遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)[重點(diǎn)難點(diǎn)突破]
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1、[重點(diǎn)難點(diǎn)突破] 一、遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) 1、生物的遺傳物質(zhì) (1)一切生物的遺傳物質(zhì)是核酸。 (2)細(xì)胞內(nèi)既含有DNA又含有RNA的生物和體內(nèi)只含有DNA的生物,遺傳物質(zhì)是DNA。 (3)由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 (4)在只含RNA的少數(shù)病毒中RNA才作為遺傳物質(zhì)。 2、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較 復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 時(shí)間 有絲分裂間和減數(shù)第一次分裂間期 生長發(fā)育的連續(xù)過程中 場所 主要在細(xì)胞核,少部分在線粒體和葉綠體 細(xì)胞核 細(xì)胞質(zhì) 原料 四種脫氧核苷酸 四種核糖苷酸 二十種氨基酸 模板 DNA的兩條鏈 D
2、NA中的一條鏈 mRNA 條件 特定的酶和ATP 過程 DNA邊解旋邊以兩條鏈為模板,按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,合成兩條子鏈,子鏈與對(duì)應(yīng)鏈螺旋化 DNA解旋,以一條鏈為模板,按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則形成mRNA(單鏈),進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)與核糖體結(jié)合 tRNA一端的堿基與mRNA上密碼子配對(duì),另一端攜相應(yīng)氨基酸,合成有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì) 模板 去向 分別進(jìn)入兩個(gè)子代DNA分子中 恢復(fù)原樣,與非模板鏈重新繞成雙螺旋結(jié)構(gòu) 分解成單個(gè)核苷酸 特點(diǎn) 半保留復(fù)制 邊解旋邊轉(zhuǎn)錄,DNA雙鏈全保留 一個(gè)mRNA上可連續(xù)結(jié)合多個(gè)核糖體,順次合成多肽鏈 產(chǎn)物 兩個(gè)雙鏈DNA分子 一條單鏈m
3、RNA 蛋白質(zhì) 意義 復(fù)制遺傳信息使遺傳信息從親代傳給子代 表達(dá)遺傳信息,使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀 3、半保留復(fù)制的證明與計(jì)算 (1)用同位素示蹤法和離心技術(shù)證明 已知某一全部N原子被15N標(biāo)記的DNA的分子(0代),轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復(fù)制)若干代,其結(jié)果分析如下表: 世代 DNA分子的特點(diǎn) DNA中脫氧核苷酸鏈的特點(diǎn) 分子總數(shù) 細(xì)胞中的DNA分子在離心管中的位置 細(xì)胞中的DNA分子占全部DNA分子之比 鏈總數(shù) 不同脫氧核苷鏈占全部鏈之比 15N分子 14N15N雜種分子 含14N分子 含15N的鏈 含14N的鏈 0 1
4、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)計(jì)算: DNA在自我復(fù)制過程中,最鮮明的特點(diǎn)就是半保留復(fù)制。一個(gè)DNA分子無論復(fù)制多少代,這個(gè)DNA的兩條鏈不變,一直作為模板,分別進(jìn)入兩個(gè)子代DNA分子中。關(guān)于這方面的計(jì)算,可按上表進(jìn)行。 4、正確理解基因的概念 (1)基因是決定生物性狀的基本單位:指的是基因主要位于染色體上,并在染色體上呈線性排列(即可同一個(gè)染色體上的基
5、因連鎖在一起),每一個(gè)基因都由四種特定數(shù)量和排列順序的脫氧核苷酸組成,具有一定的結(jié)構(gòu)。 (2)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,如果將DNA分成若干段,則每一段就稱為DNA片段。這些DNA片段中,有的能分別控制生物的多種性狀(即具有復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、重組、突變和調(diào)控等遺傳功能),這些DNA片段就具有遺傳效應(yīng),就是基因。而有的DNA片段不能控制生物的性狀,即無遺傳效應(yīng),這樣的DNA片段就不能稱為基因。 (3)本質(zhì):DNA分子中堿基對(duì)序列代表生物的遺傳信息。 5、遺傳信息、密碼子、反密碼子的區(qū)別 遺傳信息是指子代從親代所獲得的控制遺傳性狀的信號(hào),這種信號(hào)是以染色體上DNA的脫氧核苷酸的順序?yàn)榇?/p>
6、表?;蛑锌刂七z傳性狀的脫氧苷酸順序稱為遺傳信息。遺傳“密碼子”是指信使RNA中決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基,它決定蛋白質(zhì)中的氨基酸排列順序。遺傳信息與遺傳“密碼子”的區(qū)別:一是存在的位置不同,遺傳信息是基因中的脫氧核苷酸的排列順序,密碼子是信使RNA上核苷酸的排列順序,反密碼子是轉(zhuǎn)運(yùn)RNA分子與信使RNA分子中密碼子互補(bǔ)配對(duì)的三個(gè)堿基,與相應(yīng)的DNA模板鏈上對(duì)應(yīng)堿基相同,只是DNA中堿基為T而在轉(zhuǎn)運(yùn)RNA中堿基為U。 6、染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸及性狀之間的關(guān)系 染色體 染色體是DNA的主要載體 每個(gè)染色體上有一個(gè)或兩個(gè)DNA分子 主要的遺傳物質(zhì) DNA
7、 每個(gè)DNA分子含有許多基因 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 基因 每個(gè)基因中含有許多個(gè)脫氧核苷酸 基因中脫氧核苷酸排列順序代表著遺傳信息 脫氧核苷酸 二、遺傳的基本規(guī)律 1、基因型的確定 (1)表現(xiàn)型為隱性,基因型肯定是兩個(gè)隱性基因組成即aa。表現(xiàn)型為顯性,另一個(gè)不能確定即AA或Aa。 (2)測交后代性狀不分離,被測個(gè)體為純合體。測交后代性狀分離,被測個(gè)體為雜合體Aa。 (3)自交后代性狀不分離,親本是純合體,自交后代性狀分離,雙親是雜合體Aa×Aa。 (4)雙親均為顯性,雜交后代仍為顯性,親本之一是顯性純合體AA,另一方面A
8、A或Aa。雜交后代有隱性純合體分離出來,雙親一定是Aa×Aa。 2.等位基因、非等位基因、復(fù)等位基因 (1)等位基因:生物雜合中在一對(duì)同源染色體的同一位置上、控制著相對(duì)性狀的基因。如D和d,這就是等位基因。在純合子中由兩個(gè)相同基因組成,控制同一性狀的基因,如A和A或D和D,這樣的基因叫相同基因。 (2)非等位基因:是指非同源染色體上的基因,如圖1中的D與E、D與e、d與E、d與e.?;蛲慈旧w上的不同位置的兩個(gè)基因,如圖中的A與B、A與b、a與B、a與b。 圖1 (3)復(fù)等位基因;若同源染色體上同一位置上的等位基因的數(shù)目在兩個(gè)以上,稱為復(fù)等位基因。如控制
9、人類ABO血型的基因、IA、i、IB三個(gè)基因。ABO血型是由這三個(gè)復(fù)等位基因決定。因?yàn)镮A對(duì)i是顯性,IB對(duì)i是顯性,IA和IB是顯性,所以基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系只能是:IA IA 、IA i ————A血型 IB IB 、IBi————B血型 IA IB ——————AB血型 ii ———————O血型 3.分離定律的解題思路 分離定律的習(xí)題主要有兩類:一類是正推型(已知雙親的基因型或表現(xiàn)型,推
10、后代的基因型或表現(xiàn)型及比例),此類比較簡單;二是逆推類型(根據(jù)后代的表現(xiàn)型或基因型推雙親的基因型),此類題目最多見也較復(fù)雜。下面結(jié)合實(shí)例談?wù)勍茖?dǎo)基因的思路與方法。 (1)隱性純合子突破法 例如綿羊有白色的、有黑色的。白色由顯性基因(B)控制,黑色由隱基因b控制?,F(xiàn)有一只白色公羊與一只白色母羊交配,生了一只黑色小羊。試問那只公羊和母羊的基因及小羊的基因型。 ①根據(jù)題意列出遺傳圖式。 因?yàn)榘咨?B)為顯性,黑色(b)為隱性.雙親為白羊,生下一只黑色小羊,根據(jù)此條件列出遺傳圖式如下: ②在后代從遺傳圖式中出現(xiàn)的隱性純合子突破。 因?yàn)樽哟泻谏⊙?,基因型為bb
11、,它們是由于精子和卵細(xì)胞精后發(fā)育而成的,所以雙親中必有一個(gè)b基因,故推導(dǎo)出雙親的基因型分別是Bb。 (2)根據(jù)后代分離比解題 若后代性狀分離比為3:1,則雙親一定是雜合子;若后代分離比為1:1時(shí),則一定是測交,若后代性狀只有一種表現(xiàn)型,則有三種情況:①顯性純合子與隱性純合子②顯性純合子與顯性純合子③顯性純合子與雜合子。 4、有關(guān)自由組合定律的解題思路、方法 (1)求雙親基因型:一對(duì)相對(duì)性狀分別考慮,然后再綜合考慮。 ①具有一對(duì)相對(duì)性狀個(gè)體雜交,后代表現(xiàn)型比值1:0,則雙親都是純合子(一顯、一隱)。即:AA×aa→Aa(1:0) ②具有一對(duì)相對(duì)性狀個(gè)體雜交后代表現(xiàn)型比值為1:1,則雙
12、親一為雜合子,一為隱性純合子。即Aa×Aa→Aa:aa=1:1 ③表現(xiàn)型相同的兩個(gè)體雜交,后代表現(xiàn)型比值為3:1,則雙親都為雜合子。 即:Aa×Aa→(1AA、2Aa):aa=3:1 ④兩表現(xiàn)型相同的個(gè)體雜交,子代出現(xiàn)不同于親本性狀,則雙親基因型都含一個(gè)隱性基因。即:Aa×Aa→aa ⑤表現(xiàn)型相同的兩個(gè)體雜交,子代出現(xiàn)不同于樣本性狀,則這個(gè)性狀必是隱性性狀。 (2)棋盤法求子代基因型和表現(xiàn)型概率 ①先求親本產(chǎn)生的雌、雄配子,然后列表 ②求出配子結(jié)合成子代的基因型(表現(xiàn)型)或只列出求基因型(表現(xiàn)型) ③求雌、雄配子的結(jié)合方式=♀配子種類×♂配子種類 ④求子代基因型概率=所求表現(xiàn)
13、型個(gè)數(shù)/結(jié)合方式 ⑤求子代表現(xiàn)型概率=-所求表現(xiàn)型個(gè)數(shù)/結(jié)合方式 例如:F1(為YyRr)求①F2中YyRr的概率;②F2中黃色皺粒出現(xiàn)的概率 解: F1(YyRr) F1配子 配 子 ♀ 配 子 ♂ YR yR Yr Yr YR YyRr YR YyRr YR YyRr Yyrr Yyrr yr YyRr Yyrr 則結(jié)合方式=♀(4種)×♂(4種)=16 所求基因型YyRr概率= 4/16 =1/4 所求表現(xiàn)型黃色皺粒(Y rr)概率=3/6 (3)用乘法定
14、理求子代概率 ①用乘法定理求子代基因型的概率:具有兩對(duì)以上相對(duì)性狀的個(gè)體雜交基因型種數(shù)之積,子代基因型種數(shù)等于每對(duì)相對(duì)性狀的兩個(gè)體雜交,子代基因型的概率等于每對(duì)性狀相交所得基因型概率的乘積。 例如:已知雙親基因型為AaBb×AABb,求子代基因型為AaBb的概率。 解:∵Aa×AA×→Aa,Bb×Bb→Bb ∴子代AbBb的概率=1/2×1/2=1/4 ②用乘法定理求子代表現(xiàn)型概率 具有兩對(duì)以上相對(duì)性狀的個(gè)體雜交,子代表現(xiàn)型概率等于每對(duì)相對(duì)性狀相交,所得表現(xiàn)型概率的乘積 例如:已知雙親基因型AaBb×AABb,求子代雙顯性狀(A B )的概率。 解:∵×tt→2種(
15、Tt、tt),Rr×Rr→3種(RR、Rr、rr) ∴子代基因種數(shù)=2×3=6種 ④用乘法定理求子代表現(xiàn)型種數(shù) 具有兩對(duì)以上相對(duì)性狀個(gè)體雜交,子代表現(xiàn)型種數(shù)等于每對(duì)相對(duì)性狀相交,所得表現(xiàn)型種數(shù)的乘積。 例如:已知雙親基因型為TtRr×ttRr,求子代表現(xiàn)型種數(shù)。 解:解:∵Tt×tt→2種(Tt、tt),Rr×Rr→2種(RR、rr) ∴子代表現(xiàn)型種數(shù)2×2=4 (4)分枝法 推一代用“分枝法”,按分離定律一對(duì)一對(duì)分別來解,最后加以組合。例如黃色圓粒(YyRr)與黃色皺粒交配組合的六種方式,Yy×Yy,有三種基因型和兩種表現(xiàn)型,Rr×rr,有兩種基因型和表現(xiàn)型,兩對(duì)相對(duì)性狀自由
16、組合,后代應(yīng)用六種基因型和四種表現(xiàn)型。后代基因型的化值是各相對(duì)性狀的基因型比值的積,后代表現(xiàn)型的比值是各對(duì)相對(duì)性狀比值的積。即YyRr×Yyrr。 后代基因型種類=3×2=6種 后代基因型比值=(1:2:1)×(1:1)=1:1:2:2:1:1 后代表現(xiàn)型種類=2×2=4種 后代表現(xiàn)型的比值=(3:1)×(1:1)=3:3:1:1 具體推導(dǎo)過程如下: Yy×Yy Rr×rr 子代基因型 親代表現(xiàn)型 子代表現(xiàn)型 1Rr…… 1YYRr ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
17、 ↓ 11皺粒 ………… 3黃色皺粒 1綠色 1圓粒 ………… 3綠色圓粒 1圓粒 ………… 3黃色圓粒 1皺粒 ………… 3綠色皺粒 3黃色 1rr…… 1yyrr 1Rr…… 1yyRr 1Rr…… 2YyRr 1rr…… 2Yyrr 1rr…… 1YYrr 2Yy 1YY 1yy 5、遺傳規(guī)律中有關(guān)幾率問題 幾率是對(duì)某一可能發(fā)生事件的估計(jì),是指總事件與特定事件比例,其范圍從0到1。例如:Bb×bb,其后代出現(xiàn)Bb和bb的幾率均為1/2。 求遺傳規(guī)律中有關(guān)幾率的問題,對(duì)于初學(xué)者來說是一個(gè)難題,這必
18、須搞清下面兩個(gè)問題: (1)如何判斷某一事件出現(xiàn)的幾率?例如雜合子(Aa)自交,求自交后代某一個(gè)體是雜合體的幾率,對(duì)此問題首先必須明確該個(gè)體是已知表現(xiàn)型還是未知表現(xiàn)型。 ①若該個(gè)體表現(xiàn)型為顯性性狀,它的基因型有兩種可能性:AA和Aa,且比例為1:2,所以它為雜合體的幾率為2/3。 ②若該個(gè)體未知表現(xiàn)型,那么該個(gè)體基因型為AA、Aa和aa,且比例為1:2:1,因此它為雜合體的幾率為1/2。 (2)親代的基因型在未肯定的情況下,如何求其后代某一性狀發(fā)生的幾率? 例如:一對(duì)夫婦均正常,且他們的雙親也都正常,但雙方都有一個(gè)白化病的兄弟,求他們婚后生白化病的孩子的概率是多少?解此類題目分三步進(jìn)行
19、:a.首先確定該夫妻的基因型及其概率。由前面分析可知,該夫婦為Aa的概率為2/3,AA的概率為1/3;b.假設(shè)該夫婦為Aa,后代患病可能性為1/4;c.最后將該夫婦為Aa的概率(2/3×2/3)與假設(shè)該夫婦為Aa情況下生白化病孩子的概率1/4相乘,其乘積1/9既為該夫婦后代中出現(xiàn)白化病患者的概率。 6、雜合體連續(xù)自交,后代中純合體或雜合體所占比例(比Aa為例) 依據(jù)下面的遺傳圖解分析: 經(jīng)過上面的分析,我們可知得出一對(duì)相對(duì)性狀的雜合體Aa連續(xù)自交,第n代的情況如下表: Fn 雜合體 純合體 顯性純 合體 隱性純 合體 顯性性 狀個(gè)體 隱性性 狀個(gè)體 所占比例
20、 注:上例以Aa為親代,其自交所得F1為子一代。若以Aa為第一代,其自交所得子代為第二代,則上述所有比例式中的n都應(yīng)取值為n—1。對(duì)n的取值,可取為自交次數(shù)。對(duì)純合體幾率記憶方法:分子永遠(yuǎn)比分母2n少。 三、性別決定與伴性遺傳 1.伴性遺傳與基因的分離定律、自由組合定律 (1)當(dāng)我們研究一對(duì)性狀的伴性遺傳時(shí),這一對(duì)相對(duì)性狀一般是一對(duì)等位基因控制的,因此它也符合基因的分離規(guī)律。在形成配子時(shí),性染色體上的等位基因也彼此分離。 (2)當(dāng)研究分別位于兩對(duì)或多對(duì)同源染色體上的兩對(duì)或多對(duì)等位基因時(shí),若其中一對(duì)位于性染色體上,為伴性遺傳,其余各對(duì)皆為常染色體遺傳,則它們符合基
21、因自由組合定律。在形成配子時(shí),非同源染色體上的非等位基因表現(xiàn)為自由組合。 (3)但是,性染色體有同型性染色體和異型性染色體兩種組合形式,因此伴性遺傳也有它特殊性:一是雄性個(gè)體中,有些基因只存在于X染色體上(或Y染色體上)沒有它的等位基因。二是由于控制性狀的基因位于性染色體上,因此該性狀的遺傳與性別聯(lián)系在一起,在考慮后代的表現(xiàn)型及其比例時(shí),也一定要和性別聯(lián)系在一起。 2.關(guān)于遺傳系譜的分析 遺傳系譜題形式簡潔,條件隱蔽,靈活多變,已成為考察學(xué)生分析問題,解決問題能力的熱門題型。因試題中的遺傳病種類多,既有顯性遺傳,又有隱性遺傳,既有常染色體遺傳,又有伴性遺傳。故常使學(xué)生不能簡捷明快的判斷出
22、某個(gè)遺傳系譜圖反映的是什么遺傳病類型,而無從下手分析解決有關(guān)問題。如何分析解答這種類型的問題呢: (1)理解基因在親子代之間的傳遞規(guī)律 由常染色體上的基因控制的遺傳病,其基因的傳遞規(guī)律是父、母把每對(duì)基因中的一個(gè)基因隨機(jī)傳給子女,沒有性別差異。也就是說,子、女體細(xì)胞中的每對(duì)基因,一個(gè)來自父方,一個(gè)來自母方(由基因突變產(chǎn)生的性狀不同不在此研究范圍)。在伴X染色體的遺傳過程中,基因的傳遞規(guī)律是:父親的X染色體及其上的基因只能傳給他的女兒,母親的兩個(gè)X染色體及其上的基因,隨機(jī)地把一個(gè)傳給她的兒子或女兒。兒子的X染色體及其上的基因只能來自母親,女兒的兩個(gè)X染色體,一個(gè)來自父親,一個(gè)來自母親?;虻膫?/p>
23、遞具有性別的差異,這也是伴性遺傳的顯著特點(diǎn),在伴X染色體的遺傳中,Y染色體及其上的基因,只能由父親傳兒子,代代相傳不間斷,無一例外。而女性體內(nèi)不存在此中基因。患者只在男性中出現(xiàn)。 (2)常規(guī)分析法 一般用反證法,對(duì)于一個(gè)遺傳圖譜,先假定它是某種遺傳方式,根據(jù)基因的傳遞規(guī)律及題目告訴的已知條件,以隱性性狀的個(gè)體為突破口,推出系譜中各個(gè)個(gè)體的基因型,如能順利推出不矛盾,則假定成立,如矛盾則假定不成立。對(duì)于某些復(fù)雜的遺傳系譜圖,可符合幾種遺傳方式,分析過程中,故要假設(shè)到。具體舉例分析如下:下圖是某遺傳病的家譜圖,故要假設(shè)到,具體舉例分析如下:下圖是某遺傳病的家譜圖,分析該病的遺傳方式(A表示顯性
24、,a表示隱性) Ⅰ 1 2 正常女性 Ⅱ 3 4 5 6 患病女性 正常男性 Ⅲ 7 8 9 10 患病男性 Ⅳ
25、 11 12 13 分析:①假定此種病為常染色體顯性遺傳病,正常個(gè)體就是隱性性狀,則III8、III9的基因型為aa而它們的女兒IV13是患者,她的基因型不是AA就應(yīng)是Aa,而這兩個(gè)基因一個(gè)來自III8,一個(gè)來自III9,而III8、III9都沒有A基因,這顯然是不能的。因此,假設(shè)不能成立,此種遺傳病就一定不是常染色體顯性遺傳病。 ②假設(shè)此種病為伴X染色體的顯性遺傳病,則Ⅲ8的基因型為Xa?Y,Ⅲ9的基因型為XaXa,而IV13號(hào)的基因型不是XAXA就是XAXa如①所述,這顯然是不可能的,假設(shè)不能成立此病一定不是伴X染色體顯性遺傳病。 ③假設(shè)此種病為伴X染色
26、體隱性遺傳病,而IV13號(hào)的基因型為XaXa,而III8號(hào)的XA染色體及基因一定是傳給IV13號(hào),這顯然自相矛盾,假設(shè)不能成立,因此,此種遺傳病一定不是伴X染色體隱性傳病。 ④假設(shè)此病為伴Y染色體遺傳病。由于系譜圖中有女性患者,顯然這個(gè)可能不成立。 ⑤假設(shè)此病為常染色體隱性遺傳病,13號(hào)的基因型就是aa,8號(hào),9號(hào)的基因型都是Aa,那么11號(hào),12號(hào)的基因型都是AA或Aa系譜中其他個(gè)體的基因型為:1號(hào)、4號(hào)、7號(hào)都AA或Aa系譜雖其他個(gè)體的基因型為:1號(hào)、4號(hào)、7號(hào)都是aa ,2號(hào)、3號(hào)、5號(hào)的基因型都是Aa,6號(hào)10號(hào)的基因型都可能是AA或Aa。上面按基因傳遞規(guī)律推導(dǎo)出的各個(gè)個(gè)體的基因型
27、和系譜中的表現(xiàn)型都是相符合的,因此,假設(shè)成立。 結(jié)論:此病為常染色體隱性遺傳病。 (3)快速判斷法 此法是把各種遺傳方式的最顯著特點(diǎn)找出,一看系譜中要符合某一特點(diǎn),就能馬上作了判斷。具體過程如下: ①先確定系譜圖中的遺傳病是顯性遺傳還是隱性遺傳 遺傳系譜圖,只要有一雙親正常,生出有病孩子的,則該病必定是由隱性基因控制的遺傳病。 (解析反證法)假設(shè)該病由顯性基因控制,由于雙親表現(xiàn)型正常,故都不含顯性致病基因,則子代也不可能含有顯性致病基因(不考慮發(fā)生基因突變的情況),即子代也必然表現(xiàn) 正常。這與子代中有患者相矛盾,因此該病只能是隱性遺傳病。 ②判斷是常染色體遺傳病還是伴性遺傳
28、 a.隱性遺傳情況的判定。在確定是隱性遺傳的情況下,就不要考慮顯性情況,只考慮是常染色體隱性遺傳還是伴X染色體隱性遺傳(伴Y染色體遺傳很容易分開)。這樣就把問題化繁為簡,變難為易。思維的頭緒簡單明了,問題也就容易解決。下面兩點(diǎn)就是解決這類問題的要點(diǎn): 第一,有隱性遺傳的系譜中,只要有一世代父親表現(xiàn)正常,女兒中有表現(xiàn)有病的(父正女病)就一定是常染色體的隱性遺傳病。分析:假設(shè)是由X染色體上的隱性基因控制的遺傳病,父親表現(xiàn)正常,其X染色體上必定帶有正常顯性基因,根據(jù)基因的傳遞規(guī)律,只能生下正常女兒,不可能生下患病女兒,這與女兒有病相矛盾,因此該病就不是由X染色體上的隱性基因控制的遺傳病,而必定是
29、常染色體上隱性基因控制的遺傳病。 第二,在隱性遺傳的系譜中,只要有一世母親表現(xiàn)有病,兒子中表現(xiàn)有正常(母病兒正),就一定不是伴X染色體上的隱性遺傳病,而必定是常染色體遺傳病。分析:假設(shè)該病是由X染色體上的隱性基因控制的遺傳病,則患病的母親的兩個(gè)X染色體上都帶有致病的隱性基因,她生下的所有兒子都要從她那里得到一個(gè)帶致病基因的X染色體,因此,患病的母親只能生下患病的兒子,不可能生有正常兒子,這與子代中有正常兒子相矛盾,因此該病不可能是伴X染色體的隱性遺傳病,就一定是常染色體上的隱性基因控制的遺傳病。 b.顯性遺傳情況的判定。 關(guān)于顯性遺傳的判斷,也有兩個(gè)特點(diǎn)可作為判斷的依據(jù)。
30、 第一,在顯性遺傳的系譜中,只要有一世代父親表現(xiàn)有病,女兒中表現(xiàn)有正常(父病女正)。就一定是常染色體的顯性遺傳病。 分析:假設(shè)是X染色體上的基因控制的遺傳病,則患病的父親的X染色體上一定帶有顯性的致病基因,生下的女兒都患病,不可能生有正常的女兒,這與女兒正常相矛盾,因此,該病不可能是伴X染色體上顯性基因控制的遺傳病,就一定是常染色體的顯性遺傳病。 第二,在顯性遺傳系譜中,只要有一世代母親表現(xiàn)正常,兒子中有表現(xiàn)有病的(母正兒病),就一定不是伴X染色體的顯性遺傳病,必定是常染色體的顯性遺傳病。分析:假設(shè)是伴X染色體上的顯性基因控制的遺傳病,表現(xiàn)有病的兒子的X染色體上必定有致病的顯性
31、基因,而他的X染色體只能來自他的母親,母親也必定是患者,這與母親正常相矛盾,因而不可能是伴X染色體的顯性遺傳,必定是常染色體的顯性遺傳。 ③不能確定判斷類型 若系譜圖中無上述特征,就只能作不確定的判斷,只能從可能性大小方向推測,通常的原則是:若該病在代與代之間呈連續(xù)性,則該病有可能為顯性遺傳,若系譜圖中的患者 無明顯的性別差異,男、女患病的各占 ,則該病很可能是常染色體上的基因控制的遺傳??;若系譜圖中的患者有明顯的性別差,男、女患者相差較大,則該病很可能是性染色體上的基因控制的遺傳病,它又分為以下三種情況: a.若系譜中患者男性明顯多于女性,則該遺傳病更可能是伴X
32、染色體隱性遺傳病。 因?yàn)樵谀行?,只要X染色體上帶有隱性致病基因就表現(xiàn)為患者,而女性要兩個(gè)X染色體上都帶有隱性致病基因才表現(xiàn)為患者,攜帶者女兒表現(xiàn)正常。因此伴X染色體隱性遺傳通常表現(xiàn)為患者男性明顯多于女性。 b.若系譜中患者女性明顯多于男性,則該病更可能是伴X染色體顯性遺傳病。 分析:對(duì)于伴X顯性遺傳病,男性只能從母方獲得一個(gè)帶有顯性致病基因的X染色體而患病,而女性既能從母方獲得—個(gè)帶有顯性致病基因的x染色體而患病(幾率與男性相同),又能從父方獲得一個(gè)帶有顯性致病基因的X染色體而患病,從而增大了患病幾率。所以從整個(gè)系譜看,女性患者明顯多于男性。 c.若系譜
33、中,每個(gè)世代表現(xiàn)為:父親有病,兒子全病,女兒全正常,患者只在男性中出現(xiàn),則更可能是伴Y染色體遺傳病(由只位于Y染色體上的基因控制的遺傳)。 3、致死基因 (1)隱性致死 隱性基因存在于一對(duì)同源染色體上時(shí),對(duì)個(gè)體有致死作用。如鐮力型細(xì)胞貧血癥。植物中白化基因(bb),使植物不能形成葉綠素,植物因此不能進(jìn)行光合作而死亡。 (2)顯性致死 顯性基因具有致死作用。如人的神經(jīng)膠質(zhì)癥(皮膚畸形生長,智力嚴(yán)重缺陷,出現(xiàn)多發(fā)性腫瘤等癥狀)。 (3)配子致死 指致死基因在配子時(shí)期發(fā)生作用,從而不能形成有生活力的配子的現(xiàn)象。 (4)合子致死
34、 指致死基因在胚胎時(shí)期或成體階段發(fā)生作用,從而不能形成活的幼體或個(gè)體而早夭的現(xiàn)象。 四、生物的變異 1、三種可遺傳變異的比較 基因突變 基因重組 染色體變異 概念 基因突變是指基因結(jié)構(gòu)的改變,包括DNA的堿基對(duì)的增添、缺失或改變 基因重組是指控制不同性狀的基因重新組合 染色體的數(shù)目和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,從而導(dǎo)致生物性狀的變異 發(fā)生時(shí)間 減數(shù)第一次分裂時(shí) 及有絲分裂的間期 減數(shù)第一次分裂前、后期 植物細(xì)胞有絲分裂過程,未受精卵細(xì)胞、花粉發(fā)育而成 原因 在一定的外界環(huán)境條件或者生物內(nèi)部因素的作用下,由于基因中脫氧核苷酸的種類數(shù)目和排列順序的改變而產(chǎn)生的,也就是說,基因
35、突變是基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變的結(jié)果 由于基因的自由組合和基因的互換而引起的變異 在自然和人為條件的影響下,染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目發(fā)生變化的結(jié)果 結(jié)果 產(chǎn)生新的基因,控制新的性狀 產(chǎn)生新的基因型,不產(chǎn)生新的基因 不產(chǎn)生新的基因,引起性狀的變化 種類 ①自然突變 ② 人工誘變 物理方法:利用各種射紅和激光 化學(xué)方法:利用化學(xué)藥劑 ①基因自由組合 ②基因連鎖與互換 ①染色體數(shù)目變異 ②染色體結(jié)構(gòu)變異 意義 基因突變是生物變異的根本來源,也是生物進(jìn)化的重要因素之一 人工誘變育種,可以提高育種,可以提高變異的頻率,創(chuàng)造人類需要的變異類型,因而能夠加速育種的進(jìn)程 變異的
36、主要來源,指導(dǎo)育種 單倍體育種 多倍體育種 2、單倍體和多倍體的比較 單倍體 多倍體 概念 體細(xì)胞中含有物種配子染色體數(shù)的個(gè)體 由受精卵發(fā)育而成體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體 自然形成原因 由未經(jīng)受精作用的卵細(xì)胞發(fā)育而成單倍體 由于自然條件劇烈變化的影響,有絲分裂過程受到阻礙,于是細(xì)胞核內(nèi)染色體加倍。通過減數(shù)分裂形成染色體數(shù)目也相應(yīng)加倍的生殖細(xì)胞再經(jīng)受精作用形成合子而發(fā)育成多倍體 人工誘因?qū)Х椒? 花藥離體培養(yǎng) 用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗 植株特點(diǎn) 植株弱小、高度不育 莖稈粗壯,葉片、果實(shí)和種子都比較大,糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分的含量都有所增
37、高,但發(fā)育延遲,結(jié)實(shí)率降低 意義 單倍體幼苗,用秋水仙素處理,使染色體數(shù)目加倍,可迅速獲得純系植株,縮短育種年限,提高育種效率 選育多倍本新品種,如三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥 3、人工育種方法 方法 實(shí)例 原理 特點(diǎn) 雜 交 育 種 連續(xù)自交選擇 小麥的抗病性狀,多由顯性基因控制,為獲得穩(wěn)定的抗病類型,需連續(xù)自交選擇 顯性性狀的基因型有純合體和雜合體,其中純合體能穩(wěn)定遺傳,而雜合體的自交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離,必須選出顯性個(gè)體再進(jìn)行自交選擇 育種年限較長(自交選擇5—6代) 通過雜交使親本的優(yōu)良的性狀組合在一起 小麥高莖(易倒伏)、抗銹病的純種
38、與矮莖(抗倒伏)易染銹病的純種進(jìn)行雜交,培育出矮莖抗銹病的小麥品種 兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上,遵循基因的自由組合規(guī)律,導(dǎo)致基因重組,子代出現(xiàn)親本優(yōu)良性狀的組合,而產(chǎn)生符合要求的新類型 同上 人工誘變育種 青霉菌經(jīng)X射線、此外線照身以及綜合處理,培育出青霉素產(chǎn)量很高的菌株 用物理、化學(xué)因素處理生物,使之發(fā)生基因突變 能提高突變率,創(chuàng)造人類需要的變異類型,從中選擇、培育出優(yōu)良的生物品種 多倍體育種 三倍體無子西瓜培育 用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗,使之變?yōu)樗谋扼w,然后用四倍體植株作母本,二倍體植株作你本,進(jìn)行雜交,結(jié)出三倍體種,三倍體種子長成三倍體植株,由于在減數(shù)分裂過程中,染色體紊亂,因而不能形成正常的生殖細(xì)胞,這時(shí),授給二倍體西瓜成熟的花粉,刺激子房發(fā)育成果實(shí)(西瓜),因胚珠未發(fā)育成種子,所以西瓜無籽 目前采用三倍休西瓜幼苗組織培養(yǎng)方法,擴(kuò)大三倍體西瓜的種植面積 單倍體育種 普通小麥 花藥離體培養(yǎng),使花粉粒直接發(fā)育成單倍體植株,再經(jīng)人工誘導(dǎo)使染色體加倍 自交后后代不發(fā)生性狀分離,可縮短育種年限 16
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