1、自交 表现 新人教版必修 2 全套教案 第一章 遗传因子的发现 考纲要求：分析孟德尔实验的科学方法，阐明基因分离定律和基因自由组合定律 隐性遗传因子 隐性性状 性状分离 杂合子 相对性状 显性遗传因子 显性性状 一、孟德尔简介 二、杂交实验（一） 1956-1864-1872 1选材：豌豆 自花传粉、闭花受粉 纯种 性状易区分且稳定 真实遗传 2过程：人工异花传粉 一对相对性状的 正交 P（亲本） 高茎 DD X 矮茎 dd 互交 反交 F1（子一代） 高茎 Dd 纯合子、杂合子 F2（子二代） 高茎 DD ：高茎 Dd ：矮茎 dd 1 ： 2 ： 1 分离比为 3：1 3解释 性状由遗传因
2、子决定。 （区分大小写） 因子成对存在。 配子只含每对因子中的一个。 配子的结合是随机的。 4验证 测交 （ F 1） Dd X dd F1是否产生两种 高 1 ： 1 矮 比例为 1：1 的配子 5分离定律 在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时， 控制 成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。 6.孟德尔之所以选取豌豆作为杂交试验的材料是由于： （1）豌豆是自花传粉植物，且是闭花授粉的植物； （2）豌豆花较大，易于人工操作； （3）豌豆具有易于区分的性状。 7.遗传学中常用概念及分析 （1）性状：生物所表现出来的形态
3、特征和生理特性。 相对性状：一种生物同一种性状的不同表现类型。 举例：兔的长毛和短毛；人的卷发和直发等。 性状分离：杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。如在 DDdd 杂交实 验中，杂合 F1 代自交后形成的 F2 代同时出现显性性状（DD 及 Dd）和隐性 性状（dd）的现象。 显性性状：在 DDdd 杂交试验中，F1 表现出来的性状；如教材中 F1 代豌豆表现出 高茎，即高茎为显性。决定显性性状的为显性遗传因子（基因） ，用大写 字母表示。如高茎用 D 表示。 隐性性状：在 DDdd 杂交试验中，F1 未显现出来的性状；如教材中 F1 代豌豆未表 现出矮茎，即矮茎为隐性。决定隐性
4、性状的为隐性基因，用小写字母表 示，如矮茎用 d 表示。 （2）纯合子：遗传因子（基因）组成相同的个体。如 DD 或 dd。其特点纯合子是自交后 代全为纯合子，无性状分离现象。 杂合子：遗传因子（基因）组成不同的个体。如 Dd。其特点是杂合子自交后代出现 性状分离现象。 （3）杂交：遗传因子组成不同的个体之间的相交方式。 如：DDdd Dddd DDDd 等。 自交：遗传因子组成相同的个体之间的相交方式。 如：DDDD DdDd 等 测交：F1（待测个体）与隐性纯合子杂交的方式。 如：Dddd 正交和反交：二者是相对而言的， 如甲（）乙（）为正交，则甲（）乙（）为反交； 如甲（）乙（）为正交，
5、则甲（）乙（）为反交。 8.杂合子和纯合子的鉴别方法 若后代无性状分离，则待测个体为纯合子 测交法 若后代有性状分离，则待测个体为杂合子 若后代无性状分离，则待测个体为纯合子 自交法 若后代有性状分离，则待测个体为杂合子 9.常见问题解题方法 （1）如后代性状分离比为显：隐=3 ：1，则双亲一定都是杂合子（Dd） 即 DdDd 3D_：1dd （2）若后代性状分离比为显：隐=1 ：1，则双亲一定是测交类型。 即为 Dddd 1Dd ：1dd （3）若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子。 即 DDDD 或 DDDd 或 DDdd 三、杂交实验（二） 1 黄圆 YYRR X 绿皱
6、yyrr 黄圆 YyRr 黄圆 Y_R_ ：黄皱 Y_rr ：绿圆 yyR_ ：绿皱 yyrr 亲组合 9 ： 3 ： 3 ： 1 重组合 2.两对相对性状杂交试验中的有关结论 （1）两对相对性状由两对等位基因控制，且两对等位基因分别位于两对同源染色体。 (2) F1 减数分裂产生配子时，等位基因一定分离，非等位基因（位于非同源染色体上的 非等位基因）自由组合，且同时发生。 （3）F2 中有 16 种组合方式，9 种基因型，4 种表现型，比例 9：3：3：1 YYRR 1/16 YYRr 2/16 双显（Y_R_） YyRR 2/16 9/16 黄圆 YyRr 4/16 亲本 类型 纯隐（yy
7、rr） yyrr 1/16 1/16 绿皱 YYrr 1/16 单显（Y_rr） YYRr 2/16 3/16 黄皱 yyRR 1/16 单显（yyR_） yyRr 2/16 3/16 绿圆 注意：上述结论只是符合亲本为 YYRRyyrr，但亲本为 YYrryyRR，F2 中重组类型为 10/16 ，亲本类型为 6/16。 3.常见组合问题 （1）配子类型问题 如：AaBbCc 产生的配子种类数为 2x2x2=8 种 （2）基因型类型 如：AaBbCcAaBBCc，后代基因型数为多少？ 先分解为三个分离定律： AaAa 后代 3 种基因型（1AA：2Aa：1aa） BbBB 后代 2 种基因型
8、（1BB：1Bb） CcCc 后代 3 种基因型（1CC ：2Cc：1cc） 所以其杂交后代有 3x2x3=18 种类型。 （3）表现类型问题 如：AaBbCcAabbCc，后代表现数为多少？ 先分解为三个分离定律： AaAa 后代 2 种表现型 Bbbb 后代 2 种表现型 CcCc 后代 2 种表现型 所以其杂交后代有 2x2x2=8 种表现型。 4.自由组合定律 实质是形成配子时，成对的基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合。 5.常见遗传学符号 符号 P F1 F2 含义 亲本 子一代 子二代 杂交 自交 母本 父本 重组 类型 体现在 6自由组合定律 控制不同性状的遗传因子的分离和
9、组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性 状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。 四、孟德尔遗传定律史记 1866 年发表 1900 年再发现 1909 年约翰逊将遗传因子更名为“基因” 基因型、表现型、等位基因 基因型是性状表现的内在因素，而表现型则是基因型的表现形式。表现型=基因型+环境 条件。 五、小结 1 2 n 对基因杂 交 F1形成配子 数 F1配子可能的结 合数 F2的基因型 数 F2的表现型 数 F2的表型分离 比 1 2 2 4 4 16 3 9 2 4 3：1 9：3：3：1 2n 2n 4n 3n 2n （3+1） n 第二章 基因与染色体的关系
10、考纲要求：理解细胞的减数分裂和配子形成过程以及受精作用，理解伴性遗传并能独立操 作观察细胞有丝分裂实验 依据：基因与染色体行为的平行关系 减数分裂与受精作用 基因在染色体上 证据：果蝇杂交（白眼） 伴性遗传：色盲与抗 VD佝偻病 现代解释：遗传因子为一对同源染色体上的一对等位基因 后代性状分离比 说明 3 ： 1 杂合子 X 杂合子 1 ： 1 杂合子 X 隐性纯合子 1 ： 0 纯合子 X 纯合子 ；纯合子 X 显性杂合子 一、减数分裂 1进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时，进行的染色体数目减半的细胞分裂。 在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖
11、细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。 2过程 精子形成过程：(形成部位：睾丸) 染色体 同源染色体联会成 着丝点分裂 精原 复制 初级四分体（交叉互换）次级 单体分开 精 变形 精 细胞 精母 分离（自由组合） 精母 细胞 子 染色体 2N 2N N 2N N N DNA 2C 4C 4C 2C 2C C C 注：减数分裂过程中，有关纺锺体的形成，核膜、核仁的解体与重建情况与一般的有丝 分裂相同。 教 材 中 关 于 细 胞 图 示 中 ， 侧 重 于 染 色 体 行 为 的 变 化 ， 没 有 区 分 染 色 体 与 染 色 质 两 种 形 态 。 要注意联会与形成四分体均发生在前期
12、，此时染色体已复制。 3同源染色体 A a Bb 形状（着丝点位置）和大小（长度）相同，分别来自父方与母方的 一对同源染色体是一个四分体，含有两条染色体，四条染色单体 区别：同源与非同源染色体；姐妹与非姐妹染色单体 交叉互换 染色体复制 细胞一分为二 细胞一分为二 变形1 1 2 4 4细胞数 染色体数：2N 2N N N N 染色单体：04N 4N 2N 0 0 DNA 分子 2a4a 4a 2a a a 同源染色体对数 n n 0 0 0 前期：同源染色体联会 形成四分体 中期：四分体排在细胞中 央 后期：同源染色体分离 （非同源染色体自由组合） 末期：细胞质均等分裂 染色体平均分配，数
13、目 减半 初 级 精 母 细 胞 染色体 复制一次 精 子 次 级 精 母 细 胞 精 子 细 胞 精 原 细 胞 变形 分裂前期、 中期、后期 及末期与一 般有丝分裂 的相应时期 相似 2N 精 子 着丝点分裂、 单体分离 N 联会、四分体、 同原染色体分离 2N 复制 2N 变形 N 精原 细胞 精原 细胞 精 细 胞 次级精 母细胞 初级精 母细胞 有丝分裂 间期 减数分裂 第一次分裂 第二次分裂 2N 着丝点分裂、 单体分离 联会、四分体、 同原染色体分离 2N 复制 2N 卵原 细胞 卵原 细胞 卵细胞 次级卵 母细胞 初级卵 母细胞 有丝分裂 间期 减数分裂 第一次分裂 第二次分裂
14、 极体 N 极体 极体 极体 消 失N N N 卵细胞形成过程：(形成部位：卵巢) 细胞质为不均等分裂 产生的生殖细胞的数目不同：1 个卵原细胞只产生 1 个卵细胞（另 3 个是极体） 卵细胞不需变形即成为成熟的生殖细胞 与精子形成 过程的比较 相同点：染色体的变化规律与精子的形成过程完全相同。 不同点 4判断分裂图象 奇数 减或生殖细胞 散乱 中央 分极 染色体 不 有丝 有 配对 前 中 后 偶数 同源染色体 有 减 期 期 期 无 减 二、萨顿假说 1内容：基因在染色体上 （染色体是基因的载体） 2依据：基因与染色体行为存在着明显的平行关系。 在杂交中保持完整和独立性 成对存在 一个来自
15、父方，一个来自母方 形成配子时自由组合 3证据： 果蝇的限性遗传 红眼 X WXW X 白眼 XwY XW Y 红眼 X WXw 红眼 XWXW ：红眼 XWXw：红眼 XW Y：白眼 XwY 一条染色体上有许多个基因；基因在染色体上呈线性排列。 4现代解释孟德尔遗传定律 分离定律：等位基因随同源染色体的分开独立地遗传给后代。 自由组合定律：非同源染色体上的非等位基因自由组合。 三、伴性遗传的特点与判断 1.伴性遗传的概念 2. 人类红绿色盲症（伴 X 染色体隐性遗传病） 特点：男性患者多于女性患者。交叉遗传。即男性女性男性。一般为隔代遗 传。 1. 抗维生素 D 佝偻病（伴 X 染色体显性遗
16、传病） 特点：女性患者多于男性患者。代代相传。 4、伴性遗传在生产实践中的应用 遗传病的遗传方式 遗传特点 实例 常染色体隐性遗传病 隔代遗传，患者为隐性纯合体 白化病、苯丙酮尿症、 常染色体显性遗传病 代代相传，正常人为隐性纯合体 多/并指、软骨发育不 全 伴 X 染色体隐性遗传病 隔代遗传，交叉遗传，患者男性多于女性 色盲、血友病 伴 X 染色体显性遗传病 代代相传，交叉遗传，患者女性多于男性 抗 VD佝偻病 伴 Y 染色体遗传病 传男不传女，只有男性患者没有女性患者 人类中的毛耳 四、遗传图的判断 第一步：确定致病基因的显隐性：可根据 （1）双亲正常子代有病为隐性遗传（即无中生有为隐性）
17、 ； （2）双亲有病子代出现正常为显性遗传来判断（即有中生无为显性） 。 第二步：确定致病基因在常染色体还是性染色体上。 在隐性遗传中，父亲正常女儿患病或母亲患病儿子正常，为常染色体上隐性遗传； 在显性遗传，父亲患病女儿正常或母亲正常儿子患病，为常染色体显性遗传。 不管显隐性遗传，如果父亲正常儿子患病或父亲患病儿子正常，都不可能是 Y 染色体 上的遗传病； 题目中已告知的遗传病或课本上讲过的某些遗传病，如白化病、多指、色盲或血友病 等可直接确定。 注：如果家系图中患者全为男性（女全正常） ，且具有世代连续性，应首先考虑伴 Y 遗传， 无显隐之分。 性别决定的方式 口诀：无中生有为隐性，隐性遗传
18、看女病。父子患病为伴性。 有中生无为显性，显性遗传看男病。 母女患病为伴 性。 类型 XY 型 ZW 型 性别 雌 雄 雌 雄 体细胞染色体组成 2AXX 2A+XY 2A+ZW 2A+ZZ 性细胞染色体组成 A+X A+X A+Y A+Z A+W A+Z 生物类型 人、哺乳类、果蝇及雌雄异株植物 鸟类、蛾蝶类 第三章 基因的本质 考纲要求：理解人类对遗传物质的探索过程以及 DNA 分子结构的主要特点，理解基因的概 念和 DNA 分子的复制 第一节 DNA 是主要的遗传物质 1.肺炎双球菌的转化实验 （1） 、体内转化实验：1928 年由英国科学家格里菲思等人进行。 实验过程 结论：在 S 型
19、细菌中存在转化因子可以使 R 型细菌转化为 S 型细菌。 （2） 、体外转化实验：1944 年由美国科学家艾弗里等人进行。 实验过程 结论：DNA 是遗传物质 2.噬菌体侵染细菌的实验 1、实验过程 标记噬菌体 含 35S 的培养基 含 35S 的细菌 35S 蛋白质外壳含 35S 的噬菌体 培 养 培 养 含 32P 的培养基 含 32P 的细菌 内部 DNA 含 32P 的噬菌体 培 养 培 养 噬菌体侵染细菌 含 35S 的噬菌体 细菌体内没有放射性 35S 侵 染 细 菌 含 32P 的噬菌体 细菌体内有放射线 32P 侵 染 细 菌 结论：进一步确立 DNA 是遗传物质 3.烟草花叶
20、病毒感染烟草实验： （1） 、实验过程 （2） 、实验结果分析与结论 烟草花叶病毒的 RNA 能自我复制，控制生物的遗传性状，因此 RNA 是它的遗传物质。 4、生物的遗传物质 非细胞结构：DNA 或 RNA 生物 原核生物：DNA 细胞结构 真核生物：DNA 结论：绝大多数生物（细胞结构的生物和 DNA 病毒）的遗传物质是 DNA，所以说 DNA 是主 要的遗传物质。 第二节 DNA 分子的结构 1. DNA 分子的结构 （1）基本单位-脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸） 2、DNA 分子有何特点？ 稳定性 是指 DNA 分子双螺旋空间结构的相对稳定性。与这种稳定性有关的因素主要有以下几 点：
21、 DNA 分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成精细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。 DNA 分子中脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变。 DNA 分子双螺旋结构中间为碱基对、碱基之间形成氢键，从而维持双螺旋结构的稳 定。 DNA 分子之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对。 每个特定的 DNA 分子中，碱基对的数量和排列顺序稳定不变。 多样性 构成 DNA 分子的脱氧核苷酸虽只有 4 种，配对方式仅 2 种，但其数目却可以成千上万， 更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了 DNA 分子的多样性。 特异性 每个特定的 DNA 分子中具有特定的碱基排列顺序，而特定的排列顺序代表着遗
22、传信息， 所以每个特定的 DNA 分子中都贮存着特定的遗传信息，这种特定的碱基排列顺序就决定了 DNA 分子的特异性。 3.DNA 双螺旋结构的特点： DNA 分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。 DNA 分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。 DNA 分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对，并以氢键互相连接。 4.相关计算 （1）A=T C=G （2） （A+ C ）/ （T+G ）= 1 或 A+G / T+C = 1 （3）如果（A1+C1 ） / （ T1+G1 ）=b 那么（A2+C2 ） / （T2+G2 ） =1/b （4） （A+ T ） / （ C
23、+G ） =（A1+ T1 ） / （ C1 +G1 ） = （ A2 + T2 ） / （ C2+G2 ） = a 例：已知 DNA 分子中，G 和 C 之和占全部碱基的 46，又知在该 DNA 分子的 H 链中，A 和 C 分别占碱基数的 28%和 22%，则该 DNA 分子与 H 链互补的链中，A 和 C 分别占该链碱基的 比例为( ) 28 、22% B. 22、28% C. 23、27% D.26、24% 4.判断核酸种类 （1）如有 U 无 T，则此核酸为 RNA； （2）如有 T 且 A=T C=G，则为双链 DNA； （3）如有 T 且 A T C G，则为单链 DNA ； （
24、4）U 和 T 都有，则处于转录阶段。 第 3 节 DNA 的复制 一、DNA 半保留复制的实验证据 1、方法：同位素标记及密度梯度离心法。 2、实验过程：以含 15NH4Cl 的培养液来培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖几代，再将大 肠杆菌转移到 14N 的普通培养液中。然后，在不同时刻收集大肠杆菌并提取 DNA，进行 密度梯度离心，记录不同质量的 DNA 在离心管中的位置及比例。 大肠杆菌 在离心管中的位置比例 DNA 分子 亲代 下层 15N15N 第 1 代 中层 15N14N 第 2 代 1 中层：1 上层 中层 15N14N 上层 14N14N 第 3 代 1 中层：3 上层 中层 15
25、N14N 上层 14N14N 第 4 代 1 中层：7 上层 中层 15N14N 上层 14N14N 4、结论：DNA 分子复制为半保留复制。 二、 、DNA 分子复制的过程 解旋酶：解开DNA双链 聚合酶：以母链为模板， 游离的四种脱氧核苷酸为 原料，严格遵循碱基互补 配对原则，合成子链 连接酶： 把DNA子链片 段连接起来 1、概念：以亲代 DNA 分子为模板合成子代 DNA 的过程 2、复制时间：有丝分裂或减数第一次分裂间期 3. 复制方式：半保留复制 4、复制条件 （1）模板：亲代 DNA 分子两条脱氧核苷酸链 （2）原料：4 种脱氧核苷酸 （3）能量：ATP （4）解旋酶、 DNA
26、聚合酶等 5、复制特点：边解旋边复制 6、复制场所：主要在细胞核中，线粒体和叶绿体也存在。 7、复制意义：保持了遗传信息的连续性。 三、与 DNA 复制有关的碱基计算 1.一个 DNA 连续复制 n 次后，DNA 分子总数为：2 n 2.第 n 代的 DNA 分子中，含原 DNA 母链的有 2 个，占 1/(2n-1) 3.若某 DNA 分子中含碱基 T 为 a， (1)则连续复制 n 次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a(2 n-1) (2)第 n 次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a2 n-1 例题： （1） 、一个被放射性元素标记双链 DNA 的噬菌体侵染细菌，若此细菌破裂后
27、释放出 n 个噬 菌体，则其中具有放射性元素的噬菌体占总数( ) A.1/n B.1/2n C.2/n D.1/2 （2） 、具有 100 个碱基对的一个 DNA 分子片段，含有 40 个胸腺嘧啶，若连续复制 3 次，则 第三次复制时需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数是( ) A.60 个 B.120 个 C.240 个 D.360 个 第 4 节 基因是有遗传效应的 DNA 片段 一、.基因的相关关系 1、与 DNA 的关系 基因的实质是有遗传效应的 DNA 片段，无遗传效应的 DNA 片段不能称之为基因（非 基因） 。 每个 DNA 分子包含许多个基因。 2、与染色体的关系 基因在染色体上呈线性排
28、列。 染色体是基因的主要载体，此外，线粒体和叶绿体中也有基因分布。 3、与脱氧核苷酸的关系 脱氧核苷酸（A、T、C、G）是构成基因的单位。 基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。 4、与性状的关系 基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。 基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成来实现。 二、DNA 片段中的遗传信息 遗传信息蕴藏在 4 种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化构成了 DNA 分子的 多样性，而碱基的特异排列顺序，又构成了每个 DNA 分子的特异性。 第四章 基因的表达 一、遗传信息的转录 1、DNA 与 RNA 的异同点 核酸 项目 DNA RNA 结构 通常是双
29、螺旋结构，极少数病毒是单链结构 通常是单链结构 基本单位 脱氧核苷酸（4 种） 核糖核苷酸（4 种） 五碳糖 脱氧核糖 核糖 碱基 A、G、C、T A、G、C、U 产生途径 DNA 复制、逆转录 转录、RNA 复制 存在部位 主要位于细胞核中染色体上， 极少数位于细胞质中的线粒 体和叶绿体上 主要位于细胞质中 功能 传递和表达遗传信息 mRNA：转录遗传信息，翻 译的模板 tRNA：运输特定氨基酸 rRNA：核糖体的组成成分 2、RNA 的类型 信使 RNA（mRNA） 转运 RNA（tRNA） 核糖体 RNA（rRNA） 3、转录 转录的概念 转录的场所 主要在细胞核 转录的模板 以 DNA
30、 的一条链为模板 转录的原料 4 种核糖核苷酸 转录的产物 一条单链的 mRNA 转录的原则 碱基互补配对 转录与复制的异同（下表：） 阶 段 项目 复制 转录 时间 细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期 生长发育的连续过程 进行场所 主要细胞核 主要细胞核 模板 以 DNA 的两条链为模板 以 DNA 的一条链为模板 原料 4 种脱氧核苷酸 4 种核糖核苷酸 条件 需要特定的酶和 ATP 需要特定的酶和 ATP 过程 在酶的作用下，两条扭成 螺旋的双链解开，以解开 的每段链为模板，按碱基 互补配对原则（AT、C G、TA、GC）合成与模 板互补的子链；子链与对 应的母链盘绕成双螺旋结 构
31、在细胞核中，以 DNA 解旋后 的一条链为模板，按照 A U、GC、TA、CG 的碱 基互补配对原则，形成 mRNA，mRNA 从细胞核进入细 胞质中，与核糖体结合 产物 两个双链的 DNA 分子 一条单链的 mRNA 特点 边解旋边复制；半保留式 复制（每个子代 DNA 含一 条母链和一条子链） 边解旋边转录；DNA 双链分 子全保留式转录（转录后 DNA 仍保留原来的双链结构） 遗传信息的 传递方向 遗传信息从亲代 DNA 传给 子代 DNA 分子 遗传信息由 DNA 传到 RNA 二、遗传信息的翻译 1、遗传信息、密码子和反密码子 遗传信息 密码子 反密码子 概念 基因中脱氧核苷酸的排列
32、顺序 mRNA 中决定一个氨基酸的三个相邻碱基 tRNA 中与 mRNA 密 码子互补配对的三 个碱基 作用 控制生物的遗传性状 直接决定蛋白质中的氨基酸序列 识别密码子，转运 氨基酸 种类 基因中脱氧核苷酸种 类、数目和排列顺序 的不同，决定了遗传 信息的多样性 64 种 61 种：能翻译出氨基 酸 3 种：终止密码子，不 能翻译氨基酸 61 种或 tRNA 也为 61 种 联系 基因中脱氧核苷酸的序列 mRNA 中核糖核苷酸的序列 决 定 mRNA 中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补 密码子与相应反密码子的序列互补配对 2、翻译 定义 翻译的场所 细胞质的核糖体上 翻译的模板 mRNA
33、翻译的原料 20 种氨基酸 翻译的产物 多肽链（蛋白质） 翻译的原则 碱基互补配对 翻译与转录的异同点（下表）： 阶段 项目 转录 翻译 定义 在细胞核中，以 DNA 的一条链为模板合成 mRNA 的过程 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 场所 细胞核 细胞质的核糖体 模板 DNA 的一条链 信使 RNA 信息传递的方向 DNAmRNA mRNA蛋白质 原料 含 A、U、C、G 的 4 种核苷酸 合成蛋白质的 20 种氨基酸 产物 信使 RNA 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质 实质 是遗传信息的转录 是遗传信息的表达 三、基因表达过程中有关 DNA、RNA、氨基酸的计
34、算 1、转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链 mRNA，则转 录产生的 mRNA 分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中 A+T（或 C+G） 与 mRNA 分子中 U+A（或 C+G）相等。 2.翻译过程中，mRNA 中每 3 个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中 氨基酸数目是 mRNA 中碱基数目的 1/3，是双链 DNA 碱基数目的 1/6 。 中心法则 DNADNA：DNA 的自我复制；DNARNA：转录；RNA蛋白质：翻译； RNARNA：RNA 的自我复制；RNADNA：逆转录。 DNADNA RNARNA DNARNA
35、细胞生物 病毒 RNA蛋白质 RNADNA （5）翻译过程 三、基因对性状的控制 1 DNA RNA 蛋白质（性状） 脱氧核苷酸序列 核糖核苷酸序列 氨基酸序列 遗传信息 遗传密码 2基因、蛋白质和性状的关系 （1）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病等。 UUC ACUAAG CUUUCG CGC GAAUGA （2）基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如镰刀型细胞贫血等。 （3）基因型与表现型的关系，基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的 影响。 （4）生物体性状的多基因因素：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素 存在
36、复杂的相互作用，共同地精细地调控生物的性状。 （5）细胞质基因：线粒体和叶绿体中的 DNA 中的基因都称为细胞质基因。母系遗传。 第五章 基因突变及其他变异 考纲要求：理解基因突变的特征和原因以及基因重组及意义，了解人类遗传病及人类基因 组计划和意义 不可遗传的 变异 基因突变 物、化、生 诱变育种 可遗传的 基因重组 杂交育种 染色体变异 多倍体、单倍体育种 一、基因突变 1定义：DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变。 2. 时间：有丝分裂间期或减数第一次分裂间期的 DNA 复制时 3外因：物理、化学、生物因素 内因：可变性 4特点：普遍性 随机，无方向性 频率低
37、 有害性 5意义：产生新基因 变异的根本来源 进化的原始材料 6实例：镰刀型细胞贫血 二、基因重组 1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。 2. 时间：减数第一次分裂前期或后期 3意义：产生新的基因型 生物变异的来源之一 对进化有意义 4. 类型： 交叉互换基因的自由组合基因工程 5.时间：减数第一次分裂四分体、减数第一次分裂后期 基因突变 基因重组 本质 基因的分子结构发生改变，产生 了新基因，也可以产生新基因型， 出现了新的性状。 不同基因的重新组合，不产生新基 因，而是产生新的基因型，使不同 性状重新组合。 发生时间及 原因 细胞分裂间期 DNA 分子复制时， 由
38、于外界理化因素引起的碱基对 的替换、增添或缺失。 减数第一次分裂后期中，随着同源 染色体的分开，位于非同源染色体 上的非等位基因进行了自由组合； 四分体时期非姐妹染色单体的交叉 互换。 条件 外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。 有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。 意义 生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。 生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因。 发生可能 突变频率低，但普遍存在。 有性生殖中非常普遍。 第二节 染色体变异 一、染色体结构的变异（猫叫综合征） 1、 概念 缺 失 2、变异类型 重复 倒位 易位 二、染色体数目的变异 1.染色体组的概念及特点 2.常见的一
39、些关于单倍体与多倍体的问题 一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？ （一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。） 二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组，这种说法对 吗？为什么？ （答：对，因为在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开， 导致染色 体数目减半。） 如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组， 我们可以称它为二倍体或三倍体，这种说法对吗？ （答：不对，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配 子所形成的物种，因此，只能称为单倍体。） （4）单倍体中可以只有一个染色体组，但也可以有多个染色体组，对吗
40、？ （答：对，如果本物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组；如 果本物种是四倍体，则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。） 3.总结：多倍体育种方法： 单倍体育种方法： 列表比较多倍体育种和单倍体育种： 多倍体育种 单倍体育种 原理 染色体组成倍增加 染色体组成倍减少，再加倍后得到纯 种（指每对染色体上成对的基因都是纯合 的） 常用 方法 秋水仙素处理萌发的种子、 幼苗 花药的离体培养后，人工诱导染色体 加倍 优点 器官大，提高产量和营养成分 明显缩短育种年限 缺点 适用于植物，在动物方面难 技术复杂一些，须与杂交育种配合 单倍体与多倍体的区别 二倍体 (2N=2
41、x)三倍体 (2N=3x)多倍体 (2N=nx)(a+b) (a+b) 注：x染色体组，a、b为正整数。 生物 体 合子 2N= (a+b) x 发育 直接发育成生物体：单倍体 （N=ax) 雌配子 (N=ax) 直接发育成生物体：单倍体 （N=bx) 雄配子 (N=bx) 由合子发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体； 而由配子直接发育来的,不管含有几个染色组，都只能叫单倍体 。 判断 以开展 4.染色体组数目的判断 （1）细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组 。 问：图中细胞含有几个染色体组？ （2） 根据基因型判断细胞中的染色体数目，根 据细胞的基本型确定控制
42、每一性状的基因出现的次数，该次 数就等于染色体组数。 问：图中细胞含有几个染色体组？ （3）根据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。染 色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数 果蝇的体细胞中含有8条染色体，4对同源染色体，即染色体形态数为4（X、Y视为同 种形态染色体），染色体组数目为2。人类体细胞中含有46条染色体，共23对同源染色体， 即染色体形态数是23，细胞内含有2个染色体组。 4.三倍体无子西瓜的培育过程图示： 注： 亲本中要用四倍体植株作为母本，二倍体作为父本，两次使用 二倍体 花粉的作用是不同的。 第三节 人类遗传病 一、人类遗传病 1 常染色体 性染色体 隐性基因 镰刀型
43、贫血、白化病、先天聋哑 红绿色盲 单基因遗传病 显性基因 多指、并指、软骨发育不全 抗 VD佝偻病 多基因遗传病 ： 原发性高血压、冠心病、哮喘病、青少年糖尿病 染色体异常 ：21 三体综合症 2 危害 婚前检测与预防 遗传咨询 监测与预防 产前诊断 ：羊水、B 超、孕妇血细胞检查、基因诊断 3人类基因组计划（HGP） ：人体 DNA 所携带的全部遗传信息 提出：1986 年美国的生物学家杜尔贝利 主要内容：绘制人类基因组四张图：遗传图、物理图、序列图、转录图 1990 年 10 月启动 1999 年 7 月中国参与，解读 3 号染色体短臂上 3000 万个碱基，占 1%。 2000 年 6
44、月 20 日，初步完成工作草图 2001 年 2 月，草图公开发表 2003 年圆满完成 直系血亲是指从自己算起向上推数三代和向下推数三代；， 旁系血亲是指与（外）祖父母同源而生的、除直系亲属以外的其他亲属。 基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的 DNA 分子做探针，利用 DNA 分子 杂交原理， 鉴定被检测标本的遗传信息，达到检测疾病的目的。 基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。 第六章 从杂交育种到基因工程 考纲要求;理解生物变异在育种上的应用， 了解基因工程原理关注转基因生物的安全性。 第 1 节 杂交育种与诱变育种 一、杂交育种 1.概念：是将两
45、个或多个品种的优良性状通过交配集中一起，再经过选择和培育，获得新 品种的方法。 2.原理：基因重组。通过基因重组产生新的 基因型，从而产生新的优良性状。 3.优点：可以将两个或多个优良性状集中在一起。 4.缺点：不会创造新基因，且杂交后代会出现性状分离，育种过程缓慢，过程复杂。 二、诱变育种 1.概念：指利用物理或化学因素来处理生 物，使生物产生基因突变，利用这些变异育成新 品种的方法。 2.诱变原理：基因突变 3.诱变因素： （1）物理：X 射线，紫外线， 射线等。 （2）化学：亚硝酸，硫酸二乙酯等。 4.优点：可以在较短时间内获得更多的优良性状。 5.缺点：因为基因突变具有不定向性且有利的
46、突变很少，所以诱变育种具有一定盲目性， 所以利用理化因素出来生物提高突变率，且需要处理大量的生物材料，再进行选择培育。 三、四种育种方法的比较 杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 方法 杂交 激光、射线或化学 药品处理 秋水仙素处理萌发种子 或幼苗 花药离体培养 后加倍 优点 可集中优良性状 时间短 器官大和营养物质含量高 缩短育种年限 缺点 育种年限长 盲目性及突变频率 较低 动物中难以开展 成活率低，只适用 于植物 举例 高杆抗病与矮杆 感病杂交获得矮 杆抗病品种 高产青霉菌株的育 成 三倍体西瓜 抗病植株的育成 第二节 基因工程及
47、其应用 1.概念 2.原理 基因重组 3.基因工程的基本工具 （1）.基因的“剪刀” （ 限制性内切酶） 限制性内切酶能够对 DNA 分子进行切割，它具有专一性和特异性。即一种内切酶只对 DNA 分子内特定的碱基序列中的特定位点发生作用，把它切开。 （2.）基因的“针线” （DNA 连接酶） 能够将限制酶切开的黏性末端连接起来，从而使两个 DNA 片段连接起来。 注：限制酶与连接酶作用的位点都是磷酸二酯键 （3）.基因的运载体 作用：将外源基因送入受体细胞 种类：质粒、噬菌体和动物病毒。其中质粒是 基因工程中最常用的运载体，最常用的质 提取目的 基因 途径：直接分离基因或人工合成基因 目的基因 与运载体 结合 将目的基 因导入受 体细胞 目的基因 的检测和 表达 用 同一种 限制酶处理目的基因和运载体， 借助DNA连接酶使目的
