遗传与进化

这是一个关于遗传与进化的思维导图，内容丰富实用，在遗传水平上，进化是由群体的基因组成的变化所造成的。

遗传与进化

• 遗传因子的发现
  • 分离定律
    • 在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代
    • 在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代
    • 在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代
    • 3:1；测交:1:1
  • 自由组合定律
    • 控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合
    • 位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过车中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合
    • 9:3:3:1；测交:1:1:1:1
• 基因和染色体的关系
  • 减数分裂（染色体复制一次，细胞分裂两次）
    • Ⅰ
      • 前期:联会，四分体，交叉互换
      • 中期:各对同源染色体排列在赤道板上
      • 后期:同源染色体分离，非同源染色体自由组合
      • 末期:细胞分裂
    • Ⅱ
      • 与有丝类似
  • 基因在染色体上
    • 萨顿，（类比推理）基因和染色体行为存在着明显的平行关系
    • 摩尔根，（假说演绎）测交:显雄隐雌
  • 伴性遗传
    • 伴X隐性遗传病（红绿色盲）
      • 女病父必病，母病子必病
    • 伴X显性遗传（抗维生素D佝偻病）
      • 父病女必病，子病母必病
    • 伴Y染色体（外耳道多毛症）
• 基因的本质
  • DNA是主要的遗传物质
    • 肺炎双球菌的体内转化实验，格里菲思，基因重组
    • 体外转化，艾弗里
    • 噬菌体侵染细菌，赫尔希和蔡斯
    • 绝大多数生物的遗传物质是DNA
  • DNA分子的结构
    • 反向平行
    • 外:脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架
    • 内:碱基
    • 氢键连接成碱基对 碱基互补配对原则
  • 基因是有遗传效应的DNA片段
    • 特异性:碱基的特定的排列顺序
    • 多样性:碱基排列顺序
• 中心法则
  • DNA的复制
    • 时间:有丝分裂间期、减数第一次分裂前间期
    • 场所:主要是细胞核，少部分在线粒体和叶绿体
    • 原料:四种脱氧核苷酸
    • 模板:DNA的两条链
    • 酶:解旋酶、DNA聚合酶
    • 配对原则:T—A，G—C
    • 边解旋边复制，半保留复制
    • 产物:两个双键DNA分子
    • 信息传递方向:DNA→DNA
  • 转录
    • 时间:成长发育过程
    • 场所:主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体
    • 原料:四种核糖核苷酸
    • 酶:RNA聚合酶
    • 配对原则:A—U，G—C，T—A
    • 边解旋边转录
    • 产物:一条单链mRNA
    • 信息传递方向:DNA→mRNA
  • 翻译
    • 时间:生长发育过程
    • 场所:核糖体
    • 原料:20种氨基酸
    • 模板:mRNA
    • 配对原则:A—U，G—C
    • 信息传递方向:mRNA→蛋白质
• 基因对性状的控制
  • 通过控制酶的合成来控制代谢
    • 豌豆的圆皱（淀粉分支酶）
    • 白化病，酪氨酸酶
  • 通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
    • 囊性纤维病
    • 镰刀型细胞贫血症
• 基因突变及其他变异
  • 基因突变
    • DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变
    • 原因
      • 物理因素
      • 化学因素
      • 生物因素
    • 特点
      • 普遍性
      • 随机性
      • 不定向性
      • 低频性
      • 多害少利性
  • 基因重组
    • 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
    • 非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合（使生物体的配子种类增加）
    • 同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交叉互换（使一个精原细胞的配子种类增加）
  • 染色体变异
    • 种类
      • 缺失，重复，易位，倒位
    • 由受精卵发育，有几个染色体组就叫几倍体
    • 由配子发育而来，无论有几个染色体都是单倍体
    • 秋水仙素（低温处理）:能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍
    • 单倍体:明显缩短年限
    • 多倍体:茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大
  • 人类遗传病
    • 单基因遗传病
      • 显性致病基因:多指、并指、软骨发育不全、抗维生素D佝偻病
      • 隐性致病基因:镰刀型细胞贫血症、白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症
    • 多基因遗传病
      • 原发性高血压、冠心病、哮喘病、青少年型糖尿病
• 从杂交育种到基因工程
  • 杂交育种
    • 例子:杂交水稻，中国黑白花牛
  • 诱变育种
    • 因素:物理因素、化学因素
    • 离子:“黑农五号”、青霉素
  • 基因工程
    • 定向
    • “剪刀”:限制性核酸内切酶
    • “针线”:DNA连接酶
    • 运载体:质粒、噬菌体和动植物病毒
    • 例子:转基因抗虫棉、胰岛素
• 现代生物进化理论
  • 现代生物进化理论的由来
    • 拉马克
    • 达尔文
  • 现代生物进化理论的主要内容
    • 种群是生物进化的基本单位
    • 突变和基因重组产生进化的原材料
    • 自然选择决定生物进化的方向
    • 在自然选择的作用下，种群的基因频率
  • 隔离与物种的形成
    • 生殖隔离:不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代
    • 隔离是物种形成的必要条件
  • 共同进化与生物多样性的形成
    • “军备竞赛”（共同进步）
    • “精明的捕食者”:吃老、病、弱的个体；不将猎物都吃掉
    • “收割理论”:吃个体数量多的
    • 意义:促进种群发展；增加物种多样性