高中生物遺傳學(xué)應(yīng)該怎么學(xué)
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生物遺傳學(xué)規(guī)律題解題學(xué)習(xí)方法
一、仔細(xì)審題
明確題中已知的和隱含的條件,不同的條件、現(xiàn)象適用不同規(guī)律:
1.基因的分離規(guī)律:
A.只涉及一對(duì)相對(duì)性狀;
B.雜合體自交后代的性狀分離比為3∶1;
C.測交后代性狀分離比為1∶1。
2.基因的自由組合規(guī)律:
A.有兩對(duì)(及以上)相對(duì)性狀(兩對(duì)等位基因在兩對(duì)同源染色體上)
B.兩對(duì)相對(duì)性狀的雜合體自交后代的性狀分離比為 9∶3∶3∶1
C .兩對(duì)相對(duì)性狀的測交后代性狀分離比為1∶1∶1∶1。
3.伴性遺傳:
A.已知基因在性染色體上
B.♀♂性狀表現(xiàn)有別、傳遞有別
C.記住一些常見的伴性遺傳實(shí)例:紅綠色盲、血友病、果蠅眼色、鐘擺型眼球震顫(X-顯)、佝僂病(X-顯)等
二、掌握基本方法
1.最基礎(chǔ)的遺傳圖解必須掌握:
一對(duì)等位基因的兩個(gè)個(gè)體雜交的遺傳圖解(包括親代、產(chǎn)生配子、子代基因型、表現(xiàn)型、比例各項(xiàng))
例:番茄的紅果—R,黃果—r,其可能的雜交方式共有以下六種,寫遺傳圖解: P ①RR × RR ②RR × Rr ③RR × rr ④Rr × Rr ⑤Rr × rr ⑥r(nóng)r × rr★注意:生物體細(xì)胞中染色體和基因都成對(duì)存在,配子中染色體和基因成單存在▲一個(gè)事實(shí)必須記?。嚎刂粕锩恳恍誀畹某蓪?duì)基因都來自親本,即 一個(gè)來自父方,一個(gè)來自母方。
2.關(guān)于配子種類及計(jì)算:
A.一對(duì)純合(或多對(duì)全部基因均純合)的基因的個(gè)體只產(chǎn)生一種類型的配子
B.一對(duì)雜合基因的個(gè)體產(chǎn)生兩種配子(Dd D、d)且產(chǎn)生二者的幾率相等 。
C. n對(duì)雜合基因產(chǎn)生2n種配子,配合分枝法 即可寫出這2n種配子的基因。例:AaBBCc產(chǎn)生22=4種配子:ABC、ABc、aBC、aBc 。
3.計(jì)算子代基因型種類、數(shù)目:
后代基因類型數(shù)目等于親代各對(duì)基因分別獨(dú)立形成子代基因類型數(shù)目的乘積(首先要知道:一對(duì)基因雜交,后代有幾種子代基因型?必須熟練掌握二、1)
例:AaCc ×aaCc其子代基因型數(shù)目? ∵Aa×aa F是Aa和aa共2 種 [參二、1⑤] Cc×Cc F是CC、Cc、cc共3種 [參二、1④] ∴答案=2×3=6種 (請(qǐng)寫圖解驗(yàn)證)
4.計(jì)算表現(xiàn)型種類:
子代表現(xiàn)型種類的數(shù)目等于親代各對(duì)基因分別獨(dú)立形成子代表現(xiàn)型數(shù)目的乘積[只問一對(duì)基因,如二1①②③⑥類的雜交,任何條件下子代只有一種表現(xiàn)型; 則子代有多少基因型就有多少表現(xiàn)型]例:bbDd×BBDd,子代表現(xiàn)型=1×2=2種 , bbDdCc×BbDdCc ,子代表現(xiàn)型=2×2×2=8種。
生物遺傳學(xué)解析
問題1:老師,學(xué)習(xí)遺傳規(guī)律的正確姿勢是什么?
愛智康劉伸琴老師:對(duì)號(hào)入座:第一回合:掌握基本概念和推導(dǎo);第二回合:掌握基本算法和基本題型;第三回合:學(xué)習(xí)特殊遺傳效應(yīng)的解題方法。
問題2:一對(duì)雙眼皮夫婦生了一個(gè)單眼皮的孩子,那么這對(duì)夫婦再生兩個(gè)孩子,兩個(gè)孩子都為雙眼皮的概率是:
答案是3/4x3/4=9/16,為什么呢?什么時(shí)候是兩個(gè)相乘,什么時(shí)候是兩個(gè)相加?
為什么單眼皮是隱性?如何判斷的?
都說無中生有為隱性,隱性遺傳看女病,有中生無為顯性,顯性遺傳看男病,不知該怎么理解?
愛智康劉伸琴老師:爸媽都無單眼皮,生出了單眼皮的后代,這就叫無中生有,所以單眼皮為隱性。爸媽都有病,生了沒有病的孩子,則叫有中生無,為顯性。
兩個(gè)獨(dú)立的事件要相乘,比如父母生第一個(gè)孩子是單眼皮的概率并不影響其第二個(gè)孩子的概率,則第一個(gè)孩子和第二個(gè)孩子是單眼皮的概率則為獨(dú)立事件,概率要相乘。
問題3:老師你好,怎么看是常染色體顯隱性,伴x還是伴y。謝謝老師啦
愛智康劉伸琴老師:伴Y遺傳是家族中只有男性患病,而且是父子都要病,通常考得很少。常染色體隱性遺傳病的判斷口訣:無中生有為隱性,生女患病為常隱。常染色體顯性遺傳病的判斷口訣:有中生無為隱性,生女患病為常顯。伴x隱性遺傳病的口訣:母病子必病,女病父必病。伴x顯性遺傳病的口訣:子病母必病,父病女必病。
問題4:謝謝老師!那計(jì)算比例的方法有些什么呢
愛智康劉伸琴老師:常見的有配子法、棋盤法、先分后合法。配子法就是算配子概率,雌雄配子相乘;棋盤法是畫棋盤,數(shù)個(gè)數(shù);先分后合法指的是兩對(duì)及以上先拆成一對(duì)對(duì)算,再對(duì)于對(duì)合起來,合起來的時(shí)候要相乘。
問題5:基因分離定律組合定律伴性遺傳等遺傳學(xué)那塊有什么規(guī)律口決什么的?
愛智康劉伸琴老師:常染色體隱性遺傳病的判斷口訣:無中生有為隱性,生女患病為常隱。常染色體顯性遺傳病的判斷口訣:有中生無為隱性,生女患病為常顯。伴x隱性遺傳病的口訣:母病子必病,女病父必病。伴x顯性遺傳病的口訣:子病母必病,父病女必病。
問題6:兩個(gè)單眼皮生不出雙眼皮小孩?
愛智康劉伸琴老師:單眼皮是隱性,為aa,雙眼皮為顯性,為AA或Aa,兩個(gè)aa結(jié)婚生不出A。
問題7:高中生物遺傳學(xué)怎樣才能學(xué)好? 要買什么書或者怎么嗎?我們老師屬于講課不細(xì)化不清楚的那種
愛智康劉伸琴老師:第一步:掌握基本概念和推導(dǎo);第二步:掌握基本算法和基本題型;第三步:學(xué)習(xí)特殊遺傳效應(yīng)的解題方法。如果老師課上講沒有弄明白的話,建議課下多問問老師和同學(xué),不要攢著問題。
問題8:怎么判斷染色體組數(shù)呢?
愛智康劉伸琴老師:第一種方法:找一種形狀(或者一種字母),數(shù)有多少個(gè),即為多少個(gè)染色體組,比如說AaaBBb,A有3個(gè),故為三個(gè)染色體組;第二種方法:先數(shù)出所有的數(shù)目,除以形狀的種樹,即為染色體組,比如說AaaBBb,一共是6個(gè)字母,有A、B2種字母,6÷2=3,為三個(gè)染色體組。
問題9:怎樣區(qū)分XY染色體的同源區(qū)段與非同源區(qū)段
愛智康劉伸琴老師:非同源區(qū)段就是我們常說的伴x和伴y遺傳,非同原區(qū)段一般題目會(huì)有提示說明。要注意不論是同原區(qū)段還是非同源區(qū)段,其遺傳都與性別相關(guān)聯(lián)。
問題10:老師我想問問母病子必病,女病父必病,跟子病母必病,父病女必病的區(qū)別
愛智康劉伸琴老師:母病子必?。耗赣H有病所有兒子必然得病,必然說X隱,母親如果有病,其基因型為XaXa,則其兒子必為XaY,必得病;但如果是兒子有病XaY,其媽媽不一定得病,因?yàn)閶寢尶梢允荴AXa。子病母必病跟這個(gè)正好相反。
生物遺傳學(xué)10大奇異事實(shí)
10、雜種優(yōu)勢
我們都了解近親繁殖有危險(xiǎn),因而最好不要和近親結(jié)婚。西班牙17世紀(jì)晚期的君主卡洛斯二世因?yàn)榧依锏拈L輩近親婚配太嚴(yán)重,以至于曾祖父母只有4位,而不像正常情況下的8位。瞅一眼他的畫像和自傳就能知道,親上加親實(shí)在是個(gè)餿主意。
身患多種遺傳病的卡洛斯二世。圖片來源:therakeonline.com
但是如果你能讓由兩個(gè)家族各自近親繁殖生下來的兩個(gè)人結(jié)合,就會(huì)發(fā)生一些有意思的事情。這種結(jié)合產(chǎn)下的后代身體健康水平往往高于雙親,有時(shí)候甚至高于普通大眾。這種效應(yīng)叫做雜種優(yōu)勢。一個(gè)可能的解釋是,近親繁殖產(chǎn)下的個(gè)體若要存活,必須具備某些有價(jià)值的性狀來抵消那些有害的性狀。來自另一個(gè)家族的近親繁殖后代擁有不同的基因。二者的雜交會(huì)受益于那些優(yōu)良的顯性性狀而掩蓋掉負(fù)面的隱性性狀。這也解釋了當(dāng)下純血統(tǒng)狗雜交育種的趨勢。
9、表觀遺傳學(xué)
遺傳學(xué)的問題在于,你剛剛以為自己弄明白了,一大堆復(fù)雜概念又冒了出來。你從父母那里分別繼承了一套基因,你以為這兩套基因會(huì)以和睦而平等的方式互動(dòng)??上О。詣e的不平等并沒有局限在表面。
表觀遺傳學(xué)(Epigenetics)研究的是在不改變實(shí)際DNA序列的情況下能夠?qū)NA造成的變化。對(duì)DNA施加的化學(xué)修飾可以增強(qiáng)或者減弱一條基因的活躍程度。這種所謂的印記(imprinting)對(duì)于后代的健康有著很大的影響。天使人綜合癥(Angelman syndrome)和普瑞德-威利綜合癥(Prader-Willi syndrome)兩種疾病都是由于繼承了同一種遺傳信息而引起的,但是二者的癥狀大不相同。同樣的DNA序列產(chǎn)生了不同的后果,而這完全取決于你的這一段DNA從誰那里繼承:如果這段DNA來自你的母親,你會(huì)罹患普瑞德威利綜合征;如果來自你的父親,你則會(huì)遭遇天使人綜合征。
天使人綜合癥(Angelman syndrome)和普瑞德-威利綜合癥(Prader-Willi syndrome)都是由于第15號(hào)染色體印跡基因區(qū)15q11-13部分(紅色)的基因缺陷導(dǎo)致的。如果基因缺陷來自母親,或從父親那得到兩條帶此缺陷的基因,便會(huì)造成天使人綜合癥;而若基因缺陷來自父親,或從母親那得到了兩條帶缺陷的基因,則會(huì)造成普瑞德威利綜合癥。圖片來源:維基百科
8、嵌合現(xiàn)象
人們常說我們所有細(xì)胞里的DNA都是一樣的。這話大體上沒錯(cuò)——除了變異的情況。假如突變發(fā)生在胚胎初期,比如8個(gè)或16個(gè)細(xì)胞的時(shí)候,那么突變細(xì)胞的所有子細(xì)胞都會(huì)繼承這種突變。這會(huì)造成成年有機(jī)體的一些部位帶有變異,而其他部位沒有。有時(shí)候造成的變化肉眼可見,比如一塊皮膚或者一片毛發(fā)顏色有異,或者出現(xiàn)局灶性疾病。當(dāng)人身上有兩種色素細(xì)胞同時(shí)發(fā)展時(shí),就有可能呈現(xiàn)名為布萊施科線(Blaschko's lines)的條紋。
布萊施科線被認(rèn)為是胚胎細(xì)胞的遷移軌跡線。圖片來源:api.ning.com
有時(shí)候子宮里會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)胚胎在發(fā)育的早期階段發(fā)生融合的狀況。兩個(gè)胚胎的細(xì)胞相互交混,作為一個(gè)單獨(dú)的個(gè)體繼續(xù)發(fā)育。這樣的有機(jī)體會(huì)擁有兩套DNA。由于胚胎發(fā)育階段的細(xì)胞遷移,最終的有機(jī)體會(huì)是由兩種細(xì)胞的很多團(tuán)塊拼合而成。在這種嵌合現(xiàn)象中,有機(jī)體被稱為嵌合體。
7、重復(fù)
DNA是以3個(gè)堿基對(duì)為1節(jié)(密碼子)編碼蛋白質(zhì)的。當(dāng)DNA被復(fù)制時(shí),有一個(gè)校對(duì)過程確保復(fù)制品和原版是一樣的。一旦有錯(cuò)誤逃過了校對(duì)過程的審查,變異就發(fā)生了。這樣的事情大約每幾百萬個(gè)堿基對(duì)才會(huì)出現(xiàn)一次。但是一些特定的區(qū)域比其他地方更容易累積變異。有時(shí)候同一個(gè)密碼子會(huì)重復(fù)很多次,這叫做密碼子重復(fù)。這增加了校對(duì)機(jī)制工作的難度。
密碼子重復(fù)導(dǎo)致亨丁頓舞蹈癥。圖片來源:givf.com
在與亨丁頓舞蹈癥(Huntington’s disease)有關(guān)的基因編碼中,CAG重復(fù)了很多次。如果在復(fù)制過程中多溜進(jìn)去一套CAG堿基對(duì),校對(duì)機(jī)制便有可能檢查不出來,因?yàn)閮蛇叾加泻芏嘀貜?fù)的CAG。多一個(gè)CAG的結(jié)果是產(chǎn)生的蛋白質(zhì)多了一個(gè)氨基酸。幸運(yùn)的是這個(gè)蛋白質(zhì)有一定靈活性,可以容納些許多余。只有當(dāng)變異的長度超過一個(gè)關(guān)鍵值時(shí)才會(huì)發(fā)病。而由于錯(cuò)誤會(huì)逐代積累,亨丁頓舞蹈癥在子代身上會(huì)比父代更加嚴(yán)重。
6、病毒整合
我們的基因組內(nèi)存在來自病毒的基因。圖片來源:shutterstock友情提供
你的DNA中大約有8%來自侵入你祖先的基因組后就再也沒離開的病毒。一些病毒——逆轉(zhuǎn)錄病毒——通過將它們的DNA插入宿主來繁殖,復(fù)制產(chǎn)生的新病毒得以繼續(xù)傳播。但是有時(shí)候病毒整合進(jìn)宿主之后,發(fā)生了一個(gè)使其失去活性的變異,這樣的“死”病毒便留在了宿主的基因組里,細(xì)胞每次分裂都要被復(fù)制一次。如果病毒整合進(jìn)了一個(gè)終有一天要形成卵子或者精子的細(xì)胞中,那么它將被傳遞給后代的每一個(gè)細(xì)胞。通過這種方式,隨著時(shí)間的推移,基因組里累積了越來越多整合進(jìn)來的病毒。
因?yàn)檎线M(jìn)來的病毒可以傳遞給所有后代,人們可以通過失活病毒的存在來推斷演化路線圖。如果一個(gè)病毒進(jìn)入基因組的時(shí)期相對(duì)較晚,那么只有非常接近的物種才會(huì)擁有它。如果它們是在很久以前進(jìn)入宿主基因組,那么很多相關(guān)的物種都應(yīng)該擁有它。有一種這樣的病毒在幾乎所有哺乳動(dòng)物基因組內(nèi)都被發(fā)現(xiàn)了,我們認(rèn)為它源自1億年前的一次感染。
5、跳躍基因
同一玉米上可能有著不同顏色的玉米粒。圖片來源:listverse.com
每逢金風(fēng)送爽的時(shí)節(jié),就該清理一下被燒烤折騰了一夏的腸胃了。但是在你啃煮玉米之前,先好好地看一眼。它有可能為你贏得諾貝爾獎(jiǎng)。有時(shí)候玉米粒會(huì)呈現(xiàn)多種顏色,哪怕它們的基因都一樣。芭芭拉·麥克林托克(Barbara McClintock)發(fā)現(xiàn),這種顏色變化的原因是基因組的一部分在發(fā)育過程中的某些特定階段被去除了。這些又被稱為“跳躍基因”的轉(zhuǎn)座子在很多基因組中都有發(fā)現(xiàn)。它們本質(zhì)上就是一段DNA序列,能夠讓DNA鏈被切開,去掉一個(gè)片段,然后再被連上。
基因組的一部分來來去去是件危險(xiǎn)的事情,很多疾病也確實(shí)和跳躍基因有關(guān)。但是,人類基因組幾乎有一半都與這些轉(zhuǎn)座子相關(guān)。它們從何而來?最大的可能是它們來自那些有來無回的病毒朋友。研究者們?nèi)栽谠噲D弄清楚,為什么這些不穩(wěn)定的區(qū)域會(huì)被保存下來,但它們令基因組得以重組和創(chuàng)新,這或許會(huì)是因素之一。
4、新功能化
人類基因組包含大約20,000條編碼蛋白質(zhì)的基因。很多基因相互之間非常相似,顯然互為變異版。通過比對(duì)基因序列,科學(xué)家們有可能對(duì)基因的功能做出準(zhǔn)確的猜測。但我們?cè)趺磿?huì)擁有變異了的基因版本呢?
人類基因組中有著許多極相似的基因。圖片來源:abc.net.au
轉(zhuǎn)座子似乎起到了一定作用。如果DNA的一個(gè)片段被復(fù)制進(jìn)入一條新的DNA后又跳出,我們便擁有了同一個(gè)基因的兩個(gè)副本。變異往往是致命的,但是如果有兩條基因供你擺弄,那么只要一條能保持活躍,另一條就可以隨便變異。因此一條基因得以演化出新的功能。這個(gè)過程叫做新功能化(neofunctionalization)。
3、定制DNA
地球上所有的生命形式都有著同樣的基本遺傳結(jié)構(gòu)。在每一處有生命的地方都存在著同樣的4種堿基——它們是構(gòu)建DNA的基本單位。這一事實(shí)有兩種可能的解釋:要么僅有這4種堿基可以形成穩(wěn)定的DNA,要么生命僅僅誕生過一次,所有的后代都繼承了這4種堿基作為生命的材料。
為什么生命選擇了ATCG這四種堿基作為書寫遺傳信息的字母?圖片來源:Synthorx
研究人員創(chuàng)造了與生物原有的堿基結(jié)構(gòu)幾乎完全一致的化學(xué)物質(zhì),以便對(duì)這些核苷酸相似物進(jìn)行檢驗(yàn)。相似化學(xué)物質(zhì)被注入細(xì)胞之后,人們發(fā)現(xiàn)它們并入了DNA。以這種方式形成的DNA在結(jié)構(gòu)和功能上與天然的DNA非常類似。這一結(jié)果表明,我們都在使用的DNA本質(zhì)上無非是幾十億年前我們的第一位祖先某次選擇的結(jié)果。
2、染色體重排
染色體是真核生物基因組所在的大型DNA組段。人類擁有23對(duì)染色體,黑猩猩則擁有24對(duì)。如果人類和黑猩猩關(guān)系很近,那么這個(gè)區(qū)別該如何解釋?我們可以猜測,在黑猩猩和人類分道揚(yáng)鑣之后,有兩對(duì)染色體在人類細(xì)胞內(nèi)融合成了一對(duì)。當(dāng)我們觀察人類2號(hào)染色體時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)它很像是兩條較短的黑猩猩染色體融合。2號(hào)染色體甚至擁有兩套染色體的特征,而其他都只有一套。這是怎么回事?
人類的2號(hào)染色體(下)可能源自猿類祖先中兩條染色體的融合。圖片來源:designed-dna.org
當(dāng)染色體被復(fù)制時(shí),它們往往會(huì)經(jīng)歷一個(gè)再結(jié)合的過程。在這個(gè)過程中,成對(duì)染色體的相似區(qū)域相互交換。這具有演化方面的意義——這樣的DNA混合可以產(chǎn)生更大的多樣性。然而,有時(shí)候交換會(huì)錯(cuò)誤地發(fā)生在不成對(duì)的染色體之間。這可能造成疾病,有時(shí)候可能還會(huì)把兩條染色體拼接到一起。過去的某個(gè)時(shí)間,我們的祖先身上發(fā)生了這種事情,給我們留下了非常巨大的2號(hào)染色體,并將我們送上了當(dāng)前這條演化道路。
1、三親之子
人類基因組是由我們細(xì)胞核內(nèi)的全部DNA組成的。然而,我們體內(nèi)還有其他來源的DNA。線粒體是我們細(xì)胞的動(dòng)力室。人們認(rèn)為,線粒體其實(shí)是一種簡單的細(xì)胞,在久遠(yuǎn)的過去的某段時(shí)間入侵了我們的細(xì)胞。這一理論的證據(jù)之一是線粒體擁有它們自己的DNA,而且獨(dú)立復(fù)制。
胚胎形成時(shí),它的基因組一半來自母親,一半來自父親。但是所有的線粒體都來自母親的卵子。如果這些線粒體出現(xiàn)了突變,那么由此產(chǎn)生的所有線粒體后代都會(huì)攜帶這一突變。這往往是致命的。為了阻止這種事情的發(fā)生,一種潛在的治療手段被開發(fā)出來——這種手段本質(zhì)上會(huì)產(chǎn)生一名有3位父母的孩子。母親的卵子會(huì)和通常一樣與一枚精子結(jié)合,接下來胚胎細(xì)胞的細(xì)胞核會(huì)被取出,放置在一枚被去掉了細(xì)胞核的卵細(xì)胞中。因此,這枚細(xì)胞會(huì)擁有其母親和父親的DNA,以及第三人的線粒體DNA。
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