遗传变异和进化

遗传、变异和进化（1）

1 DNA是主要的遗传物质

1.1 证明遗传物质是DNA的经典实验：（物质的提取、分离和鉴定的实验技术）

肺炎双球菌的转化实验：从F.Griffith到O.Avery

噬菌体侵染细菌的实验：放射性同位素35S和32P标记法的应用

1.2 RNA也是遗传物质（烟草花叶病毒的重建实验）

2 DNA的分子结构和复制

简介：生命科学史上的划时代突破——沃森-克立克模型的建立

2.1 DNA的双螺旋结构

两条长链，反向平行，碱基配对，互为补充；氢键的遗传学意义碱基互补配对原则及变式理解:

例1：已知某DNA分子一条链上,其互补链上和整个DNA分子中,的值分别为多少？

例2：已知某DNA分子一条链上,其互补链上和整个DNA分子中,的值分别为多少？

DNA分子的多样性和特异性（碱基序列的千变万化与特定序列）

2.2 DNA分子的自我复制

复制的概念、时期、过程要点

DNA半保留复制的实验——DNA梯度离心实验

3 基因的表达

4.1 基因的概念——具有遗传效应DNA片段

4.3 基因控制蛋白质的合成：遗传信息的转录和翻译

遗传信息流动的规律——中心法则

4 基因的结构

4.1 原核细胞的基因结构：包括分为非编码区（调控序列）和编码区（编码序列呈连续性）4.2 真核细胞的基因结构

非编码区：有调控作用的核苷酸序列（如RNA聚合酶结合位点）

编码区：具有不连续性，含有若干个外显子和内含子

4.3 人类基因组研究——人类“生命天书”的解读

人类基因组包含24条染色体(22条常染色体和X、Y染色体)上约30亿个碱基对，估计3～4万个蛋白质编码基因（只占整个基因组的2%）。

需要绘制4张图：遗传图、物理图、序列图和转录图。

4.4 人类基因组研究的重大意义

5 基因工程简介

5.1 基因操作的基本工具

工具酶：限制性内切酶（基因“剪刀”的专一性）、DNA连接酶（基因的“针线”）运载体（常用的是细菌质粒；必备的3个条件）

5.3 基因操作的基本步骤（“四步曲”）

提取（直接提取和人工合成）——结合——导入——检测与表达

5.4 基因工程的成果与发展前景（简悉发展动态，注意提取信息）

6 生物的变异

6.1不遗传变异和可遗传变异的区分

7 进化理论

8.1 进化的观点是生物学最基本的观点：贯穿全书进化知识要点的梳理

“如果不以进化的观点，任何生物学问题将是毫无意义的。”

“如果不以遗传学的观点，任何生物学问题将是无法理解的。”8.2 自然选择学说的主要内容（4个要点）

8.3 现代生物进化理论简介

种群是生物进化的单位

基因库的概念

生物进化过程的实质就是基因频率发生变化的过程

突变和基因重组是产生进化的原材料

自然选择决定生物进化的方向（浅释“工业黑化”的现象）

遗传漂变和迁移也是造成种群基因频率发生变化的重要原因

隔离导致物种形成（物种的概念、隔离、物种的形成）

遗传、变异和进化（2）

2 孟德尔的遗传定律

孟德尔通过长达８年的豌豆杂交实验，以他不同于前人的创造性的科学研究方法（包括单因子分析法、数学统计法、测交实验法等），在人类历史上第一次揭示了遗传的基本规律。

2.1 基因的分离定律

“豌豆的高茎和矮茎一对等位基因的遗传图解”之分析

2.1.1 F1产生配子的种类、比值及意义

配子形成时，等位基因发生分离的直接证据——水稻糯性和非糯性的遗传

2.1.2 F2表现型与基因型的种类及比值

性状分离的实质——等位基因的分离

讨论：“1:1”、“3:1（完全显性）”、“2:1”分离比出现的条件及意义

纯合子和杂合子的判断方法

2.1.4 涉及被子植物个体发育中的一些遗传问题

胚和胚乳的基因型（正交和反交的差异）；果皮、种皮的性状与母本一致

营养生殖（嫁接）中，接穗的性状不受砧木的影响（未进行遗传物质的交换）

2.2 基因的自由组合定律:

“豌豆两对等位基因的遗传图解”之分析：

遗传图解（棋盘法、分枝法）的认识窍门：

2.3 求解孟德尔遗传定律应用题的基本方法

解法要点（1）已知表现型求基因型是最基本的题型。

（1）从子代开始，从隐性纯合体开始。

（2）表现型为隐性性状的个体，一定是纯合体，基因型可直接写出。

（3）表现型为显性性状的个体，既可能的纯合体，也可能是杂合体，需先写出基因式，再依据该个体的亲代和子代的表现型（或基因型），写出其余部分。

（4）亲本基因型的确定：先依据亲代的表现型，写出基因式；再依据子代的表现型及其分离比，完成基因型的书写。

（5）亲本型和重组型的判断。

解法要点（2）基因分离定律是最基本的遗传规律。因此，属于自由组合定律的遗传题，都可以用分离定律求解：即逐对分析、各个击破、有序组合。

2.3 遗传基本规律在实践上的应用：杂交育种；人类的孟德尔性状

3 性别决定和伴性遗传

3.1 ＸＹ型的性别决定原理及其与人生、社会之关系：

3.2 伴Ｘ染色体遗传的特点：

再次分析“红绿色盲”、“血友病”的遗传（联系社会调查之数据，从群体上进行分析。）

4 人类遗传病与优生

人类遗传病是由遗传因素引起的疾病。它包括：单基因遗传病、多基因遗传病和染色体遗传病三大类，是当今威胁人类健康的头号疾病。在基因诊断和基因治疗技术还不能普遍应用时，遗传病仍被视为“不治之症”。目前，最有效的预防方法只能是优生。

4.2 家谱图分析的简要方法:

寻求两个关系：基因的显隐关系；基因与染色体的关系

找准两个开始：从子代开始；从隐性个体开始

学会双向探究：逆向反推（从子代的分离比着手）；顺向直推（已知表现型为隐性性状，可直接写出基因型；若表现型为显性性状，则先写出基因式，再看亲子关系。）

5 细胞质遗传的特点

5.1 紫茉莉质体遗传的实验研究

5.2 细胞核遗传和细胞质遗传的判别实验：如“正交反交法”

2008-01-21 人教网

遗传、变异和进化（3）

§7.生物的遗传和变异

〔三〕遗传的基本规律：

Ⅰ.基本知识：

相对性状：一种生物的同一性状的不同表现类型。

孟德尔把杂种子一代中显现出来的性状叫显性性状；

把杂种子一代中未显现出来的性状叫隐性性状

性状分离：在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象。

纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体。（能稳定的遗传，不发生性状分离）

杂合子：由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体。（不能稳定的遗传，后代会发生性状分离）

表现型：生物个体表现出来的性状（如：豌豆高茎）；

基因型：与表现型有关的基因组成。（如Dd、dd）

Ⅱ.基因分离规律实质：减Ⅰ分裂后期等位基因分离。

Ⅲ.基因分离定律中的解题思路：

（1）方法一：隐性纯合突破法

例如：绵羊的白色由显性基因（B）控制，黑色由隐性基因（b）控制。现有一只白色公羊与一只白色母羊，生了一只黑色小羊。试问：公羊和母羊的基因型分别是什么?它们生的那只小羊又是什么基因型？

①根据题意列出遗传图式：

因为白色（B）为显性，黑色（b）为隐性。双亲为白羊，生下一只

黑色小羊，有：

②从遗传图式中出现的隐性纯合子突破：

因为子代为黑色小羊，基因型必为bb，它是由精子和卵细胞受精后发育形成的，所以双亲中都有一个b基因，因此双亲基因型均为Bb。

（2）方法二：根据后代分离比解题

①若后代性状分离比为显性∶隐性＝3∶1，则双亲一定都是杂合子。即Bb×Bb→3B∶1 bb。

②若后代性状分离比为显性∶隐性＝1∶1，则双亲一定是测交类型。即Bb×bb→1Bb∶1bb。

③若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子。即BB×BB→BB、BB×Bb→1BB∶1Bb或BB×bb→1Bb。

Ⅳ.自由组合规律实质：减Ⅰ分裂后期等位基因分离非等位基因自由组合。

Ⅴ.用分离定律解决自由组合定律问题，其基本策略是：

（1）首先将自由组合问题转化为若干个分离定律问题。

在独立遗传的情况下，有几对基因就可以分解为几个分离定律问题。如AaBb×Aabb可分解为：Aa×Aa、Bb×bb。

（2）用分离定律解决自由组合的不同类型的问题。

①配子类型的问题

例：某生物雄性个体的基因型为AaBbcc，这三对基因为独立遗传，则它产生的精子的种类有：

Aa Bb cc

↓↓↓

2 × 2 × 1 ＝ 4种

②基因型类型的问题

例：AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型？

先将问题分解为分离定律问题：

Aa×Aa → 后代有3种基因型（1AA∶2Aa∶1aa）；

Bb×BB → 后代有2种基因型（1BB∶1Bb）；

Cc×Cc → 后代有3种基因型（1CC∶2Cc∶1cc）。

因而AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有3×2×3＝ 18种基因型。

③表现型类型的问题

例：AaBbCc与AabbCc杂交，其后代有多少种表现型？

先将问题分解为分离定律问题：

Aa×Aa → 后代有2种表现型；

Bb×BB → 后代有2种表现型；

Cc×Cc → 后代有2种表现型。

因而AaBbCc与AabbCc杂交，其后代有2×2×2＝ 8种表现型。

Ⅵ.性别决定、伴性遗传：雌雄异体的生物决定性别的方式，分为XY型和ZW型。

①XY型：XX表示雌性XY表示雄性；主要时哺乳动物、昆虫、两栖类、鱼、菠菜、大麻

②ZW型：ZW表示雌性ZZ表示雄性；主要指鸟类、蝶、蛾

Ⅶ.遗传系谱图中遗传病的确定：

（1）首先先确定系谱图中的遗传病是显性遗传还是隐性遗传：

①“无中生有”为隐性遗传病。即双亲都正常，其子代有患者，则一定是隐性遗传病。

②“有中生无”为显性遗传病。即双亲都表现患病，其子代有表现正常者，则一定是显性遗传病。

（2）其次确定是常染色体遗传还是伴性遗传：

①在已确定隐性遗传病的系谱中：

a．父亲正常，女儿患病，一定是常染色体隐性遗传；

b．母亲患病，儿子正常，一定不是伴x染色体隐性遗传，必定是常染色体隐性遗传。

②在已确定显性遗传病的系谱中：

a．父亲患病，女儿正常，一定是常染色体显性遗传；

b．母亲正常，儿子患病，一定不是伴x染色体显性遗传，必定是常染色体显性遗传。（3）人类遗传病判定口诀：

无中生有为隐性，有中生无为显性；

隐性遗传看女病，女病父正非伴性；

显性遗传看男病，男病母正非伴性。

Ⅷ.常见单基因遗传病分类：

①伴X染色体隐性遗传病：红绿色盲、血友病、进行性肌营养不良(假肥大型)。

发病特点：⒈男患者多于女患者⒉男患者将至病基因通过女儿传给他的外孙（交叉遗传）②伴X染色体显性遗传病：抗维生素D性佝偻病。

发病特点：女患者多于男患者

★备注：遇以上两类题，先写性染色体XY或XX，在标出基因

③常染色体显性遗传病：多指、并指、软骨发育不全

发病特点：患者多，多代连续得病。

④常染色体隐性遗传病：白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症

发病特点：患者少，个别代有患者，一般不连续。

★备注：遇常染色体类型，只推测基因，而与X、Y无关