基因的结构与组合
高中生物遗传学30道题及解析
高中生物遗传学30道题及解析一、全文概述高中生物遗传学是高考的重要组成部分，掌握遗传学的基本知识和解题技巧对于提高考试成绩具有重要意义。
本文将对高中生物遗传学的主要知识点进行梳理，并通过30道经典题目及其解析，帮助同学们巩固所学内容，提高解题能力。
二、经典题目与解析1.基因的分离与自由组合定律：题目1解析：根据基因的分离定律，杂合子在减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
自由组合定律则表明，非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。
2.基因的连锁交换定律：题目2解析：基因的连锁交换定律指的是在减数分裂过程中，同源染色体上的非等位基因发生交换，使后代产生新的基因型。
这种交换在一定程度上增加了遗传的多样性。
3.遗传的基本规律：题目3-5解析：遗传的基本规律包括基因的分离与组合定律、孟德尔遗传定律、染色体遗传规律等。
这些规律为我们研究遗传现象提供了理论基础。
4.基因型与表现型的关系：题目6解析：基因型是指一个生物个体所携带的基因组成，而表现型则是基因型与环境共同作用的结果。
表现型与基因型之间的关系可以通过遗传图解进行分析。
5.遗传工程的原理及应用：题目7-8解析：遗传工程是指通过人工手段对生物体的基因进行改造，以达到预期目的。
基因工程在农业、医学等领域有着广泛的应用。
6.基因突变与基因重组：题目9-10解析：基因突变是指基因在结构或功能上的改变，基因重组则是指在生物体进行有性生殖的过程中，染色体上的基因发生重新组合。
7.生物多样性与物种形成：题目11-12解析：生物多样性是由于基因突变和基因重组所产生的遗传多样性，物种形成则是通过长时间的演化过程，物种间的遗传隔离逐渐加大，最终形成新的物种。
8.人类遗传病及其预防：题目13-14解析：人类遗传病是由于遗传物质的异常所导致的一类疾病。
通过婚前遗传咨询和基因检测等技术，可以有效降低遗传病的发病率。
5-2 基因的自由组合定律
第2课基因的自由组合定律【课标要求】阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能,并可由此预测子代的遗传性状。
【素养目标】1.通过分析基因自由组合定律的细胞学基础,建立进化与适应的观念。
(生命观念)2.通过研究自由组合定律的解题规律及方法,培养归纳与演绎的科学思维。
(科学思维)一、孟德尔两对性状的杂交实验1.观察现象,提出问题:2.分析问题,提出假说:(1)提出假说①两对相对性状分别由两对遗传因子控制。
②F1在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合。
F1产生的雌雄配子各有四种:YR、Yr、yR、yr,它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。
③受精时,雌雄配子的结合是随机的。
(2)杂交实验分析图解:(3)结果分析①表型:表型双显性Y_R_(9/16)YYRR(1/16)YyRR(2/16)YYRr(2/16)YyRr(4/16) 单显性Y_rr(3/16)YYrr(1/16)Yyrr(2/16)yyR_(3/16)yyRR(1/16)yyRr(2/16) 双隐性yyrr(1/16) yyrr(1/16)②基因型:基因型纯合子YYRR、YYrr、yyRR、yyrr各占1/16 单杂合子YyRR、Yyrr、YYRr、yyRr各占2/16 双杂合子YyRr 占4/163.演绎推理,验证假说:4.分析结果,得出结论:实验结果与演绎结果相符,假说成立。
二、自由组合定律1.内容:(1)控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的。
(2)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。
2.细胞学基础:3.实质、发生时间及适用范围:实质非同源染色体上的非等位基因的自由组合发生时间减数分裂Ⅰ后期适用范围生物类型有性生殖的真核生物,不适用于原核生物和病毒基因位置非同源染色体上的非等位基因,不适用于细胞质遗传和同源染色体上的非等位基因三、孟德尔成功的原因分析四、孟德尔遗传规律的再发现和应用1.再发现:孟德尔约翰逊遗传因子基因性状表型遗传因子组成基因型控制相对性状的遗传因子等位基因2.应用:(1)杂交育种:组合亲本的优良性状。
基因的自由组合定律
三、对性状重组现象解释的验证实验： 1、实验方法 ——测交： 1与双隐性个体杂交的过程。 F 2、理论预测： F1 黄圆 Yy Rr Rr 绿皱 y y rr yr
配子 Yyrr yyRr yyrr 测交 YyRr 后代 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 比例： 1 : 1 : 1 : 1 3、验证结果： 实验结果与理论预测一致。 ⑴F1的基因型为YyRr。 ⑵F1产生四种配子（YR、Yr、yR、yr）且比例相等
4、F2代中，能够稳定遗传的个体占总数 1/4 。 5、与F1性状不同的个体占总数 7/16 。 6、F2中杂合的黄皱占 1/8 。在F2黄色皱粒中，杂合子所 占的比例为 2/3 。
7、白色盘状与黄色球状南瓜杂交，F1全是白色盘状 南瓜。F2杂合白色球状南瓜有3966，则纯合的黄色盘 状南瓜有 （ ） A. 7932 B. 3966 C. 1983 D. 1322 8、具有两对相对性状的两个纯合亲本杂交（AAbb和 aaBB），F1自交产生的F2中，新的性状组合个体数占 总数的 A．10/16 B．6/16 C．9/16 D．3/16
2、具有两对相对性状的纯合子杂交，在F2中能稳定 遗传的个体数占总数的 A．1/16 B．1/8 C．1/2 D．1/4
3、具有两对相对性状的两个纯合亲本杂交（AABB和 aabb），F1自交产生的F2中，新的性状组合个体数占 总数的 A．10/16 B．6/16 C．9/16 D．3/16
课前思考
二、对性状重组现象的解释： 黄圆 绿皱 ⑴黄绿性状由基因Y、y控制 YY R R y y rr yr 圆皱性状由基因R、r控制 配子 Yy Rr 黄圆 Rr 配子 Y R YY R R Yy R R YY Rr Yy Rr yR Yy R R y y RR Yy R r Yr yy R r
人体的遗传物质如何传递给后代
人体的遗传物质如何传递给后代人类遗传物质的传递，是通过基因的遗传来实现的。
基因是指生物体内部能够携带遗传信息的DNA序列，它们以特定的方式传递给下一代。
遗传物质的传递涉及到基因的表达、复制、分离和组合等过程，这些过程决定了子代的遗传特征。
本文将详细介绍人体遗传物质的传递机制。
一、基因的组成和结构基因是由DNA分子构成的。
DNA由核苷酸组成，每个核苷酸包含一个磷酸基团、一个五碳糖（脱氧核糖或脱氧核苷糖）和一种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶或胞嘧啶）。
DNA分子由两条互补的链以螺旋结构紧密缠绕而成，其中两条链通过碱基之间的氢键相连。
二、基因的复制基因的复制是指在细胞分裂过程中，DNA分子向子代细胞准确地复制的过程。
复制过程中，DNA双链被酶解开，形成两个互补模板。
在每个模板上，新的核苷酸被合成，并与原有的模板链互补配对，形成两个完整的DNA分子。
这样，每个细胞都可以获得与母细胞相同的遗传信息。
三、基因的表达基因的表达是指基因通过转录和翻译过程来实现其遗传信息的表达。
转录是指DNA模板上特定的基因序列被RNA聚合酶解读出，合成相应的mRNA分子，称为信使RNA。
翻译则是指mRNA分子通过核糖体上的核酸酶解读出，根据密码子表进行翻译，合成相应的氨基酸，从而形成蛋白质。
蛋白质是生物体内部最重要的功能分子之一，也决定了生物体的遗传特征。
四、遗传物质的分离和组合在性生殖过程中，父母的基因会以特定的方式分离和组合，形成子代的遗传组合。
这是通过受精过程实现的。
受精是指精子和卵子的结合，形成受精卵。
在受精卵形成的过程中，父母的基因会以等位基因的方式组合在一起，形成子代的基因组合。
这种组合方式使得子代具有父母的遗传特征，同时也增加了基因的多样性。
总结：人体的遗传物质通过基因的遗传来传递给后代。
基因是由DNA分子构成的，其复制、表达和组合过程决定了子代的遗传特征。
基因的复制和表达是保证遗传信息传递准确性和正常功能的关键过程，而遗传物质的分离和组合则保证了子代具有父母遗传特征的同时增加了基因的多样性。
高中生物基因的自由组合定律知识点与常见误区总结
高中生物基因的自由组合定律知识点与常见误区总结1、基因的自由组合规律：在F1产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合，这一规律就叫基因的自由组合规律。
2、两对相对性状的遗传试验：①P：黄色圆粒X绿色皱粒→F1：黄色圆粒→F2：9黄圆：3绿圆：3黄皱：1绿皱。
②解释：1)每一对性状的遗传都符合分离规律。
2)不同对的性状之间自由组合。
3)黄和绿由等位基因Y和y控制，圆和皱由另一对同源染色体上的等位基因R和r控制。
两亲本基因型为YYRR、yyrr，它们产生的配子分别是YR和yr，F1的基因型为YyRr。
F1(YyRr)形成配子的种类和比例：等位基因分离，非等位基因之间自由组合。
四种配子YR、Yr、Yr、yr的数量相同。
4)黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交试验分析图示解：F1：YyRr→黄圆(1YYRR、2YYRr、2YyRR、4YyRr)：3绿圆(1yyRR、2yyRr)：黄皱(1Yyrr、2Yyrr)：1绿皱(yyrr)。
5)黄圆和绿皱为亲本类型，绿圆和黄皱为重组类型。
2、对自由组合现象解释的验证：F1(YyRr)X隐性(yyrr)→(1YR、1Yr、1yR、1yr)Xyr→F2：1YyRr：1Yyrr：1yyRr：1yyrr。
3、基因自由组合定律在实践中的应用：1)基因重组使后代出现了新的基因型而产生变异，是生物变异的一个重要来源;通过基因间的重新组合，产生人们需要的具有两个或多个亲本优良性状的新品种。
4、孟德尔获得成功的原因：1)正确地选择了实验材料。
2)在分析生物性状时，采用了先从一对相对性状入手再循序渐进的方法(由单一因素到多因素的研究方法)。
3)在实验中注意对不同世代的不同性状进行记载和分析，并运用了统计学的方法处理实验结果。
4)科学设计了试验程序。
5、基因的分离规律和基因的自由组合规律的比较：①相对性状数：基因的分离规律是1对，基因的自由组合规律是2对或多对;②等位基因数：基因的分离规律是1对，基因的自由组合规律是2对或多对;③等位基因与染色体的关系：基因的分离规律位于一对同源染色体上，基因的自由组合规律位于不同对的同源染色体上;④细胞学基础：基因的分离规律是在减I分裂后期同源染色体分离，基因的自由组合规律是在减I分裂后期同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合;⑤实质：基因的分离规律是等位基因随同源染色体的分开而分离，基因的自由组合规律是在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。
必修2第1章第2节基因的自由组合定律(9331变式课件)
短尾基因（T）对长尾基因（t）为显性，且基因Y 或t纯
合时都能使胚胎致死，这两对基因是独立遗传的，现有
两只双杂合的黄色短尾鼠交配，理论上它们所生的子代
表现型比例为（ ）
A．2∶1 B．9∶3∶3∶1
[答案] A
C．4∶2∶2∶1
D．1∶1∶1∶1
二、关于9∶3∶3∶1的变化
致死现象
4、配子致死：指致死基因在配子时期发生作用,
短尾基因（T）对长尾基因（t）为显性，且基因t纯合时
都能使胚胎致死，这两对基因是独立遗传的，现有两只
双杂合的黄色短尾鼠交配，理论上它们所生的子代表现
型比例为（ ） A．3∶1
[答案] A
B．9∶3∶3∶1
C．4∶2∶2∶1
D．1∶1∶1∶1
二、关于9∶3∶3∶1的变化 致死现象
例5.某种鼠中，黄鼠基因（Y）对灰鼠基因（y）为显性，
yyrr 1
yyrr
一、9:3:3:1比例的来源及特点
规律
1、比例为1的均为 纯合子 、比例为2的均为单杂合子、 比例为4的为 双杂合子。 2、含一对隐性基因的单杂合子有 2 种,含一对显 性基因的单杂合子也有 2 种。 3、9A_B_包含4种基因型,比例 1：2：2:4,
3A_bb包含2种基因型,比例为 1：2 ; 3aaB_也包含2种基因型,比例为 1：2 ; 4、9A_B_中杂合子占8/9 ,纯合子占8/9 ； A_bb(3aaB_)中杂合子占 2/3 ,纯合子占 1/3 。
(9A_B_: 3aaB_; 1aabb) ：(3A_bb)
13
3
二、关于9∶3∶3∶1的变化 基因互作
例13.在西葫芦的皮色遗传中，已知黄皮基因(Y)对 绿皮基因(y)为显性，但在另一白色显性基因(W)存 在时，基因Y和y都不能表达。两对基因独立遗传。 现有基因型为WwYy的个体自交，其后代的表现型 种类及比例是( ) A．4种，9∶3∶3∶1 B．2种，13∶3
基因的结构和组合
1.1 基因重叠
36 LOGO
如ΦX174
开放阅读框（Open Reading Fram, ORF）
蛋 精 丙 丝 异亮 赖 蛋 异亮 甘 缬 丝 天酰 异亮 谷酰
A ATGCGCGCTTCGATAAAAATGATTGGCGTATCCAACATCCAG B ATGCGCGCTTCGATAAAAATGATTGGCGTATCCAACATCCAG
命特征）以及疾病易感性（肿瘤、高血压）等。
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（三） DNA的二级结（ 伟大的双螺旋结构）
11 LOGO
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12 LOGO
反向平行 碱基互补 双螺旋
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(base match)碱基互补
13 LOGO
27 LOGO
Tm值
使50%DNA分子解链时所需的温度
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两个阶段
28 LOGO
I
II
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轻度变性
29 LOGO
GC
AT
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Tm值
30 LOGO
DNA的Tm值与以下因素有关：
（1）DNA的均一性
2.
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6 DNA的变性和复性
变性（denaturation）
24 LOGO
在加热，碱性等条件下，双螺旋之间氢键断裂，双螺旋解 开，形成单链无规则线团，因而发生了性质上的改变（如 粘度下降，沉降速度增加，浮力上升，紫外吸收增加等） 复性（renaturation）——退火（annealing） 在去除变性的条件下，两条变性的碱基互补的单链DNA 可以恢复成双链结构，并且恢复原有的理化特性和生物学 活性
初中生物竞赛辅导教程 第七章 遗传和变异(知识概要)
第七章遗传和变异第一节遗传的物质基础【知识概要】一、染色体是遗传物质的主要载体1．染色体的化学成分染色体的主要成分为DNA和组蛋白，两者含量比率相近，此外，还有少量非组蛋白和RNA。
组蛋白为含赖氨酸和精氨酸比较多的碱性蛋白质，带正电荷。
其功能是参与维持染色体结构，有阻碍NDA转录RNA的能力。
非组蛋白为含天门冬氨酸、谷氨酸等酸性蛋白质，带负电荷。
非组蛋白的特点是：既有多样性又有专一性，含有组蛋白所没有的色氨酸。
非组蛋白的功能是DNA 复制、RNA转录活动的调控因子。
2．染色体的结构核体→螺线管→超螺线管→染色单体。
从舒展的DNA双螺旋经四级折叠，压缩到最短的中期时，DNA分子缩短约5000～10000倍。
二、DNA是主要的遗传物质l．噬菌体侵染细菌实验证实DNA是遗传物质实验步骤如下：2．肺炎双球菌的转化实验证实DNA是遗传物质3．烟草花叶病毒（CMV）的重建说明CMV是不具DNA的病毒，RNA是遗传物质三、DNA的结构和功能1．DNA的结构DNA是四种脱氧核苷酸的多聚体，见下图：DNA的一级结构DNA的主干由磷酸和脱氧核糖交互组成，磷酸和糖由3’、5’一磷酸二酯键联结在一起。
碱基接在每一脱氧核糖的1’碳上其结构要点如下：（1）两条DNA链反向平行，一条走向是5’→3’，另一条走向是3’→5’，两条互补链相互缠绕，形成双螺旋状。
（2）碱基配对不是随机的。
腺嘌呤（A）通过两个氢键与胸腺嘧啶（T）配对，鸟嘌呤（G）通过三个氢键与胞嘧啶（C）配对（见右图）。
GC对丰富的DNA比AT对丰富的DNA更为稳定。
（3）DNA的双螺旋结构中，碱基顺序没有限制性，但是碱基对的顺序却为一种DNA分子提供了它性质上的特异性。
（4）双链DNA具有不同的构型，其中3种具有生物学上重要性。
①B—DNA：右旋，正常生理状态下的常见形式。
②A－DNA：右旋，脱水状态下的常见形式。
③Z—DNA：左旋，这种结构可能与真核生物中基因活性有关。
基因组的序列组成
基因组的序列组成
基因组是生物体内全部遗传信息的总和，包括DNA和RNA。
DNA是生物体内主要的遗传物质，而RNA在基因的转录和翻译过程中起关键作用。
基因组的序列组成指的是DNA或RNA中碱基的排列顺序，包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）（对于RNA而言，替代的碱基是尿嘧啶（U）而不是胸腺嘧啶）。
在人类和许多其他生物中，DNA是以双螺旋结构存在的，由两个互补的链构成。
每个链上的碱基以氢键相互配对，A和T之间有两个氢键，G和C之间有三个氢键。
这种特定的碱基配对确保了DNA的稳定性和准确性。
基因组的序列组成是由成千上万个基因组成的。
基因是DNA的特定区域，包含了编码蛋白质或RNA的信息。
基因组的其余部分可能包括非编码RNA、调控元件、反转录转座子等。
整个基因组的序列组成对生物体的发育、生长、功能和遗传特性等方面都具有重要影响。
不同生物体的基因组序列组成存在差异，这也是生物多样性的基础之一。
随着技术的进步，科学家们能够测定各种生物的基因组序列，从而更深入地了解生物的遗传信息和进化关系。
2023届高三生物一轮复习课件：基因的自由组合定律
1某生物基因型为AaBbCc ，三对基因遵循自由组合定律，则产生 的配子种类及比例是什么？
1C= ABC
1A
1B 1c = ABc
1b
1C = AbC 1c = Abc
1C= aBC
1a
1B 1c= aBc 1b 1C= abC
1c= cbc
1某生物基因型为AaBBCc ，三对基因遵循自由组合定律，则产生 的配子种类及比例是什么？
表现型
PpRr × PpRr
毛抗 × 毛抗
PpRR × pprr
毛抗× 光感
Pprr × ppRr
毛感 × 光抗
ppRr × ppRr
光抗 × 光抗
ppRr × PpRr
光抗 × 毛抗
F1表现型及植株数目比 毛抗 毛感 光抗 光感
9: 3 : 3:1 1: 0 : 1:0 1 : 1 : 1:1 0 : 0 : 3:1 3: 1 : 3:1
黄色圆粒
绿色皱粒
减数 分裂
减数 分裂
配子
YR
yr
受精
F1
Yy Rr
减数分 裂
×
粒色
黄色:Y 绿色:y
粒形 圆粒:R 皱粒:r
成对的遗传因子
彼此分离，不同
对的遗传因子自 由组合
R YR Y r Yr
R yR y r yr
F1配子
YR
yR
Yr
YY
Yy
YY
YR RR
RR
Rr
Yy
yy
Yy
yR RR
RR
Rr
YY
Yr Rr
Yy
YY
Rr
rr
Yy
yr
Rr
高中生物专题节基因工程的基本操作程序新人教版选修
(3)最后检测目的基因是否○43 ____翻__译__成__蛋__白__质______，可用 ○44 __抗__原__—__抗__体__杂__交__法____。
2．个体生物学水平鉴定：如做抗虫或抗病接种实验。
[思维激活] 1．为什么要用同一种限制酶切割质粒和含目的基因的 DNA分子？ 2．用于构建基因表达载体的质粒为什么必须具有启动子 和终止子？ 3．植物基因工程常用的受体细胞为什么可以是体细胞， 而动物基因工程一般只用受精卵？
一、目的基因的获取 不同基1 ．因从 基 因 文 库 中 获 取 目 的 基 因 ： 将 含 有 某 种 生 物 ⑤ ________的许多DNA片段，不导同入基受因体菌的群体中储存，各个 受体菌分别含含了一种生物所有的基因，就叫⑦ _部__分__基_因__文__库_；如果它c只D包NA含文一库种生物的一部分基因，就叫⑧ ______________，如⑨__________。
[答案] 1．目的是产生相同的黏性末端，便于两者完全拼接。 2．导入到受体细胞的目的基因的表达需要调控序列，因 此在插入目的基因的部位之前需有启动子，之后需有终止子。 3．植物细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程成为 完整植物体，因此受体细胞可以是受精卵也可以是体细胞；动 物体细胞的全能性受到严格限制，因此动物基因工程中的受体 细胞一般只用受精卵。
要点精析
一、目的基因的获取 目的基因的获取概括地说主要有两条途径： ①可以从自然界中已有的物种中分离出来 遵循基因工程的基本操作程序。 做法是：将某种生物体内的DNA全部提取出来，选用适当的限 制性核酸内切酶，将DNA切成一定范围大小的DNA片段，然 后，将这些DNA片段分别与载体连接起来，导入受体菌的群体 中储存，每个受体菌都包含了一段不同的DNA片段。也就是 说，这个群体包含了这种反转录 产生的多种互补DNA(也叫cDNA)片段，与载体连接后储存在 一个受体菌群中，那么，教材中 的“生物技术资料卡”。
基因的结构和组合
基因的结构和组合基因是一种物质，它负责确定一个生物的遗传特征和生物体的生长和发育方式。
基因的结构和组合是生物遗传学的核心内容之一，对于理解遗传现象和进化发展具有重要意义。
在分子层面上，基因是由DNA(去氧核糖核酸)分子组成的。
DNA是由碱基对、糖和磷酸组成的双螺旋结构，其中碱基对包括腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）四种碱基。
这些碱基按照一定的规则配对，并通过糖和磷酸以特定的顺序组合成链。
整个DNA分子的双螺旋结构使得它在遗传过程中能够自我复制和传递遗传信息。
在功能层面上，基因指的是有特定功能的DNA片段。
一个基因通常包括含有编码蛋白质的编码区域和参与调控基因表达的调控区域。
编码区域的序列确定了蛋白质的氨基酸序列，从而决定了蛋白质的形态和功能。
调控区域则通过结合特定的转录因子来调控基因的表达水平和时机。
基因还可以包括非编码RNA（如rRNA、tRNA、miRNA等），这些RNA分子在细胞代谢和基因调控过程中发挥重要的功能。
基因的组合是指多个基因在染色体上的排列和组织方式。
人类和其他高等生物的基因组是由两套染色体组成的核染色体组，其中一套来自母亲，一套来自父亲。
基因组的组合方式对于生物的遗传特征和物种的多样性具有重要影响。
不同基因的组合方式可以导致个体在形态、生理、行为等方面的差异。
此外，基因组的细微变异（如突变和重组）也是进化的重要驱动力之一，它们可以导致新基因的产生以及功能的改变。
基因的结构和组合是遗传学研究的基础。
通过对基因结构和组合的研究，科学家能够深入理解基因功能和表达调控的机制，揭示遗传疾病的发生机制，并为人类健康和疾病治疗提供理论基础。
此外，通过研究不同物种、群体和个体基因组的差异，科学家还能够更好地理解生物进化和物种多样性的起源和发展过程。
总之，基因的结构和组合是生物遗传学中的重要研究内容。
深入了解基因的结构和组合对于理解遗传现象、揭示生命的奥秘以及促进生物科学的发展都具有重要意义。
基因的结构和组合
基因的结构和组合基因是生物体内的一个遗传单位，带有传递和表达生物性状的遗传信息。
基因的结构和组合是指基因本身的组成和基因在基因组中的排列方式。
一、基因的结构基因是由DNA分子组成的，具有特定的结构。
一个典型的基因由以下几个部分组成：1.启动子：启动子位于基因的起始端，是一个调控基因表达的序列，可以结合到转录因子上，启动转录过程。
2.编码区：编码区也被称为外显子，是基因中直接编码蛋白质的区域，其中包含了氨基酸序列的信息。
3.内含子：内含子也被称为非编码区，是编码区之间的区域，不直接参与蛋白质的合成，但在基因调控中起到重要作用。
4.终止子：终止子位于基因的末端，是一个信号序列，用于指示转录过程的终止。
二、基因的组合1.单一基因：最简单的基因组合是一个单一基因。
单一基因可以编码一个蛋白质、翻译为一个功能性RNA分子，或者只具有调控功能。
2.多个基因：大多数生物体都有多个基因，它们以不同的方式组合在一起。
在原核生物中，基因通常以操作子的方式进行组合，形成一个连续的转录单元。
在真核生物中，基因通过间隔区域分开，每一个基因独立转录和翻译。
3.基因组：基因组是一个生物体内所有基因的集合。
大多数生物都具有线性染色体结构的基因组，其中基因以一定的顺序排列。
线性染色体可以进一步分为多个区段，每个区段包含一个或多个基因，也包含非编码区。
除了线性染色体外，一些生物还具有环状染色体或质粒的基因组结构。
基因组有不同的大小，从几个基因组成的细菌基因组到几万个基因组成的人类基因组。
基因组中的基因排列方式对基因的表达和调控起着重要作用。
在染色体上，基因的排列可以是连续的，也可以有间隔，这可能会影响到转录因子在基因间的结合和调控。
在生物进化的过程中，基因的结构和组合可以发生变化。
基因可以通过基因重排、基因复制和基因突变来改变其结构和组合，进而产生新的功能。
这种变化对于生物适应环境和进化起着重要的作用。
总结起来，基因的结构和组合决定了基因的功能和调控方式。
高二生物课件基因组合
高二生物课件基因组合标题：基因组合在高二生物教学中的应用摘要：基因组合是生物学中的重要概念，它涉及到遗传学、分子生物学和生物技术等多个领域。
本课件旨在通过介绍基因组合的概念、原理和应用，帮助学生更好地理解基因组合在生物学中的重要性，并激发他们对生物学的兴趣。
一、引言基因组合是指将不同基因的DNA序列进行人工重组，以创造出具有特定功能的基因组合体。
基因组合技术在现代生物学中具有重要的应用价值，不仅可以用于研究基因的功能和调控机制，还可以用于基因治疗、基因工程和生物制药等领域。
本课件将介绍基因组合的基本概念、原理和应用，帮助学生更好地理解基因组合在生物学中的重要性。
二、基因组合的基本概念1. 基因：基因是生物体内控制遗传特征的基本单位，它由DNA 序列编码，并通过转录和翻译过程产生蛋白质。
2. 基因重组：基因重组是指将不同基因的DNA序列进行人工重组，以创造出具有特定功能的基因组合体。
3. 基因克隆：基因克隆是指将特定的基因序列复制并插入到载体DNA中，以便进行进一步的遗传操作。
4. 基因表达：基因表达是指基因通过转录和翻译过程产生蛋白质的过程。
三、基因组合的原理1. 限制性内切酶：限制性内切酶是一种能够识别特定的DNA序列并将其切割的酶，它在基因组合中起着重要的作用。
2. 载体DNA：载体DNA是一种能够携带外源基因并将其导入宿主细胞的DNA分子，常用的载体DNA包括质粒、噬菌体和人工染色体等。
3. 连接酶：连接酶是一种能够将DNA分子连接起来的酶，它在基因组合中起着重要的作用。
4. 转化：转化是指将外源基因导入宿主细胞的过程，常用的转化方法包括热激转化、电转化和基因枪法等。
四、基因组合的应用1. 基因功能研究：通过基因组合技术，可以将特定的基因序列插入到载体DNA中，并将其导入到细胞中，以研究基因的功能和调控机制。
2. 基因治疗：基因治疗是指通过基因组合技术，将正常的基因序列导入到患者的细胞中，以治疗遗传性疾病和某些非遗传性疾病。
基因自由组合定律知识点总结
基因自由组合定律知识点总结
基因自由组合定律是遗传学中的基本定律之一，它描述了当具有两对或更多对相对性状的亲本进行杂交时，其子代基因型和表型的分布规律。
以下是基因自由组合定律的一些核心知识点：
1.适用范围：基因自由组合定律适用于真核生物进行有性生殖的减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因的遗传。
2.定律内容：当两对或更多对非同源染色体上的非等位基因处于完全显性时，这些基因在杂合子中的组合是自由的，它们在子代中的分离也是独立的。
3.基因型与表现型：在自由组合定律的框架下，基因型是指个体的遗传组成，表现型是指个体表现出的性状。
表现型是基因型和环境共同作用的结果。
4.分离定律与独立分配定律：分离定律是遗传学的基本定律，它指出位于同源染色体上的等位基因在减数分裂时发生分离。
独立分配定律则指出位于非同源染色体上的非等位基因在遗传时遵循自由组合的原则。
5.交叉互换与连锁遗传：交叉互换是指减数分裂过程中同源染色体间发生的交换，而连锁遗传是指某些基因位于同一染色体上，它们在遗传时表现出连锁关系。
这些现象并不遵循自由组合定律。
6.应用领域：基因自由组合定律在农学、园艺学、育种学、遗传学等多个领域有广泛应用，如育种方案的设计、遗传疾病的预测与防治等。
7.限制与挑战：虽然基因自由组合定律在许多情况下能够很好地描述遗传现象，但在某些特定条件下，如近亲繁殖、突变和染色体异常等情况，该定律的应用会受到限制。
综上所述，基因自由组合定律是一个强大的理论工具，用于理解多基因性状的遗传规律和设计育种策略。
在学习和应用该定律时，理解其适用范围和限制条件至关重要。
基因的组成成分
基因的组成成分
基因是生物体内的遗传信息组成部分，它由多种不同的组成
成分构成。
下面是基因的主要组成成分：
1.DNA：DNA（脱氧核糖核酸）是基因的主要组成部分。
它由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳮腺嘧啶）组成，
以双螺旋结构存在。
DNA包含了生物体的遗传信息，通过编码蛋白质的序列和调控基因表达来影响生物的形态、发育和功能。
2.基因编码区：基因编码区（也称为外显子）是基因内的一
部分，编码生成蛋白质所需的氨基酸序列。
它们通过转录转化
为RNA，然后由翻译机器将其转化为蛋白质。
3.基因调控区：基因调控区（也称为内含子、调控元件）指
的是基因内的非编码序列区域，它们可以调控基因的表达。
基
因调控区域中包含启动子、增强子、转录因子结合位点等结构，通过结合特定的蛋白质来调节基因的表达水平。
4.转座子：转座子是一种特殊的序列，它可以在基因组中自
由移动。
转座子可以插入到其他基因的编码或调控区域，导致
基因表达的改变或突变。
5.线粒体DNA：除了细胞核内的DNA外，线粒体中也有自己的DNA。
线粒体DNA较小，目前已知编码有部分线粒体蛋
白质的基因。
线粒体DNA主要参与能量合成和细胞呼吸等功能。
4对等位基因自由组合比例
4对等位基因自由组合比例1.引言1.1 概述在遗传学中，“等位基因自由组合比例”是指在一对等位基因的基础上，通过配子的自由组合方式，形成不同基因型的后代的比例。
等位基因是指在同一位点上产生不同表现形式的基因，它们决定了个体在某种特征或性状上的表现差异。
遗传自由组合是指父母在生殖过程中自由组合各自的基因，从而产生不同基因型的后代。
基因组合的形成是通过四个等位基因之间的自由排列和结合而实现的。
等位基因自由组合比例的确定是遗传学研究的重要内容之一，它直接影响着物种的遗传多样性和进化过程。
不同的等位基因自由组合比例可以导致不同的基因型频率分布，从而产生不同的表型表现。
本文将介绍等位基因的概念和分类，以及遗传自由组合的原理。
进一步分析影响等位基因自由组合比例的因素，并探讨这种比例的重要性。
通过深入了解等位基因自由组合比例的相互关系和作用机制，我们可以更好地理解基因在物种进化和表型表现方面的作用，为生物学和医学研究提供理论依据。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以介绍本篇长文的组织结构和各个部分的主要内容，方便读者了解文章的整体安排和重点内容。
在本篇长文中，文章结构如下：1. 引言：本部分主要包括概述、文章结构和目的三个小节。
- 概述：简要介绍研究背景和相关概念，引发读者对主题的兴趣。
- 文章结构：介绍本篇长文的大纲和各个部分的主要内容，方便读者了解文章的整体安排。
- 目的：阐明研究目的和意义，说明为什么研究对等位基因自由组合比例的影响因素和重要性。
2. 正文：本部分主要包括对等位基因的概念和分类以及遗传自由组合的原理两个小节。
- 对等位基因的概念和分类：详细介绍对等位基因的定义、特点和分类方法，为后续部分的讨论提供基础。
- 遗传自由组合的原理：介绍遗传自由组合的概念和原理，解释对等位基因之间的自由组合如何影响基因型和表型的表现。
3. 结论：本部分主要包括对等位基因自由组合比例的影响因素和重要性两个小节。
Ig基因
◘ 单特异性－－单个B细胞只产生一种抗体基因
◘ 淋巴细胞为二倍体－－H、κ和λ都有两个等位基 因 －－－重组表现为等位基因排斥（allelic exclusion） ◘ 轻链中表现为同型性项斥（isotypic exclusion） 往往只有κ链基因重组失败，才发动λ链基因重组 ◘ 抗体中大部分轻链是κ 链，λ链往往占少部分 人类有约60%的轻链是κ链，约40%为链。老 鼠 有95% 的B细胞表达κ类型的轻链
5，
3
重链基因： 位于第14号染色体，包括重链V区基因和C区基因 V区基因:可变区基因（Variabel segment）简称VH （95） 多样性基因（Diversity segment ）简称DH（27） 连接基因（Joining segment ）简称JH（6） C区基因（Constant）简称CH（9）
320X10530=3.3X106 多样性增加100倍
N核苷酸插入
多样性预期 体细胞突变
多样性增加300倍
~1011
IgH基因突变率是其它基因的百万 倍以上，显著增加了抗体分子的多样性 及其与抗体的亲和力
Ig多样性的意义：
1.生物体的基因库中仅储存少量的信息，即可 对付自然界千变万化的抗原刺激。 2.了解Ig多样性的产生机制，利用分子生物学 技术，用少量的基因片段组合成千变万化的特 异性抗体的可变区。
D4 D3
“12-23”规则
一个D（如D2）和一个 J （如J2）基因片段 通过其两侧的23bpRSS和12bp-RSS被拉拢 在一起。它们之间的 DNA片段形成环状并被 剪除，D2和J2之间被 修复酶连接在一起。
V L
L V
a) RAG1/RAG2识别的二级 结构 ◘ 不同的V片段与J-C的重组
同倍体杂交物种形成的基因组证据
同倍体杂交物种形成的基因组证据随着生物学研究的不断深入，人们对植物杂交与进化的认识也越来越深刻。
同倍体杂交是指两个不同的物种进行杂交后，产生的杂合体是同倍体。
同倍体杂交物种的形成对于生物多样性的产生和维持具有重要意义。
在这篇文章中，我们将探讨同倍体杂交物种形成的基因组证据。
1. 同倍体杂交的形成机制同倍体杂交物种的形成通常发生在植物界，其形成机制主要是两种不同的物种进行杂交后，根据杂合体的染色体数目不同，分为二倍体与多倍体的同倍体杂交。
在杂交过程中，基因组层面发生的重组、修复和合并，对于同倍体杂交物种的形成起着至关重要的作用。
2. 基因组证据同倍体杂交物种形成的基因组证据主要体现在以下几个方面：(1) 基因组大小同倍体杂交物种的基因组大小通常会比父本物种的基因组大小大，这可能是由于两个不同物种的基因组在杂交后结合而成，进而导致基因组的扩大。
(2) 基因组结构同倍体杂交物种的基因组结构可能会表现出与父本物种不同的特征，比如染色体重组的形式可能会呈现出新的组合形式，这些新的组合形式可能会影响同倍体杂交物种的遗传特性。
(3) 基因组组成同倍体杂交物种的基因组组成通常会表现出父本物种不同的特征，比如同倍体杂交物种可能会表现出父本物种不具备的性状，这是由于杂交而导致的遗传物质的重新组合。
3. 研究案例近年来，许多科学家们针对同倍体杂交物种的基因组进行了深入的研究。
通过对不同同倍体杂交物种的基因组进行测序分析，科学家们发现了许多基因组证据，这些证据为同倍体杂交物种的形成机制和进化提供了重要的线索。
4. 意义与展望同倍体杂交物种形成的基因组证据不仅对于我们理解植物杂交与进化具有重要意义，同时也对于我们利用植物资源进行遗传改良和育种具有重要的指导作用。
未来，我们期待能够通过对同倍体杂交物种基因组的深入研究，更好地揭示其形成机制和遗传特性，为植物遗传资源的保护和利用提供更加可靠的理论依据。
通过以上的讨论，我们可以看出，同倍体杂交物种形成的基因组证据是非常丰富和重要的。
基因的自由组合定律常见题型课件2021-2022学年高一下学期生物人教版必修2
二、基因自由组合定律的验证
P14【变式2】
例11．在豚鼠中，黑色(C)对白色(c)是显性，毛皮粗糙（R）对毛皮光滑
D （r）是显性。下列能验证基因的自由组合定律的最佳杂交组合是 （ ）
A．黑光×白光→18黑光：16白光 B．黑光×白粗→25黑粗 C．黑粗×白粗→15黑粗：7黑光：16白粗：3白光 D．黑粗×白光→10黑粗：9黑光：8白粗：11白光
例2．某种哺乳动物的直毛（B）对卷毛（b）为显性，黑色(C)对白色
（c）为显性，两对相对性状自由组合。基因型为BbCc的个体与“X”
交配，子代的性状为直毛黑色：卷毛黑色：直毛白色：卷毛白色=
3：3：1：1，个体“X”是 （
）
A．BbCc
B．BbCC
3：3：1：1 = (3：1) × (1：1)
C．bbCc
直到不发生__性__状__分__离____为止。 ddTt子代ddT_和ddtt ddTT子代ddTT
（4）最符合生产要求的品种是__矮__秆__抗__病__植__株___，其基因型为___d_d_T_T_______。
三、自由组合定律的应用
杂交 P
高秆抗病
DDRR
矮秆易感病
ddrr
自交 F1
高秆抗病 DdRr
2 两种病的概率计算
画遗传系谱图，注明各个成员患病情况 拆分成若干个分离定律，判断病与非病的显隐性 确定基因型 利用乘法原理计算
四、9 ：3 ：3 ：1变式
9：3：3：1变式改变的仅仅是表现型的种类和比例，本质上不改变 基因型的种类和比例，所以本质上依然遵循基因的自由组合定律。 解题思路关键是根据表现型比例或题目给定的代谢网络确定基因型 和表现型的对应关系
二、基因自由组合定律的验证
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原核生物基因组特征
（一） 噬菌体基因组及其特征
1. 基因组构成（dsDNA, ssDNA, dsRNA， ssRNA）
2. 存在基因重叠现象 3. 具有操纵子和多顺反子结构 4. 按照功能分类和表达先后顺序排列
2. 基因重叠
包含型：B基因完全在A基因内。
ΦX174
部分重叠型：B基因与A基因部分重叠。
1）核酸序列相同的基因家族
同一基因的多次拷贝，成簇地排列形成一个基因 簇。比如:
• rRNA基因家族 • tRNA基因家族 • 组蛋白基因家族
rRNA和tRNA基因家族
➢ 28S、18S、5.8SrRNA串连排列组成转录单位，称 为串联重复单位，分布不同染色体上。
➢ 5SrRNA基因单独构成转录单位，分布于1号染色体。 ➢ 同种tRNA基因串连排列。
基因家族
基因
单基因
25-50%
基因家族
Gene family
功能基因 假基因(pseudogene)
基因家族（gene family），是来源于同一个祖先，由一 个基因通过基因重复而产生两个或更多的拷贝而构成的一 组基因，它们在结构和功能上具有明显的相似性，编码相 似的蛋白质产物， 同一家族基因可以紧密排列在一起，形 成一个基因簇，但多数时候，它们是分散在基因组不同的 位置上的，各自具有不同的表达调控模式。
高效
➢ 4、按功能分类和表达先后顺序排列
真核生物基因组合特点
1. 核小体、染色质和染色体
X衍射 核酸酶消化 电镜
10nm重复结构 200bp重复DNA 串珠状结构
H2A, H2B, H3, H4各两拷贝，形成八聚体核心 H1作为连接蛋白连接相邻染色体 146bp围绕核小体1.75圈，H1连接额外20bp
（同聚嘌呤或者同聚嘧啶的 H回文区域）
➢ DNA四螺旋
Poly(I), Poly(G), 富含C的序列； 含有调节聚合序列（通式为（Ｔ／Ａ）ｍＧｎ，ｍ＝１～４， ｎ＝１～８）的单链ＤＮＡ; 体内DNA复制区域；
第二节 基因组和基因组合
Genome & Genome Organization
基因相关的概念
➢ 2、存在操纵子结构 （大约发现了600个操纵子）。
➢ 3、编码蛋白质的基因均为单拷贝基因，编码tRNA和 rRNA的基因是多拷贝基因。
2. 细菌操纵子
3. 编码tRNA和rRNA的基因是多拷贝基因
原核生物基因组合特点
➢ 1、基因常有重叠现象
经济
➢ 2、绝大部分基因都无内含子
适用
➢ 3、存在操纵子
基因的结构与组合
基因的本质与分子遗传研究的基本问题
基因的本质
功能：遗传和变异 物质：DNA或RNA
第一节 DNA组成和结构
Composition and structure of DNA
1. 核酸（DNA和RNA）的化学组成
（）
2. DNA的一级结构——核苷酸的排 列顺序
常见的核酸类似物
• LNA-Locked Nucleic Acid • Morpholino oligomers
1. 基因（gene）：传统意义讲是遗传单位；现代 分子生物学认为能够完整编码产生一种有生物 学功能产物（蛋白质或者RNA）所需信息的一 段DNA序列。
2. 基因组（genome）：细胞中所有的DNA，包 括所有基因和基因间区域。
3. 基因组合(genome organization)：具有不同 功能的DNA在整个基因组中的分布和他们之间 的相互关系。
组蛋白基因家族
5个成员串连在一起构成重复单位，各成员单独构成转录单位， 各种生物重复次数不一，转录方向可能不一致。
2）核酸序列高度同源型基因家族
➢ 人的生长激素基因家族
生长激素（GH），绒毛膜生长催乳激素（CS），催 乳素（PRL）。GH和CS，mRNA序列有92%的同源性， 氨基酸序列也有85%的同源性。
单碱基重叠： B基因与A基因只重叠一个碱基。
3. 具有操纵子和多顺反子结构
操纵子：几个基因串连在一起，由一个启动子控制，构成一 个转录单位，转录产生一个多顺反子（基因）mRNA，可翻 译为多种蛋白质。
4. 按照功能分类和表达先后顺序排列
即刻早期 延迟早期 晚期
（二） 细菌基因组合特点
➢ 1、基因组大部分为编码序列， 一般没有基因重叠现 象。
DNA二级结构构象的可变性
34Å
A form
B form
Z form
常出现在转录期DNA和 RNA之间
右旋
最常见形式 右旋
较为少见 左旋
碱基平面距离0.256nm； 碱基平面距离
螺距0.28nm；
0.34nm；
1螺圈11bp
螺距3.4nm；
1螺圈10bp
大沟小沟不同
碱基方向导致大沟小 沟有区别
碱基平面距离 0.37nm; 螺距4.46nm； 1螺圈12bp
A、热稳定性； B、抗核苷酸酶降解； C、低毒性作用。
3. DNA的二级结构（ 伟大的双螺旋结构）
反向平行 碱基互补 右手双螺旋
B-DNA的一些结构特征
➢ 碱基平面距离是0.34nm，每个 螺旋有10个bp，所以螺距是 3.4nm
➢ 在双螺旋上交替排列着大沟和 小沟。其中大沟是调控蛋白识 别DNA信息的重要场所。
2. 真核基因组DNA的分类
基因组DNA
（30亿bp）
基因及相关序列
（占基因组30%）
基因编码区
（< 3%）
调控区
基因外序列
（占基因组70%）
单拷贝或低拷贝序列
（3%）
1) 编码蛋白质的基因多为单拷贝基因。 2) 具有内含子结构，基因呈割裂现象。 3) 形成基因家族。
只有小沟 没有大沟
Z-DNA的生物学功能
4. DNA的高级结构（ 超螺旋结构和 其他结构）
➢ 超螺旋 vs 初级螺旋；
➢ 细菌环形DNA的超螺旋；
➢ 真核生物的核小体染色质结构；
三级结构的转换
拓扑异构酶
拓扑异构酶
负超螺旋
松弛DNA
溴乙锭
正超螺旋 溴乙锭
5. 其他特殊的DNA结构
➢ DNA三螺旋
真核基因的基本结构
内含子 & 外显子
含有卵清蛋白基因的DNA同卵清蛋白的成熟mRNA杂交， 该基因的8格外显子同它的mRNA互补区段完全配对，而 它的7个内含子形成7个环
两种不同的转录单位
转录单位
简单转录单位 复杂转录单位
多启动子 可变剪接 (alternative splicing)
唾液腺
唾液腺