高中生物二轮复习:遗传变异专题PPT课件.ppt
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- 高中生物 二轮 复习 遗传 变异 专题 PPT 课件
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1、 第五部分第五部分 遗传(含细胞质遗传)遗传(含细胞质遗传) 变异(含育种)变异(含育种)1遗传的物质基础遗传的物质基础生物种类及其结构生物种类及其结构生物体内的核酸生物体内的核酸遗传物质遗传物质原核生物界(原核细胞)原核生物界(原核细胞)真核生物界(真核细胞)真核生物界(真核细胞)真菌界(真核细胞)真菌界(真核细胞)植物界(真核细胞)植物界(真核细胞)动物界(真核细胞)动物界(真核细胞)病毒病毒DNADNA和和RNARNADNADNA和和RNARNADNADNA和和RNARNADNADNA和和RNARNADNADNA和和RNARNADNADNA或或RNARNADNADNADNADNADNAD
2、NADNADNADNADNADNADNA或或RNARNA结论:凡具有细胞结构的生物,遗传物质一定的结论:凡具有细胞结构的生物,遗传物质一定的DNA化学组化学组成单位成单位双双螺螺旋旋结结构构基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸种类种类腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸 含含A鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸 含含G胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 含含C胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸 含含T主要特点主要特点 碱基互补配对原则碱基互补配对原则DNA分子的多分子的多样性和特异性样性和特异性由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。成。外侧由脱氧核糖和磷酸交替连
3、接构成外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架基本骨架 ,内侧由碱基对组成。,内侧由碱基对组成。碱基对由碱基对由氢键相连接氢键相连接碱基碱基4种种, 排列顺序不同排列顺序不同A A C C G GA TT T G G C C T AP脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基2 2DNADNA的复制:的复制:基因基因基因的概念与结构基因的概念与结构mRNA与与RNARNA聚合酶聚合酶结合位点结合位点外显子外显子内含子内含子12345非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区转录转录mRNAmRNA前体前体加工加工成熟成熟mRNAmRNA翻译翻译肽链肽链原核细胞基因原核细胞基因真核细胞基因真核细胞基因相
4、同点相同点不同点不同点(1)(1)内含子改变内含子改变(2)(2)非编码区改变,非编码区改变,mRNAmRNA遗传密码不变遗传密码不变(3)(3)外显子改变,转录成不同密码子决定同一种外显子改变,转录成不同密码子决定同一种 氨基酸氨基酸(4)(4)蛋白质氨基酸序列不同,也可能完成相同功能蛋白质氨基酸序列不同,也可能完成相同功能(5)(5)突变后突变后, ,基因变为隐性基因变为隐性12345非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区 如下图:限制酶、如下图:限制酶、DNA连接酶都连接酶都可以作用于可以作用于处,解旋酶作用于处,解旋酶作用于处处 若该若该DNA分子片段是真核生物基因的分子片段是真
5、核生物基因的编码区,则转录时可以任一条链做模板编码区,则转录时可以任一条链做模板若该若该DNA分子片段是原核生物基因的分子片段是原核生物基因的编码区,则编码区,则处碱基缺失会导致基因突变处碱基缺失会导致基因突变 基因的行为:基因的行为:(1)等位基因的行为?)等位基因的行为?(2)同源染色体上的非等位基因的行为?)同源染色体上的非等位基因的行为?(4)非同源染色体上的非等位基因的行为?)非同源染色体上的非等位基因的行为?(3)同源染色体上的非姐妹染色单体上等位基)同源染色体上的非姐妹染色单体上等位基因的行为?因的行为?图图图图7.基因与性状基因与性状 基因基因基因型基因型等位基因等位基因显性基
6、因显性基因隐性基因隐性基因性状性状相对性状相对性状显性性状显性性状隐性性状隐性性状性状分离性状分离纯合子纯合子杂合子杂合子表现型表现型发发 生生决决 定定决决 定定控控 制制控控 制制 控控 制制8 8孟德尔的试验程序孟德尔的试验程序一对相对性状的遗传试验一对相对性状的遗传试验F F2 2出现性状分离出现性状分离 显性:隐性接近于显性:隐性接近于3 3:1 1体细胞中的基因成对存在,体细胞中的基因成对存在,减数分裂时,成对的基因彼减数分裂时,成对的基因彼此分离此分离测交试验测交试验杂交试验杂交试验观察现象观察现象数据分析数据分析提出假说提出假说试验验证试验验证理理 论论基因分离定律基因分离定律
7、两对相对性状的遗传试验两对相对性状的遗传试验?基因的自由组合定律基因的自由组合定律1隐性致病基因及其等位基因只位于隐性致病基因及其等位基因只位于X染色体染色体上上2男性患者多于女性患者男性患者多于女性患者3男性红绿色盲基因只能从母亲那里传来男性红绿色盲基因只能从母亲那里传来4男性红绿色盲基因只能传给女儿男性红绿色盲基因只能传给女儿5女患者的父亲和儿子一定患病女患者的父亲和儿子一定患病6往往有往往有交叉遗传交叉遗传、隔代遗传隔代遗传现象现象人类遗传病分为五种类型:人类遗传病分为五种类型:常染色体显性遗传常染色体显性遗传常染色体隐性遗传常染色体隐性遗传伴伴X X染色体显性遗传染色体显性遗传伴伴X
8、X染色体隐性遗传染色体隐性遗传伴伴Y Y染色体遗传染色体遗传遗传方式遗传方式 表现特征表现特征 备注备注Y染色体遗传染色体遗传 代代相传代代相传显显性性遗遗传传 代代相传代代相传X显性遗传显性遗传 女性患者多于男性女性患者多于男性常显性遗常显性遗传传 男、女患病几率相等男、女患病几率相等隐隐性性遗遗传传 多隔代遗传多隔代遗传X隐性遗传隐性遗传 男性患者多于女性男性患者多于女性常隐性遗常隐性遗传传 男、女患病几率相等男、女患病几率相等只有男性患者只有男性患者 ;父病子必病;子病父必病父病子必病;子病父必病 双亲有病可生无病子女;双亲有病可生无病子女;患者双亲至少有一方为患者患者双亲至少有一方为患
9、者父病女必病;子病母必病;父病女必病;子病母必病;可出现父病女不病,子病母不可出现父病女不病,子病母不病;父母患病,女儿正常病;父母患病,女儿正常双亲正常可生有病子女双亲正常可生有病子女;母病子必病;女病父必病;母病子必病;女病父必病;可出现母病子不病,女病父不病可出现母病子不病,女病父不病父母正常,女儿患病父母正常,女儿患病别别 名名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程结结 果果人类所需要的产品人类所需要的产品剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达DNA分子水平分子水平基因基因生物体外生物体外基因拼接技术或基因拼接技术或 DNA重组技术重组技术原原 理:理:基因重组基因
10、重组12.12.基因工程的工具基因工程的工具(1 1)基因的剪刀)基因的剪刀限制性内切酶限制性内切酶一种酶识别并切割一种一种酶识别并切割一种特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列G A A T T CC T T A A GGC T T A AA A T T CG黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端问题:问题:该限制酶识别的核苷酸序列为:该限制酶识别的核苷酸序列为:该限制酶识别的切点是:该限制酶识别的切点是:该限制酶剪切的化学键是:该限制酶剪切的化学键是:GAATTCGAATTCGAGA磷酸二酯键磷酸二酯键限制性内切酶限制性内切酶限制性内切酶限制性内切酶(2 2)基因的针线)基因的针线DNADNA连接酶连
11、接酶使两条使两条DNA黏性末端连接起来黏性末端连接起来G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GDNA连接酶问题:问题:DNADNA连接酶连接的对象是:连接酶连接的对象是: 磷酸二酯键磷酸二酯键GC T T A AA A T T CG黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端13.13.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞(1 1)常用的受体细胞)常用的受体细胞(2 2)常用的方法:)常用的方法:细菌(大肠杆菌、枯草杆菌)、真菌(酵母菌)细菌(大肠杆菌、枯草杆菌)、真菌(酵母菌)和动植物细胞等。和动植物细胞等。显微注射显微注射用质粒、细菌或病毒侵染(
12、需先用用质粒、细菌或病毒侵染(需先用CaClCaCl2 2处理细胞壁)处理细胞壁)增加细胞壁的透性与细胞膜无关增加细胞壁的透性与细胞膜无关问题:为何常用微生物为受体细胞?问题:为何常用微生物为受体细胞?繁殖速度繁殖速度快,在很短时间内能够获得大量的目的基因从快,在很短时间内能够获得大量的目的基因从而得到更多的目的基因的产物。而得到更多的目的基因的产物。14.14.目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达(1 1)目的基因检测?)目的基因检测?(2 2)目的基因表达?)目的基因表达?看标记基因是否表达(如抗药性基因是否表达即看标记基因是否表达(如抗药性基因是否表达即看有无抗药性)检测受体细胞是否
13、获得目的基因。看有无抗药性)检测受体细胞是否获得目的基因。看目的基因是否表达出相应性状(如棉花有否看目的基因是否表达出相应性状(如棉花有否抗虫性即害虫吃了能否存活)。抗虫性即害虫吃了能否存活)。问题:在受体细胞中检测到目的基因能说明转问题:在受体细胞中检测到目的基因能说明转基因成功吗?基因成功吗?不能。还得看最后受体细胞能否使该目的基因不能。还得看最后受体细胞能否使该目的基因表达。表达。15.基因工程中获得目的基因的方法比较基因工程中获得目的基因的方法比较过程过程优点优点缺点缺点直接分离法直接分离法(鸟枪法)(鸟枪法)人工合成基因人工合成基因据已知的氨基酸序列合据已知的氨基酸序列合成,据推测出
14、的核苷酸成,据推测出的核苷酸序列通过化学方法合成序列通过化学方法合成专一性强,目的基专一性强,目的基因中不含内含子因中不含内含子操作过程麻烦,操作过程麻烦,mRNA生存时间生存时间短,技术要求高短,技术要求高操作简便操作简便工作量大,工作量大,有盲目性,有盲目性,目的基因目的基因含不表达含不表达的内含子的内含子专一性强,目的专一性强,目的基因不含内含子,基因不含内含子,可合成自然界不可合成自然界不存在的基因存在的基因目前,复杂的尚目前,复杂的尚不知核苷酸序列不知核苷酸序列的基因不能合成的基因不能合成供体细胞供体细胞中的中的DNA限制性酶限制性酶DNA片段片段运载体运载体不同受不同受体细胞体细胞
15、DNA片片段扩增段扩增目的基目的基因细胞因细胞目的基因目的基因找出找出反转录法反转录法mRNA单链单链DNA双链双链DNA合合成成逆逆转转录录16.16.基因操作的基本步骤基因操作的基本步骤从供体中直接分离基因从供体中直接分离基因“鸟枪法鸟枪法”人工合成基因人工合成基因反转录法反转录法通过已知氨基酸序列通过已知氨基酸序列合成基因合成基因受体细胞:大肠杆菌、枯草受体细胞:大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动、植物细胞动、植物细胞途径:借鉴细菌和病毒侵染途径:借鉴细菌和病毒侵染细胞的途径细胞的途径提取目的基因提取目的基因目的基因与运载体结合形成重组分子目的基因与运载
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