6)特点:①普遍性;②随机性;③低频性;④多害少利性;⑤不定向性(突变成等位基因); 7)本质:产生新基因,出现新性状;
8)意义:基因突变是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料; 3,基因重组:(有性生殖中非常普遍)
1)定义:基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。 (对象:进行有性生殖的生物才能发生基因重组)
2)类型:①非同源染色体上的非等位基因自由组合;②同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换。 3)时间:减数第一次分裂前期和后期; 4)本质:产生新的基因型,性状重新组合
5)意义:基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一
4.染色体变异:1)类型:①染色体结构变异(如:猫叫综合征);②染色体数目变异(如:21三体综合症) 2)染色体结构变异:①缺失:染色体的某一片段缺失(如:果蝇缺刻翅的形成);②重复:染色体中增加某一片段(如:果蝇棒状眼的形成);③易位:染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上(如:夜来香的变异,注意:必须是非同源染色体之间的染色体交换才是易位,同源染色体之间的交叉互换属于基因重组);④倒位:染色体的某一片段位置颠倒;
其中,缺失和重复改变的是染色体上基因的数目,易位和倒位改变的是染色体上基因的排列顺序,所以染色体结构的改变,都会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变,从而导致生物性状的改变。 3)染色体数目变异:
①类型:细胞内个别染色体的增加或减少(如:21三体综合症,性腺发育不良);细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少(如:多倍体,单倍体);
②染色体组:细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但是携带着控制一种生物生长发育的全部信息,这样的一组染色体叫做一个染色体组。
染色体组数目的判断:图形题就看形状大小相同的染色体(同源染色体)有几条,就是几个染色体组; 染色体组的数目=染色体数÷染色体形态数; 基因型题就看同种类型字母(不区分大小写)的个数; ③二倍体:由受精卵发育而成的个体体细胞中含两个染色体组的个体; 几乎全部动物以及过半数的高等植物是二倍体(如:番茄、人、玉米、果蝇);
④多倍体:由受精卵发育而来的个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的的个体;
多倍体在植物中广泛存在,而在动物中则较少见(如:香蕉是三倍体,马铃薯是四倍体,普通小麦是六倍体)
多倍体植株的特点:茎杆粗壮,叶片、果实和种子都比较大;糖类、蛋白质等含量增高(优点);发育迟缓,
结实率低(缺点);
多倍体产生的原因:1.有丝分裂前期纺锤体的形成受到破坏,后期染色体不能被拉向两极,导致体细胞染色体数目加倍;2.减数分裂形成的配子染色体数目未减半,受精后发育成多倍体;
人工诱导多倍体的方法:低温处理、秋水仙素处理萌发种子或幼苗;(原理:低温和一定浓度的秋水仙素能够抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。) 如:三倍体无子西瓜的培育(秋水仙素处理二倍体幼苗得到的四倍体西瓜作为母本,与二倍体父本杂交得到三倍体有子西瓜,将其作为母本,二倍体西瓜作为父本,进行杂交,由于三倍体联会紊乱,不能形成正常配子,不受精无种子,故形成三倍体无子西瓜)
⑤单倍体:由配子发育而来,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体;(如:蜜蜂的雄蜂)
单倍体育种的措施——花药离体培养(如:二倍体植株经花药离体培养得到单倍体的植株,人工诱导染色体加倍(秋水仙素处理),恢复为二倍体,且均为纯合子,自交后代不发生性状分离) 单倍体育种可以明显缩短育种年限(子代都是纯合子); 单倍体植株特点:植株弱小,高度不育
单倍体一定含有一个染色体组吗?(不一定,只要由配子发育而成的个体,不论有几个染色体组都叫单倍体)
5.人类遗传病:指由于遗传物质的改变而引起的人类疾病。 1)单基因遗传病:受一对等位基因控制的遗传病;
常染色体上的显性遗传病:多指、并指、软骨发育不全 显性遗传病 伴X染色体显性遗传病:抗维生素D佝偻病
类型 常染色体上隐性遗传病:镰刀形细胞贫血症、白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症 隐性遗传病 伴X染色体隐性遗传病:人类红绿色盲、进行性肌营养不良、血友病
2)多基因遗传病:受两对以上等位基因控制的人类遗传病;【群体中发病率高,表现出家族聚集现象;】 例子:唇裂(俗称兔唇)、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等、冠心病、哮喘病 3)染色体异常遗传病(简称染色体病):由染色体异常引起的遗传病
例子:21三体综合症、性腺发育不良(染色体数目异常)、猫叫综合症(染色体结构异常), 6.遗传病的监测与预防:①进行遗传咨询;②进行产前诊断;③禁止近亲结婚;④提倡适龄生育 7.人类基因组计划:①目的:测定人类基因组的全部DNA序列,解读其中包含的遗传信息; ②对象:24条染色体(22条常染色体+X+Y)
8.遗传病的遗传方式:① 无中生有为隐性,②有中生无为显性,③隐性遗传看女病,父子都病为伴性; ④显性遗传看男病,母女都病为伴性。
第六章
第1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多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。
2)原理:基因重组
3)优点:能集中位于不同品种中的优良性状。 4)缺点:育种时间长
5)应用:杂交水稻、马和驴杂交产生骡子、中国黄牛跟荷斯坦奶牛杂交产生中国荷斯坦奶牛等 6).植物杂交育种的一般过程:杂交→自交→选优→自交→选优→… … 7).动物杂交育种的一般过程:杂交→F1间交配→选优→测交
区别:①动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交,而应改为测交;
②动物的育种年限比植物短。 二、诱变育种
1)方法:物理方法(紫外线、α射线、失重等)或化学方法(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株,再选择符合要求的变异类型 2)原理:基因突变
3)优点:提高变异的频率,加速育种进程,大幅度改良某些生物性状。 4)缺点:有利个体不多,须大量处理供试材料 ,工作量大 5)应用:太空辣椒的培育 、青霉菌的选育等
第2节 基因工程及其应用 一、基因工程的概述
1)概念:按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,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。 2)原理:基因重组
3)优点:目的性强,育种周期短,能克服远缘杂交不亲和的障碍。 二、基因工程的工具
1)基因的剪刀——限制性核酸内切酶(限制酶)
①特点:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定切点切割
②作用的结果:产生黏性未端(碱基互补配对) (同一种限制酶切断的几个DNA具有相同的黏性末端) 2)基因的针线——DNA连接酶
作用:将互补配对的两个黏性末端连接起来,形成重组DNA分子。(连接“梯子” “扶手”而非中间的“踏板”)
3)基因的运载体
①特点:1、能够在宿主细胞中复制并稳定保存;2、具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接;3、具有标记基因,便于进行检测和筛选;
②常用的运载体:质粒、噬菌体和动、植物病毒等 (质粒存在于许多细菌和酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子) 三、基因工程的基本操作步骤 1)提取目的基因
目的基因是人们所需要转移或改造的基因(如苏云金芽孢杆菌的抗虫基因,还有植物的抗病基因、人的胰岛素基因、干扰素基因等。) 2)目的基因与运载体结合
用同种限制酶切割目的基因和运载体(质粒),使其产生相同的黏性末端,用DNA连接酶将两个互补配对
的黏性末端连接起来,形成了一个重组DNA分子(重组质粒)。
(目的基因与运载体的结合过程,实际上是不同来源的基因重组的过程。) 3)将目的基因导入受体细胞
借助运载体(细菌或病毒)侵染细胞的途径,或显微注射法。 4)目的基因的表达和检测
①判断目的基因是否导入受体细胞:运载体上的标记基因是否表达;
②判断目的基因是否表达:目的基因是否控制合成了相应的产物,表达了相关的性状。 四、基因工程的应用
1)基因工程与作物育种:利用基因工程的方法,获得了高产、稳产和具有优良性状的农作物,培育出具有各种抗逆性(抗虫、抗病等)的作物新品种,如:转基因抗虫棉;
2)基因工程与药物研制:将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内,让它们产生相应的药物,不但能解决产量问题,还能大大降低生产成本。如:转人胰岛素基因大肠杆菌; 3)基因工程与环境保护:如“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质;
第七章
第1节 现代生物进化理论的由来 一、拉马克学说
1.主要内容:①生物不是神造的,而是由古老生物进化来的;②生物是由低等到高等逐渐进化的;③生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
2.进化原因:①用进废退:经常使用的器官就发达,不使用的就退化。②获得性遗传:由环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的。
3.历史意义:①历史上第一个系统地提出了进化理论的学者;②反对神创论和物种不变论。
4.局限性:①提出的用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持。②过于强调环境的变化直接导致物种的改变。
二、达尔文的自然选择学说 1.主要内容:
1)过度繁殖——自然选择的基础(各种生物都具有很强的繁殖能力,产生很多的=后代,远远超过环境承受力)
2)生存斗争——自然选择的手段(生物的生存资源有限,要生存就必须与无机环境、同种及异种的其他个体进行斗争,使各种生物的数量在一定时期内保持相对稳定)
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