复制
转录
翻译
时间
有丝分裂间和减数第一次分裂间期生长发育的连续过程中
场所
主要在细胞核,少部分在线粒体和叶绿体细胞核
细胞质
原料
四种脱氧核苷酸
四种核糖苷酸
二十种氨基酸
模板
dna的两条链
dna中的一条链
mrna
条件
特定的酶和atp
过程
dna边解旋边以两条链为模板,按碱基互补配对原则,合成两条子链,子链与对应链螺旋化dna解旋,以一条链为模板,按碱基互补配对原则形成mrna(单链),进入细胞质与核糖体结合trna一端的碱基与mrna上密码子配对,另一端携相应氨基酸,合成有一定氨基酸序列的蛋白质模板
去向
分别进入两个子代dna分子中恢复原样,与非模板链重新绕成双螺旋结构分解成单个核苷酸
特点
半保留复制
边解旋边转录,dna双链全保留
一个mrna上可连续结合多个核糖体,顺次合成多肽链产物
两个双链dna分子
一条单链mrna
蛋白质
意义
复制遗传信息使遗传信息从亲代传给子代表达遗传信息,使生物体表现出各种遗传性状3、半保留复制的证明与计算(1)用同位素示踪法和离心技术证明已知某一全部n原子被15n标记的dna的分子(0代),转移到含14n的培养基中培养(复制)若干代,其结果分析如下表:世代
dna分子的特点
dna中脱氧核苷酸链的特点
分子总数
细胞中的dna分子在离心管中的位置 细胞中的dna分子占全部dna分子之比
链总数
不同脱氧核苷链占全部链之比15n分子14n15n杂种分子含14n分子含15n的链
含14n的链
0
1
全在下部
1
2
1
1
2
全在中部
1
4
2
4
中
上
8
3
8
中
上部
16
n
2n
(或 )
2n+1
(2)计算: dna在自我复制过程中,最鲜明的特点就是半保留复制。一个dna分子无论复制多少代,这个dna的两条链不变,一直作为模板,分别进入两个子代dna分子中。关于这方面的计算,可按上表进行。 4、正确理解基因的概念(1)基因是决定生物性状的基本单位:指的是基因主要位于染色体上,并在染色体上呈线性排列(即可同一个染色体上的基因连锁在一起),每一个基因都由四种特定数量和排列顺序的脱氧核苷酸组成,具有一定的结构。(2)基因是有遗传效应的dna片段,如果将dna分成若干段,则每一段就称为dna片段。这些dna片段中,有的能分别控制生物的多种性状(即具有复制、转录、翻译、重组、突变和调控等遗传功能),这些dna片段就具有遗传效应,就是基因。而有的dna片段不能控制生物的性状,即无遗传效应,这样的dna片段就不能称为基因。(3)本质:dna分子中碱基对序列代表生物的遗传信息。 5、遗传信息、密码子、反密码子的区别遗传信息是指子代从亲代所获得的控制遗传性状的信号,这种信号是以染色体上dna的脱氧核苷酸的顺序为代表。基因中控制遗传性状的脱氧苷酸顺序称为遗传信息。遗传“密码子”是指信使rna中决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,它决定蛋白质中的氨基酸排列顺序。遗传信息与遗传“密码子”的区别:一是存在的位置不同,遗传信息是基因中的脱氧核苷酸的排列顺序,密码子是信使rna上核苷酸的排列顺序,反密码子是转运rna分子与信使rna分子中密码子互补配对的三个碱基,与相应的dna模板链上对应碱基相同,只是dna中碱基为t而在转运rna中碱基为u。 6、染色体、dna、基因、脱氧核苷酸及性状之间的关系 每个基因中含有许多个脱氧核苷酸基因中脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息每个dna分子含有许多基因主要的遗传物质基因是有遗传效应的dna片段染色体是dna的主要载体染色体dna基因脱氧核苷酸每个染色体上有一个或两个dna分子yr
yr
yr
yr
yr
yyrr
yr
yyrr
yr
yyrr
yyrr
yyrr
yr
yyrr
yyrr则结合方式=♀(4种)×♂(4种)=16 所求基因型yyrr概率= 4/16 =1/4 所求表现型黄色皱粒(y rr)概率=3/6 (3)用乘法定理求子代概率 ①用乘法定理求子代基因型的概率:具有两对以上相对性状的个体杂交基因型种数之积,子代基因型种数等于每对相对性状的两个体杂交,子代基因型的概率等于每对性状相交所得基因型概率的乘积。例如:已知双亲基因型为aabb×aabb,求子代基因型为aabb的概率。解:∵aa×aa×→ aa,bb×bb→ bb ∴子代abbb的概率=1/2×1/2=1/4②用乘法定理求子代表现型概率具有两对以上相对性状的个体杂交,子代表现型概率等于每对相对性状相交,所得表现型概率的乘积例如:已知双亲基因型aabb×aabb,求子代双显性状(a b )的概率。解:∵ ×tt→2种(tt、tt),rr×rr→3种(rr、rr、rr)∴子代基因种数=2×3=6种④用乘法定理求子代表现型种数具有两对以上相对性状个体杂交,子代表现型种数等于每对相对性状相交,所得表现型种数的乘积。例如:已知双亲基因型为ttrr×ttrr,求子代表现型种数。解:解:∵tt×tt→2种(tt、tt),rr×rr→2种(rr、rr)∴子代表现型种数2×2=4(4)分枝法推一代用“分枝法”,按分离定律一对一对分别来解,最后加以组合。例如黄色圆粒(yyrr)与黄色皱粒交配组合的六种方式,yy×yy,有三种基因型和两种表现型,rr×rr,有两种基因型和表现型,两对相对性状自由组合,后代应用六种基因型和四种表现型。后代基因型的化值是各相对性状的基因型比值的积,后代表现型的比值是各对相对性状比值的积。即yyrr×yyrr。后代基因型种类=3×2=6种后代基因型比值=(1:2:1)×(1:1)=1:1:2:2:1:1后代表现型种类=2×2=4种后代表现型的比值=(3:1)×(1:1)=3:3:1:1具体推导过程如下:yy×yy rr×rr 子代基因型 亲代表现型 子代表现型1rr…… 1yyrr↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓1圆粒 ………… 3黄色圆粒11皱粒 ………… 3黄色皱粒1圆粒 ………… 3绿色圆粒1皱粒 ………… 3绿色皱粒1绿色3黄色1yy2yy1rr…… 1yyrr1rr…… 2yyrr1rr…… 2yyrr1rr…… 1yyrr1rr…… 1yyrr1yy
5、遗传规律中有关几率问题几率是对某一可能发生事件的估计,是指总事件与特定事件比例,其范围从0到1。例如:bb×bb,其后代出现bb和bb的几率均为1/2。求遗传规律中有关几率的问题,对于初学者来说是一个难题,这必须搞清下面两个问题:(1)如何判断某一事件出现的几率?例如杂合子(aa)自交,求自交后代某一个体是杂合体的几率,对此问题首先必须明确该个体是已知表现型还是未知表现型。①若该个体表现型为显性性状,它的基因型有两种可能性:aa和aa,且比例为1:2,所以它为杂合体的几率为2/3。 ②若该个体未知表现型,那么该个体基因型为aa、aa和aa,且比例为1:2:1,因此它为杂合体的几率为1/2。(2)亲代的基因型在未肯定的情况下,如何求其后代某一性状发生的几率?例如:一对夫妇均正常,且他们的双亲也都正常,但双方都有一个白化病的兄弟,求他们婚后生白化病的孩子的概率是多少?解此类题目分三步进行:a.首先确定该夫妻的基因型及其概率。由前面分析可知,该夫妇为aa的概率为2/3,aa的概率为1/3;b.假设该夫妇为aa,后代患病可能性为1/4;c.最后将该夫妇为aa的概率(2/3×2/3)与假设该夫妇为aa情况下生白化病孩子的概率1/4相乘,其乘积1/9既为该夫妇后代中出现白化病患者的概率。6、杂合体连续自交,后代中纯合体或杂合体所占比例(比aa为例)依据下面的遗传图解分析:经过上面的分析,我们可知得出一对相对性状的杂合体aa连续自交,第n代的情况如下表:
基因突变
基因重组
染色体变异
概念基因突变是指基因结构的改变,包括dna的碱基对的增添、缺失或改变基因重组是指控制不同性状的基因重新组合染色体的数目和结构发生变化,从而导致生物性状的变异
发生时间减数第一次分裂时及有丝分裂的间期减数第一次分裂前、后期植物细胞有丝分裂过程,未受精卵细胞、花粉发育而成
原因在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下,由于基因中脱氧核苷酸的种类数目和排列顺序的改变而产生的,也就是说,基因突变是基因的分子结构发生了改变的结果由于基因的自由组合和基因的互换而引起的变异在自然和人为条件的影响下,染色体的结构和数目发生变化的结果
结果
产生新的基因,控制新的性状产生新的基因型,不产生新的基因不产生新的基因,引起性状的变化
种类①自然突变② 人工诱变
物理方法:利用各种射红和激光化学方法:利用化学药剂①基因自由组合
②基因连锁与互换
①染色体数目变异
②染色体结构变异
意义基因突变是生物变异的根本来源,也是生物进化的重要因素之一人工诱变育种,可以提高育种,可以提高变异的频率,创造人类需要的变异类型,因而能够加速育种的进程变异的主要来源,指导育种单倍体育种多倍体育种2、单倍体和多倍体的比较
单倍体
多倍体
概念体细胞中含有物种配子染色体数的个体由受精卵发育而成体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
自然形成原因由未经受精作用的卵细胞发育而成单倍体由于自然条件剧烈变化的影响,有丝分裂过程受到阻碍,于是细胞核内染色体加倍。通过减数分裂形成染色体数目也相应加倍的生殖细胞再经受精作用形成合子而发育成多倍体人工诱因导方法
花药离体培养用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
植株特点
植株弱小、高度不育茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养成分的含量都有所增高,但发育延迟,结实率降低
意义单倍体幼苗,用秋水仙素处理,使染色体数目加倍,可迅速获得纯系植株,缩短育种年限,提高育种效率选育多倍本新品种,如三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦3、人工育种方法
方法
实例
原理
特点
杂
交
育
种连续自交选择小麦的抗病性状,多由显性基因控制,为获得稳定的抗病类型,需连续自交选择显性性状的基因型有纯合体和杂合体,其中纯合体能稳定遗传,而杂合体的自交后代会出现性状分离,必须选出显性个体再进行自交选择育种年限较长(自交选择5—6代)通过杂交使亲本的优良的性状组合在一起小麦高茎(易倒伏)、抗锈病的纯种与矮茎(抗倒伏)易染锈病的纯种进行杂交,培育出矮茎抗锈病的小麦品种两对等位基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合规律,导致基因重组,子代出现亲本优良性状的组合,而产生符合要求的新类型
同上
人工诱变育种青霉菌经x射线、此外线照身以及综合处理,培育出青霉素产量很高的菌株用物理、化学因素处理生物,使之发生基因突变能提高突变率,创造人类需要的变异类型,从中选择、培育出优良的生物品种
多倍体育种
三倍体无子西瓜培育用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗,使之变为四倍体,然后用四倍体植株作母本,二倍体植株作你本,进行杂交,结出三倍体种,三倍体种子长成三倍体植株,由于在减数分裂过程中,染色体紊乱,因而不能形成正常的生殖细胞,这时,授给二倍体西瓜成熟的花粉,刺激子房发育成果实(西瓜),因胚珠未发育成种子,所以西瓜无籽目前采用三倍休西瓜幼苗组织培养方法,扩大三倍体西瓜的种植面积
单倍体育种
普通小麦花药离体培养,使花粉粒直接发育成单倍体植株,再经人工诱导使染色体加倍自交后后代不发生性状分离,可缩短育种年限