第六章遗传信息的传递和表达

第六章遗传信息的传递和表达第一节遗传信息一、DNA是遗传物质1、验证实验：噬菌体侵染细菌实验（前者为病毒，结构是蛋白质外壳，内含DNA）原理：运用同位素跟踪法（DNA含P不含S）侵染过程：吸附’注入’复制’组装’释放二、DNA分子的双螺旋结构1、DNA（双链）基本单位：脱氧核苷酸磷酸+脱氧核糖+含氮碱基（腺嘌呤A、胸腺嘧啶T、鸟嘌呤G、胞嘧啶C）（第一册P30图2-15）2配对原则：A与T、G与C（已知其中一条链的碱基顺序，可以推导出互补链）3、DNA分子平行双链的构架上下由磷酸与脱氧核糖连接成多核苷酸链双链间以碱基配对（氢键）相连三、蕴藏在DNA分子中的遗传信息1、DNA的多样性：排列方式=4n(n为碱基对数）2、基因：携带遗传信息，并具有遗传效应的DNA区段。（基因决定蛋白质的合成）3、遗传信息：脱氧核苷酸的排列顺序补充：组成关系：染色体（DNA+蛋白质）〉DNA〉基因〉脱氧核苷酸第二节DNA复制和蛋白质合成一、DNA复制1、过程:边解旋边复制2、方式：半保留复制【全部DNA分子中保留原有母链信息：（2/2）n，其中n为复制的次数】二、遗传信息的转录1、RNA（单链），（可分为mRNA、tRNA、rRNA）2、基本单位：核苷酸（第一册P30图2-16）：磷酸+核糖+含氮碱基（腺嘌呤A、尿嘧啶U、鸟嘌呤G、胞嘧啶C）3、转录：是以DNA为模板合成信使RNA（mRNA）的过程。地点：细胞核内。4、mRNA分子内的碱基排列顺序称为“遗传密码”，其中可决定氨基酸顺序的每三个相邻碱基称为“密码子”。三、翻译1、定义：指以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。（位置在细胞质中。）补充：DNA(基因）、密码子、氨基酸、蛋白质的数值关系：『设有一条蛋白质多肽链（n肽）：』则：1、氨基酸：n个2、密码子：n个3、mRNA中碱基3n个4、DNA（双链）中碱基6n个四、中心法则及其发展1、图解2、RNA的自我复制及在逆转录酶的作用下合成DNA，是对中心法则的补充第三节基因工程与转基因生物一、基因工程1、三种必要工具：切割DNA工具——限制性内切酶；拼接DNA工具——DNA连接酶；运载体——质粒（双链闭环的DNA分子）2、基因工程的基本步骤：A、获取目的基因；B、目的基因与运载体重组；C、重组DNA分子导入受体细胞；D、筛选含目的基因的受体细胞二、转基因生物产品的安全性1、转基因生物本身是否对生态环境造成不利2、转基因生物产品是否对人类健康造成损害第七章细胞的分裂和分化第一节生殖和生命的延续一、无性生殖——亲子代极其相似1、分类：A、分裂生殖：（单细胞生物特有）如细菌、草履虫B、出芽生殖：母体→芽体→新个体，如水螅、酵母菌。C、孢子生殖:：母体→孢子→新个体，如青霉、曲霉（真菌）、蕨类D、营养繁殖：植物的营养器官（根、茎、叶）发育为新个体。如马铃薯、草莓、蒜运用于扦插、分株、嫁接二、有性生殖——遗传性变异的来源1、卵式生殖：卵与精子结合的生殖方式。（高等动物和人类唯一的生殖方式）2、受精作用：卵与精子（称为配子）结合成为（受精卵）合子的过程3、意义：有性生殖所产生的后代往往比亲本有着更强的适应环境变化的能力第二节有丝分裂一、有丝分裂过程1、细胞周期：（有增殖能力）细胞一次分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程。A、间期：G1期、S期：DNA复制及有关蛋白质的合成、G2期前期：染色体（含染色单体）出现，核膜、核仁消失2、一个周期包括分中期：着丝粒排在赤道面上，数目、形态最清晰B、裂后期：着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍（染色单体消失）期末期：纺锤体消失，核膜、核仁出现，染色体解螺旋为染色质。植物细胞中央出现细胞板，两侧有高尔基体动物细胞膜中央凹陷缢缩成两个子细胞。3、意义：先复制、再平均分配，保证亲子代染色体数目形态相似，以及遗传性状的稳定性和连续性间期前期中期后期末期DNA数2n→4n4n4n4n2n染色体数2n2n2n4n2n染色单体数0→4n4n4n004、动植物分裂图区别：在前者有中心体；末期细胞膜凹陷5、二、细胞周期1、通常间期较长，为分裂期做物质和能量准备增殖细胞：骨髓细胞、消化道粘膜上皮细胞、植物形成层、生长点2、细胞分裂后暂不增殖（G0）细胞：始终持有分裂能力（肝、肾细胞）的途径周期外不增殖细胞：神经细胞、骨细胞、成熟红细胞等实验7.1植物细胞有丝分裂的观察1、材料：洋葱根尖（即生长点部位）2、过程：固定―→解离－→漂洗―→染色―→压片―→镜检20％HCL龙胆紫/醋酸洋红先低后高解离目的：使根尖酥软，组织细胞易于分散；漂洗目的：洗去解离液，便于染色；压片：方法是拇指轻按，不能研转。目的是使根尖成均匀的薄层便于观察第三节减数分裂一、减数分裂过程1、特点：复制一次，分裂二次，结果子代染色体数是亲代的一半。（产生的是生殖细胞）2、同源染色体、联会形成四分体（1个四分体中有2条染色体共含4个单体）3、减数第一次分裂与减数二次分裂的具体过程（表格）时期染色体行为染色体数染色单体数DNA数间期DNA复制及有关蛋白质的合成2n0→4n2a→4a减数第一次分裂前期同源染色体联会→四分体，部分互换2n4n4a中期同源染色体的着丝粒排列在赤道面2n4n4a后期同源染色体的分离2n4n4a末期细胞一分为二，染色体数减半n2n2a间期短暂，无染色体复制（中心体倍增）n2n2a减数第二次分前期每条染色体含2条单体，但无同源n2n2a中期非同源染色体排列赤道面n2n2a裂后期着丝粒分裂，染色单体成染色体，移向两极2n02a末期细胞分裂，共形成4个子细胞n0a二、精子和卵的形成：（第二册书P87图7-19）1、精子的形成：1精原细胞－（间期）→1初级精母细胞－（减数第一次分裂）→2次级精母细胞－（减数第二次分裂）→4精细胞→(变形)4精子2、卵的形成：1卵原细胞－（间期）→1初级卵母细胞－（减数第一次分裂）→1次级卵母细胞（大）+1第一极体（小）－（减数第二次分裂）→1卵细胞+3第二极体（退化）3、受精卵（合子）=精子+卵细胞配子：精子/卵细胞三、减数分裂和有性生殖的意义1、生物因为减数分裂与受精作用，才保证亲、子代染色体数的恒定，以及生物体遗传性状的相对稳定。2、有性生殖的意义：保证后代遗传稳定性、增加生物多样性、增强生物适应环境变化的能力补充：A、含同源染色体的细胞：体细胞、精（卵）原细胞、初级精（卵）母细胞、受精卵B、细胞分裂图识别有丝分裂：细胞内有同源染色体、后期着丝粒分裂减数第一次分裂：有同源染色体、四分体或同源染色体分离（后期细胞有大小为初级卵母细胞）减数第二次分裂：无同源染色体、后期着丝粒分裂（后期细胞均分为初级精母细胞或第一极体）第四节细胞分化和植物细胞的全能性一、细胞分化1、定义：同一来源的细胞逐渐发生形态结构、生理功能和蛋白质合成上的差异的过程。2、细胞分化的原因：基因的选择性表达3、特点：稳定的、不可逆的变化二、植物细胞的全能性1、细胞全能性：单个细胞经细胞分裂和分化后仍具有形成完整生物体的潜能。2、组织培养的条件：A、无菌条件、控制温度、pH和光照条件B、含有糖类、无机盐、维生素、植物激素等物质的人工配制培养基脱分化再分化3过程：离体的植物器官、组织或细胞――→愈伤组织――→根、芽――→植物体第五节克隆一、克隆1、定义：无需生殖细胞结合，直接由个体的部分组织或一个体细胞分裂分化成新个体。2、动物克隆的方法一般是：供体（被克隆个体）的体细胞核＋去核卵细胞→重组细胞→早期胚胎→克隆个体二、动物克隆技术的应用1、繁育优良性状的家畜、治疗人类遗传病、抢救濒危物种、保护生物多样性三、动物克隆技术与社会伦理：1、我国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆第八章遗传与变异第一节遗传规律一、孟德尔及其科学研究的方法1、遗传学奠基人：孟德尔2、方法：用（自花传粉）豌豆做实验。3、两条基本规律：基因的分离定律、基因的自由组合定律（必须在减数分裂过程中）二、基因的分离定律1、符号：P：亲本、F1：子一代、F2：子二代、X：杂交、U：自交、♀：雌性、♂：雄性2、相对性状：同种性状的不同表现。性状分离：杂种后代呈现不同与亲本的现象3、测交：未知基因型与隐性亲本杂交。一对相对性状比1：1，两对相对性状比1：1：1：14、基因型为内在性状基因组成，表现型是基因型的外在表现。5、等位基因：一对同源染色体同一位置上、控制相对性状的基因。（如：Aa）6、一对杂合体（Aa）自交：后代基因型比1：2：1表现型比3：17、基因分离定律的实质第三册书P7三、基因的自由组合定律及应用1、两对杂合体（AaBb）自交：后代表现型比9：3：3：1（其中基因型9种，各种表现型纯合体比1：1：1：1）2、基因的自由组合定律实质：P11第二节伴性遗传一、性别决定1、染色体类型：常染色体+性染色体3、性染色体类型：A、XY型（较普遍）——后代性别取决于雄性性染色体中是否含Y染色体B、ZW型：雌性ZW、雄性ZZ——鸟类、某些两栖类和爬行类4、染色体组成：A、果蝇：♀6+XX（配子:3+X）♂6+XY(配子：3+X或3+Y)B、人：♀44+XX（配子:22+X）♂44+XY(配子：22+X或22+Y)二、伴性遗传1、控制的基因位于性染色体上：伴X染色体遗传、伴Y染色体遗传2、伴X隐性遗传：如红绿色盲、血友病（注：白化病为常染色体隐性遗传病）3、色盲遗传原理：母亲致病基因传儿也传女，父亲的致病基因只传女儿。注：母色盲，儿子必定色盲；父正常，女儿绝对表现正常（有携带可能）第三节变异一、基因重组1、原因：a、非同源染色体自由组合b、同源染色体间非姐妹单体的交叉互换2、定义：有性生殖过程中，控制不同性状的基因间重新组合，使后代出现不同于亲本的类型。二、基因突变（如：镰刀型细胞贫血症）1、定义：基因内部结构变化，即DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换2、基因突变分类：自然突变＋人工诱变（物理或化学因素，如：射线、秋水仙素。太空育种法）3、基因突变特点：普遍性、自然发生率低、不定向性，可逆性4、意义：产生新基因的主要来源三、染色体畸变1、定义：染色体结构和数目的变异。2、结构变异：缺失、重复、倒位、易位3、数目变异：A、非整倍化变异：大多有害，如：性腺发育不全症(XXY)，先天愚型(21－三体综合症)B、整倍化变异：如单倍体、多倍体4、单倍体：生物体细胞染色体数与本物种配子染色体数相同的生物。5、单倍体育种优点；可缩短育种年限（原因：后代不发生形状分离）注：A、育种方法：花粉离体培养→单倍体→单倍体萌发的种子或幼苗，使用秋水仙素→稳定遗传的纯合体（见右图）B、秋水仙素作用：不影响染色体间期复制，因阻碍纺锤体的形成，导致加倍的染色体不分离6、多倍体育种：可对萌发的种子或幼苗使用秋水仙素。7、无籽西瓜的培育过程：（第三册书P26图8-27）第四节人类遗传病和遗传病的预防一、遗传病的常见类型常染色体显性遗传病：正常人为隐性纯合体，一般代代相传（如多指症、并指（趾）症）常染色体隐性遗传病：患者为隐性纯合体，一般为隔代遗传（如：白化病）1、单基因遗传病X连锁显性遗传病：后代只要得到一个带有致病基因的X染色体，不论男女都患病(通常女性多于男性）（如：抗维生素Ｄ佝偻病）X连锁隐性遗传病：患者男性多于女性，隔代遗传，交叉遗传（父传女，母传子和女）Y连锁遗传病：有血缘关系的男性发病2、多基因遗传病：（如：唇裂、原发性高血压、冠心病、精神分裂症）3、染色体遗传病：【如：唐氏综合症（21三体综合症、先天愚型）、猫叫综合症、性腺发育不良】补充：A、遗传规律推导口诀：无中生有为隐性，如是女儿定为常。有中生无为显性，如是女儿定为常。B、推论家族遗传图普顺序：A、根据有无性状分离判定显隐性B、假设伴Y遗传，即只有男性发病，（有无矛盾）C、假设伴X遗传，（有无矛盾）D、前者皆否定，则为常染色体遗传二、遗传病的预防1、禁止近亲结婚：（我国婚姻法规定：直系血亲和三代以内旁系禁止结婚）第三册书P35图2、遗传咨询：做好优生工作，预防遗传病发生的主要手段之一咨询对象：遗传病患者、生育过患儿、家族中有病史或直系生