2023年《动物遗传学》教学最全面精品资料遗传.pdf
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1、1、遗传与变异的关系(1)、遗传是相对的,变异是绝对的(2)、遗传是保守的,变异是变革的、发展的。(3)、遗传和变异是相互制约又相互依存的。(4)、遗传变异伴随着生物的生殖而发生。2、遗传学的发展 两个阶段三个水平:经典遗传学发展阶段 现代遗传学发展阶段 个体水平、细胞水平、分子水平 3、家畜遗传病:是指由于遗传物质变异对家畜个体造成有害的影响,表现为身体结构缺陷或功能障碍,这种有害的遗传信息按一定遗传方式在世代间垂直传递。原核细胞与真核细胞比较 4、各细胞器的结构及功能(一)线粒体 呈线状、棒状或颗粒状的两层膜结构 细胞的能量转换器 动物细胞中核外唯一含有 DNA,具有独立遗传体系的细胞器(
2、二)核糖体 由蛋白质(40%)和 rRNA(60%)组成;部分附着在内质网上,部分游离;是合成蛋白质的主要场所(三)内质网 由形状大小不同的小囊、小管或扁囊连成的网状单层膜结构 与蛋白质的合成、修饰与加工和新生肽的折叠与组装有关 粗面内质网是分泌型蛋白和多种膜蛋白合成的主要场所 滑面内质网是脂类物质合成的重要场所(四)高尔基体是细胞内大分子运输的一个重要交通枢纽 由扁平囊和大小不等的囊泡构成,主要由蛋白质和脂类组成 对内质网上合成的多种蛋白质或脂类进行加工、分类、包装和运送;与细胞内多糖合成有关(五)中心体 是动物和某些蕨类及裸子植物细胞特有的细胞器 呈圆柱状,位于细胞核附近 与细胞分裂期纺锤
3、体的形成及排列方向和染色体的移动有密切关系动力器官 5、染色质:是指间期细胞核内由 DNA、组蛋白、非组蛋白和少量 RNA组成的线性复合结构,因其易被碱性染料染色而得名。染色体:是染色质在细胞分裂中期的特殊形态,二者在本质上没有什么区别。6、概述染色体的形态结构和超微结构 染色体的形态特征:着丝粒、染色体臂、次缢痕、随体、端粒 染色体的结构模型四级结构模型(1)核小体:140bpDNA,一个组蛋白八聚体,一分子的组蛋白质 H1。现在把包括 H1在内的核小体称为染色小体。这种由核小体串联的 11nm 的染色质纤维称为核丝,染色质的初级结构。(2)螺线管:由核小体的长链进一步螺旋缠绕形成直径约 3
4、0nm 左右的染色质纤维,即螺线管,为染色质的二级结构。(3)超螺线管:30nm 的染色线(螺线管)进一步压缩形成 400nm 染色线,称为超螺线管。超螺线管可以看作是染色质的第三级结构。(4)染色体:超螺线管再次折迭和缠绕形成染色体。7、同一物种的染色体数目是恒定的,不同物种间染色体数目差异很大,染色体数目的多少不反映物种进化的程度。外界环境条件对染色体大小也有一定影响。8、有丝分裂注意点 1、DNA复制是在间期进行 2、间期为染色质,分裂期是染色体!3、前期(含中期)染色体是由两条染色单体组成的。4、中期着丝点排列中央赤道板上,研究染色体的形态特征和进行染色体计数的最佳时期。有丝分裂注意点
5、 5、后期是染色单体分开。6、从后期至末期染色体重新变成染色质期间染色体是单条的。7.两个子细胞的染色体数目与结构和母体的一样 9、有丝分裂的意义 1)维持个体的正常生长和发育 生长包括细胞数目增加和细胞体积的增大。首先是核内每个染色体准确地复制分裂为二,为形成的两个子细胞在遗传组成上与母细胞完全一样提供了基础。其次复制后的各对染色体有规则而均匀地分配到两个子细胞核中去,从而使两个子细胞与母细胞具有同样质量和数量的染色体。2)保证物种的连续性和稳定性 10、减数分裂的意义 1).保证亲代与子代间染色体数目的恒定性:为后代的正常发育和性状遗传提供了物质基础;同时保证了物种相对的稳定性。2).为生
6、物的变异提供了物质基础:染色体出现多种组合(基因自由组合和重组交换),有利于生物的适应及进化,并为人工选择提供了丰富的材料。有丝分裂与减数分裂的区别 有丝分裂 减数分裂 发生在体细胞 发生在生殖細胞 一次细胞分裂 两次细胞分裂 染色体数目不变 染色体数目減半 每次分裂前,需 DNA复制 兩次分裂中,仅第一次分裂前 DNA复制 无染色体配对 同源染色体配对 无染色体交换,子细胞 配对染色体间可能发生互换,与母细胞基因型相同 产生基因重组 11、DNA的生物学功能:核酸是生物遗传的物质基础,蛋白质是生命活动的体现者 1、储存遗传信息、复制遗传信息、表达遗传信息、遗传变异 12、DNA的复制:亲代双
7、链 DNA分子在 DNA聚合酶的作用下,分别以每单链 DNA分子为模板,聚合与自身碱基可以互补配对的游离的 dNTP,合成出两条与亲代 DNA分子完全相同的子代 DNA分子的过程。半保留复制:在 DNA复制时,双螺旋中的每一条链都可以作为模板,按照碱基互补配对的原则合成一条互补新链。两个子代双链 DNA分子中,一条链是新合成的,另一条来自亲代DNA分子,即子代 DNA分子双链中保留了一条亲本链,这种复制方式称为半保留复制。双链 DNA分子解开成两条单链时,以 35模板链复制 53互补链,其 DNA的复制方向(53)和双链解链方向一致,可持续合成,最后形成一条连续的互补链,称为前导链。以 5-3
8、模板合成 35互补链,由于复制的方向与解链方向相反,因此不能连续合成,而是先以 5-3方向不连续合成许多小片段,称为冈崎片段,最后由 DNA连接酶将这些冈崎片段连接成完整的互补链,称为后随链 13、DNA复制的一般过程 1)DNA复制的起始:启动蛋白复合体的形成;解链酶的加入;复制泡的形成;引发酶加入形成引发体;RNA引物合成。2)DNA复制的延伸:解螺旋;前导链合成;后随链 RNA引物的合成;冈崎片段的合成;RNA引物的去除和冈崎片段的连接。3)DNA复制的终止:无特异终止信号 环状单向复制在起点附近终止 线状和环状双向复制终点不固定 14、原核生物与真核生物复制特点比较 相同点:复制方式:
9、半保留、半不连续复制 过程:起始、延伸、终止 参与物质:酶和蛋白质 不同点:复制起点:原核单起点,真核多起点 速率:原核比真核快 复制方式 原核:复制、滚环复制 真核:复制、滚环复制 线粒体 DNA:D环复制 真核生物末端 DNA复制:端粒(Telimere)、端粒酶(Telomerase)15、原核生物:边转录边翻译 真核生物:转录翻译不同步,不在同一场所 16、遗传信息的传递是始于 DNA的复制,终于蛋白质的表达。DNA的复制是遗传物质可遗传的基础 DNA的转录是遗传信息传递的中心环节 蛋白质的生物合成是遗传信息传递的最终体现。DNA的复制、转录以及蛋白质的生物合成是一系列物质共同参与的复
10、杂过程。17、处于同源染色体上相同基因座上的两个相对基因称为等位基因。基因处在染色体上的固定位置,称基因座。一因多效:一对基因控制两对或多对性状。多因一效:许多基因影响同一性状的表现,这称为多因一效。外显度:由于内外环境的影响,一个外显基因或基因型其表型表现出来的程度;外显度通过外显率来衡量,即在特定环境中,同一基因所显示出的预期表型效应的百分数。复等位基因:由同一基因位点经多方向突变产生的三个或三个以上的基因称为复等位基因;一个基因座位内不同位点改变形成许多等位基因,即复等位基因。复等位基因是基因内部不同碱基改变的结果。基因互作:不同基因间相互作用、共同影响某个性状表现的现象。两对独立遗传的
11、基因分别为显性纯合或杂合状态时,共同决定一种性状的发育。当只有一对基因是显性,或两对基因都是隐性时,则表现为其他性状,这种作用称为互补作用 发生互补作用的基因称为互补基因。重叠作用:两对基因的显性作用相同,只要出现一个或以上显性基因,性状均可表现,只有都为隐性时,该性状才不表现。积加作用两种显性基因同时存在时产生一种性状,单独存在时则能分别表现相似的性状,但是当 2 对都是隐性纯合时则表现出第三种性状。上位作用:两对基因共同影响一对相对性状,其中一对抑制另外一对的表现,称为上位作用,起抑制作用的基因为上位基因,被抑制的基因为下位基因。上位作用发生于两对等位基因间,显性作用发生于同一对等位基因两
12、个成员间。显性抑制作用:在两对独立基因中,其中一对显性基因,本身并不控制性状的表现。但对另一对基因的表现有抑制作用,称这对基因为显性抑制基因 F2的分离比例为 13:3。连锁遗传:位于同一条染色体上的非等位基因彼此相连、相互制约而联系在一起向后代传递的现象。连锁遗传:同一染色体上的非等位基因不发生分离而被一起传递到下一代的现象。完全连锁遗传:仅有亲本型,缺少重组型。仅见于雄果蝇、雌家蚕。不完全连锁遗传:在连锁遗传的同时发生性状的交换和重组 18、连锁遗传的特征(1)摩尔根连锁互换规律是经典遗传学第三定律,是孟德尔自由组合定律的补充;(2)发生在两对或以上基因间,且基因在染色体上线性排列;(3)
13、连锁基因处在同一对同源染色体上;(4)减数分裂偶线期,同源染色体联会,非姐妹染色单体间的互换是形成重组型的分子基础;(5)两对基因座间距离越大,交换概率越大、连锁性越弱;(6)完全交换即为自由组合,完全不交换即为完全连锁 染色体交换假说:(1)基因在染色体上呈直线排列;(2)等位基因位于一对同源染色体的两个不同成员上;(3)同源染色体上有两对处于不同位置上的非等位基因;(4)减数分裂前期 I的偶线期各对同源染色体配对(联会),粗线期已形成四分体并发生非姐妹染色单体的交换,随机分配到子细胞内,发育成配子。19、重组值:指同源染色体非姐妹染色单体间有关基因的染色体片段发生交换的频率。一般利用重组型
14、配子数占总配子数的百分率进行估算,又称重组率,或者重组频率,用Rf表示。干扰:即一个单交换发生后,在它邻近再发生第二个单交换的机会就会减少。符合系数:对于受到干扰的程度,通常用符合系数来表示。符合系数=实际双交换值除以理论双交换值。交换值:指不完全连锁的两基因间发生交换的频率。交换值=重组型配子数/总配子数100%,可用测交法或自交法估计。20、影响交换值的因素(1)群体的大小:当重组率很低时,小群体中可能不会出现重组型个体(2)基因在染色体上的位置:离着丝点越近,其交换值越小,着丝点不发生交换(3)激素(4)温度:极低极高温度都会改变交换频率。(5)其它:年龄、染色体畸变等也会影响交换值。2
15、1、基因定位的方法 1)、两点测验 基本步骤(方法)是首先通过杂交和用隐性亲本测交来确定两对基因是否连锁;然后再根据其交换值来确定它们在同一染色体上的位置。2)、三点测验 基本步骤(方法)是一次杂交测交来确定三对基因的连锁顺序和连锁距离。22、连锁交换规律的理论与实践意义 理论上:把基因定位于染色体上,即基因的载体染色体;使基因概念由一种抽象的符号变为在染色体占有一定位置的实体,从而为细胞遗传学和经典的基因论奠定了基础。明确各染色体上基因的位置和距离;说明一些结果不能独立分配的原因,发展了孟德尔定律;使性状遗传规律更为完善。基因在染色体上的连锁,保证了细胞和个体在世代间遗传的稳定性。同源染色体
16、之 间的基因交换和非同源染色体上的基因自由组合,增加了生物的变异,这在生物进化中具有一定意义。实践上:1)连锁群的确定和基因定位。2)可利用连锁性状作为间接选择的依据,提高选择结果。3)设法打破基因连锁 23、分离规律强调等位基因(成对遗传因子)在配子形成过程中彼此分离;自由组合是指位于不同对染色体上的非等位基因在配子形成过程中自由组合,等位 基因彼此分离;连锁交换规律是指位于同一条染色体上非等位基因,在形成配子过程中要受到染色 体的限制,完全不分离(完全连锁)或部分分离,而是互相连锁的。24、性别决定的遗传平衡学说:性染色体和常染色体上都带有决定性别的基因,雄性基因主要在常染色体和 Y染色体
17、上,雌性基因主要在 X染色体上,受精卵的性别发育方向取决于这两类基因系统的力量对比。X染色体的数目:常染色体组数1,超雌性;X染色体的数目:常染色体组数1,正常雌性;X染色体的数目:常染色体组数0.51,中间性;X染色体的数目:常染色体组数0.5,正常雄性;X染色体的数目:常染色体组数0.5,超雄性.雄蜂由未受精的卵发育而成,具有单倍体的染色体数;蜂王和工蜂是由受精卵发育而成,具有二倍体的染色体数。25、雄性个体具有雄性特异性的组织相容性抗原,称为 HY抗原。对于 ZW型性决定体系而言 HY抗原在雌性中表达。HY抗原是睾丸分化过程的调节因子,与睾丸分化的启动有关,但不是性别的直接决定者。26、
18、巴氏小体:一种细胞核内着色较深的叫做性染色质体的结构,又称巴氏小体。巴氏小体特点:A、只存在于 XX XY型性别决定的雌性细胞;B、灭活多余的 X染色体,使一条具有活性;C、性质不活泼,复制滞后,间期不解螺旋;D、灭活染色体事件发生在胚胎早期;E、灭活哪条染色体是完全随机的。27、X染色体失活的分子机制(1)XIST座位控制失活起点;(2)甲基化酶通过碱基的甲基化使约 80的 X染色体基因关闭而失去表达活性。28、剂量补偿效应:使具有两份或两份以上基因量的个体与只具有一份基因量的个体的基因表现趋于一致的遗传效应。莱昂假说:(1)雌性个体的两条 X染色体必有一条是随机失活的;(2)X染色体的失活
19、发生在胚胎早期。(3)失活染色体永久保持失活特征,仅在配子形成时恢复活性。29、性别决定是基因型意义上的,性别分化是发育意义上的。30、X与 Y染色体非同源部分的基因两者无配对关系,无功能上的联系,这些基因称为半 合基因。伴性遗传或性连锁遗传:指性染色体上基因所控制的某些性状总是伴随性别而遗传的现象。人类的伴性遗传:红绿色盲;血友病 鸟类(鸡)的伴性遗传:芦花鸡的毛色遗传:31、从性遗传:由于内分泌等因素的影响,性状只在一种性别中表现,或者在一性别中为显性,另一性别中为隐性。从性性状是由常染色体上的基因所控制的。限性遗传:是指只在某一性别中表现的性状的遗传。是常染色体遗传,性状只在一种性别中表
20、现,但支配性状的基因在两种性别中都存在。限性遗传只局限于一种性别上表现,而伴性遗传则可在雄性也可在雌性上表现,只是表现频率有所差别。32、性状的遗传方式有多种多样,但总体可分为单基因遗传和多基因遗传两大类。质量性状多属于单基因遗传,而数量性状则多为多基因遗传。33、遗传病是指由于遗传物质变异对个体造成有害的影响,表现为身体结构缺陷或功能障碍,这种有害的遗传信息按一定遗传方式在世代间垂直传递。遗传病的特点:1)遗传性 2)表现特征性症状,有一定发病年龄和病程 3)终生性 4)多数在幼龄发病,早期死亡 5)病畜很大比例在出生前死亡 34、遗传病与先天性疾病的关系 先天性疾病是指一生下来就表现出疾病
21、。大多数遗传病也表现为先天性疾病。但不等于 先天性疾病就是遗传病。先天性疾病可以由遗传因素引起,也可以由环境因素引起,而遗传性疾病只是由遗传因 素引起。先天性疾病的概念比遗传性疾病的范围广。35、常染色体显性遗传的特点:(1)连续遗传,世代间无中断(2)患者的双亲往往有一方是患者(3)患者的同胞(半同胞)中,约有 1/2 个 体发病,其子女中约有 1/2 个体发病(4)患病个体与性别无关(5)双亲无病时,子女中一般不出现患者(6)例:人类短指(趾)症;马多发性外生骨疣/多发性软骨发育异常/遗传性变形性软骨发育异常 36、不规则显性遗传:某些显性致病基因在杂合子中受到某种遗传背景和环境因素的影响
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