专题遗传变异进化课件.ppt
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- 专题 遗传 变异 进化 课件
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1、专题复习四专题复习四 遗传的分子和遗传的分子和细胞学基础及遗传规律细胞学基础及遗传规律一、遗传的分子基础一、遗传的分子基础1 1遗传物质的主要载体遗传物质的主要载体染色体染色体 染色体是遗传物质的染色体是遗传物质的主要主要载体,因为绝大部分的遗传物质载体,因为绝大部分的遗传物质(DNADNA)是在染色体上的。也有少量的)是在染色体上的。也有少量的DNADNA在线粒体和叶绿体在线粒体和叶绿体中,所以线粒体和叶绿体被称为遗传物质的中,所以线粒体和叶绿体被称为遗传物质的次次要载体。要载体。2 2DNADNA是遗传物质的证据是遗传物质的证据 最直接的证据:(最直接的证据:(1 1)细菌转化实验)细菌转
2、化实验 (2 2)噬菌体侵染细菌的实验等。)噬菌体侵染细菌的实验等。3 3DNADNA的结构、复制及基因控制蛋白质的生物合成的结构、复制及基因控制蛋白质的生物合成1234 步骤步骤方方 法法现象现象结结 论论R R型型活活菌菌S S型型 活活 菌菌加热杀加热杀死死 S S型菌型菌 R R型型 活活 细菌细菌 S S型型 死死 细菌细菌活活R R型活菌无毒型活菌无毒S S型活菌有毒型活菌有毒加热杀死的加热杀死的S S型菌无毒型菌无毒S型死细菌中存型死细菌中存在在“转化因子转化因子”肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验S型活细菌型活细菌多糖多糖 脂质脂质 蛋白质蛋白质 DNA DNADNA水解酶水
3、解酶 分别与分别与R型活细菌混合培养型活细菌混合培养RRRRRSRS艾弗里的肺炎双球菌体外转化艾弗里的肺炎双球菌体外转化噬菌体的结构噬菌体的结构噬菌体侵染细菌过程噬菌体侵染细菌过程吸附吸附注入注入合成合成组装组装释放释放噬菌体借尾丝吸附在细菌表面噬菌体借尾丝吸附在细菌表面把把DNA注入到细菌细胞注入到细菌细胞利用细菌的化学成分和酶系统合利用细菌的化学成分和酶系统合成出噬菌体的成出噬菌体的DNA、蛋白质、蛋白质新合成的新合成的DNA、蛋白质组装、蛋白质组装成很多噬菌体成很多噬菌体细菌解体,释放出噬菌体细菌解体,释放出噬菌体同位素标记法同位素标记法蛋白质的组成元素:蛋白质的组成元素:DNADNA的
4、组成元素:的组成元素:C、H、O、N、SC、H、O、N、P 噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验(放射性同位素标记)(放射性同位素标记)亲代噬菌体寄主细胞(有无放射性)子代噬菌体结论35S标记蛋白质32P标记DNADNADNA是是遗传物质遗传物质放射性很高放射性很高DNADNA中中有有3232P P标记标记 放射性很低放射性很低外壳蛋白外壳蛋白无无3535S S标记标记基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段基因在染色体上基因在染色体上萨顿萨顿基因在染基因在染色体上色体上证据证据现象现象假说假说演绎推理演绎推理实验论证实验论证结论结论类比推理类比推理摩尔根实验摩尔根实验孟德尔遗传规孟
5、德尔遗传规律的现代解释律的现代解释应用应用肤色肤色眼皮单双眼皮单双血型血型有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段控制生物性状控制生物性状在染色体上呈在染色体上呈线性排线性排列列基因的基因的脱氧核苷酸排列顺序脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。代表遗传信息。两个阶段两个阶段1、转录(、转录(mRNA的合成)的合成)2、翻译(蛋白质的合成)、翻译(蛋白质的合成)基因基因控制生物控制生物性状性状蛋白质蛋白质DNA DNA 转录形成转录形成 RNA RNA 的过程的过程在细胞核内,以在细胞核内,以 DNA DNA 的一条链为模板,的一条链为模板,按照碱基互补配对的原则合成按照碱基互补配对的原则合成 RNA
6、 RNA,使,使 DNA DNA 上的遗传信息传递到上的遗传信息传递到 mRNA mRNA 上。上。碱基配对原则DNA RNAA UA UG CG CC GC GT AT A边解旋边转录边解旋边转录RNA RNA 翻译形成蛋白质的过程翻译形成蛋白质的过程在细胞质中,以在细胞质中,以 mRNA mRNA 为模板为模板,合成具合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。中心法则中心法则 信息流:信息流:遗传信息的流动方向遗传信息的流动方向DNADNARNARNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译复复制制基因对性状的控制基因对性状的控制 基因基因 酶酶 代谢过程代谢过程 性状性状
7、 基因基因 蛋白质分子结构蛋白质分子结构 性状性状 正常红细胞正常红细胞 镰刀型红细胞镰刀型红细胞表现型表现型=基因型基因型 +外界环境外界环境豌豆:豌豆:1.具有易于区分的相对性状具有易于区分的相对性状2.是自花传粉植物,而且是闭花受粉,能避免外来花粉混杂是自花传粉植物,而且是闭花受粉,能避免外来花粉混杂 3.豌豆能产生较多的种子,便于收集数据进行豌豆能产生较多的种子,便于收集数据进行遗传学常用的实验材料及原因遗传学常用的实验材料及原因 果蝇:果蝇:(1)易培养。)易培养。(2)生活史短,繁殖力强。在短时间内可获得大量的子代,便)生活史短,繁殖力强。在短时间内可获得大量的子代,便于遗传分析。
8、于遗传分析。(3)染色体数少,唾液腺染色体制片容易,横纹清晰,适做细)染色体数少,唾液腺染色体制片容易,横纹清晰,适做细胞学观察和研究。胞学观察和研究。(4)变异性状多,且多数为形状突变,便于通过性状遗传杂交)变异性状多,且多数为形状突变,便于通过性状遗传杂交实验及杂交后代的观察和分类统计,验证遗传学的基本规律。实验及杂交后代的观察和分类统计,验证遗传学的基本规律。二、遗传的基本规律与自然选择二、遗传的基本规律与自然选择遗传的基本规律主要有遗传的基本规律主要有3 3个:个:1.1.基因的分离规律;基因的分离规律;2.2.基因的自由组合规律;基因的自由组合规律;3.3.基因的连锁互换规律(不作要
9、求)。基因的连锁互换规律(不作要求)。判断基因在性染色体还是在常染色体上判断基因在性染色体还是在常染色体上设计思路:设计思路:1、亲本纯合:用具有相对性状的亲本多对进行正反交试验,、亲本纯合:用具有相对性状的亲本多对进行正反交试验,比较正交和反交后代的表现型。比较正交和反交后代的表现型。2、一次杂交实验:隐雌、一次杂交实验:隐雌 X 显雄显雄 (对于(对于XY型生物)型生物)观察子代表现型:观察子代表现型:若子代若子代雄性雄性全为隐性性状,则基因在全为隐性性状,则基因在X的非同源区段的非同源区段 若子代若子代雄性雄性有显性性状也有隐性性状,则基因在有显性性状也有隐性性状,则基因在X与与Y的同源
10、的同源区段或在常染色体上。区段或在常染色体上。限雄遗传则基因在限雄遗传则基因在Y染色体上。染色体上。人类遗传病的人类遗传病的5 5种遗传方式及其特点种遗传方式及其特点遗传病的遗传方式遗传病的遗传方式遗传特点遗传特点实例实例常染色体隐性遗传病常染色体隐性遗传病隔代遗传,患者为隐性纯合体隔代遗传,患者为隐性纯合体白白化病化病常染色体显性遗传病常染色体显性遗传病代代相传,正常人为隐性纯合体代代相传,正常人为隐性纯合体软 骨 发 育 不软 骨 发 育 不全症全症伴伴X X染色体隐性遗传病染色体隐性遗传病隔代遗传,交叉遗传,患者男性隔代遗传,交叉遗传,患者男性多于女性多于女性色 盲、血 友色 盲、血 友
11、病病伴伴X X染色体显性遗传病染色体显性遗传病代代相传,交叉遗传,患者女性代代相传,交叉遗传,患者女性多于男性多于男性抗抗VDVD佝偻病佝偻病伴伴Y Y染色体遗传病染色体遗传病传男不传女,只有男性患者没有传男不传女,只有男性患者没有女性患者女性患者人 类 中 的 毛人 类 中 的 毛耳耳变异的种类变异的种类不遗传的变异不遗传的变异 可遗传可遗传的变异的变异 基因突变:基因突变:DNA碱基对的增添、缺失或改变碱基对的增添、缺失或改变 基因重组:(自由组合和交叉互换)基因重组:(自由组合和交叉互换)染色体变异染色体变异 染色体结构的变异染色体结构的变异 染色体数染色体数目的变异目的变异 非整倍的变
12、异非整倍的变异 整倍的变异整倍的变异 单倍体单倍体 多倍体多倍体 生物的变异生物的变异基因突变基因突变概念:概念:由于由于 DNA 分子中发生碱基对的增添,缺失或改变,分子中发生碱基对的增添,缺失或改变,而引起的基因结构的改变,叫基因突变。而引起的基因结构的改变,叫基因突变。例子:例子:色盲、白化病、糖尿病色盲、白化病、糖尿病原因:原因:由于在由于在 DNA 复制过程中,由于各种原因(复制过程中,由于各种原因(内,外因内,外因)而发生差错,导致分子结构改变(碱基种类、数而发生差错,导致分子结构改变(碱基种类、数量、排列顺序等发生局部改变)量、排列顺序等发生局部改变)种类种类自然突变:自然发生自
13、然突变:自然发生诱发突变:人工条件诱导发生突变诱发突变:人工条件诱导发生突变意义:意义:生物变异的根本来源,为进化提供最初原材料。生物变异的根本来源,为进化提供最初原材料。(1)普遍性)普遍性 任何生物都可以见到突变产生的性状。任何生物都可以见到突变产生的性状。(2)随机性)随机性 在生物个体发育的在生物个体发育的任何时期任何时期和生物体的和生物体的任何任何细胞细胞都可以发生基因突变。都可以发生基因突变。(3)低频率性)低频率性 在自然界,各物种的突变频率很低,高等在自然界,各物种的突变频率很低,高等生物中,大约十万到一亿个配子,仅有一个发生基因突变。生物中,大约十万到一亿个配子,仅有一个发生
14、基因突变。(4)多害少利性)多害少利性 大多数基因突变会破坏生物长期进化达大多数基因突变会破坏生物长期进化达到的相对协调和平衡,不利于生长和发育。到的相对协调和平衡,不利于生长和发育。(5)不定向性)不定向性 显性基因可以突变成隐性基因,隐性基因显性基因可以突变成隐性基因,隐性基因可以突变成显性基因,一个基因可以产生一个以上的等位基因。可以突变成显性基因,一个基因可以产生一个以上的等位基因。发生在生殖细胞中的突变,可以通过受精作用发生在生殖细胞中的突变,可以通过受精作用直接传递给后代。发生在体细胞中的突变常常引起直接传递给后代。发生在体细胞中的突变常常引起当代生物个体性状发生变化,一般是不能遗
15、传给下当代生物个体性状发生变化,一般是不能遗传给下一代的。一代的。基因突变的特点基因突变的特点 基因突变是有利还是有害取决于环境。基因突变是有利还是有害取决于环境。在个体发育过程中,基因突变的在个体发育过程中,基因突变的发生的时间越早,生物体表现的突变发生的时间越早,生物体表现的突变部分越大部分越大人工诱变在育种上的应用人工诱变在育种上的应用诱变意义:是创造动、植物新品种和微生物新诱变意义:是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法类型的重要方法优点:提高突变频率,加速育种进程优点:提高突变频率,加速育种进程缺点:诱发产生的突变,有利的个体往往不多,缺点:诱发产生的突变,有利的个体往往不多,
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