遗传和变异
核糖体
A U C G
多肽链
mRNA
氨基酸
A—U C G T—A
1个单链RNA
DNA一条链
核糖核苷酸
主要在细胞核
A T C G
2个双链DNA
DNA两条链
脱氧核苷酸
主要在细胞核
细胞分裂间期
个体整个生命过程
ATP
ATP
ATP
半保留复制； 边解旋边复制
边解旋边转录；
转录后DNA恢复原状
一条mRNA上同时结合多个核糖体
模板
原料
能量
酶
解旋酶、DNA聚合酶
解旋酶、RNA聚合酶
蛋白质合成酶
传递遗传信息
表达遗传信息，决定生物性状
一：复制、转录和翻译的比较
相关计算
3m
6m
二.1、中心法则图解
DNA（基因）
RNA
2.不同生物遗传信息的传递
（1）以DNA为遗传物质：
（2）以RNA为遗传物质：
HIV病毒、癌病毒：含逆转录酶。
烟草花叶病毒：不含逆转录酶
下列疾病中，哪些属于间接控制，哪些属于直接控制？1、豌豆的圆粒与皱粒 2、人的白化病
3、囊性纤维病 4、镰刀型贫血症
三、基因、蛋白质与性状的关系
结论1：
基因通过控制____的合成来控制_____________进而控制生物体的_______。
间接控制
酶
性状
代谢过程
结论2：
直接控制
基因通过控制______ _的结构，直接控制生物体的_____。
蛋白质
性状
人的身高、血压、智力、长相等
总结：
1、基因与性状之间并不是简单的一一对应关系有些性状是由多个基因决定的，有的基因可决定或影响多个性状。
2、基因对性状的控制受环境因素的影响。
四：基因突变
1.基因突变的概念：
由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变。就叫做基因突变。
2、基因突变的时期
细胞分裂的间期（DNA复制时）
3、基因突变的特点
①普遍性:
②随机性:
③低频性:
④多害少利性：
⑤不定向性：
？基因突变如何遗传？
4、基因突变的结果
产生新的等位基因；
可能会引起表现型的变化。
显性突变：a A
隐形突变：B b
5、基因突变的意义
① 基因突变产生新的基因，是生物变异
的根本来源；
② 为生物进化提供了原始材料。
基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，染色体上基因的数目和位置并未改变。
五、基因重组
1、概念：
2、类型
在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合.
① 非同源染色体上的非等位基因自由组合
② 同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换
③ 基因工程：外源基因的导入
基因重组仅存在于有性生殖的真核生物
3、时间
减数第一次分裂的后期和前期（四分体时期）
非同源染色体上的 非等位基因自由组合
一种具有20对等位基因（这20对等位基因分别位于 20对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出现的表现型就有 种。
A
a
b
B
A
a
B
b
Ab和aB
AB和ab
220=1048576
A
a
b
B
A
a
B
b
同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换（交叉互换）
4、基因重组的结果
不产生新基因，但产生新的基因型
5、基因重组的意义
生物变异的主要来源
生物进化的重要因素
六、基因突变和染色体变异的区别
染色体上某一个位点上基因的改变，光学显微镜下不可见。
可用显微镜直接观察到的比较明显的染色体变化。
染色体变异:
类型
染色体结构变异
染色体数目变异
个别染色体增减
染色体成倍增减
（缺失、重复、易位、倒位）
基因突变：
缺失
重复
倒位
易位
1、染色体结构变异
两条非同源染色体间片段的移接
猫叫综合症
果蝇缺刻翅
果蝇棒状眼
结构变异的结果：染色体结构变异会使基因的数目和排列顺序发生改变
染色体组:细胞中的一组 ，它们在 ，但是携带着控制一种生物生长发育的 ，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。
非同源染色体
形态和功能上各不相同
全部遗传信息
2、染色体组
染色体组数的判断办法：

1、图形题就看形态相同染色体的条数
（＝染色体数目/染色体形态数）
2、基因型题就看同种类型字母的个数
1、某生物正常体细胞的染色体数目为8条，下图中，表示含有一个染色体组的细胞是
∨
2、某生物的基因型为AAaaBbbbCCCc，那么它有多少个染色体组
A、2、 B、3 C、4 D、8
两
三个或三个以上
配子
3：二倍体、多倍体和单倍体
作用原理： ;
作用时期: .
4.多倍体育种：
① 多倍体植株特点：
优点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子多较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加。
缺点：发育迟缓、结实率低。
②人工诱导多倍体的方法
低温处理或用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
细胞分裂前期
抑制纺锤体的形成，是染色体加倍
③ 低温诱导多倍体的实验：
A—优点：低温条件容易创造和控制、成本低、对人无害、易于操作。
B—流程：
培养——取材——制片——观察
1cm，4℃，36h
0.5cm~1cm
卡诺试液固定
解离-漂洗-染色-制片
先低倍镜，再高倍镜
与正常植株相比，单倍体植株弱小，一般高度不育。
① 单倍体植株特点：
5.单倍体：
注：单倍体中含偶数个染色体组可育；含奇数个染色体组则不育；
其原因为：当染色体组为奇数，则在减数分裂形成配子时，同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子。
P：
高杆抗病
AABB
×
矮杆感病
aabb
F1
高杆抗病
AaBb
↓
第1年
↓
选育出需要
的矮抗纯种
F2
A_B_
A_bb
aaB_
aabb
矮抗
杂交育种
第2年
第3年
生长
aaBB
F3
配子：
AB
Ab
aB
ab
单倍体幼苗：
AB
Ab
aB
ab
花药离体培养
秋水 仙素
第2年
第4年
AAbb
aaBB
aabb
纯合体:
AABB
矮抗
P
高杆抗病
AABB
×
矮杆感病
aabb
F1
高杆抗病
AaBb
单倍体育种
选择矮秆抗病即为新品种
青霉素高产菌株
有利变异少，具有不确定性，需处理大量 材料
提高突变率，大幅度改良某些性状。
利用物理或化学因素处理
基因突变
诱变育种
三倍体无子西瓜
普通小麦纯合体
杂交水稻
实例
发育延迟，结实率较低，在动物中难以开展。
技术复杂，
需与杂交育种配合
育种年限长
缺点
器官大，营养物质含量高
缩短育种年限
集各优良性状于一身
优点
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
花药离体培养后再用秋水仙素处理使加倍
杂交→自交
杂交→杂种
方法
染色体变异
染色体变异
基因重组
原理
多倍体育种
单倍体育种
杂交育种
年年制种
七
有时候多种育种方法共同使用。如，单倍体育种一般都要用到杂交育种。
籽粒多一定不是多倍体育种；
常规、简捷：
速度快：
产生新性状：
杂交育种
单倍体育种
诱变育种
（如大肠杆菌产生人的胰岛素）
基因工程
（出现新相对性状）
由于遗传物质改变而引起的人类疾病。
先天性疾病不一定是遗传病，遗传病大多数是先天性疾病。
2、分类：
比较六、人类遗传病
1、人类遗传病的概念
（一）单基因遗传病
概念：受一对等位基因控制的遗传病。
显性致病基因
常染色体：
伴X染色体：
多指、并指、软骨发育不全
抗维生素D佝偻病
隐性致病基因
常染色体：
伴X染色体：
白化病、苯丙酮尿症、镰刀型细胞贫血症
色盲症、血友病
伴Y染色体：
男性外耳道多毛症
——遵循孟德尔遗传定律
1.概念：
（二）多基因遗传病
3.例子：
2.特点：
①易受环境因素的影响
②具家族聚集现象
③群体中发病率较高
原发性高血压
冠心病
哮喘病
青少年型糖尿病
唇裂
无脑儿
由两对以上的等位基因控制。
（三）、染色体异常遗传病
1.概念：
由染色体发生异常而引起的遗传病称为染色体异常遗传病。
21三体综合征（先天愚型）（增加１条）
性腺发育不良:
猫叫综合征（缺失）
XO型,
XXY型
2.分类
3.特点：引起遗传物质较大的改变，造成较严重的后果，甚至在胚胎时期自然流产。
八、基因工程
概念：
按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，再放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。操作水平为DNA分子水平。

原理： 基因重组
1、限制酶
基因的“剪刀”
2、DNA连接酶
基因的“针线”
3、运载体
基因的“运输工具”
A、能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。
B、具多个限制酶切点，以便与外源基因连接。
C、具有某些标记基因，便于进行筛选。
（1）运载体必须具备的条件：
（2）常用运载体主要有：
质粒、噬菌体、动植物病毒
（一）、基本工具
（二）、基本操作程序
1、获取目的基因
2、目的基因与运载体结合
3、将目的基因导入受体细胞
4、目的基因的检测与鉴定
所需工具酶：
（同种）限制酶、DNA连接酶
（三）、应 用
1、作物育种
2、药物研制
3、环境保护
如：抗虫棉
工程菌——胰岛素、干扰素、乙肝疫苗
超级细菌——降解有害化学物质，吸收重金属，分解石油
第7章
现代生物进化理论
一、拉马克的进化学说
1.拉马克认为生物进化原因:
一是“用进废退”；
二是“获得性遗传”
指环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的
小结：
变异是定向的，进化方向由生物自身决定。
2.拉马克学说的历史进步意义是：
第一个提出进化学说；反对神创论和物种不变论.
二、自然选择学说
1.自然选择学说的主要内容：
①过度繁殖

②生存斗争

③遗传和变异

④适者生存
产生很多后代，为进化提供了选择的基础
是进化的动力
是生物进化内在因素
是生物进化的结果
2.意义 :
（1）科学解释了生物进化的原因，是遗传、变异和自然选择综合的结果，使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。
（2）它揭示了生命现象的统一性,是由于所有的生物都有共同的祖先
（3）生物的多样性和适应性是长期自然选择的结果。
（3）强调物种形成是渐变的，不能很好地解释
物种大爆发等现象．
（1）不能解释遗传和变异的本质；
（2）对进化的解释局限于个体水平；
3. 局限性:
小结：
变异是不定向的，自然选择是定向的；
进化方向是由自然选择决定的。
三、现代进化理论的内容
1、 是生物进化的基本单位
2、 产生进化的原材料
3、 决定生物进化的方向
4、 导致物种的形成
5、 导致生物多样性的形成
种群
突变和基因重组
自然选择
隔离
共同进化
1、种群是生物进化的基本单位
基因频率的计算方法：
①、已知各种基因型的个体数，求基因频率
A基因的个数

A基因的个数+等位基因a的个数
A基因频率=
变式：

X染色体上基因的基因频率的计算：
Xb的基因频率＝
Xb
XB+Xb
（注：不计算y）
②、已知各种基因型的百分比，求基因频率
A基因频率＝AA基因型频率+ 1/2 Aa基因型频率
③、利用“哈迪温伯格定律 ”，求基因频率
条件（理想环境）：
① 种群数量大；
② 种群中个体间的交配是随机的；
③ 没有突变发生；
④ 没有迁入、迁出；
⑤ 没有自然选择。
（p + q ）2＝ p2 + 2pq + q2=1
结论：一个有性生殖的自然种群中，在符合以上5个条件的情况（理想状态）下，各等位基因的频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。
A% a% AA% Aa% aa%
2、突变和基因重组产生进化的原材料
1.可遗传的变异来源于 、 和 ，其中 和 统称为突变。
基因突变
基因重组
染色体变异
基因突变
染色体变异
2.基因突变可产生新的 ，因此可使种群的基因频率发生变化。
等位基因
3.突变的有利和有害是相对的，不是绝对的，它取决于外界环境条件。
3、自然选择决定进化的方向
——进化的实质
结果：使种群的基因频率定向改变
1、物种：
能够在自然状态下相互交配并
能产生可育后代的一群生物。
2、隔离：
指不同种群间的个体，在自然条件下基因
不能自由交流的现象。
同一物种由于地理上的障碍而分成不同的种群，使种群间不能发生基因交流的现象。
地理隔离：
生殖隔离：
不同物种之间一般是不能交配，即使交配成功，也不能产生可育后代。
4、隔离导致物种的形成
物种的形成方式
1、经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式。
2、多倍体的形成不需经地理隔离。
如：二倍体西瓜和四倍体西瓜
生殖隔离是物种形成的标志。
——提供进化的原材料
——决定进化的方向
——物种形成的必要条件
1、突变和基因重组

2、自然选择

3、隔离
物种形成的三个基本环节：
物种形成与生物进化
生殖隔离出现
基因频率改变
属于不同物种
可能属于一个物种
1.生物进化实质是基因频率改变，不一定导致新物种形成。
2.一般而言，新物种形成是生物长期进化的结果。
5、共同进化与生物多样性的形成
1、共同进化：
不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
2、生物多样性的形成：
生物多样性
基因多样性
物种多样性
生态系统多样性
是共同进化的结果
例题、地球上最早出现的生物代谢类型是（ ）
A、自养型，需氧型 B、自养型，厌氧型
C、异养型，需氧型 D、异养型，厌氧型
D
预祝同学们期末考试成功！