导图社区 沪教版新高中必修一全、必修二前两章
沪教版新高中必修一全、必修二前两章的生物复习知识点总结,详细的总结了细胞的代谢。细胞的生命进程,有性生殖中遗传信息通过胚子传递给子代,基因选择性表达导致的细胞的差异化。
编辑于2022-07-28 20:40:55生物复习
第四章 细胞的代谢
第三节 细胞通过分解有机分子获取能量
ATP的结构和功能
1.ATP的结构特点
(1)中文名称:腺苷三磷酸
(2)结构简式:A-P-P-P(A代表腺苷,P代表磷酸基团,-代表高能磷酸键)
(3)组成元素:C、H、O、N、P
(4)化学组成:一个腺苷分子(核糖+腺嘌呤)和三个磷酸基团
2.ATP的功能
直接给细胞的生命活动提供能量
3.ATP的水解
(1)实质:ATP的水解可直接为细胞生命活动提供能量。在酶作 用下,ATP末端的两个磷酸基团水解均可放约30kj/mol的能量
(2)过程分析:ATP末端一个磷酸基团后水解为ADP(腺苷二磷 酸),失去末端两个磷酸基团后水解为AMP(腺苷一磷酸)
(3)实例:肌细胞中,ATP结合到肌球蛋白上放能量改变肌球 蛋自构象,使肌动蛋白丝移动,导致肌细胞收缩
ATP和ADP的相互转换
1.转换的过程
(1)ATP的分解:在ATP水解酶的化作用下,ATP分子中末端磷酸 基团脱离下来,形成ADP和磷酸
(2)ATP的合成:在ATP合成酶的催化作用下,ADP接受能量,同时 与一个游Pi结合重新形成ATP
2.ATP中能量的来源和去路分析
(1)合成ATP的能量:有机物氧化分解提供能量动物、人酱来自呼 吸作用绿色植物来自呼吸作用、光合作用
(2)ATP中的能量:可以被生物的各种生命活动直接利用
3.转换的特点
(1)ATP和ADP相互转换过程时刻不停地发生,且处子动态平衡之 中
(2)ATP和ADP相互转换的能量供应机制,是生物界的统一性
4.转换的意义
(1)ATP不是生物一的直接能源物质,只是施大多数生物的直 接能源物质,还存在其他直接能源物质
(2)生命活动不一定都需要ATP,如自由扩散、协助扩以及消化道 内淀粉,蛋白质等的水解都不消耗能量
细胞呼吸
1.概念:细胞通过氧化分解有机物,将有机物中的能量转换成可供生命活动直接使用的 ATP,这个过程称为细胞呼吸
(1)发生的场所:活细胞内
(2)反应物:有机物(生物体内的糖类、脂质和蛋白质等)
(3)产物:CO2 和水或不彻底的氧化产物(因呼吸类型而异)
(4)能量变化:释放出能量并生成 ATP。
2. 本质:细胞内有机物的氧化分解,并释放能量的过程
3. 类型
(1)分类依据:是否需要 O2 参与
(2)类型:有氧呼吸、无氧呼吸
有氧呼吸
1. 有氧呼吸的概念及实质
(1)概念:有氧呼吸是指在有氧条件下,氧化分解有机物产生大量的 CO2 和 H2O,并释放大量能量的过程。最常用的反应物是葡萄糖
(2)实质:细胞在 O2 的参与下,氧化分解有机物,释放能量,供给生命活动的需要
2. 有氧呼吸的反应式
1 mol 葡萄糖分子彻底氧化分解产生 6 mol CO2、6 mol H2O 和 2870 kJ 左右的能量,其中有部分能量储存在 ATP 中,其余以热能形式释放
3. 有氧呼吸的场所:细胞质基质和线粒体
4. 有氧呼吸的过程
无氧呼吸
1. 无氧呼吸的概念及实质
(1)概念:无氧呼吸是指在无氧条件下,氧化分解有机物产生乙醇和 CO2 或乳酸,并释放少量能量的过程
(2)实质:有机物不彻底的氧化分解,释放能量
2. 无氧呼吸的场所:细胞质基质
子主题
有氧呼吸和无氧呼吸的比较
其他有机物的氧化分解
1. 脂肪的氧化分解:脂肪在酶的作用下,可被水解为甘油和脂肪酸。甘油可转化为丙酮酸进入糖代谢,脂肪酸在酶的作用下逐步氧化分解形成乙酰辅酶 A,并进入三羧酸循环被彻底氧化分解,脂肪酸的彻底氧化分解需要在有氧条件下进行
2. 蛋白质的氧化分解:蛋白质需要水解成氨基酸才能被氧化分解,氨基酸在酶的作用下脱去氨基,脱下的氨基被转化成尿素排出体外,剩下的碳链可进入细胞有氧呼吸的各环节中,氧化分解放出能量
3. 多糖、脂肪和蛋白质的氧化分解
第四节 叶绿体将光能转换并储存再糖分子中
叶绿素及其色素
(1)叶绿体由双层膜包围,内含有基质和几十个基粒
(2)基粒:每个基粒由多个类囊体重叠而成
(3)类囊体:类囊体是由单层膜构成的扁平囊状结构,悬浮在叶绿体的基质中,其上分布着丰富的与光合作用有关的色素和蛋白质,是光能吸收和转换的场所,类囊体结构使受光面积大大增加
2. 叶绿体的功能:叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所 [注意] 叶片是进行光合作用的主要器官
3. 叶绿体中的色素
(1)分布:类囊体膜上
(2)功能:叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。类胡萝卜素还有保护叶绿素免受强光伤害的作用
(1)叶绿体中的色素只吸收可见光,不吸收不可见光
(2)叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,也吸收少量其他颜色的光
(3)叶绿体中的色素几乎不吸收绿光,绿光被反射,所以大多数叶片看起来呈绿色
[注意]
(1)光是叶绿素合成的必要条件,植物在黑暗中不能合成叶绿素
(2)叶绿素的合成需要酶的催化
实验:叶绿体中色素的提取和分离
2. 色素的提取与分离
(1)色素提取液: 95% 乙醇
(2)色素提取原理:色素易溶于有机溶剂
(3)色素分离方法:纸层析法
(4)色素分离原理:色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢,从而分离开[注意] 用毛细(玻璃)吸管吸取色素提取液进行划线,每次划线后要等风干后再重复划线
(6)滤纸上的滤液细线不能触及层析液的原因:防止色素溶解在层析液中,色素带不明显或没有色素带
3. 叶绿素含量的测定
(1)测定设备:分光光度计
(2)测定原理:叶绿素具有特定的吸收波长,且吸光度值与叶绿素 a、叶绿素 b 的含量有关
光合作用的光反应
1. 光合作用
(1)光合作用的概念:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程
(2)光合作用的阶段:光合作用可以分成光反应和暗反应两个相对独立的阶段
①光反应:需要光的阶段称为光反应。该阶段是在光下进行 H2O 的分解和 O2 的释放
②暗反应:不需要光的阶段称为暗反应。该阶段是以 CO2 为原料的有机物合成,也称为碳反应
2. 光反应
(1)概念:类囊体膜上的光合色素捕获光能,并将光能转变成活跃化学能、释放 O2
(2)场所:类囊体膜上
(3)能量转换:光能转换成 ATP 和 NADPH 中的活跃的化学能
(5)过程分析:光反应包括光能的捕获与转换、水的光解和高能化合物的形成 3 个过程
①光能的捕获与转换:类囊体膜上的光合色素吸收光能并传递到特定的叶绿素 a 上,使叶绿素 a 分子激发释放出高能电子
②水的光解:失去电子后的叶绿素 a 分子具强氧化性,从类囊体腔内的 H2O 中夺取电子,叶绿素 a 分子被还原,继续参与光反应;失去电子后的 H2O 分子裂解为 H+ 和 O2。O2 可以自由穿过各级膜释放到细胞外,H+ 留在类囊体腔内
③高能化合物的形成:叶绿素 a 释放的高能电子在类囊体膜上传递,最终与基质中的氧化型辅酶 Ⅱ(NADP+)以及 H+ 结合形成高能的还原型辅酶 Ⅱ( NADPH);电子传递过程中,类囊体膜蛋白将叶绿体基质中 H+ 泵入类囊体,使类囊体腔中 H+ 浓度高于类囊体外基质。H+ 顺浓度梯度穿过类囊体膜上的 ATP 合酶,驱动 ATP 的形成。光反应产生的 ATP、 NADPH 推动叶绿体基质中碳反应的进行
光合作用的碳反应(暗反应)
1. 碳反应的概念:碳反应是叶绿体利用 ATP、 NADPH 将 CO2 合成为糖的过程,又称为卡尔文循环
3. 碳反应的过程分析:碳反应也分为 3 个阶段,分别是 CO2 固定、三碳化合物还原、五碳糖再生
(1)CO2 固定:在碳反应中,CO2 首先与叶绿体基质中的五碳糖结合,生成 2 个三碳化合物(用 C3 表示),这个过程是 CO2 的固定
(2)三碳化合物还原:之后 C3 获得 ATP 提供的能量,接受 NADPH 提供的 H+ 和电子,形成三碳糖(磷酸甘油醛),这一过程是三碳化合物的还原
(3)五碳糖再生:一部分三碳糖经过一系列复杂的变化,重新生成了五碳糖,继续参与卡尔文循环,以保证 CO2 的固定能够源源不断地进行;另一部分三碳糖被合成淀粉,或者转移到细胞质基质中合成蔗糖
光反应和暗反应的关系
2. 光反应与碳反应的联系:光合作用的两个阶段之间不仅会相互促进,也会相互制约
(1)光反应为碳反应提供两种重要物质:NADPH 和 ATP,NADPH 既可作还原剂,又可提供能量;光反应减慢,提供的 ATP 和 NADPH 减少,碳反应中固定 CO2 的速率也会随之降低
(2)碳反应为光反应提供三种物质:ADP、Pi 以及 NADP+
(3)暗反应有光无光都能进行:若光反应停止,暗反应可持续进行一段时间,但时间不长,所以一般认为晚上只进行呼吸作用,不进行光合作用
光合作用的环境影响因素
1. 光合速率
(1)概念:光合作用的强度,又称为光合速率
(2)表示:用单位面积叶片在单位时间内进行光合作用释放的 O2 量或消耗的 CO2 量来表示
(3)影响因素:植物的光合速率不仅受内在因素的控制,更受到外界环境,如光照强度、CO2 浓度、水、温度等的影响
(1)原理:主要影响光反应阶段 ATP 和 NADPH 的产生,进而影响碳反应阶段
3. CO2 浓度:CO2 是光合作用的原料
(1)原理:CO2 浓度通过影响碳反应阶段,制约 C3 的生成进而影响光合作用强度
4. 水:水是光合作用的原料,缺水会导致光合作用速率的减慢甚至停止。许多陆生植物叶片表面有厚的蜡质层,还有一些植物在中午阳光直射时会关闭气孔,从而减少水分蒸腾
5. 温度:主要影响酶的活性和蛋白质的功能
(1)原理:通过影响酶活性进而影响光合作用
①AB 段:随着温度升高,光合作用强度增强
②B 点:光合作用最适温度下的光合作用强度
③BC 段:随着温度升高,光合作用强度减弱
④温度过高时,酶失活,光合作用完全停止
探究影响光合作用强度的环境条件
1. 实验原则:在实验设计中,需根据单因子变量原则、控制变量原则和对照原则,选定一个因子进行探究
2. 探究题目:探究的题目可以是光照强度、CO2 浓度、温度对光合作用强度的影响 [注意] 一般情况,建议测定单位时间内植物释放的 O2 量来表示净光合作用效率
3. 实验探究影响光合作用的因素——溶解氧传感器测定法
(1)实验材料:黑藻
(2)实验原理:利用溶解氧传感器测量植物叶片光合作用中释放氧气的量,从而比较精确地了解植物光合作用的强度
第五章 细胞的生命进程
第一节 细胞通过分裂实现增殖
染色质与染色体
1. 染色质、染色体与染色单体
(1)染色质:长丝状,存在于间期和末期
(2)染色体:棒状结构,存在于前期、中期、后期
(3)染色单体:通常呈现“X”形。两条染色单体互称为姐妹染色单体,含有相同的遗传信息,通过着丝粒相连接
(4)染色质与染色体之间的转变:在有丝分裂前期,细丝状的染色质浓缩并经反复螺旋化而变粗变短;到中期时成为最粗最短具有特定形态的染色体;分裂末期,染色体又解螺旋分散成为染色质 [注意] 染色质是细胞核中不均匀地分布的一种易被碱性染料着色的遗传物质
3. 染色体、染色单体、DNA 的关系及变化规律
(2)说明
①染色体与染色质:染色体和染色质是同一物质在细胞不同分裂时期的两种形态
②染色体与染色单体:经过复制后仍连接在同一个着丝粒上的两条染色单体,当着丝粒分裂后,就分开成为两条独立的染色体,染色单体数变为零
③染色体与着丝粒:染色体数目是根据着丝粒数目来计数的,有几个着丝粒就有几条染色体
④染色体与 DNA:无染色单体存在时,染色体数∶核 DNA 分子数=1∶1;有染色单体存在时,染色体数∶染色单体数∶核 DNA 分子数=1∶2∶2
有丝分裂
4. 有丝分裂的特点和意义
(2)意义:将亲代细胞的染色体经过复制之后,精确地平均分配到两个子细胞中,从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。有丝分裂保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性 [注意] 纺锤丝结构的形成也是有丝分裂过程中遗传信息准确传递的保障。高等植物细胞虽然没有中心体结构,但细胞分裂时同样有纺锤丝、纺锤体的形成
有丝分裂中染色体、DNA的变化规律
(1)染色体数=着丝粒数,即根据着丝粒数判断染色体数
(2)当染色单体存在时,染色体∶染色单体∶DNA=1∶2∶2。
(3)当无染色单体存在时,染色体∶DNA=1∶1
(1)a→b 的变化原因是 DNA 分子复制
(2)f→g 的变化原因是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开
(3)c→d,h→i 的变化原因都是一个亲代细胞分裂成两个子细胞。
[注意]
(1)DNA 复制(染色体复制)并不会引起染色体数目的变化,而会引起 DNA 分子数加倍
(2)细胞核和细胞中染色体、DNA 含量变化不完全相同:①如果以细胞核为研究对象:在末期开始时形成两个子细胞,故 DNA 和染色体含量在末期开始时就减半。②如果以细胞为研究对象:在末期开始时还没有形成两个子细胞,当末期结束后细胞才形成两个子细胞,故 DNA 和染色体含量在末期结束时才减半。③图中“斜线”和“直线”的区别:“斜线”为 DNA 复制过程,因为 DNA 复制是一个渐变的过程;“直线”为后期着丝粒的分裂,是一个骤变过程
(1)图中 ef(BC)段变化的原因是 S 期 DNA 的复制,染色单体形成
(2)fg(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期;gh(DE)段变化的原因是有丝分裂后期着丝粒分裂。
观察植物根尖细胞的有丝分裂
1. 实验目的:通过根尖压片实验,学会辨认细胞分裂各时期的染色体特征,并且按染色体的变化规律总结有丝分裂的过程
2. 实验材料:吊兰(或大蒜、洋葱鳞茎)的根尖。
3. 仪器和试剂:显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、培养皿、吸水纸、染液(醋酸洋红或 0.2% 龙胆紫)、蒸馏水等
4. 实验步骤:取材→染色→压片→镜检→排序
5. 分析讨论
(1)选用吊兰为实验材料的原因是其发根容易、细胞大、染色体清楚。实验中,只取 2~3 mm 的根尖部分,而不采用 1 cm 长的根尖作为制片材料,原因是根尖的前端 2~3 mm 处是生长点,有较多细胞处于有丝分裂过程中
(2)压片的目的:使根尖组织分散成均匀的薄层
(3)镜检时,视野中大多数细胞处于间期,理由是间期占细胞周期的时间长
[温馨提示]
(1)由于处于分裂期的细胞数目较少,因此选材时要选分裂期占细胞周期的比例相对较高的生物细胞,这样可以使处于分裂期的细胞相对较多,容易观察
(2)观察结果中,处于分裂间期的细胞最多。观察到不同时期的细胞数目多少反映出各时期经历时间的长短——间期最长,故观察的细胞最多
细胞周期
1. 细胞周期的概念:细胞周期是指细胞经历生长直至分裂的这一有序过程,也就是指细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的过程
2. 细胞周期的阶段划分 细胞周期包括分裂间期(G 期)和分裂期(M 期)两个阶段。从时间上看,分裂间期比较长,约占整个细胞周期的 90%~95%,而细胞分裂期只占 5%~10%
(1)分裂间期:物质准备阶段。细胞分裂间期可以分为:
①S 期——DNA 合成期:只是间期的中间阶段,进行 DNA 的精确复制
②G1 期——DNA 合成前期:合成 RNA 和蛋白质,特别是与 DNA 复制相关的酶
③G2 期——DNA 合成后期:主要合成组成纺锤体的蛋白质,完成细胞分裂所必需的物质准备和能量准备
细胞的其他分裂方式
1. 细胞的无丝分裂
(1)概念:无丝分裂是指在细胞分裂过程中没有出现纺锤体和染色体变化的细胞分裂方式
(2)过程:细胞无丝分裂的过程比较简单,一般是细胞核先延长,核的中部向内凹进,缢裂成两个细胞核;接着,整个细胞从中部缢裂成两部分,形成两个子细胞
(3)实例:草履虫的无丝分裂
(4)特点:无丝分裂过程中,细胞内有遗传物质的复制,没有出现纺锤丝和染色体的变化,不能保证母细胞的遗传物质平均地分配到两个子细胞中去
2. 其他细胞分裂方式
(1)减数分裂:有些真核细胞可以通过减数分裂产生配子
(2)二分裂方式:原核细胞(如细菌)可以通过简单的二分裂的方式实现增殖
第二节细胞通过分化形成多多细胞生命体
细胞分化
2. 细胞分化:同一来源的细胞逐渐发生形态结构和生理功能上的差异,这个过程称为细胞分化
(1)起点:一个或一种细胞
(2)发生时期:生物个体发育的全过程
(3)结果:形态、结构和生理功能上逐渐发生稳定性差异
3. 细胞分化的基础和实质
(1)分化的基础:高等生物的发育是从一个受精卵开始的,通过有丝分裂形成多个细胞,每个细胞都应含有一套和受精卵相同的染色体,含有本物种的全部遗传信息
(2)分化的实质:细胞中的基因选择性表达的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同
[注意] 细胞分化后,遗传物质并没有改变
4. 细胞分化的特点
(1)持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中,在胚胎期达到最大限度
(2)不可逆性:分化了的细胞一般能够一直保持分化后的状态,直至死亡
(3)稳定性:分化的细胞一般不能回到以前,分化终端的细胞不再分裂
5. 细胞分化的结果
(1)增加了细胞的类型
(2)构成了各种组织和器官
6. 细胞分化的意义:细胞分化能够增加细胞的类型,不同类型的细胞构成了生物体的组织和器官,执行不同的生理功能,所以细胞分化是生物个体发育的基础
细胞分化的全能性和差异性
1. 细胞的全能性
(1)概念:若单个细胞能够发育形成完整的生物体,这种细胞具有全能性。植物细胞具有全能性
(2)原因:细胞内含有发育成一个完整个体所需要的全部遗传信息
[拓展] 细胞全能性的大小比较
(1)植物细胞>动物细胞(高度分化的动物细胞只有细胞核具有全能性)
(2)受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞
(3)分化程度低的体细胞>分化程度高的体细胞
(4)细胞分裂能力强的体细胞>细胞分裂能力弱的体细胞
(3)应用:利用植物细胞组织培养技术来提高农作物的产量
2. 干细胞
(1)概念:一类具有潜在自我更新与分化能力的细胞。干细胞能分裂产生和自己完全相同的子细胞,也能分化为组成组织器官的其他类型细胞 [注意] 干细胞具有细胞分裂和分化的能力
(2)类型:干细胞根据来源不同可以分为胚胎干细胞和成体干细胞
①胚胎干细胞:与成体干细胞相比,胚胎干细胞具有更大的分化潜能,在发育中能分化形成各种不同类型的细胞。早期胚胎干细胞甚至是全能的,可以发育成完整的生物个体
②成体干细胞:成体内干细胞的职责主要是分化形成新的细胞来替补已经死亡的细胞
(4)干细胞的分化具有差异性:人体内干细胞的分化能力是有局限性的,它们只能分化为特定组织中的细胞。例如,骨髓中的造血干细胞,只能分化为血液系统中的各种细胞,包括红细胞、白细胞和血小板等。当人体内原有的红细胞死亡时,就由造血干细胞负责分化形成新的红细胞
(5)干细胞的应用:干细胞已成为医学界的“万能细胞”,应用于疾病治疗。例如,骨髓干细胞移植治疗白血病就是一种成熟的干细胞治疗方法
第三节 细胞衰老和死亡的自然的生理过程
细胞衰老
1. 细胞衰老的概念:在细胞的生命周期里,当其分化成熟后,分裂能力会逐步降低甚至丧失,细胞的形态结构和功能都会发生一系列退行性变化的现象 [注意] 对于单细胞生物来说,细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。对于多细胞生物来说,个体衰老的直接原因是重要器官的组成细胞普遍发生衰老
2. 细胞衰老的表现:膜结构流动性减小、酶活性降低、代谢减缓等
3. 细胞衰老的特点:普遍性、不可逆性
4. 细胞衰老的原因
(1)外因:营养物质缺失、温度变化、辐射、化学物质刺激等
(2)内因:DNA 损伤、蛋白质合成错误、细胞器功能下降等
5. 细胞衰老的结果:细胞内生理活动、物质代谢、基因活动等都发生了变化
细胞不同的死亡方式
1. 细胞死亡
(1)概念:细胞死亡是细胞生命活动之一,是生物体清除衰老、损伤或病变细胞的一种自然生理过程
(2)细胞的死亡方式:细胞程序性死亡和细胞坏死
2. 细胞程序性死亡
(1)概念:细胞程序性死亡是细胞自主的死亡方式
(2)特点:机体自主性和生理性的,受遗传信息控制,具有程序性
(3)动物细胞的凋亡
①动物细胞最常见的死亡方式称为细胞凋亡。凋亡的细胞会被免疫细胞及时清除,不会对周围健康的细胞造成不良的后果。
(4)植物细胞的凋亡:植物在生长发育中导管的形成、叶片形态塑造和季节性脱落等现象也与细胞程序性死亡密切相关。另外,被病原体感染的植物细胞也可通过程序性死亡被清除,保证健康植物细胞的正常生理活动。
3. 细胞坏死
(1)概念:细胞遭受极端的外界因素刺激(如物理或化学损害因子、致病物质等)而导致的损伤后死亡,称为细胞坏死
(2)特点:细胞坏死通常是细胞被动的死亡现象
(3)实例:伤口和缺血的组织部位的细胞容易产生坏死。糖尿病患者由于血糖高,容易引发血管损伤、局部供血障碍,从而导致腿部细胞坏死,严重的甚至需要截肢处理
第一章
第一节 DNA是主要的遗传物质
肺炎链球菌转化的实验
2. 格里菲斯的肺炎链球菌转化实验
(1)实验材料:S 型肺炎链球菌、R 型肺炎链球菌、小鼠
(2)实验原理:S 型肺炎链球菌有致病性,能够使小鼠患败血症死亡,R 型肺炎链球菌不能使小鼠死亡
(4)实验结论:格里菲斯认为被加热灭活的 S 型细菌中可能含有某种“转化因子”,使 R 型细菌转化为 S 型细菌,而且这种转化是可以遗传的
(5)对格里菲斯的肺炎链球菌转化实验的评价:为进一步探索遗传物质是什么的问题提供了思路
3. 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
(1)实验材料:S 型肺炎链球菌和 R 型肺炎链球菌
(2)设计思路:将 S 型细菌的 DNA、蛋白质和 RNA 等分开,单独观察它们各自的作用
(4)实验分析:实验结果表明,几种物质中,只有 DNA 能够导致转化现象发生,且 DNA 的纯度越高,转化的效率越高;用 DNA 酶对 DNA 提取物进行处理,则不能使 R 菌发生转化。R 菌转化为 S 菌之后,经细胞分裂产生的子代仍为 S 菌
(5)实验结论:格里菲斯所说的“转化因子”不是蛋白质,而是DNA [注意] 艾弗里实验的不足:实验中提纯的 DNA 中含有极少量的蛋白质,不能完全排除蛋白质的作用
噬菌体侵染细菌实验
1. 实验者:赫尔希和蔡斯
2. 实验材料:T2 噬菌体和大肠杆菌
(2)T2 噬菌体的组成:T2 噬菌体的化学成分只有蛋白质和 DNA,DNA 包裹在头部蛋白质外壳内
(3)T2 噬菌体的特点:T2 噬菌体是一种 DNA 病毒,可侵染大肠杆菌
3. 实验方法:本实验中采用了放射性同位素标记法
4. 设计思路:在 T2 噬菌体的化学组成中,S 是蛋白质的特征元素,P 是 DNA 的特征元素,用放射性同位素 32P 和 35S 分别标记 DNA 和蛋白质,直接地、单独地去观察它们的作用
6. 实验分析:检测结果表明,当使用 35S 标记时,大肠杆菌中几乎无放射性;当使用 32P 标记时,放射性则主要集中在大肠杆菌细胞内。这说明噬菌体在侵染时,其 DNA 进入细菌,而蛋白质留在细菌外
7. 实验分析:T2 噬菌体的遗传物质是 DNA
(1)附着:T2 噬菌体首先附着在大肠杆菌表面并识别其特异性受体
(2)注入:识别成功后,尾针像注射器的针头那样插入大肠杆菌细胞,将头部中的 DNA 经中空的颈部注入细菌内,而蛋白质外壳则留在细胞外
(3)合成:在大肠杆菌细胞内,T2 噬菌体的各个部分在 DNA 指导下合成
(4)组装并释放:然后组装成子代噬菌体并释放
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
1. 烟草花叶病毒:烟草花叶病毒简称 TMV,是一种较早被发现的 RNA 病毒,只含有 RNA 和蛋白质衣壳。蛋白质衣壳由一定数目的蛋白质分子整齐排列成管状,包裹着弹簧状的 RNA。烟草叶片感染 TMV 后会产生病斑
2. 验证烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
(1)实验者:美国科学家弗伦克尔-康拉特和威廉姆斯
(2)实验原理:从 A、B 两种类型 TMV 中分离出蛋白质和 RNA,并重新组合成两种有活性的重组 TMV。用重组 TMV 去感染烟草,并从病斑处收集子代 TMV,鉴定其类型
(4)实验结论:烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA,而不是蛋白质
DNA分子的组成
1. 组成元素:C、H、O、N、P
2. 基本单位:脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)。多个脱氧核糖核苷酸连接形成一种长链大分子,即 DNA
DNA分子的结构
(1)DNA 单链由许多脱氧核糖核苷酸组成
②DNA 单链的方向性:“磷酸—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖……”的连接方式决定了 DNA 单链的方向性
a. 5' 端和 3' 端:单链的一个末端的脱氧核糖 5' 碳上的羟基没有参与形成磷酸二酯键,这一末端称为 5' 端;另一个末端的脱氧核糖 3' 碳上的羟基没有参与形成磷酸二酯键,这一末端称为 3' 端
b. DNA 单链碱基顺序的书写:按照国际惯例,书写 DNA 单链的碱基顺序时,常以左端表示 5' 端,如 ACGCGGT 表示 5' 端为 A、3' 端为 T 的 DNA 单链
①反向平行:DNA 分子是由两条单链组成的,这两条链按反向平行的方式盘绕成双螺旋结构
②基本骨架:DNA 分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在双螺旋结构的外侧,构成 DNA 分子的基本骨架;碱基排列在双螺旋结构的内侧
③配对原则:两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对具有一定的规律:A(腺嘌呤)一定与 T(胸腺嘧啶)配对,G(鸟嘌呤)一定与 C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应关系,称为碱基互补配对原则。在碱基对中,A 和 T 之间形成两个氢键,G 和 C 之间形成三个氢键
DNA分子结构模型的建立过程
第二节 遗传信息通过复制和表达进行传递
DNA半保留复制的实验证明
1. 复制方式推测 沃森和克里克提出假说:DNA 的复制方式为半保留复制
2. 实验证据
(1)实验者:梅塞尔森和斯塔尔
(2)实验材料:大肠杆菌
(3)实验方法:同位素标记技术和密度梯度离心技术
(4)实验假设:DNA 以半保留的方式复制
①大肠杆菌在以 15NH4Cl 为唯一氮源的培养基中培养多代,使 DNA 双链充分被 15N 标记
②将含 15N 标记的大肠杆菌转移到含14NH4Cl 的培养基中培养
③在不同时刻收集大肠杆菌并提取 DNA(间隔的时间约为大肠杆菌增殖一代所需的时间)
④将提取的 DNA 进行密度梯度离心,记录离心后试管中 DNA 的位置
(5)实验预期:离心后应出现 3 种类型的 DNA 条带
①重带(密度最大):两条链都被 15N 标记的亲代双链 DNA(15N/15N)
②中带(密度居中):一条链被 15N 标记,另一条链含 14N 的子代双链 DNA(15N/14N)
③轻带(密度最小):两条链都含 14N 的子代双链DNA(14N/14N)
(6)实验结果:与预期相符
①立即取出,提取 DNA→离心→全部重带(15N/15N)
②繁殖一代后取出,提取 DNA→离心→全部中带(15N/14N)
③繁殖两代后取出,提取 DNA→离心→1/2 轻带(14N/14N)、1/2中带(15N/14N)
(7)实验结论:DNA 的复制是以半保留的方式进行的
DNA的半保留复制
1. 概念:DNA 以半保留方式进行自我复制,以每一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成新的 DNA 分子的过程
2. 时间:主要发生在细胞分裂前的间期
(1)解旋:DNA 解旋酶从复制起点处打开 DNA 双链之间的氢键,使部分双链解开,形成两条单链,作为复制的母链。
(2)合成子链
①模板:打开的母链
②原料:4 种脱氧核苷三磷酸,即 dATP、dTTP、dGTP、dCTP
③原则:碱基配对原则
④方向:从 5′→3′。DNA 双螺旋的两条链是反向平行的,一条是 5′→3′ 方向,另一条是 3′→5′ 方向。生物细胞内所有的 DNA 聚合酶都只能催化子链从 5′→3′ 的合成。因此,以 3′→5′ 的母链为模板链时,DNA 聚合酶从 5′→3′ 的方向合成互补的子链
(3)形成新的 DNA:随着模板链解旋过程的进行,新合成的子链也在不断延伸。同时,每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构
4. 条件
(1)模板:DNA 的两条链分别作为模板
(2)原料:4 种游离的脱氧核苷酸
(3)酶:解旋酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶等
5. 特点:边解旋边复制,半保留复制
6. 结果:形成两个完全相同的子代 DNA 分子
7. 准确复制的原因
(1)DNA 独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板
(2)碱基互补配对原则保证复制过程准确无误地进行
8. 意义:DNA 通过复制,将遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了遗传信息的连续性
转录
1. 转录
(1)转录的概念:在 RNA 聚合酶的作用下,以 DNA 上特定片段的一条链为模板合成 RNA 的过程称为转录。这种在 DNA 上能转录出 RNA 的特定功能片段称为基因
(2)转录发生的场所:细胞核中
(3)转录的过程:转录的过程可划分为起始、延伸和终止三个阶段。其中,启动子和终止子是位于基因两端的 DNA 序列,启动子与转录起始有关,终止子与转录终止有关
(4)转录的条件
①模板:以 DNA 单链为模板
②原料:以 4 种核糖核苷三磷酸(ATP、UTP、GTP、CTP)为原料
③原则:遵循 A-U、T-A、G-C 配对的原则
④方向:沿 5'→3' 方向逐一连接成一条单链RNA
(5)转录的结果:转录的最终产物有 mRNA(信使 RNA)、tRNA(转运 RNA)和 rRNA(核糖体 RNA)等
(6)转录的意义:转录将基因中碱基序列蕴含的信息转化成了 RNA 序列中的信息。
2. RNA
(2)RNA 的种类
①mRNA(信使 RNA):传递遗传信息
②tRNA(转运 RNA):携带特定的氨基酸
③rRNA(核糖体 RNA):组成核糖体的成分
密码子和反密码子
1. 密码子
(1)概念:mRNA 中每三个相邻的核苷酸对应于一个氨基酸(或翻译过程的终止信息),称为密码子
(3)数量:密码子共有 64 个,其中决定氨基酸的密码子有 61 个
①起始密码子:AUG 不仅编码甲硫氨酸,而且是真核生物唯一的起始密码子。在某些原核生物中 GUG 也可作为起始密码子。原核生物起始密码子编码甲酰甲硫氨酸
②终止密码子:有 3 个,分别是 UAA、UGA、UAG,不编码任何氨基酸,是肽链合成终止的信号
(4)特点:简并性——由两种及两种以上密码子对应同一种氨基酸的情况,称为简并性。简并密码子中的核苷酸排列存在一定规律
[特别说明]
(1)一种密码子至多只能决定一种氨基酸,一种氨基酸可以有几种密码子
(2)密码子在生物界是通用的,这说明生物是由共同的原始祖先进化来的,彼此之间存在着亲缘关系
2. 反密码子
(1)概念:tRNA 中段的三个核苷酸称为反密码子
(2)作用:可识别 mRNA 上的密码子
[注意] 一种 tRNA 只能识别并转运一种氨基酸。一种氨基酸可由一种或几种 tRNA 转运
翻译
1. 翻译的概念:RNA 指导蛋白质肽链合成的过程称为翻译
[知识拓展] 转录和翻译中应注意的问题
(1)转录产物:并非只有 mRNA,还有 tRNA 和 rRNA
(2)转录和翻译的场所:
②原核细胞:细胞质(DNA 复制、转录、翻译)
③病毒:寄主细胞内(遗传物质的复制、转录、翻译)
④真核生物先转录再翻译,原核生物边转录边翻译
中心法则
1. 克里克中心法则的主要内容:大多数生物遗传信息的传递方向是由 DNA 到 RNA,再到蛋白质
2. 中心法则的补充:自然界还存在一些 RNA 病毒,其遗传物质 RNA 分子上的功能片段也称为基因,其遗传信息的传递方向有特殊规律
(1)逆转录病毒的增殖
①逆转录:病毒侵染宿主细胞后,在病毒自身编码的逆转录酶作用下,以病毒 RNA 作为模板合成一条 DNA 单链,这一过程称为逆转录
②适用对象:艾滋病病毒等 RNA 病毒属于逆转录病毒
(2)麻疹病毒等 RNA 病毒的增殖
①适用对象:麻疹病毒、狂犬病病毒、埃博拉病毒、流感病毒等 RNA 病毒
a. RNA 复制:RNA 病毒侵染宿主细胞后,其 RNA 单链作为模板链,指导合成出一条与其互补的 RNA 链,这一过程称为 RNA 复制
b. 蛋白质的合成及病毒增殖:新合成的互补 RNA 链可指导蛋白质合成,并作为模板链指导合成出更多的病毒 RNA,以实现病毒增殖
(3)新型冠状病毒等 RNA 病毒的增殖
①适用对象:新型冠状病毒等 RNA 病毒
3. 中心法则及各过程的适用范围
第三节 基因选择性表达导致的细胞的差异化
细胞分化的本质是基因选择性表达的结果
1. 基因的选择性表达
(1)概念:依赖不同的调控方式,机体或者细胞可以根据环境的变化作出响应,关闭或启动一些基因的表达,这就是基因的选择性表达
(2)基因表达的调控方式:包括转录水平调控、转录后水平调控、翻译水平调控和翻译后水平调控
①转录水平调控
a. 概念:凡是能影响 RNA 聚合酶催化活性的因素都会影响转录,从而在转录水平上实现对基因表达的调控
b. 实例:某些蛋白质因子可以与 RNA 聚合酶结合,促进其与启动子结合,从而增强基因的表达;阻遏蛋白会抑制 RNA 聚合酶与启动子的结合,从而阻断基因的表达
②转录后水平调控
a. 外显子和内含子:包含编码信息的碱基序列称为外显子,其间的非编码序列称为内含子
b. RNA 剪接:在 mRNA 形成过程中,首先转录出 mRNA 前体,然后切除内含子转录出的 RNA 序列,使外显子转录出的 RNA 片段连接起来,这个过程称为 RNA 剪接
c. 可变剪接:在 RNA 剪接过程中,若外显子以不同数目或顺序进行连接就会产生不同的 mRNA,称为可变剪接,属于转录后水平的调控方式
③翻译水平调控
a. 概念:凡是影响 mRNA 寿命或翻译效率的因素都会对翻译形成调控
b. 实例:不同 mRNA 参与翻译的次数不同,产生多肽链的量也不同,这属于翻译水平的调控方式
④翻译后水平调控:真核生物中,翻译产生的多肽链,需要经过加工、修饰等过程,才能形成有正确空间结构的蛋白质。此外,翻译形成的多肽链有时还需与其他肽链结合才有活性。这些都属于翻译后水平的调控式
2. 细胞分化的本质:基因的选择性表达
(1)原因:受精卵第一次细胞分裂时,胞质分裂是不均等的,这使得分裂产生的两个子细胞的内容物出现差异(如下图)。这种差异进一步导致这两个细胞中基因表达不完全相同,即基因的选择性表达,从而导致进一步的细胞分化
(2)实例:胚胎干细胞在分化的不同阶段开启某些特定基因的表达,分化为不同类型的细胞,包括肝细胞、血细胞和肌细胞等
表观遗传机制调控基因表达
1. 表观遗传概念:有些基因中,在碱基序列没有改变的情况下,基因表达的过程也会受影响,从而使细胞或生物个体的表型发生可遗传的改变,称为表观遗传
2. 表观遗传的内容:
(3)RNA干扰
①概念:外源性基因随机整合到宿主细胞基因组内,在进行转录后,产生的RNA可能形成局部双链。宿主细胞中的一种特殊的核酸酶(Dicer)可以识别这种“异常的”双链RNA,并将其切割成21~25 bp的RNA片段(siRNA)。siRNA可与一些蛋白质结合形成复合体
②应用 在乙肝病毒(HBV)感染引起的慢性乙肝治疗研究中,可利用RNA干扰靶向抑制HBV基因表达或HBV的增殖
第二章
第一节 有性生殖中遗传信息通过胚子传递给子代
减数分裂和同源染色体
1. 减数分裂的概念
(1)概念:进行有性生殖的个体,在形成生殖细胞的过程中,染色体数目减半的细胞分裂方式称为减数分裂。
(2)概念分析
①范围:进行有性生殖的生物。
②时期:产生成熟生殖细胞时。
③结果:成熟生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
[特别说明] 有性生殖细胞的形成依靠减数分裂,体细胞的增殖依靠有丝分裂。
2. 同源染色体
(1)概念:高等生物体细胞中的染色体以成对的方式存在,一条来自父本,一条来自母本,且形态、大小基本相同,并在减数分裂过程中能够相互配对,它们互称为同源染色体。
(2)特点:雄性或雌性个体经减数分裂产生的配子中只含有一套染色体。例如,人体初级精母细胞或初级卵母细胞的两套染色体形成 23 对(如图),经减数分裂后产生的配子中染色体数目减半,只有 23 条。
减数分裂的过程
1. 减数分裂的过程
(1)减数分裂的组成:减数分裂是由减数第一次分裂(减数分裂Ⅰ)和减数第二次分裂(减数分裂Ⅱ)两次连续的细胞分裂组成的。
(2)减数分裂的各时期:两次分裂的前期都有一个准备期,即间期,分裂过程都可分为前期、中期、后期和末期。
减数分裂与有丝分裂的比较
精子的形成过程
卵子的形成过程
3. 结果:经过染色体的一次复制和细胞的两次分裂,一个卵原细胞分裂成为一个卵细胞和 3 个极体。卵细胞和极体中都含有数目减半的染色体。
精子和卵细胞形成过程的比较
受精
1. 受精作用的概念:精卵结合的过程称为受精作用。
2. 受精的特点
(1)生殖细胞特点:通常,高等动物产生的精子体积小而数目多,产生的子体积大而数目少。
(2)受精特点:往往是多个精子同时识别一个卵子,卵子会接受其中的一个精子成为受精卵。
3. 受精作用的实质:精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合,使彼此的染色体会合在一起。
4. 受精作用的结果:受精卵中的染色体数目与体细胞中的相同,其中有一半的染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。
第二节 亲代基因传递给子代遵循特定规律
遗传学常用符号及基本概念
4. 表型与基因型
(1)表型:性状的表现称为表型。
(2)基因型:把个体或细胞的内在基因组成称作基因型。例如,植株的高茎、矮茎为表型,对应的基因型可表示为 TT 和 Tt 、tt。
[归纳总结] 基因型与表型的关系 (1)基因型是生物性状表现的内在因素,表型是基因型的表现形式。 (2)表型相同,基因型不一定相同。 (3)基因型相同,表型也不一定相同。
5. 纯合子与杂合子
(1)纯合子:同源染色体同一位置上的基因组成相同的个体或细胞,如TT、tt,叫纯合子或纯合体。
(2)杂合子:同源染色体同一位置上的基因组成不同的个体或细胞,如Tt,叫杂合子或杂合体。
6. 杂交、自交与测交
(1)杂交:基因型不同的生物个体之间的交配过程,用符号“×”表示。通常可用杂交的方法来鉴别一对相对性状的显性和隐性。
(2)自交:基因型相同的生物个体之间的交配过程,用符号“⊗”表示。植物体中指自花授粉和雌雄异花的同株授粉。自交是获得纯系的有效方法。
(3)测交:用杂种子一代与隐性亲本的交配过程。通常可用测交的方法来测定 F1 的基因型。
孟德尔的豌豆杂交实验
1. 孟德尔的假设
(1)生物的性状是由基因(孟德尔当时表述为“遗传因子”)决定的,这些基因是独立的,既不会相互融合,也不会在传递中消失。
(2)每一对相对性状受一对基因控制,这对基因属于等位基因,其中一个为显性,一个为隐性。当显性基因与隐性基因共存于一个植株时,表现出显性性状。
(3)体细胞中的一对等位基因,一个来自父方,一个来自母方;在形成配子的过程中,彼此分开,每个配子只能得到其中的一个。
2. 对豌豆杂交实验的解释(以高茎与矮茎亲本杂交组合为例)
(2)F2 的基因型及比例:TT∶Tt∶tt = 1∶2∶1。
(3)F2 的表型及比例:高茎∶矮茎 = 3∶1。
3. 对实验解释的验证——测交实验
(2)测交结果:测交得出高茎和矮茎的比例接近 1∶1。证实了孟德尔豌豆杂交实验的假设是成立的,也验证了解释是正确的。
4. 分离定律:在生物体细胞中,控制同一性状的等位基因成对存在,不相融合;在减数分裂产生配子时,等位基因发生分离,随配子独立地遗传给子代。
两对相对形状的遗传规律实验
3. 两对相对性状的杂交实验分析
(1)两对相对性状:子叶颜色和种子形状。
(2)实验材料:纯合黄色圆粒豌豆和纯合绿色皱粒豌豆。
(3)实验方法:亲本(纯合子)先杂交得到 F1,F1 再自交得到 F2。
(4)实验结果:F1 都表现为黄色圆粒;F2 中出现了 4 种表型:黄色圆粒 315 粒、黄色皱粒 101 粒、绿色圆粒 108 粒以及绿色皱粒 32 粒,其比例接近 9∶3∶3∶1,有 9 种基因型,其中有 7 种基因型不同于亲本。
(5)结果分析
②综合分析两对相对性状 在每对相对性状中,黄色约占 3/4,绿色约占 1/4;圆粒约占 3/4,皱粒约占 1/4。根据实验现象进行组合可得: 黄色圆粒:3/4×3/4=9/16 黄色皱粒:3/4×1/4=3/16 绿色圆粒:1/4×3/4=3/16 绿色皱粒:1/4×1/4=1/16 推论结果与实验结果相符,说明不同性状之间是自由组合的。
对自由组合现象解释的验证
1. 验证方法:测交实验,即让 F1(YyRr)与隐性纯合子(yyrr)杂交。
2. 验证目的:验证控制不同相对性状的遗传因子之间是否进行了自由组合,即检验 F1 产生配子的种类与比例。
3. 理论预测
(1)按照孟德尔的假说,F1 产生 4 种数量相等的配子,即 YR∶Yr∶yR∶yr=1∶1∶1∶1,而隐性纯合子只能产生一种配子 yr,由此推断测交结果应出现 4 种遗传因子组成不同但数量相等的后代,即黄色圆粒(YyRr)∶绿色圆粒(yyRr)∶黄色皱粒(Yyrr)∶绿色皱粒(yyrr)=1∶1∶1∶1。
4. 测交实验的结果及结论
(1)结果:孟德尔所做的测交实验,结果与预测相符。
(2)结论
①F1 产生 4 种类型的配子且比例相等;
②F1 是杂合子;
③F1 在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,不成对的遗传因子自由组合。
自由组合定律
1. 自由组合定律的内容:位于不同染色体上的两对或两对以上非等位基因,在配子形成过程中,同一对基因彼此分离,分别进入不同的配子;不同对的基因可自由组合。
2. 自由组合定律的“三性”
(1)同时性:决定同一性状的成对的基因彼此分离与决定不同性状的基因自由组合的过程同时进行。
(2)独立性:决定同一性状的成对的基因彼此分离与决定不同性状的基因自由组合的过程互不干扰。
(3)普遍性:自由组合定律广泛适用于进行有性生殖的生物。 [注意] 自由组合定律的适用范围
(1)进行有性生殖的真核生物。
(2)细胞核内的基因。
(3)独立遗传的两对或两对以上控制不同相对性状的基因。
第三节 性染色体上的基因传递与性别相关联
最常见的性别绝对类型——XY型
1. 染色体的种类
(1)种类
①常染色体:生物细胞中除性染色体以外的染色体。
②性染色体:一般来说,是在生物细胞中决定性别的染色体。
(2)人的体细胞中的染色体种类
①常染色体:1~22 号染色体,每对中的两条同源染色体形态、大小相同。
②性染色体:1 对特殊的同源染色体(X、Y),形态、大小不同。 [注意] 男性和女性体细胞中常染色体是相同的,而性染色体组成是不同的。
2. 性别决定
(1)概念:性别决定是指生物体合子发育成某种性别个体的预决定。
(2)类型:不同生物具有不同的性别决定类型,如性染色体决定型、基因决定型和环境决定型等。
(3)XY 型:XY 型是最常见的性别决定类型。
①适用对象:人、所有哺乳类、大多数昆虫、某些鱼类、两栖类,以及部分雌雄异株的植物(如女娄菜、菠菜等)都属于这种类型。
②特点:在雄性体细胞中,含有“一对”只有部分同源区域的同源染色体——X、Y 染色体,两条染色体上的基因组成有差异;而在雌性的体细胞中,则含有两条 X 染色体。
果蝇杂交实验
1. 实验者:摩尔根。
2. 果蝇作为遗传学研究实验材料的优点
(1)生活周期短,繁殖快。 (2)生命力强。 (3)容易饲养。 (4)易于遗传操作:有明显的相对性状,便于观察和统计。 (5)染色体数目少:体细胞中只有 4 对染色体,便于观察。
3. 果蝇的染色体组成:果蝇是一种 XY 型性别决定的昆虫。在雌果蝇中,性染色体是同型的,用 XX 表示;在雄果蝇中,性染色体是异型的,用 XY 表示。
4. 摩尔根提出的假设:控制眼色的基因 W 和 w 位于 X 染色体上。当 W 存在时(XWXW、XWXw、XWY)表现为红眼,而 W 基因不存在时(XwXw、XwY)表现为白眼。
6. 实验结论
(1)控制果蝇红眼和白眼的基因只位于 X 染色体上。
(2)基因位于染色体上。
7. 摩尔根研究的重要意义:摩尔根对于这一系列果蝇杂交实验的解释,首次揭示了 X 染色体上基因的传递规律,同时,也首次将一个特定基因定位在一条特定的染色体上。
伴性遗传
1. 伴性遗传的概念:控制性状的基因传递与性别相关联的现象属于伴性遗传。
2. 伴性遗传的类型
(1)红绿色盲:属于伴性遗传。
①红绿色盲基因的特点
a. 色盲基因是隐性基因,用 Xb 表示。色觉正常的显性基因用 XB 表示。
b. 色盲基因只位于 X 染色体上。
c. 男性只要在 X 染色体上有色盲基因就患病,女性必须两条 X 染色体带有色盲基因时,才表现为红绿色盲。红绿色盲的患者中男性远多于女性,这是伴 X 染色体隐性性状的遗传特点之一。
(2)限雄遗传
①特点:控制性状的基因位于 Y 染色体上。这种性状只能由父亲传给儿子。
②实例:外耳道多毛、蹼状趾等。
伴性遗传规律的实践应用
1. 在生产实践中可用伴随性别而出现的性状进行品种的选育
(1)鸡的性别决定:鸡属于鸟类,其性别决定方式是 ZW 型。这类生物的体细胞中含有两条形态、大小不同的性染色体——Z、W 染色体。雌鸡的一对性染色体是异型的 ZW,雄鸡的一对性染色体是同型的 ZZ(与 XY 型相反)。
2. 伴性遗传在人类遗传病的风险评估方面也具有重要应用价值
伴 X 染色体显性遗传病的男性患者,其女儿一定为患者;伴 Ⅹ 染色体隐性遗传病,女患者的儿子一定为患者;伴 Y 染色体遗传病则“传男不传女”。了解上述特点,可应用于遗传咨询、指导生育、避免遗传病患儿的出生。