遗传与变异
遗传与变异的辩证关系
遗传与变异的辨证关系:遗传和变异是生物界的共同特征,它们之间是辩证统一的。
遗传比较保守,变异要求变革、发展,矛盾的两方面是相互制约相互发展的。
生物如果没有变异,那么生物就不能进化,而遗传只是简单的重复;生物如果没有遗传,就是产生了变异也不能遗传下去,变异不能积累,变异就失去了意义,生物也不能进化。
变异是在遗传的范围内进行变异,遗传也受变异的制约;只能使后代和上代之间相似而不相同。
所以说,遗传与变异是生物进化的内因,但遗传是相对的,保守的,而变异是绝对的,发展的。
在遗传的过程中始终存在着变异,遗传和变异是伴随着生物的生殖而发生的(遗传学上的生殖多指有性生殖)。
遗传变异对立统一的矛盾运动,共同推动生物向前发展进行。
简而言之,遗传与变异的关系是:(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是相互依存的。
(4)遗传变异伴随着生物的生殖而发生。
遗传与变异
遗传是生物进化的基础,保证了物种 的稳定性和连续性。同时,遗传也是 生物多样性的来源,为生物适应环境 和自然选择提供了可能。
变异定义及分类
变异定义
变异是指生物体在遗传过程中发生的基因型或表现型的改变 ,导致亲子代之间或同一物种不同个体之间存在差异。
变异分类
变异可分为基因突变、基因重组和染色体变异三种类型。其 中,基因突变是基因内部结构的改变,基因重组是控制不同 性状的基因重新组合,染色体变异则涉及染色体结构和数目 的改变。
转座子引起的重组在生物进化中 起重要作用,可以促进基因的交 流和物种的适应性演化。同时, 转座子的活动也可能对生物体产 生负面影响,如导致基因组不稳 定或引发疾病等。
04 基因突变
点突变
01
02
03
定义
点突变是指DNA分子中单 一碱基对的替换、插入或 缺失。
类型
包括错义突变、无义突变 和同义突变。
遗传与变异关系
遗传是变异的基础
生物的遗传物质在传递过程中会发生改变,导致后代出现变异。因此,没有遗传就没有变 异。
变异是遗传的补充和发展
变异使得生物能够适应不断变化的环境条件,有利于生物的生存和繁衍。同时,变异也为 生物进化提供了原材料,推动了物种的演化和进步。
遗传与变异相互作用
在生物进化过程中,遗传和变异是相互作用的。一方面,遗传保证了物种的稳定性和连续 性;另一方面,变异为生物适应环境和自然选择提供了可能。这种相互作用共同推动了生 物的进化和多样性发展。
06 生物进化中遗传与变异作 用
遗传在生物进化中作用
遗传信息的传递
01
通过DNA的复制,将亲代的遗传信息传递给子代,保证了物种
的连续性和稳定性。
遗传与变异
人类应用遗传变异原理培育新品种
由于遗传物质的变异, 不同品种或同一品种的奶 牛控制产奶量的基因组成 可以不同,通过人工选择 可以将产奶量高的奶牛选 择出来(含有控制高产奶 量的遗传物质),通过繁 育,后代还会出现各种变 异,再从中选择、繁育, 数代后奶牛不但能够保持 高产奶量,甚至会有不断 增加的趋势。
瘦肉型猪可以通过杂交还有选取瘦肉率高 的猪繁殖培育,稳定性状等方法来解决, 这些办法都属于遗传的范畴.
瘦肉猪具有生长快、省料、繁殖力强等特 点。 瘦肉含有动物性蛋白约22%,易被人 体吸收利用,同时含有丰富的磷、铁等矿 物质和B族维生素,适口性好 .
新型草莓营养丰富,含有果糖、蔗糖、柠檬酸、 苹果酸、水杨酸、氨基酸以及钙、磷、铁等矿物质。 此外,它还含有多种维生素,尤其是维生素C含量 非常丰富,新型草莓中所含的胡萝卜素是合成维生 素A的重要物质,具有明目养肝作用。新型草莓还 含有果胶和丰富的膳食纤维,可以帮助消化、通畅 大便。新型草莓的营养成分容易被人体消化、吸收, 多吃也不会受凉或上火,是老少皆宜的健康食品。
用人工的方法也可以使遗传物质发生变异, 如用 x射线照射种子。科研人员利用人工变 异培育出许多优良品种。
无籽西瓜
无籽西瓜是由二倍体西瓜(就是普通西瓜)和 经过处理染色体加倍的四倍体西瓜杂交而 成的。无子西瓜是三倍体,它高度不育,所结 的种子无法正常发育,因而种子萎缩。萎缩 的种子就是我们吃无子西瓜时偶尔见到的 白白的那小东西。无子西瓜属于多倍体,一 般地,多倍体植物植株硕大,营养成分高,对人 体有好处。
后续者的研究与发现 后人用孟德尔的研究结论不能圆满地解
释诸如有些动物其父母皮毛都是褐色的, 但它们的孩子却是白色皮毛这样的现象。 后来的科学家们对此展开了更深入的研究, 他们认为,除了因父母的结合会出现变异 外,生物体自身也可能产生变异。有些变 异对生物是有害的,有些变异对生物是有 益的,还有一些变异既无害也无益。
遗传与变异的概念
遗传与变异的概念一、遗传的概念遗传,通常是指亲代将自己的遗传物质传递给子代,使后代表现出与亲代相似的性状和行为。
这种由父母遗传给子女的现象,在生物学上称为遗传。
遗传是生物界普遍存在的规律,也是物种繁衍和生物进化的基础。
遗传物质是指携带遗传信息的物质,主要是指DNA和RNA。
DNA 是生物体的主要遗传物质,它由四种不同的碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶)组成,通过特定的排列组合形成基因,从而控制生物体的性状和特征。
基因通过复制将遗传信息传递给下一代,从而维持物种的遗传连续性。
二、变异的概忿变异是指生物体在遗传的基础上,因环境因素、遗传因素或其他未知因素的影响,导致个体间的差异或同一物种不同个体间的差异。
变异可以分为可遗传变异和不可遗传变异两类。
可遗传变异是指基因突变、基因重组等能够遗传给后代的变异,而不可遗传变异则是指因环境因素或其他非遗传因素引起的变异,如环境适应性变异等。
基因突变是指基因在复制过程中发生碱基对的增添、缺失或替换,导致基因结构的改变。
基因突变是产生新基因的途径,也是生物变异的根本来源。
基因突变通常是不定向的,但也可以表现为一定方向的定向突变。
基因突变在自然状态下,一般是有害的或者中性的,但在人为诱变因素的影响下,可以产生有益的突变。
三、遗传与变异的相互关系遗传和变异是一对矛盾的统一体,它们相互依存、相互影响。
一方面,遗传保证了物种的相对稳定性和连续性,使得生物体能保持一定的形态和特征;另一方面,变异则使得物种具有多样性和适应性,使得生物体能适应不同的环境和生活条件。
在生物进化过程中,遗传和变异共同作用,使物种能够不断地适应环境变化并在生存竞争中获得优势。
没有遗传,物种就无法保持一定的形态和特征;没有变异,物种就无法适应新的环境变化。
正是由于变异的存在,物种可以在不断变化的环境中生存下来并不断进化。
在人类的遗传和变异中,也存在着类似的规律。
人类的遗传使得人类具有一定的生物学特征和行为模式;而人类的变异则使得人类具有不同的个体差异和多样性。
遗传与变异
病原生物的毒力变异可表现为毒力减弱或
毒力增强。最典型的例子是广泛应用于预
防结核病的卡介苗,它是卡氏、介氏两人将
有毒的牛型结核分枝杆菌用长期人工培养
的方法,经13年连续230次传代后获得的毒 力减弱但仍保持免疫原性的变异菌株。
又如,不产生白喉外毒素的白喉棒状杆菌,
当感染β -棒状杆菌噬菌体后,可将该噬菌 体的毒力基因整合到宿主菌中,再由毒力基 因编码产生白喉外毒素,致使细菌的毒力增 强。
二、 遗传性变异的发生机制
由于微生物个体微小、易于人工培养、繁
殖速度快、遗传物质较为简单,变异容易识 别,因而常以微生物(尤其是细菌)进行遗传 变异的规律和应用方面的研究。
(一)遗传性变异的物质基础
细菌遗传变异的物质基础是DNA,包括细
菌的染色体、染色体外的质粒、寄生在 某些细菌体内的噬菌体和基因转座子等。
很大困难。
知识拓展
细菌耐药性的产生机制
细菌耐药性的产生已成为当代医学研究的重要内容,了解细菌 耐药性产生的机制,有助于正确使用和开发新型抗菌药物。细菌的 耐药机制有: 1.固有耐药性 由存在于染色体上的基因决定的。 2.获得耐药性 由于细菌的基因突变或细菌基因发生转移造成。 3.钝化酶作用 耐药菌株通过合成钝化酶作用,使抗菌药物失去抗 菌活性。 4.药物作用 靶位的改变细菌通过产生诱导酶对抗生素的作用靶 位进行化学修饰或改变。
岛素、生长激素、干扰素等。
遗传工程技术还可应用于生产具有抗原性 的无毒性的疫苗,这是预防传染病的一种新 的途径。
知识拓展
由玉米退化得到的启示
20世纪初,科学家们为了征服可恶的结核病,伤透了脑筋,法国 的细菌学家卡尔美和介林就是其中两位。他们为研制征服结核病 的疫苗,经历了一次又一次失败。一天,卡尔美和介林路过一个农 场,看到地里玉米穗小叶黄了,便问农场主:“是玉米缺肥 吗?”“不,先生们,这种玉米引种到这里已经十几代,有些退化了。 哎,一代不如一代了。”场主苦笑着回答。卡尔美和介林立即从玉 米种子的退化联想到,如果把毒性很强的结核病菌一代接一代 定向培育下去,它们的毒性是不是也会退化?若将毒性退化了的结 核病菌制成疫苗,接种到人体不就可以预防结核病了吗?想到这里, 俩人十分兴奋,匆匆回到自己的实验室,开始了结核病菌的定向培 育试验,这试验一做就是漫长的13年。经过230次的传代,终于获得 了减毒的结核病菌并制成疫苗。肆虐人类的结核病终于被驯服了。 为了纪念这两位科学家,人们把预防结核病的疫苗叫“卡介苗”。
遗传和变异的概念
遗传和变异的概念
遗传是有机体、物种或性状在生殖繁殖后,其后代代代相传的过程。
在进化生物学及
育种学中,遗传是指代代相传的特征,也就是后代继承其祖先的某些性状。
遗传概念经常
利用在生物繁殖上,使得物种能够获得优势,增加生物多样性,以及增强物种的竞争性能。
变异是指一个有机体,物种或性状在进化过程中所发生的变化。
变异可能是真正的遗
传变异,也可能是有机体适应环境的局部变化。
在变异的过程中,某些物种的特征可能发
生较大的变化,这样物种就能够更好地适应环境,从而有利于物种的进化。
因此,变异在
生物学中是至关重要的,对物种的繁殖有益处,是其进化前提,也是可变生物部列的发育
和多样性的重要原因。
遗传与变异之间既有联系又有联系,也可以说是相辅相成的关系。
首先,遗传把物种
之间的差异传递给后代,使得物种能够产生多样化的个体。
其次,变异意味着遗传传递的
现役会改变,从而产生新的特征。
因此,遗传和变异在物种的发育过程中都起着重要的作用,有助于物种的多样性,不发现其互为补充,使物种进化得更迅速,更具适应性。
另外,遗传与变异也各有特点,遗传是一种相当慢的过程。
只有当继承者拥有优越性
状时,才会传播下去,而不可忽视的弱点也极易传播下去,因此疾病的传播主要是出现在
遗传中,物种容易遭受危害和灭绝。
而变异则是一种更加迅速的过程,有利有弊,使物种
得以迅速的适应环境,能够控制继续。
因此,遗传和变异在物种的发育进化过程中,都
发挥着非常重要的作用,只有通过将二者共同发挥,才能让物种能够得到更好的发展和多
样性。
生物的遗传和变异的知识要点
1、不遗传的变异:环境因素引起的变异,遗传物质没有改变,不能进一步遗
传给后代。
2、可遗传的变异:遗传物质所引起的变异。
3、可遗传的变异基因突变、基因重组、染色体畸变。
4、基因突变:是指基因结构的改变,包括DNA碱基对的增添、缺失或改变。
5、基因突变
①类型:包括形态突变、生化突变和致死突变。
②特点:普遍性;多方向性;稀有性;可逆性;有害性。
④原因:在一定的'外界条件或者生物内部因素的作用下,使得DNA复制过程出现差错,造成了基因中脱氧核苷酸排列顺序的改变,最终导致原来的基因变为它的等位基因。
⑤实例:人类镰刀型贫血病、白化病、太空椒(利用宇宙空间强烈辐射而发生
基因突变培育的新品种。
⑥引起基因突变的因素:
a、物理因素:主要是各种射线。
b、化学因素:主要是各种能与DNA发生化学反应的化学物质。
c、生物因素:主要是某些寄生在细胞内的病毒。
6、基因重组:指控制不同性状基因的重新组合,导致后代不同于亲本类型的
现象或过程。
①类型:基因自由组合(非同源染色体上的非等位基因)、基因交换(同源染色
体上的非姐妹染色单体间的交换)。
②意义:是通过有性生殖过程实现的,导致生物性状的多样性。
遗传和变异的概念和关系
遗传和变异的概念和关系
遗传和变异的概念和关系
遗传和变异是生物学中非常重要的两个概念,它们之间有着密切的关系。
遗传是指生物在繁殖过程中传递下去的基因信息,是一种随着代
际交替而稳定地遗传的性质。
而变异则是指个体在某些条件下在基因
或表现型上发生的突变或变异,是一种对遗传性状的可逆改变。
遗传和变异之间的关系非常复杂。
首先,遗传为变异提供了基础。
由
于基因的不同组合,个体间的差异就会产生,这种差异即是变异的基础。
同时,遗传也是保障生物物种适应环境的重要手段。
基因的遗传
通过后代而不断积累,使得生物逐渐适应环境。
其次,变异和遗传之间也存在相互作用,即变异也会影响遗传。
例如,在一段时间内,环境因素的改变导致某个个体具有某个基因的变异,
这个变异也会被传递下去,成为该群体的一个特色。
最后,遗传和变异的关系还与生物进化密切相关。
进化是遗传和变异
的结果,生物进化背后是基因和基因组的变化。
正是通过遗传和变异,基因和基因组的频率不断发生变化,进而促进或减缓生物的进化。
总之,遗传和变异是构成生命的重要基础,它们之间的关系是互相促进、相互作用的。
只有深入了解和研究它们的本质和规律,才能更好地理解和掌握生命的奥妙。
遗传与变异
Wild-type Heterozygous Bar Homozygous Bar Heterozygous Doublebar B+ / B+ B / B+ B/B BB / B+
800 facets
350 facets
70 facets
45 facets
二、②染色体数目的变异
1.染色体组:遗传上把一个配子含有的染色 体数称为一个染色体组或基因组。 2.整 倍 体:如果细胞核内含有染色体组整 数倍的染色体,称为整倍体; 3.非整倍体:如果含有的染色体数不是染色 体组的整数倍,称为非整倍体。
C.在减数分裂中,可能发生同源染色体的非姊妹 染色单体之间对应片段的交叉互换,一旦交换发 生在连锁基因之间,使位于交换片段上的等位基 因互换,从而导致非等位基因间的基因重组。由 于同源染色体之间发生交换,而使原来在同一染 色体上的基因不再伴同遗传的现象称为基因交换。 连锁的基因之间能够发生交换,称为不完全连锁。 例如,F1灰身长翅雌蝇的基因型为BV/bv, 在形成配子时,如果在B—V之间发生交换,那么 它将产生BV、bv、Bv、bV四种配子。
结合到DNA分子上的化合物
吖啶类化合物的分子构型较扁平,能 插入到DNA相邻碱基之间使它们分开,导 致碱基对的增加引起移码突变。
2.物理因素
物理因素中紫外线是常见且常用的诱 变剂。其作用机制是,当它照射到DNA分 子上时,使邻近碱基形成二聚体(主要是胸 腺嘧啶二聚体TT)。二聚体的形成使DNA双 链呈现不正常构型,从而带来致死的效应 或导致基因突变,其中包括多种类型的碱 基置换。
突变发生的机制
1. 化学因素:碱基类似物、诱变剂、结合到DNA 分子上的化合物;
诱变剂
《生物的遗传和变异》课件
在自然选择的作用下,物种的基因 频率会发生定向改变,从而导致物 种的进化。
遗传和变异的进化意义
遗传是物种保持稳定 的基础,使得物种能 够将自身的特性遗传 给下一代。
遗传和变异在生物进 化中相辅相成,共同 推动物种的适应和演 化。
变异则是物种进化的 源泉,为物种提供了 多样性和适应性。
生物多样性的来源和意义
生物多样性是地球生命的基础,包括 基因多样性、物种多样性和生态系统 多样性。
保护生物多样性对于人类生存和发展 具有重要意义,也是人类赖以生存的 基础。
生物多样性为地球上的生命提供了丰 富的资源和生态平衡,维持着地球上 的生命循环。
05
遗传和变异在人类生活中 的应用
遗传疾病和人类健康
遗传性疾病
遗传性疾病是指由于遗传物质改变而引起的疾病,如唐氏综 合征、血友病等。了解遗传性疾病的发病机制和预防方法对 于提高人类健康水平具有重要意义。
基因突变是指基因序列的 偶然变化,通常是由细胞 内某些异常代谢产物引起 的。
பைடு நூலகம்基因突变的类型
包括点突变、插入和缺失 突变等,其中点突变是最 常见的类型。
基因突变的特点
基因突变具有不定向性、 低频性和多害少利性等特 点,但也有助于生物适应 环境变化。
染色体变异
染色体变异的概念
染色体变异是指染色体结 构和数目的变化,包括染 色体片段的缺失、重复、 倒位和易位等。
《生物的遗传和变异》 ppt课件
目录 CONTENT
• 遗传和变异的基础概念 • 遗传的机制 • 生物的变异 • 遗传和变异在生物进化中的作用 • 遗传和变异在人类生活中的应用
01
遗传和变异的基础概念
遗传的概念
遗传是指生物体通过繁殖将自 身的遗传信息传递给下一代, 使得下一代表现出与亲代相似 的性状。
初二生物知识点归纳:生物的遗传和变异
生物的遗传和变异遗传:是指亲子间的相似性。
变异:是指子代和亲代个体间的差异。
一基因控制生物的性状生物的性状:生物的形态结构特征、生理特征、行为方式2相对性状:同一种生物同一性状的不同表现形式。
3基因控制生物的性状。
例:转基因超级鼠和小鼠。
4生物遗传下来的是基因而不是性状。
二基因在亲子代间的传递.基因:是染色体上具有控制生物性状的DNA片段。
2.DNA:是主要的遗传物质,呈双螺旋结构。
3.染色体:细胞核内能被碱性染料染成深色的物质。
4.基因经精子或卵细胞传递。
精子和卵细胞是基因在亲子间传递的“桥梁”。
•每一种生物细胞内的染色体的形态和数目都是一定的。
•在生物的体细胞中染色体是成对存在的,基因也是成对存在的,分别位于成对的染色体上。
•在形成精子或卵细胞的细胞分裂中,染色体都要减少一半。
三基因的显性和隐性.相对性状有显性性状和隐性性状。
杂交一代中表现的是显性性状。
2.隐性性状基因组成为:dd。
显性性状基因组称为:DD 或Dd3.我国婚姻法规定:直系血亲和三代以内的旁系血亲之间禁止结婚.4.如果一个家族中曾经有过某种遗传病,或是携带有致病基因,其后代携带该致病基因的可能性就大.如果有血缘关系的后代之间再婚配生育,这种病的机会就会增加.四人的性别遗传.每个正常人的体细胞中都有23对染色体.(男:44条常染色体+X女:44条常染色体+XX)2.其中22对男女都一样,叫常染色体,有一对男女不一样,叫性染色体.男性为X,女性为XX.3.生男生女机会均等,为1:1五生物的变异.生物性状的变异是普遍存在的。
变异首先决定于遗传物质基础的不同,其次与环境也有关系。
因此有可遗传的变异和不遗传的变异。
2.人类应用遗传变异原理培育新品种例子:人工选择、杂交育种、太空育种(基因突变)。
遗传和变异之间的关系
遗传和变异之间的关系引言:遗传和变异是生物学中两个重要的概念,它们在生物体的进化和适应过程中起着至关重要的作用。
遗传是指生物体在繁殖过程中将基因传递给后代的现象,而变异则是指基因组中发生的突变或基因重组等变化。
本文将从遗传和变异之间的关系、遗传和变异对于生物体进化的影响以及遗传和变异的重要性等方面进行探讨。
一、遗传和变异的关系遗传和变异是密不可分的。
在生物体繁殖过程中,遗传是将特定的基因组传递给后代的过程。
而变异则是基因组发生的突变或重组等变化,导致基因组的多样性增加。
遗传和变异相互作用,共同推动了生物体的进化和适应过程。
遗传提供了基因组的稳定性和连续性,而变异则为基因组的多样性和适应性提供了可能。
二、遗传和变异对于生物体进化的影响1. 遗传的作用:遗传是生物体进化的基础。
通过遗传,生物体将自己的基因传递给后代,保持了基因组的连续性。
这使得后代能够继承父代的适应性特征,从而更好地适应环境。
同时,遗传还使得物种在进化过程中能够保持一定的稳定性。
2. 变异的作用:变异是生物体进化的推动力。
通过变异,生物体的基因组发生了多样性的改变,增加了生物体的适应性。
变异为生物体提供了更多的选择空间,使得生物体能够更好地适应环境的变化。
变异还为自然选择提供了基础,促进了物种的进化和适应。
三、遗传和变异的重要性1. 维持基因组的稳定性:遗传通过将基因传递给后代,使得基因组能够在世代之间传承下去,维持基因组的稳定性。
2. 增加基因组的多样性:变异使得基因组发生了多样性的改变,增加了生物体的适应性。
多样性的基因组使得生物体能够更好地适应环境的变化。
3. 推动生物体的进化:遗传和变异共同推动了生物体的进化和适应过程。
遗传提供了基因的稳定性和连续性,而变异为生物体的多样性和适应性提供了可能。
结论:遗传和变异是生物体进化过程中两个密不可分的概念。
遗传通过将基因传递给后代,维持了基因组的稳定性,而变异则使基因组发生了多样性的改变,增加了生物体的适应性。
遗传与变异
生物的亲代能产生与自己相似的后代的现象叫做遗传。
遗传物质的基础是脱氧核糖核酸(DNA),亲代将自己的遗传物质DNA传递给子代,而且遗传的性状和物种保持相对的稳定性。
生命之所以能够一代一代地延续的原因,主要是由于遗传物质在生物进程之中得以代代相承,从而使后代具有与前代相近的性状。
只是,亲代与子代之间、子代的个体之间,是绝对不会完全相同的,也就是说,总是或多或少地存在着差异,这样现象叫变异。
遗传是指亲子间的相似性,变异是指亲子间和子代个体间的差异。
生物的遗传和变异是通过生殖和发育而实现的。
遗传从现象来看是亲子代之间的相似的现象,即俗语所说的“种瓜得瓜,种豆得豆”。
它的实质是生物按照亲代的发育途径和方式,从环境中获取物质,产生和亲代相似的复本。
遗传是相对稳定的,生物不轻易改变从亲代继承的发育途径和方式。
因此,亲代的外貌、行为习性,以及优良性状可以在子代重现,甚至酷似亲代。
而亲代的缺陷和遗传病,同样可以传递给子代。
遗传是一切生物的基本属性,它使生物界保持相对稳定,使人类可以识别包括自己在内的生物界。
变异是指亲子代之间,同胞兄弟姊妹之间,以及同种个体之间的差异现象。
俗语说“一母生九子,九子各异”。
世界上没有两个绝对相同的个体,包括挛生同胞在内,这充分说明了遗传的稳定性是相对的,而变异是绝对的。
生物的遗传与变异是同一事物的两个方面,遗传可以发生变异,发生的变异可以遗传,正常健康的父亲,可以生育出智力与体质方面有遗传缺陷的子女,并把遗传缺陷(变异)传递给下一代。
遗传和变异的物质基础生物的遗传和变异是否有物质基础的问题,在遗传学领域内争论了数十年之久。
在现代生物学领域中,一致公认生物的遗传物质在细胞水平上是染色体,在分子水平上是基因,它们的化学构成是脱氧核糖核酸(DNA),在极少数没有DNA的原核生物中,如烟草花叶病毒等,核糖核酸(RNA)是遗传物质。
真核生物的细胞具有结构完整的细胞核,在细胞质中还有多种细胞器,真核生物的遗传物质就是细胞核内的染色体。
遗传与变异
遗传定义:遗传(heredity)是生物亲代与子代之间、子代个体之间相似的现象。
遗传,一般是指亲代的性状又在下代表现的现象。
但在遗传学上,指遗传物质从上代传给后代的现象。
变异定义:变异指的是生物体子代与亲代之间遗传基因发生改变的现象,指同种生物后代与前代、同代生物不同个体之间在形体特征、生理特征等方面所表现出来的差别。
变异分两大类,即可遗传变异与不可遗传变异。
现代遗传学表明,不可遗传变异与进化无关,与进化有关的是可遗传变异,前者是由于环境变化而造成,不会遗传给后代,如由于水肥不足而造成的植株瘦弱矮小;后一变异是由于遗传物质的改变所致,其方式有突变(包括基因突变和染色体变异)与基因重组。
同源染色体定义:同源染色体(homologous chromosomes)有丝分裂中期看到的长度和着丝点位置相同的两个染色体,或减数分裂时看到的两两配对的染色体。
同源染色体一个来自父本,一个来自母本;它们的形态、大小和结构相同。
由于每种生物染色体的数目是一定的,所以它们的同源染色体的对数也一定。
同源染色体上常含有不同的等位基因,减数分裂时又进行了交换并随机地分配到不同的性细胞中去,这对于遗传重组有重要意义。
等位基因定义:等位基因(allele)是位于一对同源染色体的相同位置上控制某一性状的不同形态的基因。
不同的等位基因产生例如发色或血型等遗传特征的变化。
等位基因控制相对性状的显隐性关系及遗传效应,可将等位基因区分为不同的类别。
在个体中,等位基因的某个形式(显性的)可以比其他形式(隐性的)表达得多。
冈崎片段定义:DNA复制过程中,2条新生链都只能从5端向3端延伸,前导链连续合成,滞后链分段合成,这些分段合成的新生DNA片段称冈崎片段,细菌冈崎片段长度1000-2000核苷酸,真核生物冈崎片段长度100-200核苷酸.在连续合成的前导链中,U-糖苷酶和AP内切酶也会在错配碱基U处切断前导链,任何一种DNA聚合酶合成方向都是从5'向3'方向延伸,而DNA模板链是反向平行的双链,这样在一条链上,DNA合成方向和复制移动方向相同(前导链),而在另一条模板上却是相反的(后滞链)。
生物的遗传和变异
生物的遗传和变异(第七单元第二章)第一节基因控制生物的性状一、遗传的概念及遗传现象的判定:1、遗传的概念:是指亲子间的相似性(“亲子间”是指父母亲与儿子女儿之间)或亲代与子代之间的相似性。
2、遗传现象的判定:(1)“种瓜得瓜种豆得豆”。
(2)“母亲有酒窝,自己也有酒窝”。
(3)“龙生龙,凤生凤,老鼠生的儿子会打洞”。
二、变异的概念及其变异现象的判定:1、变异的概念:是指亲子间和子代个体间的差异(“子代个体间”是指“兄弟姐妹之间”)2、变异现象的判定:(1)“一母生九子,连母十个样”。
(2)“千姿百态的菊花”。
(3)“不同品种的玉米果穗”。
三、生物的遗传和变异实现的途径:生物的遗传和变异时通过“生殖与发育”来实现的。
四、生物的性状概念:是指生物体所有特征的总和,包括三个方面的内容:(1)形态结构特征(如:高矮胖瘦等)(2)生理特征(如:人的ABO血型等)(3)行为方式(如:各种先天性行为等)五、相对性状的概念及判定:1、相对性状的概念:是指同种生物同一性状的不同表现形式(即:“二同一不同”,在这里要特别注意:“二同一不同”中的“不同”既可以是相反的,也可以是不相反的,如黑和白,黑和蓝都可以。
)2、相对性状的判定:依据概念中的“二同一不同”来判断。
例题:(1)山羊的毛较少,绵羊的毛较多。
(Ⅹ)→不是同种生物相比较。
(2)小强长得较高,小刚长得较瘦。
(Ⅹ)→不是同种性状相比较。
高是身高,瘦是体重。
(3)小红和小丽都有酒窝。
(Ⅹ)→不是不同的表现形式。
(4)公鸡的肉冠有玫瑰冠和单冠。
(√)六、生物性状的控制1、基因控制生物的性状,即各种生物的性状都是由基因控制的。
2、“基因控制生物的性状”也可以说“生物的性状受遗传物质的控制(因为基因是遗传物质的一部分)”。
3、生物的性状受遗传物质的控制,但也会受生活环境的影响,如麦田中水肥充足的地方,麦苗比正常的要粗壮;同卵双胞胎因生活环境不一样,皮肤有明显的差异。
七、在生物的传种接代中,传递下去的是控制性状的基因而不是性状本身。
遗传与变异的教学备课
遗传与变异的教学备课教学备课:遗传与变异【引言】在生物学领域中,遗传与变异是重要的概念,对于理解生物进化、生物多样性以及遗传疾病等方面都具有重要价值。
本文将以教学备课的形式,介绍遗传与变异的基本概念、原理与应用,并提供教学资源和案例分享,旨在帮助教师更好地教授这一主题,提升学生的理解与学习效果。
【一、遗传的概念及基本原理】1. 遗传的定义:遗传是生物体由父代向子代传递性状和基因信息的过程。
2. 变异的概念:变异是指在遗传过程中,产生新基因型和性状的变化。
3. 孟德尔遗传定律:介绍孟德尔的遗传定律(包括单因素遗传定律和二因素遗传定律),以及其对遗传学的贡献。
4. 基因与染色体:解释基因与染色体之间的关系,介绍典型的染色体遗传疾病(如唐氏综合征)。
【二、遗传变异的类型和机制】1. 突变:介绍突变的概念和发生机制,包括点突变、插入突变和删除突变等。
2. 可塑性与环境因素:解释环境因素对遗传表现的影响,以及可塑性和遗传之间的相互作用。
3. 重组:介绍重组的过程和作用,以及它对生物多样性的贡献。
4. 杂交与多倍体:探讨杂交与多倍体形成的机制及其对种群遗传变异的影响。
【三、遗传变异的应用】1. 农业:探讨遗传变异在农业上的应用,如选育新品种、提高产量和抗病性等。
2. 医学:介绍遗传变异在医学上的应用,如遗传疾病的诊断、基因治疗和个体化药物治疗等。
3. 进化与生物多样性研究:讨论遗传变异在进化和生物多样性研究中的重要性,如物种形成和适应性进化等。
【四、教学资源与案例分享】1. 数字化教学资源:提供相关的电子书、视频资料、模拟实验软件等,便于学生自主学习和实践。
2. 案例分享:分享一些经典遗传研究案例,如果蝇实验等,激发学生的兴趣和思考能力。
【结语】遗传与变异作为生物学重要的概念,对于理解生物现象和应用于实际中具有重要意义。
通过本文的教学备课,希望能够帮助教师更好地教授这一主题,引导学生深入学习与思考,培养科学研究与应用能力,为未来的生物科学发展做出贡献。
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遗传(heredity)和变异(variation)是 生命的三大基本特征之一。
3 遗传型—基因型,生物体全部基因或遗传因 子的总称。
一、细菌的变异现象
毒力变异
无荚膜肺炎球菌 牛型结核杆菌
注入小鼠
有荚膜肺炎球菌 BCG(卡介苗)
胆汁、马铃薯、甘油 13年230次传代
菌落变异:
1、细菌染色体
是单一的环状双链DNA,无组蛋白,无核膜, 附着在横隔中介体或细胞膜上,含大量的基因
基因:
一段有功能的核苷酸序列,控制一定生物学功能 大肠杆菌的基因数有3000~5000个 人类的基因数约为大肠杆菌的基因数的1000倍
2、质粒(plasmid)
概念:是细菌染色体以外的遗传物质,是环状闭合 的双链DNA,经人工培养后可变成开环状 或线状。控制某些生物学性状。
4、噬菌体基因组
噬菌体与宿主菌的关系
几个概念:
烈性噬菌体 温和噬菌体 溶原菌 前噬菌体 溶原转变
噬菌体生活周期
烈性噬菌体
吸附穿入
裂解性循环
增殖
成熟
裂解
溶源性循环
温和噬菌体
整合
同步复制
自发或诱导
(自发几率10-2-10-5)
多次循环传代
噬菌斑 (PFU/mL)
噬斑 荧光假单胞 菌
三、细菌变异的机制
(三)突变的类型(根据突变体表型来分)
1、形态突变 (1)细胞形态—鞭毛,芽孢,荚膜有无,L型细菌 (Pen,溶菌酶)。 (2)菌落形态—大小,光滑和粗糙,颜色等,孢子 颜色。一般为非遗传型的表型变异, 肺炎球菌失去荚膜:S→R 变形杆菌:2%琼脂,长鞭毛,薄膜状菌落; 6%琼脂或0.1%碳酸形成单个生长的菌落。
ABCDEFG
Transposase
GFEDCBA
IR IR
Resistance Gene(s) Resistance Gene(s)
IR IR
小结:转座因子
概念:是基因组能改变自身位置的一段DNA序列,是 一类在细菌的染色体、质粒或噬菌体之间自行 移动的遗传分子 功能:通过位移改变了遗传物质的核苷酸序列,或影 响插入点附近基因的表达,或转位因子本身携 带一定的基因序列,引起细菌变异 分类:插入序列和转座子
自发突变与诱发突变 自发突变,自然条件下发生的突变。 诱发突变,用各种人工因素处理细胞,突变率大大增 加,这种突变称为诱变。 诱变剂,如紫外线、亚硝酸等。 突变率,在生长的微生物群体中,每一细胞的某一性 状在每一世代中独立发生突变的机率。一般也可简单 地用每单位群体在繁殖一代过程中所形成的突变细胞 平均数来表示。
(一)基因突变
细菌遗传物质DNA发生突然而稳定的结构 改变,导致细菌性状的遗传性变异 1.小突变 (1)碱基置换 (2)碱基缺失 (3)碱基插入 2.大突变(染色体畸变)
基因突变规律
随机发生,不定向 突变与选择(以耐药突变体为例) 结论:细菌基因突变产生耐药性,与抗生 素的使用无关 实验:影印试验 说明:耐药突变株在接触药物之前出现, 药物的作用是选择耐药株,淘汰敏感株 具有相对稳定性 可发生回复突变
野生型菌株与突变型菌株 野生型菌株,从自然界分离到的任何微生物在其 发生突变前的原始菌株。 突变型菌株,野生型菌株经突变后,性状改变的 菌株。 正向突变与回复突变 野生型菌株
(或野生型菌株的表型)
正向突变 突变型菌株
回复突变 回复突变,野生型菌株经突变成为突变型菌株以 后,经再一次突变,有时突变型菌株又恢复为野生 型菌株原有的性状,则这次的突变被称为回复突变 。
R质粒的遗传图 CM:氯霉素;AP:氨苄青霉素;SM:链霉素; Su :磺胺;KM:卡那霉素;NM:新霉素
(三)转座因子(transposable element)
又称跳跃基因,位于染色体或质粒上 的一段能改变自身位置的DNA序列,广 泛分布于原核和真核细胞中。
原核生物的转座因子
插入序列(insertion sequence,IS) 两端有 一段反向重复序列(IR),仅编码转座酶 (transposase) 转座子(transposon,Tn) 含IS序列和其他标 志基因(抗性基因)。 转座噬菌体(Mu噬菌体,mutator phage) 可随机插入宿主DNA中。
光滑型菌落变为粗糙型菌落(S-R变异) 形态结构的变异 变形杆菌(周身鞭毛)
1%石炭酸
失去鞭毛
遗传性变异(基因型变异) — 微生物的基因型发生 改变,可遗传。群体中极少数个体的行为。 e.g. 细菌的耐药性变异 表型饰变(modification)—不同环境下,相同基因 型的微生物表现出不同的表型,是暂时的、非遗 传性的改变。通常表现为全部个体的行为。 ( 橘生
变量实验(fluctuation analysis) Salvador Luria & Max Delbrück(1943)
影印平板法常用于营养缺陷型的鉴别、分离。
菌
名
突变性状
突变率
E. coli 抗T1噬菌体 3×10–8 E. coli 抗T3噬菌体 1×10–7 E. coli 不发酵乳糖 1×10–10 E. coli 抗紫外线 1×10–5 Staphylococcus aureus 抗青霉素 1×10–7 S. aureus 抗链霉素 1×10–9 Salmonella typhi 抗25g/L链霉素 1×10–6 Bacillus megaterium 抗异烟肼 5×10–5
特征: 1、具有独立的自我复制的能力 2、控制细菌的某些性状特征 3、可自行丢失和人工处理后消除 4、可在细菌间转移 5、不相容性与相容性 种类: F质粒、 R质粒、 Col质粒等
2、医药方面的细菌质粒 (1)F因子(F质粒) 100kb 致育因子/性因子,E.coli中决定性别的质粒。 为严紧型复制质粒,既可存在于染色体外, 也可整合入宿主染色体。
淮南则为橘,生于淮北则为枳。《晏子春秋·杂下之十》)
e.g.变形杆菌的灵杆菌素。
内因是决定因素,外因是条件。
二、细菌遗传和变异的物质基础
一、三个经典实验,证明核酸是遗传变异 的物质基础: 1 经典转化实验(transformation) 2 噬菌体的感染实验 3 植物病毒重建实验