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第五章 生物的遺傳和變異
俗話說：“種瓜得瓜，種豆得豆。”“一母生九子，連母十個樣。”這說明生物產生的子代和親代之間，以及子代的個體之間，既相似又存在一些差異。
生物學上把這種某種生物子代與親代之間相似的現象，稱為遺傳現象；把同種生物子代與親代之間以及子代個體之間存在著性狀差異的現象，稱為變異現象。
在自然界，生物的遺傳現象普遍存在。
生物的變異現象在自然界普遍存在。
生物的遺傳和變異，主要是發生在神奇的DNA上……
第1節 生物的遺傳
華師大版九年級下冊
第五章 生物的遺傳和變異
一、遺傳現象
小麥種子種在土壤中，長出來的植物總是小麥，人類生出的后代總是人。生物界普遍存在著遺傳現象。
龍生龍，鳳生鳳，老鼠生來會打洞。
這句諺語說明了什么生物學問題？
生物的遺傳現象普遍存在。
要了解生物的遺傳現象，不妨先從觀察人體的遺傳性狀開始。
生物體所表現出的形態特征、生理特征和行為方式等統稱為性狀。
同種生物同一性狀的不同表現形式稱為相對性狀。
單眼皮
雙眼皮
無耳垂
有耳垂
人體的一些遺傳性狀
能卷舌與不能卷舌
順時針發旋和逆時針發旋
拇指能否向后彎曲
大拇指的放法
有酒窩/無酒窩
觀察自己身體的幾種遺傳性狀
對照圖5.1.1，觀察自己身體的有關遺傳性狀，與父母親的這些性狀比較，并填入下表中。你還能觀察到哪些性狀和父親或母親相似？
提示：
1）每個同學的情況可能不同；
2）如果不知道父母的情況，則你平時應加強對父母的關心與關注；
活 動
二、遺傳物質及其傳遞
通過觀察可以發現，在自身的各種性狀中，有些是和父親一樣的，有些是和母親一樣的。
顯然，自身的性狀是由父母親遺傳給自己的。
那么，父母親的性狀是怎樣遺傳給他們的子女的呢？
是通過生殖細胞中的遺傳物質將性狀遺傳給后代的。
每個生物體都有許多性狀，但它們的生殖細胞（精子和卵細胞）卻是很小的。一個小小的生殖細胞，就能將這么多性狀遺傳給后代，這是為什么呢？
不論是生殖細胞還是體細胞，它們的細胞核內都存在一種容易被堿性染料染成深色的物質，這些物質能聚集成不同形態的染色體。
人體的每個體細胞都含有 條 ( 對)染色體。
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每種生物的體細胞內都含有一定數量的不同染色體。這些染色體是成對存在的。
形成生殖細胞時，染色體復制一次，細胞連續分裂兩次，成對的染色體分開，稱為減數分裂，染色體數目減半，即生殖細胞內的染色體數量為體細胞的一半。例如，人的每個精子或卵細胞內都含有23條染色體。
通過受精作用，精子進入卵細胞內，形成的受精卵既含有精子的染色體，又含有卵細胞的染色體，因此受精卵的染色體數與體細胞又一樣了。生物的體細胞中的每一對染色體，都是一條來自父方，一條來自母方。因此，子代個體具有父母雙方的遺傳物質。
父親
母親
精子
卵細胞
受精卵
子女（體細胞）
23對染色體
23對染色體
23條染色體
23對染色體
23對染色體
23條染色體
遺傳物質的傳遞
人的性別決定
在人的體細胞內含有的23對染色體中，其中前22對為常染色體；第23對在決定人的性別中起重要作用的性染色體。
女性的兩條性染色體，形態和大小都相同，都是X染色體。男性的兩條性染色體，形態和大小都不相同，一條稱為X染色體，一條稱為Y染色體。
生殖細胞中含體細胞一半的染色體。因此男性所產生的精子有兩種，一種是含有X染色體的，另一種是含有Y染色體的，而女性所產生的卵細胞都只含有X染色體。兩種精子與卵細胞結合的機會是均等的。
性染色體
形成的受精卵中含有的性染色體可能是XX（所生的孩子為女性），也可能是XY（所生的孩子為男性） ，其中可能性各為50%。
生男生女的機會均等
22+X
22+Y
44+XX
44+XY
22+X
產生精子
產生卵細胞
生男生女取決于父親還是母親？
DNA
染色體能夠在遺傳上起作用，主要是由于染色體上具有一種稱為DNA（脫氧核糖核酸）的化學物質，它是主要的遺傳物質。
一般來說，每條染色體實際上是一個DNA大分子，并結合有重要的蛋白質。
沃森和克里克發現DNA具有雙螺旋結構。
沃森和克里克于1953年在英國劍橋大學發現并建立了DNA雙螺旋結構模型
閱 讀
嘌呤和嘧啶兩種堿基連接形成 “踏板”
磷酸和脫氧核糖相間連接而成“扶手”
標志著分子生物學和分子遺傳學的誕生
基因
位于染色體上的遺傳物質，可以分成許多小單位，它們分別對生物體不同的性狀起著決定作用。遺傳物質中這些決定生物體性狀的小單位，即DNA大分子中的一個個片段，稱為基因。例如，人體內的基因，有的能決定上眼瞼是雙層還是一層；又如豌豆的基因，有的能決定豌豆花的顏色是紅色還是白色，有的能決定豌豆種子的粒形是圓滑的還是皺縮的，等等。
生物的體細胞中的基因也是成對存在的，成對的基因位于成對的兩條染色體上。
基因控制生物的性狀
DNA
蛋白質
染色體
基因1
基因2
每條染色體實際上是一個DNA大分子，并結合有重要的蛋白質。
染色體、DNA、基因之間的關系
基因
DNA
染色體
由小到大的順序為：基因→DNA→染色體→細胞核
基因組
每種生物的細胞中含有許多基因，例如人有2萬～2.5萬個基因，水稻有4.6萬～5.5萬個基因，擬南芥有2.5萬個基因，大腸桿菌有 3 000個基因。
生物體細胞中全部基因的總和稱為基因組。
閱 讀
人類基因組計劃和水稻基因組研究
人類基因組計劃：人類基因組計劃的目標是闡明人類基因組DNA堿基對的序列，發現全部人類基因并確定它們在染色體上的位置和功能，從而從整體上破譯人類的遺傳信息，使人類在分子水平上全面認識自我。1990年，美國國會批準了這個計劃，并于當年10月1日啟動，計劃用15年的時間，投入30億美元進行研究。我國科學家于1999年9月也參加了這項研究計劃，承擔并已完成了其中1％，即3號染色體上3 000萬個堿基對的測序工作。
水稻基因組研究：我國科學家目前正在對不同種類的水稻的基因進行比較研究，以破譯控制水稻高產、抗病蟲害的功能基因。
調查人體耳垂性狀的遺傳
由課代表按下表的內容用舉手的方法進行調查，大家記錄調查的結果。
初步結論：
（1）子女有耳垂，父親和母親至少有一方有耳垂；
（2）子女無耳垂，父母親可能無耳垂，也可能有耳垂。
說明：遺傳是有規律的。
三、遺傳是有規律的
生物體染色體上的每對基因常常有顯性和隱性之分。
通常用大寫的英文字母表示顯性基因，用小寫的英文字母表示隱性基因。如，A表示雙眼皮，a表示單眼皮。
當細胞內控制某種性狀的一對基因，一個是顯性而另一個是隱性時，顯性基因控制的那種性狀就會表現出來。如，控制耳垂的一對基因為EE或Ee時，顯示出有耳垂的性狀，若為ee時顯示出無耳垂的性狀。
基因遺傳的規律舉例：
現象：若父親具有無耳垂的基因ee，而母親具有有耳垂的基因Ee，那么他們所生的子女則可能有耳垂，也可能無耳垂。
原因：形成生殖細胞時，父親產生的精子只帶有無耳垂的基因e，而母親產生的卵細胞中，可能帶有控制有耳垂的基因E，也可能帶有控制無耳垂的基因e，這樣一來，受精卵的基因組成就有Ee和ee兩種可能性。
如果你無酒窩，而你父母親都有酒窩，請你作出解釋，并寫出你父母親遺傳給你的這對基因（決定酒窩的基因用D、d表示）。
遺傳學家孟德爾和摩爾根
科 學 家 小 注
孟德爾遺傳規律
雜交子一代全部表現顯性性狀，雜交子二代遺傳性狀的顯性與隱性個體數的比率為3∶1
高莖豌豆
矮莖豌豆
雜交
第一代:都是高莖
顯性
AA
隱性
aa
Aa
自交
遺傳學家孟德爾和摩爾根
科 學 家 小 注
四、人類的遺傳病
常見的遺傳病：色盲、白化病、血友病、先天性愚型病等。色盲病患者不能正確分辨顏色。白化病患者皮膚因缺少黑色素而白得異常。血友病患者因血液里缺少一種凝血因子，身上有一個小傷口，就會出血不止，甚至死亡。先天性愚型病患者天生智力低下。
通常每個正常人都攜帶一些不正常的基因。當這些致病基因所控制的性狀在人體上表現出來時，人就患某種遺傳病。
另外，當遺傳物質的結構或數量發生變化時，也可能使人患遺傳病。如基因突變等。
遺傳病一般不能根治。
我們必須重視預防遺傳病，包括禁止近親結婚，提倡婚前檢查和產前檢查，廣泛開展遺傳咨詢等預防措施。
五、優生
優生是指應用遺傳學原理來改善人類的遺傳素質，生育智力和體質都優秀的子代，盡量降低有先天缺陷的子代的出生率。
要達到優生，通常從兩方面著手：一是尋找各種方法，減少人類產生不利性狀的幾率，如改善人類生存環境，避免基因不利的突變；通過禁止近親結婚、實行婚前檢查和產前檢查預防遺傳病。二是設法增加或維持人類產生有利性狀子代的幾率，降低人類產生不利性狀子代的幾率。
遺傳病基因有很多是隱性基因，通常不容易表現出來。近親的男女之間基因有很多是相同的，如父母與子女之間有1/2基因相同，祖父母與孫代、外祖父母與孫代之間有1/4基因相同，表兄妹、堂兄妹之間有1/8基因相同。當近親結婚時，隱性基因就容易表現出來，發生遺傳病的幾率就遠比非近親結婚大，有的可多幾倍至幾十倍。這不僅給家庭帶來了極大的不幸，還降低了中華民族的人口素質。
我國婚姻法明確規定，禁止直系血親和三代以內的旁系血親結婚。堂兄弟姐妹、姑表兄弟姐妹、姨表兄弟姐妹、叔和侄女、舅和外甥女等之間結婚在法律上都是不允許的。

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