高中生物二轮复习:遗传变异专题课件.ppt
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1、 第五部分第五部分 遗传(含细胞质遗传)遗传(含细胞质遗传)变异(含育种)变异(含育种)1 1-1遗传的物质基础遗传的物质基础生物种类及其结构生物种类及其结构生物体内的核酸生物体内的核酸遗传物质遗传物质原核生物界(原核细胞)原核生物界(原核细胞)真核生物界(真核细胞)真核生物界(真核细胞)真菌界(真核细胞)真菌界(真核细胞)植物界(真核细胞)植物界(真核细胞)动物界(真核细胞)动物界(真核细胞)病毒病毒DNADNA和和RNARNADNADNA和和RNARNADNADNA和和RNARNADNADNA和和RNARNADNADNA和和RNARNADNADNA或或RNARNADNADNADNADNAD
2、NADNADNADNADNADNADNADNA或或RNARNA结论:凡具有细胞结构的生物,遗传物质一定的结论:凡具有细胞结构的生物,遗传物质一定的DNA2 2-化学组化学组成单位成单位双双螺螺旋旋结结构构基本单位基本单位脱氧核苷酸脱氧核苷酸种类种类腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸 含含A鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸 含含G胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 含含C胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸 含含T主要特点主要特点 碱基互补配对原则碱基互补配对原则DNA分子的多分子的多样性和特异性样性和特异性由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。成。外侧由脱氧核
3、糖和磷酸交替连接构成外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架基本骨架,内侧由碱基对组成。,内侧由碱基对组成。碱基对由碱基对由氢键相连接氢键相连接碱基碱基4种种,排列顺序不同排列顺序不同A A C C G GA TT T G G C C T AP脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基含氮碱基3 3-1 1DNADNA分子复制发生在什么时间分子复制发生在什么时间?2 2DNADNA分子复制的过程是怎样进行的分子复制的过程是怎样进行的?3 3DNADNA分子复制过程需要哪些条件分子复制过程需要哪些条件?4.DNA4.DNA分子复制过程有何特点分子复制过程有何特点?5 5DNADNA分子复制的结果是分子复制的结果是
4、?6 6DNADNA分子复制有何生物学意义分子复制有何生物学意义?7.DNA7.DNA分子复制是主要在细胞的何处进行的分子复制是主要在细胞的何处进行的?2 2DNADNA的复制:的复制:4 4-基因基因5 5-基因的概念与结构基因的概念与结构6 6-RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶A G G T C A C G T C GA G G T C A C G T C GT C C A G T G C A G CT C C A G T G C A G CRNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶A G G U C A C G U C GA G G U C A C G U C GRNARNA聚合酶聚合酶聚
5、合酶聚合酶一个典型的原核细胞基因结构示意图一个典型的原核细胞基因结构示意图非编码区非编码区非编码区非编码区非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区编码区编码区T C C A G TT C C A G TA G G T C AA G G T C AA G AA G AT C TT C TmRNA多多多多 肽肽肽肽 链链链链7 7-与与RNARNA聚合酶聚合酶结合位点结合位点外显子外显子内含子内含子12345编码区下游编码区下游编码区下游编码区下游非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区转录转录mRNAmRNA前体前体加工加工成熟成熟mRNAmRNA翻译翻译肽链肽链一个典型的真核细胞基因结
6、构示意图一个典型的真核细胞基因结构示意图8 8-原核细胞基因原核细胞基因真核细胞基因真核细胞基因相同点相同点不同点不同点原核细胞基因与真核细胞基因结构的比较原核细胞基因与真核细胞基因结构的比较都是由能够编码蛋白质的都是由能够编码蛋白质的都是由能够编码蛋白质的都是由能够编码蛋白质的编码区编码区编码区编码区和具有和具有和具有和具有调控作用的调控作用的调控作用的调控作用的非编码区非编码区非编码区非编码区组成组成组成组成编码区是编码区是编码区是编码区是连续连续连续连续的的的的编码区是编码区是编码区是编码区是间隔间隔间隔间隔的,的,的,的,是不连续的是不连续的是不连续的是不连续的9 9-哪些情况下,真核
7、生物基因结构改变哪些情况下,真核生物基因结构改变(基因突变基因突变)可能不会导致性状改变?可能不会导致性状改变?(1)(1)内含子改变内含子改变(2)(2)非编码区改变,非编码区改变,mRNAmRNA遗传密码不变遗传密码不变(3)(3)外显子改变,转录成不同密码子决定同一种外显子改变,转录成不同密码子决定同一种 氨基酸氨基酸(4)(4)蛋白质氨基酸序列不同,也可能完成相同功能蛋白质氨基酸序列不同,也可能完成相同功能(5)(5)突变后突变后,基因变为隐性基因变为隐性12345非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区1010-引导学生认真把握基因的概念:引导学生认真把握基因的概念:真核细胞中,
8、基因都存在于染色体上真核细胞中,基因都存在于染色体上原核生物的基因中,存在非编码序列原核生物的基因中,存在非编码序列基因中的三个相邻碱基能代表一个遗基因中的三个相邻碱基能代表一个遗传密码子传密码子基因中的一个碱基发生变化,就可能基因中的一个碱基发生变化,就可能导致所控制的遗传性状的改变导致所控制的遗传性状的改变有些遗传性状是多对基因共同控制的有些遗传性状是多对基因共同控制的 1111-mRNA上的终止密码子不编码氨上的终止密码子不编码氨基酸,与之相对应的基因片段位于基酸,与之相对应的基因片段位于编码区下游的非编码区中编码区下游的非编码区中原核生物和真核生物的基因非编码原核生物和真核生物的基因非
9、编码区都有遗传效应区都有遗传效应RNA聚合酶能与聚合酶能与RNA特定位点结特定位点结合,催化合,催化RNA的转录的转录 1212-水稻的非编码序列只存在于基因水稻的非编码序列只存在于基因的非编码区和内含子中的非编码区和内含子中信使信使RNA分子的碱基数量大约是分子的碱基数量大约是相应基因外显子碱基数量的相应基因外显子碱基数量的1/2 如下图:限制酶、如下图:限制酶、DNA连接酶都可连接酶都可以作用于以作用于处,解旋酶作用于处,解旋酶作用于处处 1313-若该若该DNA分子片段是真核生物基因的分子片段是真核生物基因的编码区,则转录时可以任一条链做模板编码区,则转录时可以任一条链做模板若该若该DN
10、A分子片段是原核生物基因的分子片段是原核生物基因的编码区,则编码区,则处碱基缺失会导致基因突处碱基缺失会导致基因突变变 1414-基因的行为:基因的行为:(1)等位基因的行为?)等位基因的行为?(2)同源染色体上的非等位基因的行为?)同源染色体上的非等位基因的行为?(4)非同源染色体上的非等位基因的行为?)非同源染色体上的非等位基因的行为?(3)同源染色体上的非姐妹染色单体上等位基)同源染色体上的非姐妹染色单体上等位基因的行为?因的行为?图图图图1515-7.基因与性状基因与性状 基因基因基因型基因型等位基因等位基因显性基因显性基因隐性基因隐性基因性状性状相对性状相对性状显性性状显性性状隐性性
11、状隐性性状性状分离性状分离纯合子纯合子杂合子杂合子表现型表现型发发生生决决定定决决定定控控制制控控制制 控控制制1616-8 8孟德尔的试验程序孟德尔的试验程序一对相对性状的遗传试验一对相对性状的遗传试验F F2 2出现性状分离出现性状分离 显性:隐性接近于显性:隐性接近于3 3:1 1体细胞中的基因成对存在,体细胞中的基因成对存在,减数分裂时,成对的基因彼减数分裂时,成对的基因彼此分离此分离测交试验测交试验杂交试验杂交试验观察现象观察现象数据分析数据分析提出假说提出假说试验验证试验验证理理 论论基因分离定律基因分离定律两对相对性状的遗传试验两对相对性状的遗传试验?基因的自由组合定律基因的自由
12、组合定律1717-9.红绿色盲遗传规律1隐性致病基因及其等位基因只位于隐性致病基因及其等位基因只位于X染色体染色体上上2男性患者多于女性患者男性患者多于女性患者3男性红绿色盲基因只能从母亲那里传来男性红绿色盲基因只能从母亲那里传来4男性红绿色盲基因只能传给女儿男性红绿色盲基因只能传给女儿5女患者的父亲和儿子一定患病女患者的父亲和儿子一定患病6往往有往往有交叉遗传交叉遗传、隔代遗传隔代遗传现象现象1818-10人类遗传病的遗传方式的判断方法人类遗传病分为五种类型:人类遗传病分为五种类型:常染色体显性遗传常染色体显性遗传常染色体隐性遗传常染色体隐性遗传伴伴X X染色体显性遗传染色体显性遗传伴伴X
13、X染色体隐性遗传染色体隐性遗传伴伴Y Y染色体遗传染色体遗传1919-遗传方式遗传方式表现特征表现特征备注备注Y染色体遗传染色体遗传代代相传代代相传显显性性遗遗传传代代相传代代相传X显性遗传显性遗传女性患者多于男性女性患者多于男性常显性遗常显性遗传传男、女患病几率相等男、女患病几率相等隐隐性性遗遗传传多隔代遗传多隔代遗传X隐性遗传隐性遗传男性患者多于女性男性患者多于女性常隐性遗常隐性遗传传男、女患病几率相等男、女患病几率相等只有男性患者只有男性患者;父病子必病;子病父必病父病子必病;子病父必病 双亲有病可生无病子女;双亲有病可生无病子女;患者双亲至少有一方为患者患者双亲至少有一方为患者父病女必
14、病;子病母必病;父病女必病;子病母必病;可出现父病女不病,子病母不可出现父病女不病,子病母不病;父母患病,女儿正常病;父母患病,女儿正常双亲正常可生有病子女双亲正常可生有病子女;母病子必病;女病父必病;母病子必病;女病父必病;可出现母病子不病,女病父不病可出现母病子不病,女病父不病父母正常,女儿患病父母正常,女儿患病2020-11.基因工程概念 定向改造生物的新技术 别别名名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程结结果果人类所需要的产品人类所需要的产品剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达DNA分子水平分子水平基因基因生物体外生物体外基因拼接技术或基因拼接技术或 DNA重组
15、技术重组技术原原 理:理:基因重组基因重组2121-12.12.基因工程的工具基因工程的工具(1 1)基因的剪刀)基因的剪刀限制性内切酶限制性内切酶一种酶识别并切割一种一种酶识别并切割一种特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列G A A T T CC T T A A GGC T T A AA A T T CG黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端问题:问题:该限制酶识别的核苷酸序列为:该限制酶识别的核苷酸序列为:该限制酶识别的切点是:该限制酶识别的切点是:该限制酶剪切的化学键是:该限制酶剪切的化学键是:GAATTCGAATTCGAGA磷酸二酯键磷酸二酯键限制性内切酶限制性内切酶限制性内切酶限制性内切酶22
16、22-(2 2)基因的针线)基因的针线 DNADNA连接酶连接酶使两条使两条DNA黏性末端连接起来黏性末端连接起来G A A T T CC T T A A GG A A T T CC T T A A GDNA连接酶问题:问题:DNADNA连接酶连接的对象是:连接酶连接的对象是:磷酸二酯键磷酸二酯键GC T T A AA A T T CG黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端2323-13.13.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞(1 1)常用的受体细胞)常用的受体细胞(2 2)常用的方法:)常用的方法:细菌(大肠杆菌、枯草杆菌)、真菌(酵母菌)细菌(大肠杆菌、枯草杆菌)、真菌(酵母菌)和动
17、植物细胞等。和动植物细胞等。显微注射显微注射用质粒、细菌或病毒侵染(需先用用质粒、细菌或病毒侵染(需先用CaClCaCl2 2处理细胞壁)处理细胞壁)增加细胞壁的透性与细胞膜无关增加细胞壁的透性与细胞膜无关问题:为何常用微生物为受体细胞?问题:为何常用微生物为受体细胞?繁殖速度繁殖速度快,在很短时间内能够获得大量的目的基因从快,在很短时间内能够获得大量的目的基因从而得到更多的目的基因的产物。而得到更多的目的基因的产物。2424-14.14.目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达(1 1)目的基因检测?)目的基因检测?(2 2)目的基因表达?)目的基因表达?看标记基因是否表达(如抗药性基因是否
18、表达即看标记基因是否表达(如抗药性基因是否表达即看有无抗药性)检测受体细胞是否获得目的基因。看有无抗药性)检测受体细胞是否获得目的基因。看目的基因是否表达出相应性状(如棉花有否看目的基因是否表达出相应性状(如棉花有否抗虫性即害虫吃了能否存活)。抗虫性即害虫吃了能否存活)。问题:在受体细胞中检测到目的基因能说明转问题:在受体细胞中检测到目的基因能说明转基因成功吗?基因成功吗?不能。还得看最后受体细胞能否使该目的基因不能。还得看最后受体细胞能否使该目的基因表达。表达。2525-15.基因工程中获得目的基因的方法比较基因工程中获得目的基因的方法比较过程过程优点优点缺点缺点直直接接分分离离法法(鸟鸟枪
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