子中不引起性狀的改變。(如AA→Aa)
③準確理解單倍體與二倍體和多倍體:首先這些概念都是指的個體;其次要看個體發育的起點,如果來源於受精卵,那麼有幾個染色體組就是幾倍體,如果來源於生殖細胞,不管有幾個染色體組,都是單倍體
④單倍體不一定是一個染色體組,也不一定就不育。例如玉米是二倍體,其單倍體就只含一個染色體組,而且高
⑦常見的單倍體有:植物花藥離體培養獲得的單倍體;蜜蜂的雄蜂是由卵細胞直接發育而成的單倍體
⑧單倍體的獲得屬於有性生殖,單倍體生物的細胞也含有本物種全套遺傳信息,體現了全能性
⑨染色體結構的變異大多對生物體是不利的
⑩低溫與秋水仙素誘導多倍體形成的原理類似:抑制紡錘體形成,導致染色體不能移向兩極,細胞不能分裂成兩個子細胞
⑾基因重組不能產生新性狀,但是可以產生新的表現型
26、多倍體育種的原理、方法及特點(A)
原理:用秋水仙素可以作用於正在分裂的細胞,抑制紡錘體的形成,導致染色體不能移向細胞兩級,從而使得染色體數目加倍。
方法:低溫處理、秋水仙素
名稱 |
原理 |
方法 |
優點 |
缺點 |
應用 |
雜交 育種 |
基因 重組 |
雜交→自交→篩選出符合要求的表型,通過自交至不再發生性狀分離為止。 |
使分散在同一物種不同品種間的多個優良性狀集中於同一個體上,即「集優」。 |
(1)育種時間長;(2)局限於同種或親緣關係較近的個體 |
用純種高稈抗病與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥 |
誘變 育種 |
基因 突變 |
(1)物理:紫外線、射線、激光等;(2)化學:秋水仙素、硫酸二乙酯等。 |
提高變異頻率;加快育種進程;大幅度改良性狀。 |
有利變異少,工作量大,需大量的供試材料。 |
高產青黴素菌株 |
單倍體 育種 |
染色 體 變異 |
二倍體花粉單倍體純合體→篩選 |
大大縮短育種年限;子代均為純合體。 |
技術複雜 |
用純種高稈抗病與矮稈不抗病小麥快速培育矮稈抗病小麥 |
多倍體 育種 |
染色 體 變異 |
用一定濃度秋水仙素處理萌發的種子或幼苗 |
植株莖稈粗壯,果實、種子都比較大,營養物質含量提高。 |
技術複雜;發育延遲,結實率低,一般只適合於植物 |
三倍體無籽西瓜、八倍體小黑麥 |
無籽西瓜與無子番茄的比較
比較項目 |
無籽西瓜 |
無子番茄 |
原理 |
染色體變異 |
適宜濃度的生長素促進果實發育 |
方法 |
秋水仙素處理萌發的種子或幼苗 |
在未授粉的雌蕊柱頭上塗一定濃度的生長素類似物溶液 |
遺傳物質 |
改變,可遺傳變異 |
未改變,不可遺傳變異 |
幾倍體 |
三倍體 |
二倍體 |
27、誘變育種在生產中的應用(A)
誘變育種:就是利用物理因素和化學因素來處理生物,使生物發生基因突變。
用這種方法可以提高突變率,在較短時間內獲得更多的優良變異類型。誘導青黴素菌株,提高青黴素的產量
28、單倍體育種的原理、方法和特點(A)
單倍體:是指具有配子染色體數的個體。
原理:採用花藥離體培養的方法來獲得單倍體植株,然後經過人工誘導使染色體數目加倍重新恢復到正常植株的染色體的數目
特點:1、明顯的縮短了育種的年限。2、獲得的種都是純合的,自交後產生的後代性狀不會發生分離。
注意:如果某個體由本物種的配子不經受精直接發育而成,則不管它有多少染色體組都叫「單倍體」
29、轉基因生物和轉基因食品的安全性(A)
用一分為二的觀點看問題,用其利,避其害。我國規定對於轉基因產品必須標明。
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