教學(xué)參考：一般規(guī)律中的例外-高一下學(xué)期生物人教版必修2

高中生物學(xué)《遺傳與進(jìn)化》一般規(guī)律中的例外

1.純合子的后代不都是純合子純合子自交的后代仍為純合子，但純合子雜交的后代不一定為純合子。比如AA×aa的后代就是雜合子。2.雙雜合子自交的后代不都是9:3:3:1（1）兩對基因獨(dú)立遺傳時(shí)，雙雜合子自交的后代有4種表現(xiàn)型，比例為9:3:3:1。（2）若兩對基因位于同一對同源染色體時(shí)，自交的后代表現(xiàn)型可能有兩種，比例為3:1，也可能有3種，比例為1:2:1。（3）存在配子致死時(shí)，自交后代可能為：5:3:3:1、7:3:1:1。（4）雙雜合子自交的后代，也可能出現(xiàn)：9:3:4、9:6:1、12:3:1、9:7、15:1、13:3、1:4:6:4:1等。3.等位基因的分離不都發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ在不考慮基因突變和交叉互換的情況下，等位基因的分離只發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期，但若考慮基因突變或交叉互換，等位基因的分離除發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期，還發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅱ后期。4.有性別的生物不都有性染色體雖然人和果蠅都是XY型性別決定，但在人中Y染色體在性別決定上所起的作用很重要，有Y染色體存在就有睪丸組織，沒有Y染色體存在就沒有睪丸組織，故XO個(gè)體是不育女性；而在果蠅中，Y只跟育性有關(guān)，所以XO個(gè)體是不育的雄蠅。蜜蜂體內(nèi)無性染色體，其性別由體內(nèi)染色體組的數(shù)目決定，一個(gè)染色體組的為雄峰，兩個(gè)染色體組的為雌蜂。工蜂和蜂王都是雌蜂，但工蜂沒有生育能力。5.基因不都在染色體上摩爾根和他的學(xué)生經(jīng)過十多年的努力，發(fā)明了測定基因位于染色體上的相對位置的方法，并繪制了第一幅果蠅各種基因在染色體上的相對位置圖，同時(shí)也說明了基因在染色體上呈線性排列。但并非所有的基因都位于染色體上，在真核生物中，細(xì)胞核基因位于染色體上，但細(xì)胞質(zhì)基因位于線粒體和葉綠體的DNA上，在原核生物中，細(xì)胞內(nèi)無染色體，其內(nèi)的基因位于擬核DNA上或質(zhì)粒DNA上；病毒中有基因，但無染色體。6.生物的遺傳物質(zhì)不都是DNA細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物遺傳物質(zhì)是DNA，DNA病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，自然界絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，DNA是主要的遺傳物質(zhì)。7.不是所有生物都共用一套遺傳密碼密碼子的通用性的例外十分少見，目前發(fā)現(xiàn)的有:①對終止密碼子的解讀，如支原體(Mycoplasma)的UGA不再是終止密碼子，而是編碼色氨酸；在纖毛蟲草履蟲屬(Paramecium)和四膜蟲屬(Tetrahymena)的一些物種中，UAA和UAG也不再是終止密碼子，而是編碼谷氨酰胺。②密碼子的系統(tǒng)性的改變只存在于線粒體DNA中。UGA在線粒體中不是終止密碼子，而是編碼色氨酸；酵母線粒體中CUA不編碼亮氨酸，而是編碼蘇氨酸；果蠅線粒體中AGA和ACG不編碼精氨酸，而是編碼絲氨酸；哺乳動物線粒體中AGA和AGG不編碼精氨酸而是終止密碼子，AUA不編碼異亮氨酸而是甲硫氨酸。8.基因在染色體上不都呈線性排布傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為編碼蛋白質(zhì)或酶的結(jié)構(gòu)基因是一段連續(xù)的DNA序列。而且基因之間是互不沾染、單個(gè)分離的DNA片段。事實(shí)上基因不僅僅是斷裂的，而且基因之間還存在重疊性。1977年Sanger等人在測定了噬菌體фX174DNA的5386個(gè)核苷酸排列順序后發(fā)現(xiàn)它編碼9種蛋白質(zhì)(其實(shí)是11個(gè)基因編碼)的部分基因的核苷酸有重疊，即某兩個(gè)基因共有一段重疊的核苷酸序列，因而稱為重疊基因(overlappinggene)。在病毒、細(xì)菌和果蠅甚至在人的基因組中都發(fā)現(xiàn)重疊基因現(xiàn)象，這些重疊在一起的基因表達(dá)時(shí)由于使用不同的可讀框(openreadingframe,ORF)，因此雖然是同樣的DNA序列，但基因表達(dá)的產(chǎn)物是不同的。重疊基因的發(fā)現(xiàn)是對各個(gè)基因之間互不沾染、各自獨(dú)立的傳統(tǒng)觀念的修正，而且重疊基因可有效地利用DNA遺傳信息量，便于對基因表達(dá)進(jìn)行調(diào)控。基因不僅是斷裂的，基因之間存在重疊，而且還有些基因在染色體上的位置是可以移動的，這類基因稱為可移動基因(movablegene)，或稱跳躍基因(jumpinggene)，亦稱轉(zhuǎn)座因子(transposableelement)。9.患遺傳病的個(gè)體不都含有致病基因遺傳病是指生殖細(xì)胞或受精卵的遺傳物質(zhì)（染色體和基因）發(fā)生突變（或變異）所引起的疾病。包含單基因遺傳病、多基因遺傳病、染色體異常遺傳病。前兩種遺傳病都由致病基因控制，染色體異常遺傳病則不是由致病基因引起，比如21三體綜合征是因?yàn)?1號染色體多了一條引起的。10.含有致病基因的個(gè)體不都患遺傳病隱性遺傳病致病基因的攜帶者，表現(xiàn)型正常，而并不患遺傳病。11.遺傳病不都是先天性疾病遺傳病不應(yīng)與先天性疾病(congenitaldisease）等同看待。先天性疾病是指個(gè)體出生后即表現(xiàn)出來的疾病。如果主要表現(xiàn)為形態(tài)、結(jié)構(gòu)異常，則稱為先天畸形（congenitalanomaly)。應(yīng)該指出，許多遺傳病在出生后即可見到，因此大多數(shù)先天性疾病實(shí)際上是遺傳病，但也有某些先天性疾病是在子宮中獲得的，如風(fēng)疹病毒感染引起的某些先天性心臟病，藥物引起的畸形等。反之，有些出生時(shí)未表現(xiàn)出來的疾病，也可以是遺傳病。如原發(fā)性血色素病(primary-hemachromatosis，HHC)是一種鐵代謝障礙疾病，但鐵要積存到15g以上才發(fā)病，80%的病例發(fā)病年齡在40歲以上。12.遺傳病不都是家族性疾病遺傳病應(yīng)與家族性疾病(familialdisease)加以區(qū)別。家族性疾病是指表現(xiàn)出家族聚集現(xiàn)象的疾病，即在一個(gè)家庭中不止一個(gè)成員罹患。當(dāng)然，許多遺傳病（特別是顯性遺傳?。┏Ｒ娂易寰奂F(xiàn)象，但也有不少遺傳?。ㄌ貏e是隱性遺傳病和染色體病）并不一定有家族史。故“家族性”一詞一般在表達(dá)未弄清病因而又懷疑可能為遺傳病時(shí)使用。13.單倍體不都是高度不育的體細(xì)胞中染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個(gè)體叫做單倍體。單倍體在動物中比較少見，而且一般很難存活，在果蠅中出現(xiàn)的一些單倍體個(gè)體，生活力大大降低。在蛙、小鼠和雞中出現(xiàn)的單倍體，生理上很不正常，多在胚胎發(fā)育過程中死亡。但是在某些昆蟲（如蜜蜂)中，單倍體個(gè)體是正常的，而且與性別有關(guān)：未受精的單倍體卵發(fā)育成雄性個(gè)體，受精后的二倍體卵發(fā)育成雌性個(gè)體。自然界多數(shù)生物體是二倍體，而動物幾乎全部是二倍體。少數(shù)動物還有自然存在的一倍體。例如，某些膜翅目昆蟲（蜂、蟻）和某些同翅目昆蟲（白蟻）的雄性個(gè)體等。蜜蜂的雌性個(gè)體，會先經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生卵細(xì)胞，卵細(xì)胞若不受精則孵化為雄性個(gè)體；卵細(xì)胞若受精后產(chǎn)生的受精卵則孵化為雌性個(gè)體（蜂王和工蜂)。雄性蜜蜂在產(chǎn)生精子時(shí)，它的精原細(xì)胞也經(jīng)過連續(xù)的兩次減數(shù)分裂。第一次分裂時(shí)出現(xiàn)單極紡錘體(monopolarspindle)，僅在細(xì)胞的一極擠出一個(gè)無核的細(xì)胞質(zhì)芽體，不發(fā)生染色體數(shù)目減半。第二次分裂時(shí)，則按正常的方式進(jìn)行，但是到了減數(shù)分裂Ⅱ的后期，每個(gè)染色體卻按常規(guī)進(jìn)行姐妹染色單體的分離，于是精子內(nèi)的染色體數(shù)目仍然是一個(gè)完整的染色體組，即單倍體。所以這次分裂實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一般有絲分裂。結(jié)果每一個(gè)精原細(xì)胞僅形成兩個(gè)精細(xì)胞，分別具有雄蜂原來的單倍性染色體數(shù)目，因此雄蜂的精子具有正常的功能。在許多高等植物中，如棉、水稻、咖啡、甜菜、大麥、大麻、可可、油菜、番茄、蘆筍和小麥等，都發(fā)現(xiàn)過自發(fā)產(chǎn)生的單倍體；某些低等生物，如酵母、霉菌和苔蘚等，則以單倍體為主要的生活世代。在自然條件下，玉米、高粱、水稻、番茄等二倍體植物，偶爾也會出現(xiàn)單倍體植株。與正常植株相比，單倍體植株長得弱小，而且高度不育，因?yàn)闆]有同源染色體，無法聯(lián)會。但四倍體植物產(chǎn)生的單倍體（含2個(gè)染色體組）仍能進(jìn)行正常聯(lián)會，后代是可育的。14.基因突變不都使生物的性狀發(fā)生改變基因突變是指DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失，而引起基因堿基序列的改變?；蛑袎A基序列改變會引起轉(zhuǎn)錄出來的mRNA中密碼子發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目和序列發(fā)生改變，影響生物的性狀。由于密碼子具有簡并性，因此，單個(gè)堿基替換可能只改變mRNA上的特定密碼子，但不影響它所編碼的氨基酸。例如，DNA模板鏈中GCG的第3位G被A取代而成GCA，則mRNA中相應(yīng)的密碼子CGC就被轉(zhuǎn)錄為CGU，由于CGC和CGU都是精氨酸的密碼子，因而新形成的肽鏈沒有氨基酸順序和數(shù)目的變化，這種突變稱為同義突變(synonymousmutation)。15.基因重組不都發(fā)生在減數(shù)分裂過程中基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。包括減數(shù)分裂Ⅰ前期因?yàn)橥慈旧w的交叉互換導(dǎo)致的同源染色體上的非等位基因的重新組合、減數(shù)分裂Ⅰ后期因?yàn)榉峭慈旧w的自由組合導(dǎo)致的非同源染色體上的非等位基因的重新組合。這屬于狹義的基因重組。廣義的基因重組還包括基因工程和肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化。自然轉(zhuǎn)化現(xiàn)象首先是在肺炎鏈球菌中發(fā)現(xiàn)的。近幾十年來，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種細(xì)菌或某些特殊的菌株有自然轉(zhuǎn)化能力。在肺炎鏈球菌中，自然轉(zhuǎn)化的第一步是R型細(xì)菌受體細(xì)胞處于感受態(tài)，即能從周圍環(huán)境中攝取DNA的一種生理狀態(tài)，然后是DNA在細(xì)胞表面的結(jié)合和進(jìn)入。進(jìn)入細(xì)胞的DNA分子一般以單鏈形式整合進(jìn)宿主的染色體DNA，并獲得遺傳特性的表達(dá)。這一系列的過程涉及細(xì)菌染色體上10多個(gè)基因編碼的功能。R型細(xì)菌在生長到一定階段時(shí)，就會分泌一種小分子的蛋白質(zhì)，稱為感受態(tài)因子。這種因子能與細(xì)胞表面受體相互作用，誘導(dǎo)感受態(tài)特異蛋白質(zhì)（如自溶素）的表達(dá)，它的表達(dá)使細(xì)胞表面的DNA結(jié)合蛋白及核酸酶裸露出來，使其具有與DNA結(jié)合的活性。加熱滅活的S型細(xì)菌遺留下了完整的細(xì)菌染色體DNA的各個(gè)片段（如圖)，其中包括控制莢膜形成的基因，即S基因(smoothgene)。這一片段從S型細(xì)菌中釋放出來，在后繼的培養(yǎng)中吸附到一些R型細(xì)菌上，S基因以雙鏈的形式在R型細(xì)菌細(xì)胞的幾個(gè)位點(diǎn)上結(jié)合并被切割。核酸內(nèi)切酶首先切斷DNA雙鏈中的一條鏈，被切割的鏈在核酸酶的作用下降解，成為寡核苷酸釋放到培養(yǎng)基中，另一條鏈與R感受態(tài)細(xì)菌的特異蛋白質(zhì)結(jié)合，以這