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遗传的物质基础 上一篇    下一篇
作者:威县路政鸽舍  来源:转载   阅读:  分类:收藏文章  发布时间:2013-7-28 15:48:00  
 第一节 遗传的物质基础

一、细胞的基本结构

细胞是生物体的基本结构和功能单位。

(一)细胞的基本结构

细胞是由细胞膜、细胞质、细胞核三部分组成。

1.细胞膜 细胞膜又称质膜,是细胞外围的一层薄膜,主要由蛋白质和类脂构成。它起着保护细胞、控制细胞内外物质交流、感受和传递外部剌激等作用。

2.细胞质 细胞质是细胞膜与细胞核之间的全部物质系统。它是由基质和细胞器构成。基质呈胶体状态,各种不同的细胞器有组织地分布于其中。细胞器主要有线粒体、核糖体、中心体、高尔基体、溶酶体、内质网等。

3.细胞核 细胞核由核膜、核质(核液)、核仁和染色质(或染色体)等组成。核是遗传物质聚积的主要场所,对细胞发育和性状遗传起着指导作用。
















图1-1 动物细胞超微结构模式图)

(二)染色体的形态、结构和数目

1.染色体的形态与结构

染色体包括着丝点、主缢痕、次缢痕、随体和二个臂或一个臂。

(1)着丝点 两条染色单体相连接的地方,每一个染色体只有一个着丝点。

(2)主缢痕 着丝点处常常缢缩变细,不易着色的部分。

(3)次缢痕 某些染色体的一个臂上还有另一个缢缩变细的部分。

(4)随体 某些染色体次溢痕的末端还附有一个圆形或长形的突出小体。

2.染色体数目 各种生物的细胞核内都有特定数目的染色体,其数目多少,依不同生物种类而异。如猪的2n=19对=38条。

3.染色体组型 一种生物的体细胞在有丝分裂中期,把全部染色体按各对同源染色体的长度、着丝点位置以及随体有无,依次排列并编号(性染色体列于最后),称为染色体组型,或称核型。

配教材图1-2,1-3

(三)遗传物质

染色体及细胞器上的脱氧核糖核酸(DNA)是各种生物共同的遗传物质(少数病毒不含DNA,其遗传物质是RNA)。

二、细胞分裂

(一)有丝分裂

有丝分裂分为间期、前期、中期、后期和末期五个阶段。

1.间期 间期是两次分裂的中间时期。

2.前期 染色质凝结成染色丝并螺旋化,逐渐变短变粗成为明显的染色体。可见到每个染色体已纵向分裂为两个染色单体,但两个染色单体仍由同一个着丝点联结在一起。中心粒一分为二,向核的两极移动并出现纺锤丝。核仁、核膜逐渐消失。

3.中期 核仁、核膜消失。染色体开始向赤道板移动,最后在赤道板上排成一圈,纺锤丝和染色体的着丝点连接起来。这时染色体的形态结构比较清晰,适宜进行染色体形态和数目观察。

4.后期 在纺锤丝的牵引之下,染色体的着丝点分裂开,各条染色单体独立,成为一个独立的子染色体。同时,两个独立的子染色体被纺锤丝拉向两极。

5.末期 染色体到达两极,染色体螺旋结构逐渐消失,最后又恢复成染色质,纺锤丝逐渐消失,核仁、核膜重新出现,逐步形成两个子细胞。子细胞与母细胞在染色体数目、形态结构方面完全相同,有丝分裂过程完成。

配教材图1-4

(二)减数分裂

减数分裂的第一次分裂是减数,即染色体数目减半;第二次分裂是等数,即染色体数目不变。

1.减数第一次分裂 分前期、中期、后期、末期。

(1)前期 这一时期较长,可分为以下五个阶段:

①细线期:开始进入分裂期,染色质逐渐浓缩成细线状,交织成网。

②偶线期:各对同源染色体纵向靠拢,进行准确的配对(又叫联会),这是减数分裂的重要特征。

③粗线期:染色体变粗变短,每条染色体已分裂为两条姊妹染色单体,但着丝点还末分裂,两条染色单体还连在一起。两条配对的同源染色体象一股粗线,实际上是由四条染色单体组成,因此人们把这时每对配对的染色体叫做四分体。又因为它实际上是一对染色体,所以又叫双价体。

④双线期:染色体继续变粗变短,各对染色体因非姊妹染色单体之间的相互排斥、背离,而出现交叉现象。交叉使染色单体发生了部分交换,其中遗传物质也随着发生交换,从而引起遗传上的变异。

⑤终变期:染色体浓缩到最粗最短的程度,并开始向赤道板移动,核仁、核膜消失,纺锤丝开始出现。此时是检查染色体的最好时机。

(2)中期 核膜、核仁消失,各对同源染色体整齐地排列在赤道板上,两极纺锤丝与着丝点相连,双价体开始分离。

(3)后期 纺锤丝收缩,各对同源染色体相互分开,分别移向两极。两极中各有每对同源染色体中的一个,这样,每一极只有n条染色体,实现了染色体数目由2n到n的转变。所以说在后期染色体发生了减数,但这时着丝点没有分裂,每一染色体仍含有一个着丝点连接着的两条染色单体。

(4)末期 染色体移向两极,形成两个核,同时细胞质分为两部分,核仁、核膜重新形成,形成两个子细胞。在雄性,形成两个次级精母细胞;在雌性,则是一个次级卵母细胞和一个小的极体(第一极体),极体是只有细胞核几乎没有细胞质的细胞。

2.减数第二次分裂 比第一次分裂简单得多。前期紧接末期,每根染色体未经纵裂就排裂到赤道板上,然后着丝点分裂,于是两根姊妹染色单体彼此分开(即形成独立的染色体),各向两极移动,到达两极后,组成两个新核。最后,细胞也随之分裂,形成两个子细胞。

配教材图1-5,1-6

三、遗传信息及传递

(一)遗传信息与遗传密码

1.遗传信息 DNA分子核苷酸对(碱基对)的排列顺序就是遗传信息。

2.遗传密码 DNA分子中碱基排列顺序决定信使RNA碱基排列顺序,进而决定氨基酸的排列序列。这种碱基的排列序列与氨基酸的排列序列的对应关系叫遗传密码。

有64种密码子,1966年科学家已经编排出了20种氨基酸的遗传密码表。

(二)遗传信息的传递

遗传信息的传递实质上就是遗传密码的转录与翻译过程。

1.转录 遗传信息从DNA转移到RNA的过程叫转录。

2.翻译 翻译就是按照mRNA 的遗传密码,在核糖体上将不同的氨基酸合成特定蛋白质的过程。


随堂练习


3.中心法则 以DNA为模板转录为RNA,由RNA翻译成蛋白质的信息传递过程以及DNA自身复制过程,称为“中心法则”,它是遗传信息传递的一般规律。进一步研究发现,某些肿瘤病素RNA能以自身在反转录酶的作用下,反向合成DNA(反转录),这是对中心法则的一个补充。
1.染色体的形态有哪些类型?

2.说说减数分裂第一次分裂各时期的特点。

3.DNA是如何控制生物性状的?


第3-4课时

授课内容 第二节 分离定律

第三节 自由组合定律

教学目标

1.了解分离定律和自由组合定律产生的背景。

2.能说出分离、自由组合定律的本质。

3.能用图表示分离、自由组合定律。

资料单

第二节 分离规律

背景资料

孟德尔从1856-1871年进行了大量植物杂交试验研究,曾以豌豆、菜豆、玉米、山柳菊为材料进行试验。豌豆杂交试验用时8年(1856-1864),选用7对相对性状。提出遗传因子假说及其分离与自由组合规律。

豌豆是严格自花传粉植物(闭花授粉),就是豌豆自己的花药落到自己的雌蕊上面受粉,而且这个受粉过程在花开之前完成。这个特性使豌豆可避免外来花粉的混杂,便于人工去雄和授粉,也决定了自然界中所有豌豆的基因性都是天然的纯合子。二、具有明显的,易于区分的性状,例如花色的红与白、植株的高与矮、子叶的黄与绿等。三、豌豆的豆荚成熟后籽粒都留在豆荚中,便于各种类型籽粒的准确计数。

1865年2月8日和3月8日先后两次在布尔诺自然科学会例会上宣读发表;1866年整理成长达45页的《植物杂交试验》一文,发表在《布隆自然科学会志》第4卷上。

一、孟德尔的豌豆杂交实验

(一)性状

生物所具有的形态结构特征和生理生化特性称为性状。

(二)单位性状

在观察和研究分析各种生物时,需要把生物的性状区分为许多小的单位,每一个具体的性状称为单位性状。

相对性状:单位性状内具有相对差异的性状。

(三)实验方法

1.正交 P 红花♀×白花♂ 2.反交 P 白花♀×红花♂

↓ ↓

F1 红花 F1 红花

↓ 自交 ↓ 自交

F2 红花:白花 F2红花 :白花

3:1 3:1

3.实验结果分析

①F1的一致性:只表现一个亲本性状,另一个亲本性状隐藏。

一对相对性状中在F1表现出来的性状称为显性性状,在F1中未表现出来的性状称为隐性性状。

②F2分离:F2中一些植株表现出这一亲本性状,另一些植株表现为另一亲本性状。隐性性状在F1中并没有消失,只是被掩盖了,在F2代显性性状和隐性性状都会表现出来,这就是性状分离。

③F2群体中显隐性分离比例大致为3:1。

二、分离现象的解释

(一)解释

1.每对相对性状都由一对遗传因子控制,控制显性性状的叫显性遗传因子,控制隐性性状的叫隐性遗传因子。

2.遗传因子在体细胞中是成对存在的,但各自独立,互不混杂,在性细胞中是成单存在的。

3.成对的遗传因子,一个来自父方,一个来自母方。

4.成对的遗传因子在形成配子时,彼此分开,分别进入不同的配子。这样导致F1形成两种数目相等的配子。

5.配子的结合是随机的。

6.控制红花的遗传因子和控制白花的遗传因子是同一遗传因子的两种存在形式。控制红花的遗传因子对控制白花的遗传因子为显性,即红花因子和白花因子同时存在时,只表现红花因子的性状。

(二)实质

位于一对同源染色体上的等位基因在配子形成过程中,彼此分离,各不干扰,各自独立地分配到不同配子中去,每个配子只含有一对基因中的一个成员。

不是在任何时候,任何情况下分离比都是这个比例。

等位基因:位于一对同源染色体相等的位置上,并决定一个单位性状的遗传及其相对差异,这样一对基因称为等位基因。

(三)等位基因分离的细胞学基础

1.同源染色体对在减数分裂后期I发生分离,分别进入两个二分体细胞中;

2.杂合体的性母细胞产生两个各含显性基因和隐性基因的二分体细胞,分别再进行减数第二分裂,每个杂种性母细胞产生含显性基因和隐性基因的四分体细胞各两个,其比例为1:1。

三、基因型和表型的概念

1909年将孟德尔的遗传因子改名为基因。显性基因用大写字母,隐性基因用小写字母。

控制某一性状的遗传组成或基因组成叫基因型或遗传型,表现出来的具体性状叫表现型(或表型)。

等位基因为一对相同基因的基因型称为纯合基因型,如CC和cc;这类生物个体称为纯合体。

等位基因为一对不同基因的基因型称为杂合基因型,如Cc;这类生物个体称为杂合体。

四、分离现象的验证

(一)测交

测交又称回交,用F1代杂合体(未知基因型的个体)与隐性纯合亲本进行杂交,用以测定杂合体基因型的方法。

因隐性纯合亲本只产生一种含隐性基因的配子,子代只能表现出另一种配子所含基因的表型,所以它测交的子代就代表了F1产生配子的种类和比例。

被测个体不仅仅是F1,可以是任一需要确定基因型的生物个体。

孟德尔回交试验的实际结果与理论分析的结果相符,这说明分离假说是正确的(图1-13)。

P 白色WW(♂) × ww黑色(♀)




配子 W w

F1 Ww白色




F2
卵子

精子
W
w

W
WW白色
Ww白色

w
Ww白色
ww黑色




基因型比 WW:Ww:ww = 1:2:1

表型比 白色:黑色 = 3:1

图1-14 猪的毛色遗传规律

分离规律普遍存在于生物界。在畜禽如牛的有角与无角,猪的白毛与黑毛,绵羊的白毛与黑毛等等,都遵循基因分离规律。猪的毛色遗传如图1-14。


F1跟隐性亲本回交 F1跟显性亲本回交

Rr rr RrRR



配子 R r r R r R

r R

后代 R Rr 红花 R RR 红花

r rr 白花 r Rr 红花


1红:1白 均为红花

图1-13 孟德尔检验遗传因子分离假说的回交实验


(二)自交法

让F2植株自交产生F3株系,然后根据F3的性状表现来验证F2的基因型。

根据孟德尔的设想,F2代中呈白花的植株,F3代应该不会再分离,只产生白花植株;F2代中呈显性红花的植株,2/3应该是Cc杂合体,1/3应该是CC纯合体,在红花植株自交产生F3代时,2/3的植株在 F3代应再分离出3/4的红花植株和1/4的白花植株,而后者1/3的植株在F3代不再分离,全部为红色植株。

五、分离比实现的条件

1.F1代个体形成的两种配子的数目是相等的,不同配子生活力是一样的。

2.受精时,F1代的两种配子的结合机会是相等的。

3.3种基因型个体的存活率到观察时是相等的。

4.显性是完全的。

5.观察的子代样本数足够多。



1.分离规律的实质是什么?
2.安格斯牛的黑色对红色是显性,一头黑色公牛与一头黑色母牛交配,生出一头红色犊牛,写出双亲的基因型。

3.杂合体是否会发生分离现象,为什么?纯合体呢?

4.已知一个F2群体里有404A和129a个体,能否用一对基因分离现象说明这种结果?

第三节 自由组合规律

一、两对相对性状的遗传

豌豆两对性状:种子的形状圆型对皱型显性,子叶的颜色黄色对绿色显性。

P 黄圆 × 绿皱



F1 黄圆



F2 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱

315 101 108 32

9 3 3 1

F1出现显性性状;F2会出现4种类型。

亲组合:亲代原有的性状组合。黄圆和绿皱

重组合:亲代没有的性状组合。黄皱和绿圆

二、自由组合现象的解释及实质

(一)解释

1.子叶黄色和绿色是一对相对性状,由位于一对同源染色体上的一对等位基因来控制,黄对绿显性。种子的圆皱是另一对相对性状,是由另一对同源染色体上的另一对等位基因控制的,圆对皱显性。控制子叶颜色的基因和控制种子形状的基因互不影响,各自独立。

2.在形成配子时,等位基因分开,分别进入不同的配子。非等位基因在配子中自由组合,致使F1代形成四种数目相等的配子。

3.配子的结合是随机的。

(二)分离比实现的条件

与分离规律所需条件一样;自由组合的基因必须位于非同源染色体上。

三、自由组合规律的验证

(一)测交法

以上假设完满地解释了两对杂交结果,但孟德尔仍进行了测交来加以验证,治学的态度十分严谨。

根据原假设F1杂合子和显性亲本回交后代应全为黄色圆型;而和双隐性亲本测交,后代应为黄圆、黄皱、绿圆和绿皱四种基因型和表型,其比例为1:1:1:1,而实验结果完全符合预期的结果,分别为31粒、27粒、26粒和26粒,接近于理论比。

(二)自交法

略。

四、多基因杂种及其后代的遗传分析(知识拓展)

两对以上相对性状杂交同样符合分离规律。

F1代杂合

基因对数
F1代杂种形成

配子种类
F1代配子

可能组合数
F2代

表型数
F2代

基因型数
F2代表型

分离比

1
21
41(4)
21
31(3)
(3:1)1

2
22
42(16)
22
32(9)
(3:1)2

3
23
43(64)
23
33(27)
(3:1)3

4
24
44(256)
24
34(81)
(3:1)4

5
25
45(1024)
25
35(243)
(3:1)5

...
...
...
...
...
...

n
2n
4n
2n
3n
(3:1)n


条件:(1)决定n对性状的基因,分别位于n对同源染色体上。

(2)各性状是完全显性。



1.分离规律的实质是什么?
2.安格斯牛的黑色对红色是显性,一头黑色公牛与一头黑色母牛交配,生出一头红色犊牛,写出双亲的基因型。

3.杂合体是否会发生分离现象,为什么?纯合体呢?

4.已知一个F2群体里有404A和129a个体,能否用一对基因分离现象说明这种结果?


第5-6课时

授课内容 第四节 连锁遗传规律

第五节 伴性遗传

教学目标

1.能说出连锁遗传、伴性遗传的本质。

2.能用图表示连锁遗传、伴性遗传规律。

资料单

第四节 连锁遗传规律

一、连锁与交换的遗传现象

1910年摩尔根和他的学生布里吉斯(Bridges,C.B)研究了果蝇两对基因的遗传,发现了连锁和互换,建立了遗传学的第三个基本定律——连锁法则。具有连锁遗传关系的一些基因,是位于同一染色体上的非等位基因。

一种生物的性状是成千上万的,然而每一种生物所具有的染色体却是十分有限的,少则一对两对,多也不过几十对几百对。因此,一条染色体上必然载有许多基因。

摩尔根发现果蝇的红眼和紫眼、长翅和残翅两对性状都是非伴性遗传,各自的遗传都符合孟德尔法则。

(一)完全连锁

位于同一条染色体上的非等位基因,在形成配子过程中,作为一个整体随染色体传递到配子中,同源染色体之间不发生染色体片段的交换,杂合体在形成配子时,只有亲本组合类型的配子。

完全连锁在生物界很少见,只在雄果蝇(XY)和雌家蚕(ZW)中发现(注意雌雄连锁不同)。

例如:果蝇的体色、翅膀的遗传

P 灰身长翅BB VV ♂ × bbvv ♀黑身残翅



F1 灰身长翅 BbVv ♂ × bbvv黑身残翅



Ft BbVv bbvv

灰身长翅 黑身残翅(亲本类型)

配子时,只形成了bV和Bv两种配子,即bV完全连锁,Bv也完全连锁。雌体只产生一种配子bv,所以回交的后代只有灰身长翅和黑身残翅两种类型,比例是1:1,与实验结果一致。

(二)不完全连锁(交换)

非等位基因完全连锁的情形很少,一般是不完全连锁。

不完全连锁:位于同源染色体上的非等位基因,在形成配子时,除有亲型配子外,还有少数重组型配子产生(同源染色体的非姊妹染色单体发生交换)。

例如:果蝇体色、翅膀的遗传:

P 黑长 bbVV × BBvv 灰残



F1 灰长 BbVv ♀ × bbvv ♂ 黑残



Ft Bbvv bbVv BbVv bbvv

0.42 0.42 0.08 0.08

又如:家鸡的毛色和羽形遗传。

在家鸡中有一种白色卷羽鸡。根据实验得知卷羽(F)对常羽(f)是显性,白色(I)对有色(i)是显性。

用纯合体白色卷羽鸡(IIFF)与纯合体有色常羽鸡(iiff)杂交,F1全部是白色卷羽鸡,用F1与有色常羽鸡回交,产生了四种类型的后代,其比例不是1﹕1﹕1﹕1,而是亲本型大于重组型(图1-19)。这既不同于自由组合规律,也不同于完全连锁现象,究其原因是由于出现了基因的重组和交换。


P1
IIFF白色卷羽


×


iiff有色常羽




F1回交

IF

if
白色卷羽
×
if

if
有色常羽♂






if



亲本型

(81.8%)
IF
IF

if
白色卷羽15只



if
if

if
有色常羽12只



重组型

(18.2%)
If
If

if
白色卷羽4只



iF
iF

if
有色常羽2只




图1-19 鸡的测交实验

二、连锁与交换遗传现象的解释

连锁现象产生的原因:由于不同对的等位基因存在于同一对染色体上,因而不能独立分配和自由组合。在细胞减数分裂过程中如果配子细胞染色体没有发生交换就会出现完全连锁遗传现象,如上述的果蝇回交实验,由于B和V连在一起,b和v连在一起,因此F1只产生两种配子(BV和bv),所以回交后代便只有亲本型而没有重组型,即完全连锁遗传。

如果在F1形成配子时,有一部分配子细胞的染色体发生了交换,其片段上的相对基因也随之交换了位置(即基因交换)。交换的结果,就产生了新组合的配子,从而出现重组型,这就是不完全的连锁遗传。如上例家鸡的回交实验,由于部分配子细胞发生了基因交换,因而产生四种类型的配子(两个亲本型:IF、if;两个重组型:If、iF),但其数目是不相等的,所以通过配子随机结合产生的四种类型后代的比例不是1﹕1﹕1﹕1,而是接近于1.8﹕1.45﹕0.5﹕0.25,即不完全连锁遗传。

在不完全连锁遗传情况下,出现重组型,通常用重组率(也叫重组值、交换值)来说明重组型的比例。所谓重组值(率)指重组型配子数占总配子数的百分率。

重组值的范围0~50%之间,重组值越大,基因之间连锁的程度越小。

三、连锁遗传的意义和应用

1.连锁基因间的交换及基因的自由组合是造成不同基因重新组合从而出现新类型的两个重要原因。

2.有些连锁基因在性状上存在着一定的相关性,可以根据一个性状来推断另一个性状,极大的提高选择效果,这在作物育种上已被应用。



1.连锁遗传有何特点?如何解释?
2.连锁交换规律在实践中有何重要意义?


第五节 伴性遗传

一、性别决定

性染色体是决定动物性别的基础。

(一)性染色体类型

P XX(♀) xy(♂)



配子 X x y


F1 Xx(♀) Xy(♂)

图1-21 家畜性染色体遗传方式

1.XY型 XY型性别决定在生物界较为普遍,哺乳动物如牛、羊、猪、马等性染色体均属于这种类型。雌性是一对形态相同的性染色体,用符号XX表示;雄性是一条X和一条Y染色体,用符号XY表示。
2.ZW型 全部鸟类动物如鸡、鸭、鹅等以及家蚕的性染色体属于这种类型。这一类型的性别决定方式刚好和XY型相反,即雌性是一对不同的性染色体,用符号ZW表示;雄性是一对相同的性染色体,用符号ZZ表示。这是为了与XY型区别,特命名为ZW型。

3.XO型与ZO型 许多昆虫属于这两种类型。在XO型中,雌性是一对相同的性染色体,即XX;雄性只有一条X染色体,没有Y染色体,因而用XO表示。

在ZO型中,雌性只有一条Z染色体,用ZO代表;雄性是一对相同的染色体,用ZZ代表。

(二)性别决定

减数分裂时,一对性染色体与常染色体同样要各自分离到不同的配子中去。若以A代表配子中全部常染色体数,则在XY型染色体中,雌性动物个体只产生一种配子(A+X);雄性动物则形成两种配子,一半是(A+X)配子,另一半是(A+Y)配子。通过授精作用,卵子(A+X)与精子(A+Y)、(A+X)的结合机会是相等的。所以,后代的性别取决于卵子与那一种精子结合,卵子与两种精子结合的概率各占50%,因而在两性动物中,雌、雄比例为1:1(图1-21)。ZW、XO、ZO类型的性别决定与此相似。

二、伴性遗传

在性染色体上,也有某些控制性状的基因随着性染色体而遗传,所控制的性状也必然与性别相联系。

伴性遗传:在遗传学上,把性染色体上这些基因所控制的性状遗传方式称为伴性遗传。如芦花鸡的毛色遗传是伴性遗传,芦花基因(B)对非芦花基因(b)位于Z染色体上,如果以芦花母鸡与非芦花公鸡杂交,F1代公鸡的羽毛全部是芦花,而母鸡则是非芦花,让F1自群繁殖,F2代中公鸡和母鸡各有半数是芦花,半数是非芦花,如图1-22。

P 芦花鸡 ♀ 非芦花鸡♂

ZBW ZbZb



配子 ZB W Zb



F1 芦花♂ZBZb ZbW非芦花♀



配子 ZB Zb Zb W


F2 ZBZb ZbZb ZBW ZbW

芦花♂ 非芦花♂ 芦花♀ 非芦花♀

注:芦花基因(B)对非芦花基因(b)为

显性,位于Z染色体上,用zBzb表示

图1-22 芦花鸡的伴性遗传

芦花母鸡与非芦花公鸡杂交(正交)

如果以非芦花母鸡(ZBW)与芦花公鸡(ZBZB)杂交(反交),其结果大不相同,F1公鸡和母鸡的羽毛全是芦花,让F1自群繁殖,F2的公鸡全是芦花,母鸡则半数是芦花,半数是非芦花。说明正反交结果是不相同的,两性间的性状分离比数也是不相同的(图1-23)。

伴性遗传原理已在养鸡业中广泛应用,用于培育自别雌雄的品系,以便早期鉴别雏鸡雌雄,同时又能取得杂种优势。如前面讲过芦花母鸡与非芦花公鸡杂交,F1代公鸡全部是芦花,母鸡全部是非芦花。利用这一点可以对刚出壳的鸡通过羽毛进行雌雄鉴别。

P 非芦花♀ Zb W × 芦花♂ ZB ZB



F1 芦花♂ZB Zb × ZBW芦花♀



F2 ♂ZBZB ZBZb ♀ZBW ZbW

芦花 芦花 非芦花

图1-23 芦花鸡的伴性遗传

非芦花母鸡与芦花公鸡杂交(反交)

人类的红绿色盲、血友病等都表现为伴性遗传的遗传性疾病。以红绿色盲遗传为例:经调查分析得知,控制色盲的基因是隐性基因c,位于X染色体上,Y染色体上不携带它的等位基因。因此,在男性只有X染色体上有一个色盲基因c,就出现色盲性状。而女性只有在隐性基因c纯合时才是色盲。所以,色盲患者中总是男性多、女性少。从图1-24可以看出,如果母亲患有色盲,而父亲正常,其儿子必然是色盲,女儿表现正常;如果母亲正常而父亲患有色盲,其儿子表现正常,女儿有潜在的色盲基因。



P

♀色盲
×
正常♂
P

♀正常
×
色盲♂



Xc Xc

XC Y


XC XC

Xc Y












配子

Xc Xc

XCY
配子

XC XC

Xc Y





















F1

Xc XC

Xc Y
F1

XC Xc

XC Y



♀正常

♂色盲


♀正常

♂正常


图1-24 人类色盲遗传的两种情况







1.决定生物性别的物质基础是什么?

2.哺乳动物中,雌雄比例大致接近1:1,怎样理解?

3.一对表型正常的夫妇,生下了一个表型为色盲的儿子,试问:其儿子的这个色盲基因是从哪一个双亲中遗传来的?有一对均为色盲的夫妇,能生下眼睛正常的儿子和女儿吗?



第7-8课时

授课内容 第六节 生物界的变异现象

教学目标

1.了解变异的类型和变异的原因。

2.掌握基因突变和染色体畸变。

资料单

第六节 生物界的变异现象

一、变异的普遍性

变异是指同一生物类型(主要是同一物种)之间显著的或不显著的个体差异。变异是生物的共同特征之一。变异具有普遍性。

二、变异的类型和原因

(一)变异的类型

1.遗传变异 指生物体内遗传物质发生改变而引起性状的变异,这种变异能够真实的遗传,故称遗传变异。

2.不遗传变异(表型的变异) 指由于环境条件的改变,引起生物的外表变化,即获得性。

(二)变异的原因

生物的性状表现是遗传和环境共同作用的结果。

基因型+环境——→ 表型

因此,生物表型的变异有两方面原因,一是基因型的变异,二是环境条件的变异,任何一方的变化,都可能引起表型的变化,即变异。

三、基因突变

(一)基因突变的概念和原因

1.概念 基因突变是指染色体上某一基因位点发生了化学结构的变化,使一个基因变为它的等位基因。

2.原因 由于内外因引起基因内部的化学变化或位置效应。

3.种类 分为自然突变和人工诱变两种。

(二)基因突变的应用(举例说明)

四、染色体畸变

染色体畸变是指在自然突变或人工诱变的情况下,染色体的数目和结构发生的变化。

(一)染色体数目的变异

1.整倍体的变异 指以染色体组为单位的变化所产生的变异个体。

(1)单倍体 在整倍体中,对于体细胞内含有一个染色体组个体,用符号n表示。

(2)二倍体 含有两个染色体组的个体,用符号2n表示。

(3)多倍体 含有三个及三个以上染色体组的个体,如三倍体,表示为3n,依此类推。

(4)应用

2.非整倍体变异 指在正常体细胞(2n)的基础上发生个别染色体的增减现象。按其变异情况又分为以下几种:

(1)单体 单体指二倍体染色体组缺少一个染色体的生物(2n—1),又称二倍减一。如先天性卵巢发育不全的女人,其染色体是AA+XO,即性染色体缺少一条。

(2)多体 指一个完整的二倍体染色体组,增加了一个或多个染色体的生物通称。因染色体增加的多少不同,多体又可分为以下几种。

①三体:指增加了一个染色体的(2n+1)生物,又称二倍加一。如男人先天性睾丸发育不全,就是由于性染色体为三体(AA+XXY)所引起的结果。

②四体:指有一对额外的染色体(2n+2)的生物,又称二倍加二。

③双三体:指增加了两个染色体的(2n+1+1)生物叫双三体;

(3)缺体 指有一对同源染色体全部缺失(2n—2)的生物。

(二)染色体结构的变异

在细胞减数分裂时,由于染色体断裂并以不同的方式重新粘接起来,造成染色体上基因的反常排列,导致染色体结构的变异。染色体结构变异的种类有缺失、重复、倒位和易位四种。

1.缺失 指一个正常染色体失去了一段,该段染色体上的基因也随之丢失。丢失的区段如果发生在两臂的内部,称为中间缺失;如发生在顶端,称为顶端缺失。一般以中间缺失较为普遍。发生缺失后,带有着丝点的那一段染色体,仍可继续存留在新生细胞内,没有着丝点的另一段,即所谓的断片,将随细胞分裂而丢失。这说明着丝点对一个染色体的存在具有重要的作用。缺失破坏了正常的连锁群,影响基因间的交换和重组,由此会造成某些性状发生变异。

2.重复 指一个正常染色体增加了某区段相同的一段。重复区段如按原来顺序相接的称为顺接重复;如按颠倒顺序相接的称为反接重复。发生重复变异后,在重复区段内的各个基因便增加了。由于基因的剂量效应,而使重复基因所控制的性状得到加强,同时也破坏了正常基因的连锁与交换。

3.倒位 指一个染色体上某区段正常排列的顺序发生了颠倒,因而上面的基因也随之颠倒,从而破坏了正常的连锁关系,造成了某些性状的变异。

4.易位 指一对染色体与另一对染色体相互调换了一段,因而基因的连锁关系也随之变化,使某些基因的遗传行为发生改变

 
  

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