遗传、变异和生物进化-优秀课件.ppt
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- 关 键 词:
- 遗传 变异 生物 进化 优秀 课件
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1、秀州中学生物组一、遗传的物质基础(1)证明DNA是主要遗传物质的两个经典实验过程;(2)DNA、RNA的分子结构;(3)DNA的复制、转录和翻译过程。1、遗传相关物质的种类及它们之间的关系图(a)R(a)R型肺炎双球菌感染,小鼠不死亡型肺炎双球菌感染,小鼠不死亡(b)S(b)S型肺炎双球菌感染,小鼠死亡型肺炎双球菌感染,小鼠死亡(c)(c)灭活灭活S S型肺炎双球菌感染小鼠,小鼠不死亡型肺炎双球菌感染小鼠,小鼠不死亡(d)R(d)R型活细菌灭活型活细菌灭活S S型细菌感染小鼠,小鼠死亡型细菌感染小鼠,小鼠死亡灭活的灭活的S S型菌含有型菌含有“转化因子转化因子”,使,使R R型活细菌型活细菌转
2、化成转化成S S型菌型菌2、肺炎双球菌转化实验(e)R型活细菌S型细菌DNA有S型细菌(f)R型活细菌S型细菌蛋白质只有R型细菌(g)R型活细菌S型细菌荚膜多糖只有R型细菌结论:DNA是使R型菌产生稳定性遗传变化的物质,所以DNA是遗传物质a实验原理:b方法步骤(1)制备鸡血:加柠檬酸钠溶液(防止血液凝固)(2)获得鸡血细胞:离心或静止(3)获得鸡血细胞核物质:提取核物质溶解析出溶解析出(4)DNA鉴定:用二苯胺(水浴加热)c实验结论:DNA是构成细胞的成分 123aDNA分子是由两条反向平行的盘绕而成的规则的结构、b、分子中的与交替连接,排列在外侧;碱基按照“碱基互补配对原则”通过连结成对排
3、列在内侧。c碱基互补配对原则:。(4)(4)染色体、染色体、DNADNA、基因之间的关系、基因之间的关系 染色质和染色体是同一物质在不同细胞时期的染色质和染色体是同一物质在不同细胞时期的不同形态,二者的化学组成均为不同形态,二者的化学组成均为DNADNA和蛋白质;和蛋白质;基因是具有遗传效应的基因是具有遗传效应的DNADNA片断,因此每个片断,因此每个DNADNA分子上有许多个基因;分子上有许多个基因;每条染色体上也有许多个基因,且基因在染色每条染色体上也有许多个基因,且基因在染色体呈直线排列。体呈直线排列。(5)DNA(5)DNA的复制的复制 证明证明DNADNA半保留复制的实验半保留复制的
4、实验 3 3、基因的表达、基因的表达 (1 1)DNADNA分子具有双重功能:分子具有双重功能:遗传信息的传递遗传信息的传递 遗传信息的表达(即转录和翻译)遗传信息的表达(即转录和翻译)一方面通过一方面通过DNADNA的复制,遗传信息前后代间传递;另一的复制,遗传信息前后代间传递;另一方面在个体发育中,遗传信息以一定方式反映到蛋白质的分方面在个体发育中,遗传信息以一定方式反映到蛋白质的分子结构上,使后代表现出与亲代相似的性状。子结构上,使后代表现出与亲代相似的性状。复制复制转录转录翻译翻译逆转录逆转录时间时间地点地点模板模板原料原料产物产物复制、转录、翻译的比较间期间期合成蛋白时合成蛋白时合成
5、蛋白时合成蛋白时细胞核细胞核细胞核细胞核细胞质细胞质细胞质细胞质DNADNA双链双链DNADNA单链单链mRNARNARNARNA脱氧核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNARNARNA蛋白质蛋白质DNADNA条件条件 上述过程均需相应的酶进行催化;均需上述过程均需相应的酶进行催化;均需ATPATP供能;均供能;均通过碱基互补原则实现遗传信息的从通过碱基互补原则实现遗传信息的从DNADNA到到RNARNA精确传递,精确传递,实现从实现从DNADNA到到RNARNA的精确转录,以及由的精确转录,以及由RNARNA到蛋白质的精确到蛋白质的精确翻译翻译。通过表
6、达,基因实现了对蛋白质合通过表达,基因实现了对蛋白质合成的控制。那么,蛋白质又是如何控制成的控制。那么,蛋白质又是如何控制生物的性状呢?生物的性状呢?4、基因的分离定律、自由组合定律、基因的分离定律、自由组合定律 孟德尔是遗传学奠基人,孟德尔是遗传学奠基人,18651865年他发表了年他发表了植植物杂交试验物杂交试验论文,揭示出基因的分离定律和自由论文,揭示出基因的分离定律和自由组合定律。组合定律。孟德尔获得成功的原因:选用豌豆作实验材料;孟德尔获得成功的原因:选用豌豆作实验材料;一对一对相对性状进行研究;对研究的数据进行了一对一对相对性状进行研究;对研究的数据进行了统计学分析。统计学分析。分
7、离定律与自由组合定律的比较分离定律与自由组合定律的比较比较内容比较内容基因的分离定律基因的分离定律基因的自由组合定律基因的自由组合定律相相对对性性状状 F1表现型表现型等等位位基基因因一对一对两对或两对以上两对或两对以上显性亲本性状显性亲本性状显性亲本性状显性亲本性状两种,两种,比例为比例为3 3:1 1四种,四种,比例为比例为9 9:3 3:3 3:1 1相对性状数目相对性状数目F2表现型表现型位于一对同源染位于一对同源染色体相同座位上色体相同座位上位于一对同源染位于一对同源染色体相同座位上色体相同座位上等位基因位置等位基因位置图解图解分离定律与自由组合定律的比较(续分离定律与自由组合定律的
8、比较(续1)比较内容比较内容基因的分离定律基因的分离定律基因自由组合定律基因自由组合定律等等位位基基因因等位基因的数量等位基因的数量 非等位基因在染色非等位基因在染色体上位置体上位置等位基因的行为等位基因的行为 非等位基因的行为非等位基因的行为 F1F1基因型基因型 一对一对两对或两对以上两对或两对以上无非等位基因无非等位基因在非同源染色体上在非同源染色体上等位基因分离等位基因分离等位基因分离等位基因分离无非等位基因无非等位基因非等位基因自由组合非等位基因自由组合一种,为杂合子一种,为杂合子一种,为杂合子一种,为杂合子两种;两种;比例为比例为1 1:1 1四种,四种,比例为比例为1 1:1 1
9、:1 1:1 1三种;三种;比例为比例为1 1:2 2:1 1九种九种F1F1产生配子产生配子F2F2基因型基因型分离定律与自由组合定律的比较(续分离定律与自由组合定律的比较(续2)基因的分离定律基因的分离定律基因自由组合定律基因自由组合定律F F1 1测交测交 遗遗 传传 实实 质质 共共 同同 基基 础础 均为两种,均为两种,比例均为比例均为1 1:1 1均为四种,均为四种,比例均为比例均为1 1:1 1:1 1:1 1 F F1 1产生配子时,等产生配子时,等位基因独立存在,等位位基因独立存在,等位基因随同源染色体的分基因随同源染色体的分开而分离,分别进入不开而分离,分别进入不同的配子中
10、。同的配子中。F F1 1产生配子时,等位基因独立产生配子时,等位基因独立存在,等位基因随同源染色体的分存在,等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入不同的配子中;开而分离,分别进入不同的配子中;同时,非等位基因随非同源染色体同时,非等位基因随非同源染色体的自由组合而随机组合。的自由组合而随机组合。减数分裂中染色体的行为是这两个遗传定律的共同基础。减数分裂中染色体的行为是这两个遗传定律的共同基础。通过减数分裂形成配子时,位于同源染色体上的等位基因分通过减数分裂形成配子时,位于同源染色体上的等位基因分离,它们的行为是独立的,互不影响的;非等位基因则表现离,它们的行为是独立的,互不影响的;非等位
11、基因则表现出自由组合的行为。出自由组合的行为。5 5、性别决定和伴性遗传、性别决定和伴性遗传 染色体组型也称核型,是指某一种生物体细染色体组型也称核型,是指某一种生物体细胞中全部染色体的数目、大小和形态特征。胞中全部染色体的数目、大小和形态特征。根据染色体组型根据染色体组型可知,生物细胞中的可知,生物细胞中的染色体可分性别决定染色体可分性别决定无关的常染色体和决无关的常染色体和决定性别的性染色体。定性别的性染色体。生物的性别通常由性生物的性别通常由性染色体决定,决定方染色体决定,决定方式有两种,一种是式有两种,一种是XYXY型,另一种是型,另一种是ZWZW型。型。首先判定显隐性关系1、显性遗传
12、:后代连续遗传,患者多。2、隐性遗传:后代隔代遗传,患者少。1、伴性遗传:与性别有关,男女患者不均等。2、常染色体遗传:与性别无关,男女患者均等。判定染色体类别 位于性染色体上的基因,它的遗传方式与性位于性染色体上的基因,它的遗传方式与性别紧密联系,原因是:某些基因,如人的红绿别紧密联系,原因是:某些基因,如人的红绿色盲基因和血友病基因在只在色盲基因和血友病基因在只在X X染色体上有,而染色体上有,而Y Y染色体上没有其等位基因;但这些位于性染色染色体上没有其等位基因;但这些位于性染色体上的基因,其行为是符合基因的分离规律的。体上的基因,其行为是符合基因的分离规律的。遗传方式一般性判断具体判断
13、伴X隐性遗传隔代遗传,男多女少女性患者子必患,男性正常女必正伴X显性遗传连续遗传,女多男少男性患者女必患,女性正常子必正常染色体隐性遗传隔代遗传,男女均等双亲正常,女患病常染色体显性遗传连续遗传,男女均等双亲患病,生女正常伴Y遗传父亲儿子孙子6 6、基因突变、染色体变异基因突变、染色体变异 基因突变的特点:普遍、随机、不定向、基因突变的特点:普遍、随机、不定向、有害、频率低有害、频率低 染色体变异包括染色体结构变异和染色染色体变异包括染色体结构变异和染色数目变异,其中前者主要有缺失、增添、颠数目变异,其中前者主要有缺失、增添、颠倒和易位四种方式。倒和易位四种方式。注意染色体组的概念和应用染色体
14、数目变异染色体数目变异多倍体多倍体单倍体单倍体发生时期发生时期是否产生是否产生新基因新基因生产实践生产实践中的应用中的应用基因重组、基因突变、染色体变异的比较基因重组、基因突变、染色体变异的比较有性生殖有性生殖间期间期有丝分裂期有丝分裂期单性生殖时单性生殖时减数分裂和减数分裂和受精作用受精作用碱基顺碱基顺序改变序改变分裂受阻分裂受阻配子直接发育配子直接发育没有产生没有产生产生产生没有产生没有产生没有产生没有产生杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种多倍体育种多倍体育种 单倍体育种单倍体育种基因突变基因突变基因重组基因重组发生机理发生机理类型类型原理原理方法方法主要特点主要特点不同育种方法比较不同育种
15、方法比较基因自由基因自由组合定律组合定律具有不同优具有不同优良性状的两良性状的两个亲本杂交个亲本杂交为常规育种,成功率高;为常规育种,成功率高;但育种周期长但育种周期长基因突变基因突变用物理或化学用物理或化学方法处理方法处理大幅度改良某些性状;大幅度改良某些性状;但突变率低但突变率低染色体数染色体数目变异目变异花药离体花药离体培养培养育种周期短;育种周期短;但过程较复杂但过程较复杂染色体数染色体数目变异目变异秋水仙素处秋水仙素处理萌发的种理萌发的种子或幼苗子或幼苗植株茎杆粗壮,种子和果植株茎杆粗壮,种子和果实验均较大,且营养物质实验均较大,且营养物质含量高;但结实率低。含量高;但结实率低。杂交
16、育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种 7 7、基因突变、基因重组、有性生殖与生物进化、基因突变、基因重组、有性生殖与生物进化之间存联系之间存联系 有性生殖的出现使生物的进化速度明显加快。有性生殖的出现使生物的进化速度明显加快。有性生殖还促进了有利突变在种群中的传播有性生殖还促进了有利突变在种群中的传播 其原因是:其原因是:有性生殖过程中基因的重组,从而使后代产生有性生殖过程中基因的重组,从而使后代产生变异,使有性生殖产生的后代更加适应多变的环境变异,使有性生殖产生的后代更加适应多变的环境 8、相关计算:(1 1)关于碱基互补配对规律的有关计算)关于碱基互补配对规
17、律的有关计算规律一:规律一:DNADNA双链中的两种互补的碱基相等;任意两个不互补的双链中的两种互补的碱基相等;任意两个不互补的碱基之和相等,占碱基总数的碱基之和相等,占碱基总数的50%50%。例:构成例:构成DNADNA的碱基有四种,下列哪项碱基的数量比因生物种类的碱基有四种,下列哪项碱基的数量比因生物种类不同而异?不同而异?A A、A AC/T+G BC/T+G B、A+G/T+C CA+G/T+C C、A+T/G+C DA+T/G+C D、C/GC/G规律二:规律二:在在DNADNA双链中,一条链上中的双链中,一条链上中的A+G/C+TA+G/C+T的比值与另一条互的比值与另一条互补链上
18、的相同碱基的比值互为倒数;一条链中的补链上的相同碱基的比值互为倒数;一条链中的A+T/C+GA+T/C+G的比值的比值等于另一条互补链上的相同碱基的比值。等于另一条互补链上的相同碱基的比值。例:例:DNADNA的一条链中的的一条链中的G+T/C+AG+T/C+A为为0.50.5,A+T/C+GA+T/C+G为为2 2,则该,则该DNADNA分子分子中另一条链上同样的碱基比为多少?中另一条链上同样的碱基比为多少?A A、0.50.5和和2 B2 B、2 2和和0.5 C0.5 C、0.50.5和和0.5 D0.5 D、2 2和和2 2规律三:规律三:DNADNA双链中,单链中的碱基双链中,单链中
19、的碱基A A、T T、C C、G G所占的比值,与所占的比值,与另一条互补链相对应的碱基另一条互补链相对应的碱基T T、A A、G G、C C的比值是相等的,而整的比值是相等的,而整个个DNADNA分子中的分子中的A A、T T、C C、G G所占的比值为两条单链中相同碱基的所占的比值为两条单链中相同碱基的比例的平均值。比例的平均值。例:某例:某DNADNA分子的一单链中,分子的一单链中,A A占占2020,T T占占3030,则,则DNADNA分子中分子中的的C C占全部碱基的百分之多少?占全部碱基的百分之多少?A A5050 B B2525 C C2020 D D3030规律四:规律四:在
20、双链在双链DNADNA及其转录的及其转录的RNARNA之间有下列关系:互补碱基之间有下列关系:互补碱基的和如(的和如(A+TA+T或或C+GC+G)占全部碱基的比等于其任何一条链中这两)占全部碱基的比等于其任何一条链中这两种碱基比例的比值,且等于其转录形成的种碱基比例的比值,且等于其转录形成的mRNAmRNA的碱基的比例。的碱基的比例。例:某一例:某一DNADNA分子的碱基中含有分子的碱基中含有2020的的G GC C,那么由它转录成的,那么由它转录成的RNARNA碱基中的碱基中的G GC C应为百分之多少?应为百分之多少?A A2020 B B4040 C C6060 D D8080(2)D
21、NA半保留复制的计算规律:规律一:每次复制的子代DNA中各有一条链是其上一代DNA分子中的,即有一半被保留。一个DNA分子复制n次则形成2n个DNA,但含有最初母链的DNA分子有2个,可形成22n条脱氧核苷酸链,含有最初脱氧核苷酸链的有2条。例:一个由15N标记的DNA分子,放在没有标记的环境中培养,复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的多少?A1/10 B1/5 C1/16 D1/25规律二:设一条DNA分中有某碱基数量为m,则该DNA分子复制n次后形成子代DNA分子需要游离的此碱基的数量为(2n1)m个例如:某DNA分子中有1000个脱氧核糖,其中腺嘌呤300个,该DNA分子连续复制
22、两次,需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 A、600个 B、800个 C、1200个 D、1600个 规律一:规律一:基因控制蛋白质合成的过程中,基因、基因控制蛋白质合成的过程中,基因、mRNAmRNA的碱基、的碱基、蛋白质中的氨基酸之间的数量计算。基因(蛋白质中的氨基酸之间的数量计算。基因(DNADNA)碱基)碱基:mRNA:mRNA的碱基的碱基:氨基酸氨基酸6n3n1n6n3n1n例:一条多肽链中有氨基酸例:一条多肽链中有氨基酸1 0001 000个,则作为合成该多肽链模个,则作为合成该多肽链模板的信使板的信使RNARNA和用来转录该信使和用来转录该信使RNARNA的基因分子分别至少有碱的基因分子分
23、别至少有碱基多少个?基多少个?A.3 000A.3 000个和个和3 0003 000个个 B.1 000B.1 000个和个和3 0003 000个个 C.1 000 C.1 000个和个和4 0004 000个个 D.3 000 D.3 000个和个和6 0006 000个个(3)基因控制蛋白质合成过程的有关计算规律二:规律二:肽键数肽键数=脱去水分子数脱去水分子数=氨基酸数目氨基酸数目肽链数。肽链数。规律三:规律三:蛋白质相对分子质量氨基酸的平均分子质量蛋白质相对分子质量氨基酸的平均分子质量氨氨基酸数量失去的水分子数量基酸数量失去的水分子数量1818(4)遗传学基本规律解题方法综述遗传学
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