精講生物知識(shí)3遺傳與進(jìn)化（二）四、基因的本質(zhì)與表達(dá)DNA是主要的遺傳物質(zhì)1、DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu):①總體:DNA由兩條鏈組成的，反向平行盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu);②外側(cè):脫氧核糖和磷酸交替連接，構(gòu)成基本骨架，排列在外側(cè);③內(nèi)側(cè):通過(guò)氫鍵形成堿基對(duì)，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律A(腺嘌呤)=T(胸腺嘧啶);G(鳥(niǎo)嘌呤)=C(胞嘧啶)。2在雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)的兩堿基之和(如A+T或C+G)占全部堿基的比等于其任何條單鏈中該種堿基比例的比值。3DNA分子的復(fù)制:①時(shí)間:主要在有絲分裂間期和減數(shù)分裂第一次分裂間期。②場(chǎng)所:細(xì)胞核、線粒體、葉綠體(真核生物)③過(guò)程:邊解旋邊復(fù)制④條件:模板(DNA分子的兩條鏈)、原料(游離的脫氧核苷酸)、能量、酶(解旋酶、DNA聚合酶等)。⑤特點(diǎn):邊解旋邊復(fù)制，,遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，半保留復(fù)制。⑥意義:將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。4DNA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):特異性、多樣性、穩(wěn)定性。5探索DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn):肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化體內(nèi)實(shí)驗(yàn)(格里菲思)、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化體外實(shí)驗(yàn)(艾弗里)、I噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)(赫爾希和蔡斯)一(標(biāo)記、侵染、攪拌離心、檢測(cè))6基因的本質(zhì):基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中。轉(zhuǎn)錄和翻譯1、概念:轉(zhuǎn)錄:在細(xì)胞核中，以DNA雙鏈中的一條為模板合成mRNA的過(guò)程。翻譯:游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。(4)翻譯的過(guò)程①翻譯起點(diǎn):起始密碼子，決定的是甲硫氨酸或纈氨酸②翻譯終點(diǎn):終止密碼子不決定氨基酸。③翻譯進(jìn)程:核糖體沿著mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，但mRNA不移動(dòng)。核糖體移動(dòng)的方向與多肽形成的方向相反。④堿基配對(duì)雙方是mRNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子，故U-A、A-U配對(duì)⑤多個(gè)核糖體先后結(jié)合在同一條mRNA鏈上，同時(shí)進(jìn)行多條相同肽鏈的合成。⑥真核生物先轉(zhuǎn)錄再翻譯，原核生物在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)錄翻譯同時(shí)進(jìn)行。5.基因?qū)π誀畹目刂?1)中心法則基因?qū)π誀畹目刂品绞舰僦苯涌刂?通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來(lái)控制生物的性狀。如:鐮刀型細(xì)胞貧血癥是血紅蛋白的空間結(jié)構(gòu)改變引起的。②間接控制:通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物的性狀。如:白化病是由于酪氨酸酶基因異常引起的;豌豆的粒形是由淀粉分支酶基因異常引起的。③基因與性狀的關(guān)系:基因型與環(huán)境共同決定表現(xiàn)型。6.生物變異與育種生物變異的類(lèi)型(1)不可遺傳變異:僅僅由于環(huán)境因素的影響引起，遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變，一般只在當(dāng)代表現(xiàn)不能遺傳給后代，變異方向一般是定向的;(2)可遺傳變異:是由于遺傳物質(zhì)改變引起，變異性狀可以在后代中表現(xiàn)，變異方向是不定向的?？蛇z傳變異來(lái)源于基因突變、基因重組、染色體變異?；蛲蛔兏拍?基因結(jié)構(gòu)的改變，即DNA堿基對(duì)的增添、缺失或替換。(2)本質(zhì):基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變導(dǎo)致基因的種類(lèi)改變，基因的數(shù)量和排列順序不變。(3)時(shí)期:常常發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂的間期。(4)結(jié)果:產(chǎn)生新基因。(5)類(lèi)型:自發(fā)突變、誘發(fā)突變。(6)原因:①內(nèi)因:DNA復(fù)制過(guò)程中，基因內(nèi)部脫氧核苷酸的種類(lèi)、數(shù)量和排列順序發(fā)生局部改變，從而改變遺傳信息。②外因:物理因素:紫外線、x射線、其他輻射;化學(xué)因素:亞硝酸、堿基類(lèi)似物等;生物因素:某些病毒的遺傳物質(zhì)。(7)特點(diǎn):普遍性、隨機(jī)性、不定向性、低頻性、多害少利性。(8)對(duì)子代性狀的影響①多若發(fā)生于配子中，將遵循遺傳規(guī)律遺傳給后代;②若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不能遺傳，某些體細(xì)胞基因突變后有可能發(fā)展為癌細(xì)胞。(9)意義:生物變異的根本來(lái)源，是生物進(jìn)化的原材料。(10)應(yīng)用--誘變育種。注:肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)也屬于基因重組。應(yīng)用:雜交育種、基因工程育種。染色體變異易位與交叉互換的區(qū)別:①易位:非同源染色體上的染色體片段互換。②交叉互換:同源染色體上非姐妹染色單體之間的交叉互換。(2)染色體數(shù)目變異①個(gè)別染色體數(shù)目增減:如三體(21三體綜合征)、單體。②染色體組成倍增減:如單倍體(雄蜂)、多倍體(無(wú)籽西瓜)(3)染色體組:定義:細(xì)胞中在形態(tài)和功能上各不相同，攜帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息的一組非同源染色體。二倍體生物的配子中所具有的全部染色體組成一個(gè)染色體組。(4)單倍體、二倍體和多倍體7.生物進(jìn)化現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來(lái)(1)拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)基本觀點(diǎn):用進(jìn)廢退、獲得性遺傳。(2)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)基本觀點(diǎn):過(guò)度繁殖、生存斗爭(zhēng)、遺傳變異、適者生存;科學(xué)地解釋了生物進(jìn)化的原因、生物多樣性和適應(yīng)性?，F(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容(1)種群是生物進(jìn)化的基本單位①生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體是種群(條件:同一物種、同一時(shí)間、同一地點(diǎn).可以相互交配)②一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因統(tǒng)稱(chēng)為基因庫(kù)。③一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率即為基因頻率。(2)突變和基因重組是產(chǎn)生進(jìn)化的原材料(3)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向①自然選擇的因素:環(huán)境因素。②自然選擇的結(jié)果:種群的基因頻率定向改變(進(jìn)化的實(shí)質(zhì))。(4)隔離與物種形成①概念:能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物是物種。不同種群間的個(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象即隔離。②隔離的分類(lèi):地理隔離、生殖隔離。③隔離的作用:隔離是新物種誕生的必要條件，生殖隔離是產(chǎn)生新物種的標(biāo)志。④物種形成的三個(gè)基本環(huán)節(jié):突變和基因重組，自