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文檔簡介
1、4 .驗證測交高中生物必修2教案遺傳與進化第一章遺傳因子的發(fā)現隱性遺傳因子=控制隱性性狀性狀分離樽自交雜合子(卜相對性狀L顯性遺傳因子顯性性狀丿'表現、孟德爾簡介、雜交實驗(一)1956-186418721.選材:豌豆-自花傳粉、閉花受粉=:.純種t性狀易區(qū)分且穩(wěn)定真實遺傳2 過程:人工異花傳粉P (親本)一對相對性狀的矮莖dd23: 1Fi (子一代)F2 (子二代)3 解釋咼莖Dd丁 正交tQ互交 L反交0純合子、雜合子高莖 DD :高莖 Dd :矮莖dd說明1 :分離比為雜合子 X 雜合子雜合子 X 隱性純合子0 純合子 X 純合子;純合子 X 顯性雜合子性狀由遺傳因子決定。(區(qū)
2、分大小寫)因子成對存在。配子只含每對因子中的一個。配子的結合是隨機的。(F1) Dd X ddI高1:1矮F1是否產生兩種 比例為1 : 1的配子5 分離定律在生物的體細胞中,控制同一性狀的遺傳因子成對存在,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的配子中,隨配子遺傳給后代。三、雜交實驗(二)黃圓黃圓YRYYRR X黃圓YyRr綠皺yyrr:黃皺 Y_rr :綠圓yyR_ :綠皺yyrr2 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擾的;在形成配子時,決定同一性狀的成 對的遺傳因子彼此分離,決定不同性狀的遺傳因子自由組合。四、孟德爾遺傳定律史記
3、1866年發(fā)表 1900年再發(fā)現1909年約翰遜將遺傳因子更名為“基因基因型、表現型、等位基因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。表現型五、小結2.n對基因雜交F1形成配子數F1配子可能的結合數F2的基因型數F2的表現型數=基因型+環(huán)境條件。F2的表型分離比125 5245 54165 5395 5245 53: 19: 3: 3: 12n2n4n3n2nn (3+1) nA a Bb 形狀(著絲點位置)和大小(長度)相同,分別來自父方與母方的 一對同源染色體是一個四分體,含有兩條染色體,四條染色單體 區(qū)別:同源與非同源染色體;姐妹與非姐妹染色單體 交叉互換4 判斷分裂圖
4、象廣奇數 減n或生殖細胞染色體有一配對偶數一同源染色體散亂中央分極 有絲前 中 后 減I 期 期 期 減n第二章基因與染色體的關系一依據:基因與染色體行為的平行關系體現在* 減數分裂與受精作用基因在染色體上證據:果蠅雜交(白眼).伴性遺傳:色盲與抗 Vd佝僂病,現代解釋:遺傳因子為一對同源染色體上的一對等位基因、薩頓假說1.內容:基因在染色體上(染色體是基因的載體)2 依據:基因與染色體行為存在著明顯的平行關系。在雜交中保持完整和獨立性成對存在一個來自父方,一個來自母方形成配子時自由組合3 證據: 果蠅的限性遺傳、減數分裂1.進行有性生殖的生物在產生成熟生殖細胞時,進行的染色體數目減半的細胞分
5、裂。在減數 分裂過程中,染色體只復制一次,而細胞分裂兩次。減數分裂的結果是,成熟生殖細胞中的染色體 數目比原始生殖細胞的減少一半。2 過程染色體同源染色體聯會成著絲點分裂精原細胞復制 初級四分體(交叉互換)-次級 單體分開 '精母分離(自由組合)"精母精變形"精細胞子紅眼XWXWX白眼XwYIXW Y 紅眼 XWXw紅眼XWXW :紅眼XWXw:紅眼XW Y:白眼XwY一條染色體上有許多個基因;基因在染色體上呈線性排列。4 現代解釋孟德爾遺傳定律 分離定律:等位基因隨同源染色體的分開獨立地遺傳給后代。 自由組合定律:非同源染色體上的非等位基因自由組合。染色體2N2N
6、DNA 2C =4C 4C2C 2C C C遺傳病的遺傳方式遺傳特點實例常染色體隱性遺傳病隔代遺傳,患者為隱性純合體白化病、苯丙酮尿癥、常染色體顯性遺傳病代代相傳,正常人為隱性純合體多/并指、軟骨發(fā)育不全伴X染色體隱性遺傳病隔代遺傳,交叉遺傳,患者男性多于女性色盲、血友病伴X染色體顯性遺傳病代代相傳,交叉遺傳,患者女性多于男性抗Vd佝僂病伴Y染色體遺傳病傳男不傳女,只有男性患者沒有女性患者人類中的毛耳口訣:無中生有為隱性,隱性遺傳看女病。父子患病為伴性。有中生無為顯性,顯性遺傳看男病。母女患病為伴性。四、遺傳圖的判斷3 同源染色體致病基因檢索表A1圖中有隔代遺傳現象隱性基因B1與性別無關(男女
7、發(fā)病幾率相等),”,B2與性別有關C1男性都為患者,C2 男多于女,A圖中無隔代遺傳現象(代代發(fā)生),,D1與性別無關D2與性別有關E1男性均為患者,E2女多于男(約為男患者2倍),,,常染色體Y染色體 X染色體 顯性基因 常染色體Y染色體X染色體第三章基因的本質32P標記DNA35S標記蛋白質3 煙草花葉病毒實驗二、DNA勺分子結構DNA具有連續(xù)性,是遺傳物質。RNA也是遺傳物質。A T、G C、U核苷含氮堿基:磷酸I戊糖:核糖、脫氧核糖2 1950 年鮑林 1951克林 1952年查哥夫3 DNA勺結構(右手)雙螺旋威爾金斯 +富蘭肺炎雙球菌轉化實驗 一噬菌體侵染細菌實驗 J»證
8、據_DNA為主要的遺傳物質r基因是有遺傳效應的 DNA片段; 骨架 配對:1基因的三 本質是控制生物性狀的最基本單位;雙螺旋DNA十的結構其中四種脫氧核苷酸的排列順4 .特點1序代表的遺傳信息。穩(wěn)定性:半保留DNA.的復制丿 多樣性: 特異性:1轉化疋扌曰-種生物由于接受了另一種生物;一、DNA是主要的遺傳物質的遺傳物質(DNA或 RNA而表現出后者的遺傳性 :5計算i狀,或發(fā)生遺傳性狀改變的現象。;脫氧核糖與磷酸交替排列的順序穩(wěn)定不變堿基對的排列順序各異每個 DNA都有自己特點的堿基對排列順序A = T/UG = C1 肺炎雙球菌轉化實驗(1)體內轉化 1928活R,無毒活S,有毒 殺死的S
9、,無毒活R + 殺死的S,無毒英國格里菲思活小鼠死小鼠;分離出活 S 活小鼠死小鼠;分離出活 S1在兩條互補鏈中T C的比例互為倒數關系。2. 在整個DNA分子中,嘌呤堿基之和 =嘧啶堿基之和。A - T3. 整個DNA分子中,G C與分子內每一條鏈上的該比例相同。1轉化因子是什么?(2 )體外轉化 1944 年"多糖或蛋白質DNA + R、 水解物活SDNA轉化因子是DNA。美國型型型+ S型型2.噬菌體侵染細菌實驗1952 年赫爾希、蔡明電鏡觀察和同位素示蹤三、DNA勺復制1.場所:細胞核;2 特點:邊解旋邊復制 3基本條件:時間:細胞分裂間期。半保留復制模板:開始解旋的 DNA
10、分子的兩條單鏈; 原料:是游離在核液中的脫氧核苷酸; 能量:是通過水解 ATP提供;酶:酶是指一個酶系統(tǒng),不僅僅是指一種解旋酶。4意義:將遺傳信息從親代傳給子代,從而保持遺傳信息的連續(xù)性。四、基因是有遺傳效應的DNA片段基因是DNA片段,是不連續(xù)分布在 DNA上,是由堿基序列將其分隔開; 它能控制性狀,具有特定的遺傳效應。(5 )翻譯過程原核細胞和真核細胞基因結構 聯系:編碼區(qū)+非編碼區(qū) 區(qū)別原核:編碼區(qū)是連續(xù)的、不間隔的。i真核:編碼區(qū)可分為外顯子和內含子,故是間隔的、不連續(xù)的。運轉錄第四章 基因的表達有遺傳效應的DNA片段基 是控制生物因的基本單位控制 mRNA土蛋白質蛋白質結構酶的合成控
11、制代謝+性狀影響 環(huán)境4中心法則三、基因對性狀的控制1i DNARNA 蛋白質(性狀)M !脫氧核苷酸序歹核糖核苷酸序列氨基酸序列遺傳信丿'遺傳密碼、基因指導蛋白質的合成1 轉錄(1) 在細胞核中,以(2)RNA(單鏈)DNA雙鏈中的一條為摸板合成mRNA勺過程。(mRN A),將基因中的遺傳信息傳遞到蛋白質上,是鏈狀的;RNA (tRNA ),三葉草結構,識別遺傳密碼和運載特定的氨基酸; 核糖體RNA (rRNA ),是核糖體中的 RNA 。 信使 轉運(3)過程 (場所、摸板、條件、原料、產物、去向等)2 翻譯(1)2基因、蛋白質和性狀的關系(1)(2)基因通過控制酶的合成來控制代
12、謝過程,進而控制生物體的性狀,如白化病等。 基因還能通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀,如鐮刀型細胞貧血等。第五章基因突變及其他變異變異不可遺傳的L基因突變可遺傳的Y 基因重組-染色體變異物、化、生”誘變育種雜交育種多倍體、單倍體育種(2 )實質:將 mRNA中的堿基序列翻譯成蛋白質的氨基酸序列。一、基因突變(3) (64個)密碼子:mRNAh決定一個氨基酸的 3個相鄰堿基。1 .定義:其中AUG,這是起始密碼;UAG、UAA、AGA為終止密碼。2.時間(4 )遺傳信息3 外因:狹:基因中控制遺傳性狀的脫氧核苷酸順序。4 .特點:廣:子代從親代獲得的控制遺傳性狀的訊號,以染色體上DNA的
13、脫氧核苷酸順序為代表。5 .意義:中心法則:6 實例:在細胞質的核糖體上,氨基酸以mRNA為摸板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失而引起的基因結構的改變。 有絲分裂間期或減數第一次分裂間期的 物理、化學、生物因素內因:可變性普遍性隨機,無方向性頻率低有害性產生新基因變異的根本來源進化的原始材料鐮刀型細胞貧血DNA復制時、基因重組1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。2.時間:減數第一次分裂前期或后期2意義:產生新的基因型生物變異的來源之一對進化有意義、染色體變異1.缺失 1917 年結構的變異y重復1919 年 易位 1923
14、 年|I倒位數目結構的變異 :個別染色體;貓叫綜合癥果蠅的缺刻翅果蠅的棒狀翅 慢性粒細胞白血病染色體組的增加與減少 1999年7月中國參與,解讀 3號染色體短臂上 3000萬個堿基,占1% 2000年6月20日初步完成工作草圖 2001年2月,草圖公開發(fā)表2003年圓滿完成直系血親 是指從自己算起向上推數三代和向下推數三代;,旁系血親 是指與(外)祖父母同源而生的、除直系親屬以外的其他親屬?;蛟\斷是用放射性同位素、熒光分子等標記的 DNA分子做探針,利用DNA分子雜交原理, 鑒定被檢測標本的遺傳信息,達到檢測疾病的目的?;蛑委?是把健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中,達到治療疾病的目的。
15、2.染色體組第六章 育種方法細胞中的一組非同源染色體,在形態(tài)和功能上各不相同,攜帶著控制生物生長發(fā)育、遺傳 和變異的全部遺傳信息的染色體。如:人的為22常+X或22常+Y染色體組型(核型),是指某一種生物體細胞種全部染色體的數目、大小和形態(tài)特征;如:人的核型:46、XX或XY選擇育種雜交育種誘變育種單倍體多倍體轉基因3.一倍體多單倍體雌性配子單倍體直接發(fā)育雄性配子:合子生物體二倍體多倍體(秋水仙素)四、人類遺傳病1.常染色體性染色體隱性基因鐮刀型貧血、白化病、先天聾啞紅綠色盲-單基因遺傳病顯性基因多指、并指、軟骨發(fā)育不全抗VD佝僂病-多基因遺傳病:原發(fā)性高血壓、冠心病、哮喘病、青少年糖尿病-染
16、色體異常:21三體綜合癥常規(guī)育種誘變育種多倍體育種單倍體育種處理P -*F 1 -F2在F2中選育用射線、激光、 化學藥物處理用秋水仙素處理 萌發(fā)后的種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)原理基因重組, 組合優(yōu)良性狀人工誘發(fā)基因突變破壞紡錘體的形成, 使染色體數目加倍誘導花粉直接發(fā)育, 再用秋水仙素優(yōu) 缺 占 八、方法簡單, 可預見強, 但周期長加速育種,改良性 狀,但有利個體不 多,需大量處理器官大,營養(yǎng)物質 含量高,但發(fā)育延遲, 結實率低縮短育種年限, 但方法復雜, 成活率較低例子水稻的育種咼產量青霉素菌株無籽西瓜抗病植株的育成、比較四中育種、基因工程提取目的基因'剪刀:針線:2. 危害婚前檢測與
17、預防監(jiān)測與預防產前診斷:羊水、b 遺傳咨詢B超、孕婦血細胞檢查、基因診斷目的基因與運載體結合將目的基因導入受體細胞3.人類基因組計劃(HGP :人體DNA所攜帶的全部遺傳信息 提出:1986年美國的生物學家杜爾貝利 主要內容:繪制人類基因組四張圖:遺傳圖、物理圖、序列圖、轉錄圖 1990年10月啟動目的基因的檢測與表達第七章進化論限制性內切酶DNA連接酶質粒、噬菌體、病毒大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌、酵母菌和細胞等受體細胞表現岀特定的性狀拉馬克達爾文I現代進化理論用進廢退、獲得性遺傳適者生存,不適者淘汰(自然選擇學說)(基本單位:種群實質:基因頻率的改變原材料:突變與重組形成物種Y決定方向:
18、自然選擇 匚必要條件:隔離生物多樣性:基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同論(殘酷競爭 VS協(xié)同進化) 中性學說(偶然 VS必然) 補充I間斷平衡(漸進 VS突進) 災變論(漸滅 VS突滅)基本觀點:種群是生物進化的基本單位,生物進化的實質是種群基因頻率的改變。突變和基 因重組,自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié),通過它們的綜合作用,種群產生分化, 最終導致新物種形成。在這個過程中,突變和基因重組產生生物進化的原材料,自然選擇使種群的 基因頻率定向改變并決定生物進化的方向,隔離是新物種形成的必要條件。4 .物種:能在自然條件下相互交配并且產生可育后代的一群生物。地理自然-生殖種群 隔離'小
19、種群(產生許多變異)選擇、基因頻率發(fā)生改變 '隔離 新物種、現代進化理論的由來1神創(chuàng)論+ 物種不變論(上帝造物說)2.法國 拉馬克1809 年動物哲學、生物進化研究生物界歷史發(fā)展的一般規(guī)律,如 生物界的產生與發(fā)展:生命、物種、人類起源 進化機制與理論:遺傳、變異、方向、速率 進化與環(huán)境的關系進化論的歷史:流派與論點;生物進化 是指同種生物的發(fā)展變化, 時間 :可長可短,性狀變化程度不一, 任何基因頻;率的改變,不論其變化大小如何,都屬進化 的范圍,:物種的形成必須是當基因頻率的改變在;突破種的界限形成生殖隔離時,方可成立。全書小結一、從亞顯微結構水平到分子水平細胞核-染色體-DNA基因
20、一遺傳信息一 mRNA蛋白質(性狀)例間要論述染色體、DNA基因、遺傳信息、遺傳密碼、蛋白質 (性狀)和生物多樣性之 間的關系。:意義:能科學地解釋生物進化的原:因,生物多樣性和適應性, 但不能:解釋遺傳變異的本質及自然選擇:對可遺傳變異的作用。L.I+ 獲得性遺傳 生物由古老生物進化而來的由低等到高等逐漸進化的生物各種適應性特征的形成是由于用進廢退與獲得性遺傳。3.英國 達爾文1859年物種起源 自然選擇學說過度繁殖與群體的恒定性 +有限的生活條件生存斗爭 +遺傳和變異自然選擇即適者生存f新類型生物4 現代進化理論:以自然選擇學說為核心內容 三、現代進化理論的內容突變 等位基因 有性生殖.基
21、因重組 不定向變異選擇-微小有利變異多次選擇、遺傳積累顯著有利變異二基因頻率的改變新'定向進化染色體由DNA和蛋白質組成,是DNA勺主要載體,而不是全部載體,因其還存在于真核細胞的葉 綠體和線粒體,原核生物和病毒中的DNA不位于染色體上,DNAi染色體的主要組成成分。DNA分子上具有遺傳效應的、 控制生物性狀的片段叫基因,DNA分子也存在沒有遺傳效應的片段叫基因間區(qū),DNAh有成百上千個基因。基因位于 DNA分子上,也位于染色體上,并在染色體上呈線 性排列,占據一定的“座位”(位點),在減數分裂和有絲分裂過程中,隨染色體的移動而移動,減 數分裂過程中染色體互換,同源染色體的分離, 非同
22、源染色體自由組合是基因的三個遺傳規(guī)律和伴性遺傳的細胞學基礎。DNA分子基因上的脫氧核苷酸的排列順序叫遺傳信息,并不是DNA分子上所有脫氧核苷酸的排列順序叫遺傳信息(基因間區(qū)不含有遺傳信息 ),基因所在的DNA片段有兩條鏈,只有一條鏈攜帶遺傳 信息叫有義鏈,另一條配對鏈叫無義鏈,DNA雙鏈中的一條鏈對某個基因來說是有義鏈,而對另一個基因來說,可能是無義鏈。遺傳密碼是指在DNA勺轉錄過程中,以DNA基因)上一條有義鏈(攜帶遺傳信息)為模板,按照堿 基互補配對原則(A U, G-C)形成的信使RNA單鏈上的堿基排列順序,遺傳學上把信使RNAt決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基叫“密碼子”,也叫“三聯體密
23、碼子”,和遺傳密碼的含義是一致的, 應當注意,20種氨基酸密碼表中每個氨基酸所對應三個字母的堿基排序是指定位在信使RNAk的,并不是位于DNA或轉運RNA叫反密碼子)上堿基排列順序。性狀是指一個生物的任何可以鑒別的形態(tài)或生理特征,是遺傳和環(huán)境相互作用的結果,主要由蛋白質體現出來。生物的性狀受基因控制,是基因通過控制蛋白質的合成來體現的。DNA分子中堿基的排列順序千變萬化,一個DNA分子中的一條多核苷酸鏈有 100個四種不同的堿基,它們的可能排列方式是 4100種。而事實上DNA分子中堿基數量是成千上萬,其可能的排列方式幾 乎是無限的。DNA分子的多樣性,可以從分子水平上說明生物的多樣性和個體之
24、間的差異的原因。(1) 在該遺傳系譜中,發(fā)病率比較高,占子代的 1/2,且子代之中有患者,則雙親之中必定有患 者,兒子是患者則其母必定是患者,且患者中女性多于男性。所以該病的遺傳為顯性伴性遺傳。(2) 川1個體的父親表現型正常,是隱性個體,基因型為乂丫,他的X染色體上的基因必定遺傳給他女兒川1個體,川1個體又表現為患者,所以川1個體的基因為Xy,川5個體為隱性個體,基因型 乂丫。畫遺傳圖解(略),川1與川5婚配,他們孩子患病的概率為1/2。、以人類遺傳病為例分析遺傳的三個基本規(guī)律和伴性遺傳之間的區(qū)別和聯系三、以染色體概念系統(tǒng)為例,分析染色體與遺傳變異進化之間的內在聯系。:九 I 0E0i例下圖
25、是我國育種專家鮑文奎等培育出的異源八倍體小黑麥的過程圖。 黑麥(2N =2x = 14)P 普通小麥(AABBDD)(2N=42)例下圖是六個家族的遺傳圖譜,請據圖回答:(1) 可判斷為X染色體的顯性遺傳的是圖 (2) 可判斷為X染色體的隱性遺傳的是圖 (3) 可判斷為Y染色體遺傳的是圖 (4) 可判斷為常染色體遺傳的是圖 解析按Y染色體遺傳T X染色體顯性遺傳T X染色體隱性遺傳T常染色體顯性遺傳T常染色 體隱性遺傳的順序進行假設求證。D圖屬Y染色體遺傳,因為其病癥是由父傳子,子傳孫,只要男性有病,所有的兒子都患病。B圖為X染色體顯性遺傳,因為只要父親有病,所有的女兒都是患病者。C和E圖是X染色體隱性遺傳,因為C圖中,母親患病,所有的兒子患病,而父親正常,所有的女兒都正常;E圖中,男性將病癥通過女兒傳給他的外孫。A和F圖是常染色體遺傳,首先通過父母無病而子女有患病者判斷出是隱性遺傳,再根據父母無病,而兩個家系中都有女兒患病而判斷出是常染色體遺傳。F. 島新品科例下圖為某家族性疾病
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