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三、基因重组
1、基因重组的概念
随机重组(减数第一次分裂后期)
2、基因重组的类型
交换重组(四分体时期)
3. 时间:
减数第一次分裂过程中(减数第一次分裂后期和四分体时期)
4.基因重组的意义
四、基因突变与基因重组的区别
基因突变
基因重组
本质
基因的分子结构发生改变,产生了新基因,也可以产生新基因型,出现了新的性状。
不同基因的重新组合,不产生新基因,而是产生新的基因型,使不同性状重新组合。
发生时间及原因
细胞分裂间期DNA分子复制时,由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。
减数第一次分裂后期中,随着同源染色体的分开,位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合;
四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换。
条件
外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。
有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。
意义
生物变异的根本来源,是生物进化的原材料。
生物变异的来源之一,是形成生物多样性的重要原因。
发生可能
突变频率低,但普遍存在。
有性生殖中非常普遍。
第二节染色体变异
一、染色体结构的变异(猫叫综合征)
1、概念
缺失
2、变异类型重复
倒位
易位
二、染色体数目的变异
1.染色体组的概念及特点
2.常见的一些关于单倍体与多倍体的问题
⑴一倍体一定是单倍体吗?
单倍体一定是一倍体吗?
(一倍体一定是单倍体;
单倍体不一定是一倍体。
)
⑵二倍体物种所形成的单倍体中,其体细胞中只含有一个染色体组,这种说法对吗?
为什么?
(答:
对,因为在体细胞进行减数分裂形成配子时,同源染色体分开,导致染色体数目减半。
⑶如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体,其体细胞中就含有两个或三个染色体组,我们可以称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗?
不对,尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组,但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种,因此,只能称为单倍体。
(4)单倍体中可以只有一个染色体组,但也可以有多个染色体组,对吗?
对,如果本物种是二倍体,则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组;
如果本物种是四倍体,则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。
3.总结:
多倍体育种方法:
单倍体育种方法:
列表比较多倍体育种和单倍体育种:
多倍体育种
单倍体育种
原理
染色体组成倍增加
染色体组成倍减少,再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)
常用方法
秋水仙素处理萌发的种子、幼苗
花药的离体培养后,人工诱导染色体加倍
优点
器官大,提高产量和营养成分
明显缩短育种年限
缺点
适用于植物,在动物方面难以开展
技术复杂一些,须与杂交育种配合
4.染色体组数目的判断
(1)细胞中同种形态的染色体有几条,细胞内就含有几个染色体组。
问:
图1中细胞含有几个染色体组?
(2)根据基因型判断细胞中的染色体数目,根据细胞的基本型确定控制每一性状的基因出现的次数,该次数就等于染色体组数。
问:
图2中细胞含有几个染色体组?
(3)根据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。
染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数
果蝇的体细胞中含有8条染色体,4对同源染色体,即染色体形态数为4(X、Y视为同种形态染色体),染色体组数目为2。
人类体细胞中含有46条染色体,共23对同源染色体,即染色体形态数是23,细胞内含有2个染色体组。
4.三倍体无子西瓜的培育过程图示:
注:
亲本中要用四倍体植株作为母本,二倍体作为父本,两次使用二倍体花粉的作用是不同的。
第三节人类遗传病
第6章从杂交育种到基因工程
第1节杂交育种与诱变育种
一、杂交育种
1.概念:
是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。
2.原理:
基因重组。
通过基因重组产生新的基因型,从而产生新的优良性状。
3.优点:
可以将两个或多个优良性状集中在一起。
4.缺点:
不会创造新基因,且杂交后代会出现性状分离,育种过程缓慢,过程复杂。
二、诱变育种
指利用物理或化学因素来处理生物,使生物产生基因突变,利用这些变异育成新品种的方法。
2.诱变原理:
3.诱变因素:
(1)物理:
X射线,紫外线,γ射线等。
(2)化学:
亚硝酸,硫酸二乙酯等。
4.优点:
可以在较短时间内获得更多的优良性状。
5.缺点:
因为基因突变具有不定向性且有利的突变很少,所以诱变育种具有一定盲目性,所以利用理化因素出来生物提高突变率,且需要处理大量的生物材料,再进行选择培育。
三、四种育种方法的比较
杂交育种
诱变育种
染色体变异
方法
杂交
激光、射线或化学药品处理
秋水仙素处理萌发种子或幼苗
花药离体培养
后加倍
可集中优良性状
时间短
器官大和营养物质含量高
缩短育种年限
育种年限长
盲目性及突变频率较低
动物中难以开展
成活率低,只适用
于植物
举例
高杆抗病与矮杆感病杂交获得矮杆抗病品种
高产青霉菌株的育成
三倍体西瓜
抗病植株的育成
第二节基因工程及其应用
3.转基因生物和转基因食品的安全性
例题:
下图中A-E表示几种不同育种方法
甲
A.
乙
B.
C.AABBDD×
RRABDRAABBDDRR
普通小麦黑麦不育杂种小黑麦
DDTT×
ddttF1F2能稳定遗传的
D.高秆矮秆矮秆抗锈病的品种
抗锈病易染锈病
ddttF1配子幼苗能稳定遗传的
E.高秆矮秆矮秆抗锈病的品种
F.其它生物基因
植物细胞新细胞具有新性状的植物体
A:
克隆B:
诱变育种C:
多倍体育种D:
E:
单倍体育种F:
基因工程
第7章现代生物进化理论
第1节现代生物进化理论的由来
一、拉马克的进化学说
1、拉马克的进化学说的主要内容
(1)、生物都不是神创的,而是由更古老的生物传衍来的。
这对当时人们普遍信奉的神创造成一定冲击,因此具有进步意义。
(2)、生物是由低等到高等逐渐进化的。
拉马克几乎否认物种的真实存在,认为生物只存在连续变异的个体。
(3)、对于生物进化的原因,他认为:
一是“用进废退”的法则;
二是“获得性遗传”的法则。
但这些法则缺乏事实依据,大多来自于主观推测。
2、拉马克的进化学说的历史意义
二、达尔文自然选择学说
(一)、达尔文自然选择学说的主要内容
1.过度繁殖----选择的基础
生物体普遍具有很强的繁殖能力,能产生很多后代,不同个体间有一定的差异。
2.生存斗争----进化的动力、外因、条件
大量的个体由于资源空间的限制而进行生存斗争。
在生存斗争中大量个体死亡,只有少数的个体生存下来。
生存斗争包括三方面:
(1)生物与无机环境的斗争
(2)种内斗争(3)种间斗争
生存斗争对某些个体的生存不利,但对物种的生存是有利的,并推动生物的进化。
3.遗传变异----进化的内因
在生物繁殖的过程中普遍存在着遗传变异现象,生物的变异是不定向的,有的变异是
有利的,有的是不利的,其中具有有利变异的个体就容易在生存斗争中获胜生存下去,
反之,具有不利变异个体就容易被淘汰。
4.适者生存----选择的结果
适者生存,不适者被淘汰是自然选择的结果。
自然选择只选择适应环境的变异类型,通过多次选择,使生物的微小有利变异通过繁殖遗产给后代,得以积累和加强,使生物更好的适应环境,逐渐产生了新类型。
所以说变异不是定向的,但自然选择是定向的,决定着进化的方向。
第2节现代生物进化理论的主要内容
一、种群基因频率的改变与生物进化
(一)种群是生物进化的基本单位
1、种群:
生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群。
种群特点:
种群中的个体不是机械的集合在一起,而是通过种内关系组成一个有机的整体,个体间可以彼此交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代。
2、基因库
3、基因频率、基因型频率及其相关计算
基因频率=
基因型频率=
两者联系:
(1)种群众一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。
(2)一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+
杂合子的频率。
例题
1.从某种生物种群中随机抽取一定数量的个体,其中基因型为AA个体占24%,基因型为Aa个体占72%,基因型为aa个体占4%,则基因A和a的频率分别是()
A.24%72%B.36%64%C.57%43%D.60%40%
补充:
伴X遗传的基因频率
Xb/XB+Xb=(2XbXb+XBXb+XbY)/(2XX+XY)
和非伴性遗传的基因频率不同点就在于Y染色体上无B的等位基因,女性含有2个X,男性只含有一个X。
所以XB+Xb=X染色体的数目=2XX+XY。
2.某小学的学生中基因型比率为XBXB:
XBXb:
XbXb:
XBY:
XbY=44%:
5%:
1%:
43%:
7%,则Xb的基因频率为()
A.13.2%B.5%C.14%D.9.3%
(二)突变和基因重组产生进化的原材料
可遗传的变异:
基因突变、染色体变异、基因重组
突变包括基因突变和染色体变异
突变的有害或有利不是绝对的,取决于生物的生存环境
(三)自然选择决定生物进化的方向
生物进化的实质是基因频率的改变
二、隔离与物种的形成
(一)、物种的概念
1、物种的概念
地理隔离量变
2、隔离
生殖隔离质变
一个物种的形成必须要经过生殖隔离,但不一定经过地理隔离,如多倍体的产生。
(二)、种群与物种的区别与联系
种群
物种
概念
生活在一定区域的同种生物的全部个体
能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物
范围
较小范围内的同种生物的个体
分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
判断标准
种群必须具备“三同”;
即同一时间、同一地点、同一物种
主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代
联系
一个物种可以包括许多种群,同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离,长期发展下去可成为不同亚种,进而可能形成多个新种。
地理隔离阻断基因交流不同的突变基因重组和选择基因频率向不同方向改变种群基因库出现差异差异加大生殖隔离新物种形成
三、共同进化与生物多样性的形成
(一)、共同进化
1
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- 基因突变 及其 变异