遺傳變異進(jìn)化育種

專題四

遺傳變異進(jìn)化育種

小專題1遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)

網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)煙草花葉病毒侵染煙葉有遺傳效應(yīng)的DNA片段傳遞遺傳信息雙螺旋結(jié)構(gòu)一、

聚焦探索遺傳物質(zhì)本質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)

典例剖析

下圖甲是某興趣小組利用兩種肺炎雙球菌進(jìn)行相關(guān)的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，各組肺炎雙球菌先進(jìn)行圖示處理，再培養(yǎng)一段時(shí)間后注射到不同小鼠體內(nèi)；圖乙是該興趣小組模擬赫爾希和蔡斯做的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)判斷：

√√×××√√

DNA對(duì)照DNA

1．肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)

肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

噬菌體侵染細(xì)菌

的實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)思路

設(shè)法將

與其他物質(zhì)分開，單獨(dú)研究它們各自的作用

實(shí)驗(yàn)原則

都遵循

原則

相同點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

兩實(shí)驗(yàn)都能證明

是遺傳物質(zhì)

直接分離同位素標(biāo)記DNA蛋白質(zhì)DNA3．⑥組中轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的有毒性的S型菌體與原來的R型菌體的遺傳物質(zhì)是否發(fā)生改變呢？

4．在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，攪拌和離心的目的？

2、某研究人員模擬肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4

個(gè)實(shí)驗(yàn)：①

S

型菌的DNA+DNA

酶→加入R

型菌→注射入小鼠

②

R

型菌的DNA+DNA

酶→加入S

型菌→注射入小鼠

③

R

型菌＋DNA

酶→高溫加熱后冷卻→加入S

型菌的DNA→注射入小鼠④

S

型菌＋DNA

酶→高溫加熱后冷卻→加入R

型菌的DNA→注射入小鼠以上4

個(gè)實(shí)驗(yàn)中小鼠存活的情況依次是（

）

A．存活，存活，存活，死亡

B．存活，死亡，存活，存活

C．死亡，死亡，存活，存活

D．存活，死亡，存活，死亡B噬菌體侵染細(xì)菌問題的思路分析

注意：因放射性檢測(cè)時(shí)只能檢測(cè)到部位，不能確定是何種元素的放射性，故35S(標(biāo)記蛋白質(zhì))和32P(標(biāo)記DNA)不能同時(shí)標(biāo)記在同一噬菌體上，應(yīng)將二者分別標(biāo)記，即把實(shí)驗(yàn)分成兩組。二、中心法則1、遺傳信息流動(dòng)的過程①在細(xì)胞生物生長繁殖過程中遺傳信息的傳遞方向?yàn)棰谠诩?xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成過程中，遺傳信息的傳遞方向?yàn)棰酆孓D(zhuǎn)錄酶的RNA病毒在寄主細(xì)胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向?yàn)棰蹹NA病毒(如T2噬菌體)在寄主細(xì)胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向?yàn)椋孩軷NA病毒(如煙草花葉病毒)在宿主細(xì)胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向?yàn)椋?、遺傳信息傳遞的過程a.DNA復(fù)制能準(zhǔn)確進(jìn)行的原因？b.復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程有哪些區(qū)別？c.起始密碼子和終止密碼子與啟動(dòng)子和終止子有什么區(qū)別？d.遺傳信息、密碼子、反密碼子的區(qū)別？(1)基因控制生物的性狀：直接途徑間接途徑方式

基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。如鐮刀型細(xì)胞貧血癥、囊性纖維病的病因

基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀。如白化病、豌豆的粒形圖解

3．基因與性狀的關(guān)系(2)基因與性狀的數(shù)量關(guān)系：

小專題2

遺傳的基本規(guī)律項(xiàng)目分離定律自由組合定律相對(duì)性狀一對(duì)兩對(duì)或兩對(duì)以上控制相對(duì)性狀的等位基因一對(duì)兩對(duì)或兩對(duì)以上等位基因與染色體的關(guān)系位于一對(duì)同源染色體上如A、

a分別位于兩對(duì)或兩對(duì)以上同源染色體上如A、a，B、b4n4配子組合數(shù)2n數(shù)量相等2

1∶1配子類型及其比例n(n≥2)1基因?qū)?shù)F1非同源染色體上的非等位基因之間的自由組合等位基因分離遺傳實(shí)質(zhì)減Ⅰ后期非同源染色體自由組合減Ⅰ后期同源染色體分離細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)(染色體的行為)F2

基因型種類33n親本類型22重組類型02n－2表現(xiàn)型之比3∶1(3∶1)nF1測(cè)交子代基因型種類22n表現(xiàn)型種類22n表現(xiàn)型之比1∶1(1∶1)n聯(lián)系①兩大定律均發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程②分離定律是自由組合定律的基礎(chǔ)③兩大定律均為真核生物細(xì)胞核基因在有性生殖過程中的傳遞規(guī)律基因的分離定律和自由組合定律的F2要表現(xiàn)特定的分離比應(yīng)具備的條件

①不同類型的雌、雄配子都能發(fā)育良好，且受精機(jī)會(huì)均等。②所有后代都處于比較一致的環(huán)境中，而且存活率相同。③實(shí)驗(yàn)的群體要大，個(gè)體數(shù)量要足夠多。伴性遺傳遵循基因分離定律，如果與常染色體遺傳再綜合在一起又遵循自由組合定律。伴性遺傳與基因的分離、自由組合定律存在怎樣的關(guān)系？(1)自交法

①若F1自交后代的性狀分離比為3:1，則符合基因的分離定律。

②若F1自交后代的性狀分離比為9:3:3:1

(或9:3:3:1的變式比例)，則符合基因的自由組合定律。一、遺傳基本定律的驗(yàn)證方法(2)測(cè)交法

①若測(cè)交后代的性狀比例為1:1，則符合基因的分離定律。

②若測(cè)交后代的性狀比例為

1:1:1:1(或1:1：1:1的變式比例)，則符合基因的自由組合定律。(3)花粉鑒定法根據(jù)花粉表現(xiàn)的性狀(如花粉的形狀、染色后的顏色等)判斷。①若花粉有兩種表現(xiàn)型，比例為1:1，則符合基因的分離定律。②若花粉有四種表現(xiàn)型，比例為1:1:1:1，則符合基因的自由組合定律。(4)單倍體育種法①取花藥離體培養(yǎng)，用秋水仙素處理單倍體幼苗，若植株性狀有兩種表現(xiàn)型，比例為1:1，則符合基因的分離定律。②取花藥離體培養(yǎng)，用秋水仙素處理單倍體幼苗，若植株性狀有四種表現(xiàn)型，比例為1:1:1:1，則符合基因的自由組合定律。二、顯隱性判斷和基因在常染色體還是在X染色體上的判斷

1、顯隱性判斷已知牛的有角和無角為一對(duì)相對(duì)性狀，由常染色體上的等位基因A和a控制，在自由放養(yǎng)多年的牛群中，無角的基因頻率與有角的基因頻率相等，隨機(jī)選一頭無角公牛，與六頭有角母牛分別交配，每頭母牛只產(chǎn)一頭小牛，其中三頭有角，三頭無角。據(jù)上所述能不能判斷顯隱性關(guān)系？為了確定有角無角這對(duì)相對(duì)性狀的顯隱性關(guān)系，用上述自由放養(yǎng)的牛群（假設(shè)無突變發(fā)生）為實(shí)驗(yàn)材料，再進(jìn)行新的雜交實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該怎樣進(jìn)行?

從牛群中選擇多對(duì)有角牛與有角牛雜交（有角?！劣薪桥＃?。如果后代出現(xiàn)無角小牛，則有角為顯性，無角為隱性；如果后代全部為有角小牛，則無角為顯性，有角為隱性。2、判斷基因在常染色體還是在X染色體上(1)、已知顯隱性或能判斷出顯隱性【典型例題1】果蠅的紅眼和白眼是一對(duì)相對(duì)性狀（紅眼W白眼w）且雌雄果蠅均有紅眼和白眼。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有一批未交配過的紅眼白眼雌雄果蠅，若要用一次交配實(shí)驗(yàn)即可證明這對(duì)基因位于何種染色體上，則交配的親本表現(xiàn)型是？白眼雌果蠅紅眼雄果蠅【典型例題2】一只雌鼠的一條染色體上的某基因發(fā)生突變，使得野生性狀變?yōu)橥蛔冃?，?qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷控制該性狀的基因是在常染色體上還是在X染色體上？分析：由條件可知，突變型是顯性性狀，野生型是隱性性狀；該突變型雌鼠是雜合子，其基因型為Aa或XAXa，野生型雄的基因型為aa或XaY。突變型雌鼠與野生型雄鼠雜交，得到F1。從F1中選出突變型雄鼠與野生型雌鼠雜交，觀察并統(tǒng)計(jì)子代雌雄性的性狀。(2)、未知顯隱性【典型例題3】已知果蠅的直毛與非直毛是一對(duì)等位基因，若實(shí)驗(yàn)室有純合的直毛和非直毛雌雄果蠅親本，你能否通過一代雜交實(shí)驗(yàn)確定這對(duì)等位基因是位于常染色體上還是X染色體上？說明推導(dǎo)過程。能。取直毛雌果蠅與非直毛雄果蠅進(jìn)行正交和反交（♀直毛×非直毛♂

♀非直毛×直毛♂）①若兩種雜交組合的后代該相對(duì)性狀都表現(xiàn)一致，則該對(duì)等位基因是位于常染色體上；②若兩種雜交組合的后代該相對(duì)性狀都表現(xiàn)不一致，則該對(duì)等位基因是位于X染色體上。

變式：雄家蠶的性染色體為ZZ，雌家蠶為ZW，已知幼蠶的體色正常和油質(zhì)透明是一對(duì)相對(duì)性狀，雌雄個(gè)體兩種性狀都有。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一組雜交方式，通過一代雜交來判斷是否是Z染色體遺傳？ZtZtZTWXZTZtZtWZTZtZtWXZTZtZtWZTWZtZtZTZTZtWXZTZtZTW1、假設(shè)在Z染色體上:正交：反交：2、假設(shè)在常染色體上:TTTtttXXTtttTttt♀♂♀♂正交反交♂♀♀♂

正反交體色正常雄性X油質(zhì)透明雌性體色正常雌性X油質(zhì)透明雄性結(jié)果預(yù)測(cè)

1、若正交和反交的結(jié)果是一樣的，且與性別無關(guān)，則在常染色體上。2、若正交和反交結(jié)果不一樣，且與性別有關(guān)。則在Z染色體上。正反交不一致，一定是在性染色體上嗎？PS.在X、Y染色體的同源區(qū)段還是僅位于X染色體上三、家族系譜圖的判斷圖遺傳病類型遺傳特點(diǎn)常隱隔代遺傳；男女發(fā)病率相等常顯連續(xù)遺傳；男女發(fā)病率相等常隱或X隱隔代遺傳圖遺傳病類型遺傳特點(diǎn)常顯或X顯連續(xù)遺傳最可能為X顯(也可能為常隱、常顯、X隱)連續(xù)遺傳；患者女性多于男性連續(xù)遺傳；只有男性患者最可能為伴Y遺傳(也可能為常顯、常隱、X隱)非X隱(可能是常隱、常顯、X顯)補(bǔ)充：歸類遺傳學(xué)中的致死現(xiàn)象致死現(xiàn)象在高中遺傳學(xué)試題中通?？梢苑譃橐韵聨追N情況：隱性致死和顯性致死、配子致死和合子致死、常染色體基因致死和性染色體基因致死、基因突變致死和染色體缺失致死。例：某種雌性異株的植物有寬葉和狹葉兩種類型，寬葉由顯性基因B控制，狹葉由隱性基因b控制，B和b均位于X染色體上。基因b使雄配子致死。請(qǐng)回答：（1）若后代全為寬葉雄株個(gè)體，則其親本基因型為

。（2）若后代全為寬葉，雌、性植株各半時(shí)，則其親本基因型為

。（3）若后代全為雄株，寬葉和狹葉個(gè)體各半時(shí)，則其親本基因型為

。（4）若后代性別比為1:1，寬葉個(gè)體占3/4，則其親本基因型為

。XBXB×XbYXBXB×XBYXBXb×XbYXBXb×XBY（2010年全國理綜Ⅱ第４題）已知某環(huán)境條件下某種動(dòng)物的AA和Aa個(gè)體全部存活，aa個(gè)體在出生前會(huì)全部死亡。現(xiàn)有該動(dòng)物的一個(gè)大群體，只有AA、Aa兩種基因型，其比例為1︰2.假設(shè)每對(duì)親本只交配一次且成功受孕，均為單胎，在上述環(huán)境條件下，理論上該群體隨機(jī)交配產(chǎn)生的第一代中AA和Aa的比例是A．1︰1B．1︰2

C．2︰1D．3︰1A小專題3

變異、育種和進(jìn)化一、三種可遺傳變異的比較類型項(xiàng)目基因突變基因重組染色體變異概念DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變?cè)谏矬w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因染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而導(dǎo)致生物性狀發(fā)生變異類型項(xiàng)目基因突變基因重組染色體變異適用范圍生物種類所有生物(包括病毒)均可發(fā)生自然狀態(tài)下只發(fā)生于真核生物有性生殖過程中，為核遺傳真核生物生殖方式無性生殖、有性生殖有性生殖無性生殖、有性生殖類型自然突變誘發(fā)突變交叉互換、自由組合、人工DNA拼接技術(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異、染色體數(shù)目變異發(fā)生時(shí)期DNA復(fù)制時(shí)(有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期)減數(shù)分裂四分體時(shí)期及減數(shù)第一次分裂后期任何時(shí)期類型項(xiàng)目基因突變基因重組染色體變異產(chǎn)生結(jié)果產(chǎn)生新的基因只產(chǎn)生新的基因型，不產(chǎn)生新的基因不產(chǎn)生新的基因，但可引起染色體上基因數(shù)目或排列順序的變化鏡檢光鏡下均無法檢出，可根據(jù)是否有新性狀或新性狀組合確定光鏡下可檢出育種應(yīng)用誘變育種雜交育種基因工程育種單倍體育種多倍體育種關(guān)于“互換”問題關(guān)于“缺失”問題DNA分子上若干基因的缺失屬于染色體變異；DNA分子上若干堿基對(duì)的缺失，屬于基因突變注意：(1)確認(rèn)是否為可遺傳變異的唯一依據(jù)是看“遺傳物質(zhì)是否發(fā)生變化”。若將其體細(xì)胞培養(yǎng)為個(gè)體，則可保持其變異性狀——這與僅由環(huán)境引起的不可遺傳變異有著本質(zhì)區(qū)別。(2)“可遺傳”≠“可育”三倍體無子西瓜、單倍體等均表現(xiàn)“不育”，但它們均屬于可遺傳的變異——其遺傳物質(zhì)已發(fā)生變化。雜交育種誘變育