第一章 遗传因子的发现

【资料图】

2023年1月26日 23:50

第一节孟德尔的豌豆杂交实验（一）

颗粒遗传（particulate inheritance），与融合遗传（blending inheritance）相对。孟德尔于1865年发现豌豆杂种后代性状分离和自由组合的遗传定

律后，提出了遗传因子概念，并且他认为这些遗传因子互不融合，互不干扰，独立分离，自由组合，具有颗粒性，因此称为颗粒遗传。

融合遗传 是早期的一种遗传理论，与

颗粒遗传（particulate theory of inheritance）相对。融合遗传是1868年由达尔文提出的

孟德尔用过山柳菊和玉米最后才是豌豆，山柳菊不成功是因为他既可以有性也可以无性生殖，而玉米是雌雄异花（雌雄

异花不用去雄）。

选择豌豆的好处：①有多对易于区分的相对性状②自花传粉，闭花授粉：野生豌豆都是纯种结果可靠，容易分析。③豌

豆花大容易操作。

豌豆的操作方法：①去雄：先去除未成熟的花的全部雄蕊。②套袋：套上纸袋，等待雌蕊发育成熟。③传粉：待雌蕊成

熟时，采集另一植株的花粉，撒在去雄花的雌蕊的柱头上。④套袋：套上纸袋，防止其他花粉污染。

显性性状（dominanttrait）：F1中显现出来的性状。隐性性状（recessivetrait）：未显现出来的性状。

性状分离：人们将杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离。

探究：性状分离比的模拟实验（分离定律）

分离定律（lawofsegregation）：在生物体细胞中，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。

科学方法：假说—演绎法——提出问题——提出假说——演绎推测——进行实验。

第二节孟德尔的豌豆杂交实验（二）

自由组合定律（lawofindependent assortment）:控制不同性状的遗传因子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。

1909年，丹麦生物学家约翰逊（W.L .Johannsen）把孟德尔的遗传因子起了一个新的名字叫做基因（gene），并且提出

了表型（phenotype）和基因型（genotype）的概念。

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第二章 基因和染色体的关系

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第一节减数分裂和受精作用

德国动物学家魏斯曼（A.Weismann）预言精子和卵细胞成熟过程中必然有一个特殊过程使染色体数目减

少一半，这个就称作减数分裂（meiosis）

精子的形成过程：在减数分裂前，每个精原细胞的染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两

次，最后形成四个精细胞。这两次分裂分别叫做减数分裂Ⅰ（也叫减数第一次分裂）和减数分裂Ⅱ（也叫

减数第二次分裂）。在MⅠ时配对的两条染色体，性状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母

方，叫做同源染色体。在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫做联会。联会后的每对同源染色

体含有四条染色单体叫做四分体。

受精作用：受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中的数目，保证了物种染色体数目的稳定性，其中有一半

的染色体来自父方一半来自母方。减数分裂和受精作用，保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持

了生物遗传的稳定性。

第二节基因在染色体上

1903年，美国遗传学家萨顿（W.Sutton）用蝗虫细胞做材料，通过类比推理法，基因在染色体上，因为基

因和染色体的行为存在着明显的平行关系。（雄性果蝇有完全连锁现象）

选果蝇作为动物遗传材料的原因：①有多对易于区分的相对性状②易饲养，繁殖快，后代多。③染色体组

成比较简单。鳞翅目的昆虫和鸟类性染色体都是ZW型

•

基因位于染色体上，而且位置相近的基因是相互连锁的，即某些基因具有一起遗传下来的倾向，不难想象这些基因在一条染色体上是直线排列的。但事实

上位于同一条染色体上的基因是很多的，为了更有效地对基因定位，摩尔根(Morgan)和他的学生斯特蒂文特(Sturtevant)想出了一个巧妙的办法，那就

是三点测交(threepointtestcross)。

•

三点测交是涉及到三个连锁基因的测交，可用来测定待测基因的顺序及相互之间的差距及双交换的频率和干涉的方法。染色体上两连锁基因距离越远，在

它们之间非姊妹染色单体互换的机会就越多，反之就越少，因此可用这两基因间的互换百分数即重组值作为连锁基因的距离单位。为了纪念解释连锁现象

的遗传学家摩尔根，规定1%重组值等于一个图距单位，图距单位用厘摩(centiMorgan,cM)表示，1cM即为1%重组值去掉百分号的数值。

基因在染色体上呈线性排列，基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等

位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体分开而分离，分别

进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。基因的自由组合定律的实质是位于非同源染色体的非等位基

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因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染

色体上的非等位基因自由组合。

第三节伴性遗传

伴性遗传（sex-linkedinheritance）：决定他们的基因位于·性染色体上，在遗传上总是和性别相关联，这

种现象叫做伴性遗传。

红绿色盲和抗维生素D佝偻病都是伴X，外耳道多毛症是伴Y。

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第三章 基因的本质

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第一节DNA是主要的遗传物质

美国生物学家艾弗里（O.Avery）和英国生物学家格里菲斯（F.Griffith）通过两个实验认为DNA是主要

的遗传物质。

1928年，格里菲斯用小鼠为材料，研究肺炎链球菌（Streptococcuspneumoniae）R型和S型（荚膜是细菌

外层的胶状物质可以抵抗吞噬细胞的吞噬。）转化的实质是，将DNA插入其中。

1952年，美国遗传学家赫尔希（A.D.Hershey）和他的助手蔡斯（M.C.Chase）用噬菌体侵染细菌的实

验，放射性同位素标记法为成了实验。蛋白质外壳离心后在上层，大肠杆菌在下层。

科学方法自变量控制中的加法原理和减法原理

第二节DNA的结构

威尔金斯（M.Wilkins）和富兰克林（R.E.Franklin）应用X射线衍射技术获得了DNA衍射图谱，查哥

夫在1952年春天，奥地利，知晓A=T,C=G，所以沃森和克里克搭建了双螺旋结构的DNA模型，且

1962年和威尔金斯分享了诺贝尔奖。

1984年9月十一日，杰弗里斯发明了DNA指纹技术。

第三节DNA的复制

沃森和克里克又提出了遗传自我复制的假说：DNA复制时是解旋开根据碱基互补配对的规则再结合。

1958年，美国生物学家梅塞尔森（M.Meselson）和斯塔尔（F.Stahl）以大肠杆菌为材料，同位素标记法

证明了。需要用到DNA解旋酶，DNA聚合酶和DNA连接酶（用于冈崎片段的连接）因为DNA复制方

向是从5’到3’。

第四节基因通常是有遗传效应的DNA片段

HGP（人类基因组计划）

基因长度大约是试的10³级。第一个把遗传物质设定成一种信息分子，提出遗传是复制传递表达的科学家

是薛定谔，在《生命是什么》一书中阐释。

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第四章 基因的表达

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第一节基因指导蛋白质的合成

RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA一条链为模板合成的，这一过程叫做转录（transcription）

方向也是从5’到3’需要RNA聚合酶。

游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译

（translation）密码子具有简并性。一个密码子可以对应多个氨基酸，一个氨基酸也可以对应多个密码

子。三（两）个终止密码子没有对应氨基酸。

tRNA的3'端可以结合氨基酸，从3’到5’进行翻译具有反密码子，呈现三叶草形有三个Twc环。

第二节基因表达与性状的关系（对外来基因说是重组，对被插入基因来说是突变）

细胞分化的本质就是基因的选择性表达。基因可以通过控制酶控制生物体性状，也可以通过蛋白质直接控

制生物体性状。CFTP转运蛋白就是第五百零八位缺少苯丙氨酸导致氯离子功能出现问题，从而囊性纤维

化。蜂王浆的作用是减少甲基化。

表观遗传（epigeneticinheritance）：生物体碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的

现象，叫做表观遗传。有DNA甲基化也有组蛋白乙酰化。

基因与基因，基因与基因表达产物，基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错

综复杂的网络，精细的调控着生物体的性状。

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第五章 基因突变及其变异

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第一节基因突变和基因重组

基因突变（genemutation）:DNA分子中发生碱基的替换，增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改

变，叫做基因突变。

基因突变具有随机性，不定向性。基因突变是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料。

基因重组（generecombinantion）：就是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的

重新组合。

第二节染色体变异

染色体变异（chromosomalvariation）：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构变化，称为

染色体变异。

体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。一个染色体组是含有一套基因。而体细胞中的染色体数目

与本物种配子染色体数目相同的个体，叫做单倍体（haploid）。

探究低温诱导植物细胞染色体数目的变化

材料：卡诺氏液，甲紫溶液，体积分数为百分之九十五的酒精，百分之十五的盐酸

步骤：解离，漂洗，染色，制片。

染色体结构变异：缺失（人体的五号染色体——猫叫综合征），颠倒，增添，互换。

第三节人类遗传病

基因检测是指通过检测人体细胞中的DNA序列，以了解人体的基因状况。

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第六章 生物的进化

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第一节生物有共同祖先的证据

无

第二节自然选择与适应的形成

法国博物学家拉马克（J.-B.Larmarck）提出了用进废退和获得性遗传的概念。

而后达尔文提出自然选择（naturalselection）：过度繁殖生存斗争个体差异适者生存

第三节种群基因组成的变化与物种的形成

生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫做种群（population）隔离是物种形成的必要条件。

第四节协同进化与生物多样性的形成

不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化（coevolution）

生物进化理论：适应是自然选择的结果；种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组提供进化的原材

料，自然选择导致种群基因频率定向改变，进而通过隔离形成新的物种；生物进化的过程实际上是生物

与生物，生物与无机环境协同进化的过程；生物多样性是协同进化的结果。

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关键词 减数分裂 基因突变 自由组合