3、结果:产生新的基因型 4、应用(育种):杂交育种 ①方法:杂交
②原理:基因重组
③实例:杂交水稻、高产奶牛等。 ④优缺点:
优点:可以将不同个体的优良性状集中到同一个体上。
缺点:只能利用已有基因的重组,按需选择,不能产生新的基因,杂交后代
会出现性状分离现象,育种过程缓慢,过程复杂。
5、意义:①为生物的变异提供了丰富的来源;
②为生物的进化提供材料;
③是形成生物体多样性的重要原因之一
第二节 染色体变异
一、染色体结构变异: 类型:
1.缺失:染色体中某一片段的缺失,片段上的基因也随之失去。实例:猫叫综合征(5号染色体部分缺失)
2.重复:染色体中某一片段增加而引起该片段出现重复。 3.倒位:染色体片段断裂后倒转180,又重新接合。 4.易位:发生在非同源染色体之间的移接。(同源染色体之间的移接属于交叉互换)
二、染色体数目的变异 1、类型
? 个别染色体增加或减少:
实例:21三体综合征(21号多1条染色体) ? 以染色体组的形式成倍增加或减少: 实例:三倍体无子西瓜 2、染色体组:
(1)概念:二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。 (2)特点:①一个染色体组中无同源染色体,形态和功能各不相同; ②一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。 (3)染色体组数的判断:
① 染色体组数= 细胞中任意一种染色体条数 例1:以下各图中,各有几个染色体组?
答案:3 2 5 1 4
② 染色体组数= 基因型中控制同一性状的基因个数
例2:以下基因型,所代表的生物染色体组数分别是多少?
(1)Aa __ (2)AaBb __(3)AAa __(4)AaaBbb __5)AAAaBBbb ___ (6)ABCD ___ 答案:2 2 3 3 4 1
3、单倍体、二倍体和多倍体
由配子发育成的个体叫单倍体。
有受精卵发育成的个体,体细胞中含几个染色体组就叫几倍体,如含两个染色体组就叫二倍体,含三个染色体组就叫三倍体,以此类推。体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。
第三节 人类遗传病
一、人类遗传病与先天性疾病区别:
? 遗传病:由遗传物质改变引起的疾病。(可以生来就有,也可以后天发生) ? 先天性疾病:生来就有的疾病。(不一定是遗传病)
二、人类遗传病产生的原因:人类遗传病是由于遗传物质的改变而引起的人类疾病
三、人类遗传病类型 (一)单基因遗传病
1、概念:由一对等位基因控制的遗传病。
2、原因:人类遗传病是由于遗传物质的改变而引起的人类疾病
3、特点:按孟德尔遗传规律传至后代的。在近亲婚配的后代中发病率较高,在群体中发病率较低。 4、类型:
显性遗传病 伴X显:抗维生素D佝偻病
常显:多指、并指、软骨发育不全
隐性遗传病 伴X隐:色盲、血友病
常隐:先天性聋哑、白化病、镰刀型细胞贫血症、黑尿症、苯丙酮
尿症
(二)多基因遗传病
1、概念:由多对等位基因控制的人类遗传病。
2、特点:表现出家族聚集现象,比较容易受环境因素的影响,在群体中发病率比较高。
3、常见类型:腭裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等。 (三)染色体异常遗传病(简称染色体病)
1、概念:染色体异常引起的遗传病。(包括数目异常和结构异常) 2、特点:症状严重,甚至在胚胎时期就自然流产。 3、类型:
常染色体遗传病 结构异常:猫叫综合征
数目异常:21三体综合征(先天智力障碍)
性染色体遗传病:性腺发育不全综合征(XO型,患者缺少一条 X染色体) 四、遗传病的监测和预防
1、产前诊断:胎儿出生前,医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病
或先天性疾病,产前诊断可以大大降低病儿的出生率
2、遗传咨询:在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展 五、调查:调查人群中的遗传病 注意事项:
1、可以以小组为单位进行研究。
2、调查时,最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病,如红绿色盲、白化病等。
3、调查时要详细询问,如实记录。
4、对某个家庭进行调查时,被调查成员之间的血缘关系必须写清楚,并注明性别。
5、 必须统计被调查的某种遗传病在人群中的发病率。 结果分析:
被调查人数为2 747人,其中色盲患者为38人(男性37人,女性1人),
红绿色盲的发病率为1.38%。男性红绿色盲的发病率为1.35%,女性红绿色盲的发病率为0.03%。二者均低于我国社会人群男女红绿色盲的发病率。
实验结论:我国社会人群中,红绿色盲患者男性明显多于女性。
第六章 杂交育种和基因工程 第一节 杂交育种与诱变育种
一、杂交育种
1、概念:杂交育种是将两个或两个以上的优良性状通过交配集中在一起,在经过选择和培育,获得新品种的方法。 2、原理:基因重组
3、方法:杂交→自交→选优 → 自交?? 4、实例:高产、矮秆水稻,中国荷坦斯牛
5、优点:通过杂交使位于不同个体上的优良性状集中于一个个体上。 6、缺点:(1)只能利用已有的基因重组,不能创造新的基因。
(2)杂交后代会出现性状分离,育种所需时间较长(一般需7-8年)
二、诱变育种
1、概念:利用物理因素或化学因素来处理生物,使生物发生基因突变。 2、原理:基因突变
3、方法:利用物理因素或化学因素来处理生物 4、实例:“黑农五号”大豆、高产青霉菌菌株
5、优点:提高基因突变频率,加快育种进程;大幅度地改良某些性状。 6、缺点:有利个体少,须大量处理供试材料 ,工作量大 。 三、多倍体育种:
1、方法:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。(抑制纺锤体的形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍) 2、原理:染色体变异(染色体数目变异) 3、实例:三倍体无子西瓜的培育;
4、优缺点:培育出的植物器官大,产量高,营养丰富,但结实率低,成熟迟。 四、单倍体育种:
1、方法:花粉(药)离体培养
2、原理:染色体变异(染色体数目变异) 3、实例:矮杆抗病水稻的培育
4、优缺点:后代都是纯合子,明显缩短育种年限,但技术较复杂。
第二节 基因工程
一、基因工程的概念
1、标准概念:在生物体外,通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组细胞在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物。
2、通俗概念:按照人们的意愿,把一种生物的个别基因复制出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状。 二、基因操作的工具
1.基因的剪刀——限制性内切酶(简称限制酶)。 ①分布:主要在微生物中。
②作用特点:特异性,即识别特定核苷酸序列,切割特定切点。 ③结果:产生黏性未端(碱基互补配对)。 2.基因的针线——DNA连接酶。
①连接的部位:磷酸二酯键,不是氢键。 ②结果:两个相同的黏性未端的连接。 3.基困的运输工具——运载体
①作用:将外源基因送入受体细胞。
②具备的条件:a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。
b、具有多个限制酶切点。 c、有某些标记基因。
③种类:质粒、噬菌体和动植物病毒。
④质粒的特点:质粒是基因工程中最常用的运载体。 三、基因操作的基本步骤 1.提取目的基因
目的基因概念:人们所需要的特定基因,如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等。 2.目的基因与运载体结合
用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA(运载体),使其产生相同的黏性末端,将切割下的目的基因与切割后的质粒混合,并加入适量的DNA连接酶,使之形成重组DNA分子(重组质粒) 3.将目的基因导入受体细胞
常用的受体细胞:大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞 4.目的基因检测与表达
检测:如质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中,如果正常生长,说明细胞中含有重组质粒。
表达:受体细胞表现出特定性状,说明目的基因完成了表达过程。如:抗虫棉基因导入棉细胞后,棉铃虫食用棉的叶片时被杀死;胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。
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