遺傳與變異講解把握遺傳各核心概念之間的聯(lián)系純合子(成對基雜合子(含芋位基因)同源染色體相同位置(遺傳物質(zhì)的結(jié)

構(gòu)和功能單位)等位基因II寸生狀,后代性狀|表現(xiàn)型純合子(成對基雜合子(含芋位基因)同源染色體相同位置(遺傳物質(zhì)的結(jié)

構(gòu)和功能單位)等位基因II寸生狀,后代性狀|表現(xiàn)型同一性耿不分離類型不同J成(生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理特征)_1(_1控制顯性基因隱姓/因1 !「制1控「制相對牲狀顯性性狀隱性性狀J「2?相對性狀顯隱性的判斷若后代只表現(xiàn)出一種性狀，則該性狀為顯根據(jù)定義直接判斷：具有一對相對性狀的兩純合親本雜交，若后代只表現(xiàn)出一種性狀，則該性狀為顯性性狀，未表現(xiàn)出來的性狀為隱性性狀。依據(jù)雜合子自交后代的性狀分離來判斷：若兩親本的性狀相同，后代中出現(xiàn)了不同的性狀，那么新出現(xiàn)的性狀就是隱性性狀，而親本的性狀為顯性性狀。這可簡記成“無中生有”，其中的“有”指的就是隱性性狀。根據(jù)子代性狀分離比判斷：表現(xiàn)型相同的兩親本雜交，若子代出現(xiàn) 3:1的性狀分離比，則“3”對應(yīng)的性狀為顯性性狀。假設(shè)法：在運(yùn)用假設(shè)法判斷顯隱性性狀時，若出現(xiàn)假設(shè)與事實(shí)相符的情況，要注意另一種假設(shè)，切不可只根據(jù)一種假設(shè)得出片面的結(jié)論；但若假設(shè)與事實(shí)不相符，則不必再作另一假設(shè)，可直接予以判斷。3.由子代推斷親代的基因型基因填充法。先根據(jù)親代表現(xiàn)型寫出能確定的基因，如顯性性狀的基因型可用A_來表示，那么隱性性狀基因型只有一種aa,根據(jù)子代中一對基因分別來自兩個親本，可推出親代中未知的基因。隱性純合突破法。如果子代中有隱性個體存在，它往往是逆推過程中的突破口，因?yàn)殡[性個體是純合子(aa)，因此親代基因型中必然都有一個 a基因，然后再根據(jù)親代的表現(xiàn)型做進(jìn)一步的判斷。根據(jù)分離定律中規(guī)律性比值來直接判斷：若后代性狀分離比為顯性：隱性=3:1,則雙親一定都是雜合子(Bb)。即BbxBb—3B_:1bb。若后代性狀分離比為顯性：隱性=1:1,則雙親一定是測交類型。即 Bbxbb—1Bb:1bb。若后代只有顯性性狀，則雙親至少有一方為顯性純合子。即 BBxBB或BBxBb或BBxbbo若后代只有隱性性狀，則雙親一定都是隱性純合子( bb)。即bbxbbTbb。4“三法”驗(yàn)證分離定律自交法：自交后代的性狀分離比為3:1,則符合基因的分離定律，由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制。測交法：若測交后代的性狀分離比為1:1,則符合基因的分離定律，由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制。花粉鑒定法：取雜合子的花粉，對花粉進(jìn)行特殊處理后，用顯微鏡觀察并計數(shù)，若花粉粒類型比例為1:1,則可直接驗(yàn)證基因的分離定律。某些致死基因?qū)е逻z傳分離比變化隱性致死：隱性基因存在于同一對同源染色體上時，對個體有致死作用，如鐮刀型細(xì)胞貧血癥(紅細(xì)胞異常，使人死亡)；植物中的白化基因，使植物不能形成葉綠素，從而不能進(jìn)行光合作用而死亡。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)。顯性致死又分為顯性純合致死和顯性雜合致死，若為顯性純合致死，雜合子自交后代顯：隱=2:1o配子致死：指致死基因在配子時期發(fā)生作用，從而不能形成有生活力的配子的現(xiàn)象。合子致死：指致死基因在胚胎時期或幼體階段發(fā)生作用，從而不能形成活的幼體或個體的現(xiàn)象。4.講方法(變異)基因突變類問題的解題方法確定突變的形式：若只是一個氨基酸發(fā)生改變，則一般為堿基對的替換；若氨基酸序列發(fā)生大的變化，則一般為堿基對的增添或缺失。確定替換的堿基對：一般根據(jù)突變前后轉(zhuǎn)錄成mRNA的堿基序列判斷，若只有一個堿基存在差異，則該堿基所對應(yīng)的基因中的堿基就為替換的堿基。兩種變異類型的判斷可遺傳變異與不可遺傳變異的判斷方法變異個體自交或與其他個體雜交，若此變異再次出現(xiàn)，為可遺傳變異；若此變異不再出現(xiàn)，則為不可遺傳變異。顯性突變和隱性突變的判定類型顯性突變：aa—Aa（當(dāng)代表現(xiàn)）；隱性突變：AA—Aa（當(dāng)代不表現(xiàn)，一旦表現(xiàn)即為純合子） 。判定方法a.選取突變體與其他已知未突變體雜交，據(jù)子代性狀表現(xiàn)判斷。b讓突變體自交，觀察子代有無性狀分離而判斷。突變基因具體位置的判斷（1）利用野生型的個體與缺失不同基因的突變體比較，根據(jù)有無特定酶的活性判斷編碼該酶的基因?qū)?yīng)的位置。( 同一形態(tài)的染色體T有幾條就有幾組。如圖中有4個染色體組。 同一形態(tài)的染色體T有幾條就有幾組。如圖中有4個染色體組。 控制同一性狀的等位基因T有幾個就有幾組。如AAabbb個體中有3個染色體組。野生型個體判斷未知個體的缺失基因?qū)?yīng)的位置。4“三看法”判斷基因突變與基因重組(1)一看親子代基因型如果親代基因型為BB或bb,則引起姐妹染色單體B與b不同的原因是基因突變。②如果親代基因型為Bb,則引起姐妹染色單體B與b不同的原因是基因突變或交叉互換。二看細(xì)胞分裂方式①如果是有絲分裂中染色單體上基因不同，則為基因突變的結(jié)果。如果是減數(shù)分裂過程中染色單體上基因不同，可能發(fā)生了基因突變或交叉互換。三看細(xì)胞分裂圖如果是有絲分裂后期圖像，兩條子染色體上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果，如圖甲。如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體(同白或同黑)上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果，如圖乙。如果是減數(shù)第二次分裂后期圖像，兩條子染色體(顏色不一致)上的兩基因不同，則為交叉互換(基因重組)的結(jié)果，如圖丙。利用三個“關(guān)于”區(qū)分三種變異關(guān)于“互換”：同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換，屬于基因重組；非同源染色體之間的互換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。關(guān)于“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重復(fù)(增加)，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；DNA分子上若干堿基對的缺失、增添，屬于基因突變。關(guān)于變異的水平問題：基因突變、基因重組屬于分子水平的變化，在光學(xué)顯微鏡下觀察不到；染色體變異屬于細(xì)胞水平的變化，在光學(xué)顯微鏡下可以觀察到。染色體組數(shù)量的判斷方法染色體組數(shù)=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)，如圖中染色體組數(shù)為8/2=4?！岸捶ā迸袛鄦伪扼w、二倍體與多倍體先看待判定個體是由受精卵發(fā)育而成的，還是由配子發(fā)育而成的。若待判定個體是由配子發(fā)育而成的，不論含有幾個染色體組都是單倍體，單倍體是生物個體，而不是配子，所以精子、卵細(xì)胞屬于配子，但不是單倍體。若待判定個體是由受精卵發(fā)育而成的，再看它含有幾個染色體組：含有兩個染色體組的是二倍體，含有三個或三個以上染色體組的就是多倍體。育種方式的選擇(1)根據(jù)育種目的和提供的材料選擇合適的育種方法集中不同親本的優(yōu)良性狀：a.—般情況下，選擇雜交育種，這也是最簡捷的方法；b.需要縮短育種年限(快速育種)時，選擇單倍體育種。培育果實(shí)較大或植株較大或營養(yǎng)物質(zhì)含量較高的新物種一一多倍體育種。提高變異頻率，“改良”“改造”或“直接改變”現(xiàn)有性狀，獲得當(dāng)前不存在的基因或性狀——誘變育種。若要培育隱性性狀個體，可選擇自交或雜交育種，只要出現(xiàn)該性狀即可。(2)根據(jù)育種流程圖來辨別育種方式雜交育種：涉及親本的雜交和子代的自交。誘變育種：涉及誘變因子，產(chǎn)生的子代中會出現(xiàn)新的基因，但基因的總數(shù)不變。單倍體育種：常用方法為花藥離體培養(yǎng)，然后人工誘導(dǎo)染色體加倍，形成純合子。多倍體育種：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗?；蚬こ逃N：與原有生物相比，出現(xiàn)了新的基因。育種技術(shù)中的“四最”和“一明顯”最簡便的育種技術(shù)一一雜交育種(但耗時較長)。最具預(yù)見性的育種技術(shù)——轉(zhuǎn)基因技術(shù)或細(xì)胞工程育種(但技術(shù)含量高)。最盲目的育種——誘變育種(但可獲得新基因，性狀可較快穩(wěn)定)。最能提高產(chǎn)量的育種——多倍體育種(尤其是營養(yǎng)器官增大)。(5)可明顯縮短育種年限的育種——單倍體育種。關(guān)于單倍體與多倍體的三個易誤點(diǎn)單倍體的體細(xì)胞中并非只有一個染色體組。

因?yàn)榇蟛糠值纳锸嵌扼w，所以有時認(rèn)為單倍體的體細(xì)胞中只含有一個染色體組，但是多倍體的配子發(fā)育成的個體體細(xì)胞中含有不止一個染色體組。（2） 單倍體育種與多倍體育種的操作對象不同。兩種育種方式都出現(xiàn)了染色體加倍情況：單倍體育種操作對象是單倍體幼苗，通過植物組織培養(yǎng)，得到的植株是純合子；多倍體育種的操作對象是正常萌發(fā)的種子或幼苗。（3） 單倍體并非都不育。二倍體的配子發(fā)育成的單倍體，表現(xiàn)為高度不育；多倍體的配子如含有偶數(shù)個染色體組，則發(fā)育成的單倍體含有同源染色體及等位基因，可育并能產(chǎn)生后代。講方法（進(jìn)化）物種形成的3個環(huán)節(jié)物種形成的兩種模式1）漸變式 如加拉帕戈斯群島上13種地雀的形成。2）驟變式 主要是通過染色體變異的方式形成新物種，一旦出現(xiàn)可以很快形成生殖隔離。此種方式多見于植物。物種A物矛卜物種A物矛卜B生物多樣性之間的關(guān)系:由圖可以看出：生物多樣性的成因是生物與環(huán)境共同作用的結(jié)果。講基礎(chǔ)（遺傳）豌豆作雜交實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)（1） 豌豆是嚴(yán)格的自花傳粉、閉花受粉植物，能避免外來花粉的干擾，自然狀態(tài)下都為純種。（2） 豌豆品種間具有一些穩(wěn)定的、易于區(qū)分的相對性狀。用豌豆做雜交實(shí)驗(yàn)的方法A成&莖由勺花 15-^善的化1)1)圖中①為去雄：除去未成熟花的全部雄蕊;2）套袋隔離：套上紙袋，防止外來花粉干擾;3） 圖中②為人工授粉：雌蕊成熟時將另一植株的花粉撒在去雄花的雌蕊柱頭上;4） 再套袋隔離：保證雜交得到的種子是人工授粉后所結(jié)出的。3?一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)問題1）實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象2）提出問題：由Fi、F2的現(xiàn)象分析，提出了是什么原因?qū)е逻z傳性狀在雜種后代中按一定的比例分離的問題。對分離現(xiàn)象的解釋 提出假說1）理論解釋：①生物的性狀是由遺傳因子決定的②體細(xì)胞中遺傳因子是成對存在的；③生物體在形成生殖細(xì)胞 配子時，成對的遺傳因子彼此分離分別進(jìn)入不同的配子中。配子中只含有每對遺傳因子中的一個；④受精時，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。2）遺傳圖解

5.對分離現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證 演繹推理1)演繹推理過程原理：隱性純合子只產(chǎn)生一種含隱性基因的配子，所以不會掩蓋F1配子中基因的表達(dá)。方法：測交實(shí)驗(yàn)，即讓Fi與隱性純合子雜交。遺傳圖解：預(yù)期：測交后代高莖和矮莖的比例為1:1。(2)測交實(shí)驗(yàn)結(jié)果：測交后代的高莖和矮莖比接近1:1。結(jié)論：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論分析相符，證明對分離現(xiàn)象的理論解釋是正確的。6.基因的分離定律研究對象：位于一對同源染色體上的一對等位基因。發(fā)生時間：減數(shù)第一次分裂后期。實(shí)質(zhì)：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。如下圖所示:4)適用范圍：①一對相對性狀的遺傳；②細(xì)胞核內(nèi)染色體上的基因；③進(jìn)行有性生殖的真核生物。7.分離定律的驗(yàn)證1)自交法2)測交法基因分離定律在實(shí)踐上的應(yīng)用指導(dǎo)雜交育種第一步：按照育種的目標(biāo)，選配親本進(jìn)行雜交；第二步：根據(jù)性狀的表現(xiàn)選擇符合需要的雜種類型；第三步：有目的地選育，培養(yǎng)出穩(wěn)定遺傳的新品種：如果優(yōu)良性狀是隱性的，可直接在 F2代中選種培育；如果優(yōu)良性狀是顯性的，則必須從F2代起連續(xù)自交，選擇若干代(一般5?6代)，直至不再發(fā)生性狀分離為止。在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用①分析單基因遺傳病的基因型和發(fā)病概率。②為禁止近親結(jié)婚提供理論依據(jù)。孟德爾的兩對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)配子的產(chǎn)生假說：Fi在產(chǎn)生配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子可以自由組合。F1產(chǎn)生的配子雄配子種類及比例：YR:Yr:yR:yr=1:1:1:1。雌配子種類及比例：YR:Yr:yR:yr=1:1:1:1。配子的結(jié)合假說：受精時，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。F1配子的結(jié)合方式有16種。遺傳圖解假說驗(yàn)證方法：測交實(shí)驗(yàn)。遺傳圖解1)內(nèi)容：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。(2)實(shí)質(zhì)：非同源染色體上的非等位基因自由組合。時間：減數(shù)第一次分裂后期。4)范圍：有性生殖的生物，真核細(xì)胞的核內(nèi)染色體上的基因。無性生殖和細(xì)胞質(zhì)基因遺傳時不遵循。2.講基礎(chǔ)(變異)基因突變概念：DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。時間：主要發(fā)生在有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂前的間期。誘發(fā)基因突變的外來因素物理因素：紫外線、X射線及其他輻射等；化學(xué)因素：亞硝酸、堿基類似物等。生物因素：某些病毒的遺傳物質(zhì)。⑷特點(diǎn)普遍性：一切生物都可以發(fā)生。隨機(jī)性：生物個體發(fā)育的任何時期和部位。低頻性：自然狀態(tài)下，突變頻率很低。不定向性：一個基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個以上的等位基因。多害少利性：多數(shù)基因突變破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，而對生物有害。(5)意義：①新基因產(chǎn)生的途徑；②生物變異的根本來源；③生物進(jìn)化的原始材料。2.基因突變的實(shí)例一一鐮刀型細(xì)胞貧血癥(1)病因圖解如下：①圖示中a、b、c過程分別代表DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯。突變發(fā)生在a過程中。患者貧血的直接原因是血紅蛋白異常，根本原因是發(fā)生了基因突變，堿基對由T//A突變成A//T。基因重組（1） 實(shí)質(zhì)：在有性生殖過程中控制不同性狀的基因的重新組合。（2） 類型①自由組合型：位于非同源染色體上的非等位基因的自由組合。②交叉互換型：四分體的非姐妹染色單體的交叉互換。人工重組型：轉(zhuǎn)基因技術(shù)，即基因工程。（3） 結(jié)果：產(chǎn)生新的基因型，導(dǎo)致重組性狀出現(xiàn)。（4） 意義：形成生物多樣性的重要原因之一。比較項(xiàng)目基因突變基因重組變異本質(zhì)基因分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變原有基因的重新組合發(fā)生時間通常在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期減數(shù)第一次分裂前期和后期適用范圍所有生物（包括病毒）有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物產(chǎn)生結(jié)果產(chǎn)生新基因（等位基因）產(chǎn)生新基因型應(yīng)用人工誘變育種雜交育種、基因工程育種