中國誕生世界首例基因編輯嬰兒 附相關考點(6)

　　三、染色體變異在育種上的應用

　　1、多倍體育種：

　　方法：用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗。（能夠抑制紡錘體的形成,導致染色體不分離,從而引起細胞內染色體數目加倍）

　　原理：染色體變異

　　實例：三倍體無子西瓜的培育

　　優缺點：培育出的植物器官大，產量高，營養豐富，但結實率低，成熟遲。

　　2、單倍體育種：

　　方法：花粉(藥)離體培養

　　原理：染色體變異

　　實例：矮桿抗病水稻的培育

　　例：在水稻中，高桿(D)對矮桿(d)是顯性，抗病(R)對不抗病(r)是顯性。現有純合矮桿不抗病水稻ddrr和純合高桿抗病水稻DDRR兩個品種,要想得到能夠穩定遺傳的矮桿抗病水稻ddRR ，應該怎么做？

　　優缺點：后代都是純合子，明顯縮短育種年限，但技術較復雜。

　　【附】育種方法小結

　　誘變育種

　　雜交育種

　　多倍體育種

　　單倍體育種

　　方法

　　用射線、激光、化學藥品等處理生物

　　雜交

　　用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗

　　花藥(粉)離體培養

　　原理

　　基因突變

　　基因重組

　　染色體變異

　　染色體變異

　　優缺點

　　加速育種進程，大幅度地改良某些性狀，但有利變異個體少。

　　方法簡便，但要較長年限選擇才可獲得純合子。

　　器官較大，營養物質含量高，但結實率低，成熟遲。

　　后代都是純合子，明顯縮短育種年限，但技術較復雜。

　　第3節 人類遺傳病

　　一、人類遺傳病與先天性疾病區別：

　　（1）遺傳病：由遺傳物質改變引起的疾病。（可以生來就有，也可以后天發生）

　　（2） 先天性疾病：生來就有的疾病。（不一定是遺傳病）

　　二、人類遺傳病產生的原因：人類遺傳病是由于遺傳物質的改變而引起的人類疾病

　　三、人類遺傳病類型

　　（一）單基因遺傳病

　　1、概念：由一對等位基因控制的遺傳病。

　　2、原因：人類遺傳病是由于遺傳物質的改變而引起的人類疾病

　　3、特點：呈家族遺傳、發病率高（我國約有20%--25%）

　　4、類型：

　　（二）多基因遺傳病

　　1、概念：由多對等位基因控制的人類遺傳病。

　　2、常見類型：腭裂、無腦兒、原發性高血壓、青少年型糖尿病等。

　　（三）染色體異常遺傳病（簡稱染色體病）

　　1、概念：染色體異常引起的遺傳病。(包括數目異常和結構異常）

　　2、類型：

　　四、遺傳病的監測和預防

　　1、產前診斷：胎兒出生前，醫生用專門的檢測手段確定胎兒是否患某種遺傳病或先天性疾病，產前診斷可以大大降低病兒的出生率

　　2、遺傳咨詢：在一定的程度上能夠有效的預防遺傳病的產生和發展

　　五、實驗：調查人群中的遺傳病

　　注意事項：

　　1、調查遺傳方式——在家系中進行

　　2、調查遺傳病發病率——在廣大人群隨機抽樣

　　【注】調查群體越大，數據越準確

　　六、人類基因組計劃：是測定人類基因組的全部DNA序列，解讀其中包含的遺傳信息。需要測定22+XY共24條染色體。

　　第六章 從雜交育種到基因工程

　　第1節  雜交育種與誘變育種

　　一、各種育種方法的比較：

　　雜交育種

　　誘變育種

　　多倍體育種

　　單倍體育種

　　處理

　　雜交→自交→選優→自交

　　用射線、激光、化學藥物處理

　　用秋水仙素處理

　　萌發后的種子或幼苗

　　花藥離體培養

　　原理

　　基因重組，

　　組合優良性狀

　　人工誘發基因

　　突變

　　破壞紡錘體的形成，使染色體數目加倍

　　誘導花粉直接發育，再用秋水仙素

　　優缺點

　　方法簡單，

　　可預見強，

　　但周期長

　　加速育種，改良性狀，但有利個體不多，需大量處理

　　器官大，營養物質含量高，但發育延遲，結實率低

　　縮短育種年限，

　　但方法復雜，

　　成活率較低

　　例子

　　水稻的育種

　　高產量青霉素菌株

　　無子西瓜

　　抗病植株的育成

　　第2節  基因工程及其應用

　　一、基因工程

　　1、概念：基因工程又叫基因拼接技術或DNA重組技術。通俗得說，就是按照人們意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。

　　2、原理：基因重組

　　3、結果：定向地改造生物的遺傳性狀，獲得人類所需要的品種。

　　二、基因工程的工具

　　1、基因的“剪刀”—限制性核酸內切酶（簡稱限制酶）

　　（1）特點：具有專一性和特異性，即識別特定核苷酸序列，切割特定切點。

　　（2）作用部位：磷酸二酯鍵

　　（3）例子：EcoRI限制酶能專一識別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開。

　　（4）切割結果：產生2個帶有黏性末端的DNA片斷。

　　（5）作用：基因工程中重要的切割工具，能將外來的DNA切斷，對自己的DNA無損害。

　　【注】黏性末端即指被限制酶切割后露出的堿基能互補配對。

　　2、基因的“針線”——DNA連接酶

　　（1）作用：將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。

　　（2）連接部位：磷酸二酯鍵

　　3、基因的運載體

　　（1）定義：能將外源基因送入細胞的工具就是運載體。

　　（2）種類：質粒、噬菌體和動植物病毒。

　　三、基因工程的操作步驟

　　1、提取目的基因

　　2、目的基因與運載體結合

　　3、將目的基因導入受體細胞

　　4、目的基因的檢測和鑒定

　　四、基因工程的應用

　　1、基因工程與作物育種：轉基因抗蟲棉、耐貯存番茄、耐鹽堿棉花、抗除草作物、轉基因奶牛、超級綿羊等等

　　2、基因工程與藥物研制：干擾素、白細胞介素、溶血栓劑、凝血因子、疫苗

　　3、基因工程與環境保護：超級細菌

　　五、轉基因生物和轉基因食品的安全性

　　兩種觀點是：

　　1、轉基因生物和轉基因食品不安全，要嚴格控制。

　　2、轉基因生物和轉基因食品是安全的，應該大范圍推廣。

　　第七章 現代生物進化理論

　　一、拉馬克的進化學說

　　1、理論要點：用進廢退；獲得性遺傳

　　2、進步性：認為生物是進化的。

　　二、達爾文的自然選擇學說

　　1、理論要點：自然選擇（過度繁殖→生存斗爭→遺傳和變異→適者生存）

　　2、進步性：能夠科學地解釋生物進化的原因以及生物的多樣性和適應性。

　　3、局限性：

　　（1）不能科學地解釋遺傳和變異的本質；

　　（2）自然選擇對可遺傳的變異如何起作用不能作出科學的解釋。（對生物進化的解釋僅局限于個體水平）

　　三、現代達爾文主義

　　（一）種群是生物進化的基本單位（生物進化的實質：種群基因頻率的改變）

　　1、種群：

　　概念：在一定時間內占據一定空間的同種生物的所有個體稱為種群。

　　特點：不僅是生物繁殖的基本單位；而且是生物進化的基本單位。

　　2、種群基因庫：一個種群的全部個體所含有的全部基因構成了該種群的基因庫。

　　3、基因（型）頻率的計算：

　　（1）按定義計算：

　　例：從某個群體中隨機抽取100個個體，測知基因型為AA、Aa、aa的個體分別是30、60和10個，則：基因型AA的頻率為______；基因型Aa的頻率為 ______；基因型 aa的頻率為 ______。基因A的頻率為______；基因a的頻率為 ______。

　　答案：30%  60%  10%  60%  40%

　　②某個等位基因的頻率 = 它的純合子的頻率 +  ?雜合子頻率

　　例：某個群體中，基因型為AA的個體占30%、基因型為Aa的個體占60% 、基因型為aa的個體占10% ，則：基因A的頻率為______，基因a的頻率為 ______

　　答案： 60%  40%

　　（二）突變和基因重組產生生物進化的原材料

　　（三）自然選擇決定進化方向：在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發生定向改變，導致生物朝著一定的方向不斷進化。

　　（四）突變和基因重組、選擇和隔離是物種形成機制。

　　1、物種：指分布在一定的自然地域，具有一定的形態結構和生理功能特征，而且自然狀態下能相互交配并能生殖出可育后代的一群生物個體。

　　2、隔離：

　　地理隔離：同一種生物由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發生基因交流的現象。

　　生殖隔離：指不同種群的個體不能自由交配或交配后產生不可育的后代。

　　3、物種的形成：

　　（1）物種形成的常見方式：地理隔離（長期）→生殖隔離

　　（2）物種形成的標志：生殖隔離

　　（3）物種形成的3個環節：

　　①突變和基因重組：為生物進化提供原材料

　　②選擇：使種群的基因頻率定向改變

　　③隔離：是新物種形成的必要條件

　　四、生物進化的基本歷程

　　1、地球上的生物是從單細胞到多細胞，從簡單到復雜，從水生到陸生，從低級到高級逐漸進化而來的。

　　2、真核細胞出現后，出現了有絲分裂和減數分裂，從而出現了有性生殖，使由于基因重組產生的變異量大大增加，所以生物進化的速度大大加快。

　　五、生物進化與生物多樣性的形成

　　1、生物多樣性與生物進化的關系是：生物多樣性產生的原因是生物不斷進化的結果；而生物多樣性的產生又加速了生物的進化。

　　2、生物多樣性包括：遺傳（基因）多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性三個層次。