四、基因的本質(zhì)

(1)DNA是主要的遺傳物質(zhì)

① 生物的遺傳物質(zhì)：在整個生物界中絕大多數(shù)生物是以DNA作為遺傳物質(zhì)的.有DNA的生物(細胞結構的生物和DNA病毒),DNA就是遺傳物質(zhì);只有少數(shù)病毒(如艾滋病毒、SARS病毒、禽流感病毒等)沒有DNA,只有RNA,RNA才是遺傳物質(zhì).

②證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗設計思想：設法把DNA和蛋白質(zhì)分開,單獨地、直接地去觀察DNA的作用.

(2)DNA分子的結構和復制

①DNA分子的結構

a.基本組成單位：脫氧核苷酸(由磷酸、脫氧核糖和堿基組成).

b.脫氧核苷酸長鏈：由脫氧核苷酸按一定的順序聚合而成

c.平面結構：

d.空間結構：規(guī)則的雙螺旋結構.

e.結構特點：多樣性、特異性和穩(wěn)定性.

②DNA的復制

a.時間：有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂間期

b .特點：邊解旋邊復制;半保留復制.

c.條件：模板(DNA分子的兩條鏈)、原料(四種游離的脫氧核苷酸)、酶(解旋酶,DNA聚合酶,DNA連接酶等),能量(ATP)

d.結果：通過復制產(chǎn)生了與模板DNA一樣的DNA分子.

e.意義：通過復制將遺傳信息傳遞給后代,保持了遺傳信息的連續(xù)性.

(3)基因的結構及表達

①基因的概念：基因是具有遺傳效應的DNA分子片段,基因在染色體上呈線性排列.

②基因控制蛋白質(zhì)合成的過程：

轉錄：以DNA的一條鏈為模板通過堿基互補配對原則形成信使RNA的過程.

翻譯：在核糖體中以信使RNA為模板,以轉運RNA為運載工具合成具有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)分子

記憶點：

1.DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì),而噬菌體的各種性狀也是通過DNA傳遞給后代的,這兩個實驗證明了DNA 是遺傳物質(zhì).

2.一切生物的遺傳物質(zhì)都是核酸.細胞內(nèi)既含DNA又含RNA和只含DNA的生物遺傳物質(zhì)是DNA,少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA.由于絕大多數(shù)的生物的遺傳物質(zhì)是DNA,所以DNA是主要的遺傳物質(zhì).

3.堿基對排列順序的千變?nèi)f化,構成了DNA分子的多樣性,而堿基對的特定的排列順序,又構成了每一個DNA分子的特異性.這從分子水平說明了生物體具有多樣性和特異性的原因.

4.遺傳信息的傳遞是通過DNA分子的復制來完成的.基因的表達是通過DNA控制蛋白質(zhì)的合成來實現(xiàn)的.

5.DNA分子獨特的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板;通過堿基互補配對,保證了復制能夠準確地進行.在兩條互補鏈中 的比例互為倒數(shù)關系.在整個DNA分子中,嘌呤堿基之和=嘧啶堿基之和.整個DNA分子中, 與分子內(nèi)每一條鏈上的該比例相同.

6.子代與親代在性狀上相似,是由于子代獲得了親代復制的一份DNA的緣故.

7.基因是有遺傳效應的DNA片段,基因在染色體上呈直線排列,染色體是基因的載體.

8.由于不同基因的脫氧核苷酸的排列順序(堿基順序)不同,因此,不同的基因含有不同的遺傳信息.(即：基因的脫氧核苷酸的排列順序就代表遺傳信息).

9.DNA 分子的脫氧核苷酸的排列順序決定了信使RNA中核糖核苷酸的排列順序,信使RNA中核糖核苷酸的排列順序又決定了氨基酸的排列順序,氨基酸的排列順序最終決定了蛋白質(zhì)的結構和功能的特異性,從而使生物體表現(xiàn)出各種遺傳特性.基因控制蛋白質(zhì)的合成時：基因的堿基數(shù)：mRNA上的堿基數(shù)：氨基酸數(shù)=6：3：1.氨基酸的密碼子是信使RNA上三個相鄰的堿基,不是轉運RNA上的堿基.轉錄和翻譯過程中嚴格遵循堿基互補配對原則.注意：配對時,在 RNA上A對應的是U.

10.生物的一切遺傳性狀都是受基因控制的.一些基因是通過控制酶的合成來控制代謝過程;基因控制性狀的另一種情況,是通過控制蛋白質(zhì)分子的結構來直接影響性狀.

五、生物的變異

(1 )基因突變

①基因突變的概念：由于DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變,而引起的基因結構的改變.

②基因突變的特點： a.基因突變在生物界中普遍存在 b.基因突變是隨機發(fā)生的 c.基因突變的頻率是很低的 d.大多數(shù)基因突變對生物體是有害的 e.基因突變是不定向的

③基因突變的意義：生物變異的根本來源,為生物進化提供了最初的原材料.

④基因突變的類型：自然突變、誘發(fā)突變

⑤人工誘變在育種中的應用：通過人工誘變可以提高變異的頻率,可以大幅度地改良生物的性狀.

(2) 染色體變異

①染色體結構的變異：缺失、增添、倒位、易位.如：貓叫綜合征.

②染色體數(shù)目的變異：包括細胞內(nèi)的個別染色體增加或減少和以染色體組的形式成倍地增加減少.

③染色體組特點：a、一個染色體組中不含同源染色體 b、一個染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同 c、一個染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因

④二倍體或多倍體：由受精卵發(fā)育成的個體,體細胞中含幾個染色體組就是幾倍體;由未受精的生殖細胞(精子或卵細胞)發(fā)育成的個體均為單倍體(可能有1個或多個染色體組).

⑤人工誘導多倍體的方法：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子和幼苗.原理：當秋水仙素作用于正在分裂的細胞時,能夠抑制細胞分裂前期紡錘體形成,導致染色體不分離,從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍.

⑥多倍體植株特征：莖桿粗壯,葉片、果實和種子都比較大,糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加.

⑦單倍體植株特征：植株長得弱小而且高度不育.單倍體植株獲得方法：花藥離休培養(yǎng).單倍體育種的意義：明顯縮短育種年限(只需二年).

記憶點：

1.染色體組是細胞中的一組非同源染色體,它們在形態(tài)和功能上各不相同,但是攜帶者控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息,這樣的一組染色體叫染色體組.

2.可遺傳變異是遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變,包括基因突變、基因重組和染色體變異.基因突變最大的特點是產(chǎn)生新的基因.它是染色體的某個位點上的基因的改變.基因突變既普遍存在,又是隨機發(fā)生的,且突變率低,大多對生物體有害,突變不定向.基因突變是生物變異的根本來源,為生物進化提供了最初的原材料.基因重組是生物體原有基因的重新組合,并沒產(chǎn)生新基因,只是通過雜交等使本不在同一個體中的基因重組合進入一個個體.通過有性生殖過程實現(xiàn)的基因重組,為生物變異提供了極其豐富的來源.這是形成生物多樣性的重要原因之一,對于生物進化具有十分重要的意義.上述二種變異用顯微鏡是看不到的,而染色體變異就是染色體的結構和數(shù)目發(fā)生改變,顯微鏡可以明顯看到.這是與前二者的最重要差別.其變化涉及到染色體的改變.如結構改變,個別數(shù)目及整倍改變,其中整倍改變在實際生活中具有重要意義,從而引伸出一系列概念和類型,如：染色體組、二倍體、多倍體、單倍體及多倍體育種等.

六、 人類遺傳病與優(yōu)生

(1)優(yōu)生的措施：禁止近親結婚、進行遺傳咨詢、提倡適齡生育、產(chǎn)前診斷.

(2)禁止近親結婚的原因：近親結婚的夫婦從共同祖先那里繼承同一種致病基因的機會大大增加,所生子女患隱性遺傳病的概率大大增加.

記憶點：

1. 多指、并指、軟骨發(fā)育不全是單基因的常染色體顯性遺傳病;抗維生素D佝僂病是單基因的X染色體顯性遺傳病;白化病、苯丙酮尿癥、先天性聾啞是單基因的常染色體隱性遺傳病;進行性肌營養(yǎng)不良、紅綠色盲、血友病是單基因的X染色體隱性遺傳病;唇裂、無腦兒、原發(fā)性高血壓、青少年型糖尿病等屬于對基因遺傳病;另外染色體遺傳病中常染色體病有21三體綜合癥、貓叫綜合癥等;性染色體病有性腺發(fā)育不良等.

七、細胞質(zhì)遺傳

①細胞質(zhì)遺傳的特點：母系遺傳(原因：受精卵中的細胞質(zhì)幾乎全部來自母細胞);后代沒有一定的分離比(原因：生殖細胞在減數(shù)分裂時,細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)隨機地、不均等地分配到子細胞中去).

②細胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎：在細胞質(zhì)內(nèi)存在著DNA分子,這些DNA分子主要位于線粒體和葉綠體中,可以控制一些性狀.

記憶點：

1.卵細胞中含有大量的細胞質(zhì),而精子中只含有極少量的細胞質(zhì),這就是說受精卵中的細胞質(zhì)幾乎全部來自卵細胞,這樣,受細胞質(zhì)內(nèi)遺傳物質(zhì)控制的性狀實際上是由卵細胞傳給子代,因此子代總表現(xiàn)出母本的性狀.

2.細胞質(zhì)遺傳的主要特點是：母系遺傳;后代不出現(xiàn)一定的分離比.細胞質(zhì)遺傳特點形成的原因：受精卵中的細胞質(zhì)幾乎全部來自卵細胞;減數(shù)分裂時,細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)隨機地、不均等地分配到卵細胞中.細胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎是：葉綠體、線粒體等細胞質(zhì)結構中的DNA.

3.細胞核遺傳和細胞質(zhì)遺傳各自都有相對的獨立性.這是因為,盡管在細胞質(zhì)中找不到染色體一樣的結構,但質(zhì)基因和核基因一樣,可以自我復制,可以通過轉錄和翻譯控制蛋白質(zhì)的合成,也就是說,都具有穩(wěn)定性、連續(xù)性、變異性和獨立性.但細胞核遺傳和細胞質(zhì)遺傳又相互影響,很多情況是核質(zhì)互作的結果.