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第一章遗传因子的发现一、基本概念性状：生物体所表现出来的的形态特征、生理生化特征或行为方式等。相对性状：同一种生物的同一种性状的不同表现类型。显性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1表现出来的性状。隐性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1没有表现出来的性状。性状分离：是指在杂种后代中，同时显现出显性性状和隐性性状的现象。显性基因：控制显性性状的基因。隐性基因：控制隐性性状的基因。基因：控制性状的遗传因子（DNA分子上有遗传效应的片段，在染色体上呈线性排列）等位基因：位于一对同源染色体上的同一位置决定一对相对性状的两个基因非等位基因：包括非同源染色体上的基因及同源染色体的不同位置的基因。纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体（能稳定的遗传，不发生性状分离）：显性纯合子（如AA的个体）隐性纯合子（如aa的个体）杂合子：由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体（不能稳定的遗传，后代会发生性状分离）表现型：指生物个体实际表现出来的性状。基因型：与表现型有关的基因组成。（关系：基因型＋环境→表现型）杂交：基因型不同的生物体间相互交配的过程。自交：基因型相同的生物体间相互交配的过程。（指植物体中自花传粉和雌雄异花植物的同株受粉）测交：让F1与隐性纯合子杂交。（可用来测定F1的基因型，属于杂交）父本：供应花粉的植株叫父本（♂）母本：接受花粉的植株叫母本（♀）正交、反交：若甲作父本、乙做母本为正交，反之为反交。二、孟德尔豌豆杂交实验1.一对相对性状的杂交：P：高豌豆×矮豌豆P：AA×aa↓↓F1：高豌豆F1：Aa↓自交↓自交F2：高豌豆矮豌豆F2：AAAaaa3：11：2：12、对分离现象的解释1、生物的性状是由遗传因子决定的。遗传因子不融合、不消失。2、体细胞中遗传因子是成对存在的3、生物体在形成生殖细胞---配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。配子中只含每对遗传因子的一个。4、受精时，雌雄配子的结合是随机的。3、对分离现象解释的验证：测交用纯种的高茎豌豆与矮茎豌豆进行杂交实验，F1产生2种不同类型的雌、雄配子，其比为1:1；F2的遗传因子组合有3种，其比为1:2:1；F2的表现性状有2种，比例为3:1。分离定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。三、基因分离定律的实质:在减I分裂后期，等位基因随着同源染色体的分开而分离。四、基因分离定律的两种基本题型：一、最基本的6种交配组合（以豌豆的高茎和矮茎为例）①DD×DDDD高茎②dd×dddd矮茎③DD×ddDd高茎④Dd×Dd1DD:2Dd:1dd=3高：1矮⑤Dd×dd1Dd：1dd=1高：1矮⑥Dd×DD1DD：1Dd高茎二、显隐性的确定（1）具有相对性状的纯合亲本杂交，F1表现出来的那个性状为显性。（2）杂交后代有性状分离，数目占3/4的性状为显性。三、遗传因子（基因型）的确定（有关基因用A、a表示）（1）表现型为隐性，基因型肯定是两个隐性基因组成，即aa。表现型为显性，至少有一个显性基因，另一个不能确定，即AA或Aa。（2）测交后代性状不分离，推测为纯合子。测交后代性状分离推测为杂合子Aa。（3）自交后代性状不分离，推测为纯合子。自交后代性状分离，双亲为杂合子（Aa×Aa）。（4）双亲为显性，杂交后代仍为显性，双亲之一为显性纯合子。杂交后代有隐性纯合子分离出来，双亲一定是Aa×Aa。四、杂合子连续自交n次，后代中纯合子或杂合子所占的比例（以Aa为例）Fn杂合体纯合体显性纯合体隐性纯合体显性性状个体隐性性状个体所占比例12n112n11122n11122n11122n11122n五、遗传规律的解题思路（1）方法一：隐性纯合突破法（2）方法二：根据后代分离比解题①若后代性状分离比为显性：隐性=3：1，则双亲一定是杂合子（Bb），即Bb×Bb3B:1bb②若后代性状分离比为显性：隐性=1：1，则双亲一定是测交类型，即Bb×bb1Bb：1bb③若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子，即BB×BB或BB×Bb或BB×bb六、孟德尔遗传实验成功的原因：正确地选用试验材料；㈠豌豆是严格自花传粉，闭花授粉，自然状态下一般是纯种㈡具有易于区分的性状（三）花大，易于进行人工杂交实验分析方法科学；（单因素→多因素）应用统计学方法对实验结果进行分析；科学地设计了试验的程序，假说-演绎法观察分析——提出假说——演绎推理——实验验证七、基因分离定律的应用：1、指导杂交育种：根据分离定律可知：F1性状表现一致，F2开始出现性状分离，在育种实践中F1不能轻易的丢弃，要种到F2并从中选出符合人们要求的新品种。如果所选品种为隐性性状，隐性性状一旦出现，即可作为良种留用；如果所选品种为显性性状，可通过自交，直到后代不出现性状分离为止，一般要经过5-6代选育。2、指导医学实践：一、基因自由组合定律的实质：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。在减I分裂后期，非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。（注意：非等位基因要位于非同源染色体上才满足自由组合定律）二、两对相对性状的杂交：P：黄圆×绿皱P：AABB×aabb↓↓F1：黄圆F1：AaBb↓自交↓自交F2：黄圆黄皱绿圆绿皱F2：A-B-A-bbaaB-aabb9：3：3：19：3：3：1在F2代中：4种表现型：两种亲本型：黄圆9/16绿皱1/16两种重组型：黄皱3/16绿皱3/169种基因型：双纯合子AABBaabbAAbbaaBB共4种×1/16单纯合子AABbaaBbAaBBAabb共4种×2/16双杂合子AaBb共1种×4/161.分别控制黄、绿和圆、皱这两对相对性状的Y和y、R和r是彼此独立，互不干扰的；2.亲本基因型：YYRR和yyrr分别产生YR、yr一种配子；3.F1的基因型为YyRr，表现型为黄色圆粒；4.F1产生配子时，按照分离定律，Y与y、R与r分离，同时这两对遗传因子自由组合，Y与R组合成YR配子；Y与r组合成Yr配子；y与R组合成yR配子；y与r组合成yr配子。四种雄配子和四种雌配子的比例均为1：1：1：1；5.四种雌雄配子结合机会均等，结合方式有16种，在这16种组合中，共有9种遗传因子组合，决定4种性状表现，比例为9：3：3：1。6基因分离定律与基因自由组合定律的内部联系：杂交的基因对数F1配子F2表现型F2基因型种类比例组合数数目分离比数目分离比12（1：1）142（3：1）13（1：2：1）124（1：1）2164（3：1）29（1：2：1）238（1：1）3648（3：1）327（1：2：1）3n2n（1：1）n22n2n（3：1）n3n（1：2：1）n讨论两对等位基因的一个雄性个体、一个精原细胞、一个雌性个体、一个卵原细胞分别能产生几种类型的配子。二、自由组合定律基本解题思路：两对相对性状的概率计算“先分开、再组合”三、基因自由组合定律的应用1、指导杂交育种：2、导医学实践：方法：杂交原理：基因重组优缺点：方法简便，但要较长年限选择才可获得。第二章基因和染色体的关系一、减数分裂的概念减数分裂(meiosis)是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。二、减数分裂的过程1、精子的形成过程：精巢（哺乳动物称睾丸）减数第一次分裂间期：染色体复制(包括DNA复制和蛋白质的合成)。前期：同源染色体两两配对（称联会），形成四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换。中期：同源染色体成对排列在赤道板上。后期：同源染色体分离；非同源染色体自由组合。末期：细胞质分裂，形成2个子细胞。减数第二次分裂（无同源染色体．．．．．．）前期：染色体排列散乱。中期：每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上。后期：姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。并分别移向细胞两极。末期：细胞质分裂，每个细胞形成2个子细胞，最终共形成4个子细胞。★正确区分染色体、染色单体、同源染色体和四分体（1）染色体和染色单体：细胞分裂间期，染色体经过复制成由一个着丝点连着的两条姐妹染色单体。所以此时染色体数目要根据着丝点判断。（2）同源染色体和四分体：同源染色体指形态、大小一般相同，一条来自母方，一条来自父方，且能在减数第一次分裂过程中可以两两配对的一对染色体。四分体指减数第一次分裂同源染色体联会后每对同源染色体中含有四条姐妹染色单体。（3）一对同源染色体=一个四分体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。2、卵细胞的形成过程：卵巢三、精子与卵细胞的形成过程的比较精子的形成卵细胞的形成不同点形成部位精巢（哺乳动物称睾丸）卵巢过程有变形期无变形期子细胞数一个精原细胞形成4个精子一个卵原细胞形成1个卵细胞+3个极体相同点精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半卵细胞与精子形成过程中的不同点：第一次减数分裂：一个初级卵母细胞产生一个次级卵母细胞（大）和一个极体（小）；第二次减数分裂：一个次级卵母细胞形成一个卵母细胞（大）和一个第二极体（小），第一极体分裂成两个第二极体。最终一个卵母细胞只形成一个卵细胞。四、注意：（1）同源染色体①形态、大小基本相同；②一条来自父方，一条来自母方。（2）精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞相同。因此，它们属于体细胞，通过有丝分裂的方式增殖，但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。（3）减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂．．．．．．．，原因是同源染色体分离并进入不同的子．．．．．．．．．．．．．．细胞．．。所以减数第二次分裂过程中无同源染色体．．．．．．。（4）减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律4）减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律（5）减数分裂形成子细胞种类：假设某生物的体细胞中含n对同源染色体，则：它的精（卵）原细胞进行减数分裂可形成2n种精子（卵细胞）；它的1个精原细胞进行减数分裂形成2种精子。它的1个卵原细胞进行减数分裂形成1种卵细胞。五、受精作用的特点和意义特点：受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合，使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半来自精子，另一半来自卵细胞。意义：减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异具有重要的作用。注：受精卵核内的染色体由精子和卵细胞各提供一半，但细胞质几乎全部是由卵细胞提供，因此后代某些性状更像母方。补充：植物双受精被子植物特有的一种受精现象。花粉被传送到雌蕊柱头后，长出花粉管，伸达胚囊，管的先端破裂，放出两精子，其中之一与卵结合，形成受精卵，另一精子与两个极核结合，形成胚乳核；经过一系列的发展过程，前者形成胚，后者形成胚乳，这种双重受精的现象称双受精注：其中两个精子的基因型相同，胚珠中极核与卵细胞基因型相同。例：一株白粒玉米(aa)接受红粒玉米(AA)的花粉，所结的种子的胚、胚乳基因型依次是：Aa、Aaa六、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤：一看染色体数目奇数→减Ⅱ（且无同源染色体存在）无同源染色体→减Ⅱ出现联会、四分体偶数→同源染色体分离减Ⅰ四分体排列在赤道板部位有同源染色体→无上述同源染色体的特殊行为同源染色体分家—减Ⅰ后期姐妹分家—减Ⅱ后期（姐妹分家只看一极）例：判断下列细胞正在进行什么分裂，处在什么时期？三看同源染色体行为二看有无同源染色体有丝分裂答案：减Ⅱ前期减Ⅰ前期减Ⅱ前期减Ⅱ末期有丝后期减Ⅱ后期减Ⅱ后期减Ⅰ后期答案：有丝前期减Ⅱ中期减Ⅰ后期减Ⅱ中期减Ⅰ前期减Ⅱ后期减Ⅰ中期有丝中期二、基因在染色体上一、萨顿的假说实验发现：蝗虫精子与卵细胞的形成过程中，等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离极为相似；推