遗传与变异
遗传与变异知识点总结
遗传与变异知识点总结遗传与变异是生物学中重要的概念，涉及到物种进化、生物多样性以及个体间的遗传差异等方面。
本文将对遗传与变异的相关知识点进行总结。
一、遗传的基本概念1. 遗传：指的是物种通过基因传递给下一代的遗传信息。
2. 基因：存在于细胞核中的遗传物质，由DNA分子组成，携带着生物体遗传特征的基本单位。
3. 染色体：存在于细胞核中的线状结构，由DNA和蛋白质组成，携带着基因并参与遗传信息的传递。
4. 基因型和表型：基因型指的是个体遗传信息的表达，而表型是基因型在个体上可观察到的外部表现。
5. 遗传变异：指的是个体之间或物种之间的遗传特性差异。
二、基因的遗传方式1. 显性遗传：指的是在杂合子个体中，显性基因表达而隐性基因不表达。
2. 隐性遗传：指的是在杂合子个体中，隐性基因表达而显性基因不表达。
3. 酶促遗传：遗传信息的传递中，酶的参与和调控发挥重要作用。
4. 基因互作：多个基因共同作用，影响某个性状的表现。
5. 共显性遗传：在杂合子个体中，两个共显性基因同时表达。
三、遗传变异的原因1. 突变：指的是DNA分子中发生的某种变化，可能是由于复制错误、化学物质诱导等原因。
2. 随机进化：随机变异和自然选择的结合，对物种的遗传变异产生影响。
3. 杂交：不同物种或种群之间的交配，导致基因型和表型的变异。
四、变异与进化1. 自然选择：环境因素对基因型和表型的选择，促使适应环境的个体更有利于生存和繁殖。
2. 适应性进化：个体对环境适应的遗传差异累积，促使物种在漫长的时间尺度上发生进化。
3. 随机漂变：随机性的基因频率改变，对遗传变异和进化起到重要作用。
五、应用与意义1. 遗传疾病：遗传基因异常导致的疾病，如先天性疾病、遗传性癌症等。
2. 改良育种：利用遗传变异来选择良好的性状，提高农作物和动物的产量和品质。
3. 进化研究：通过研究遗传变异和进化机制，了解物种的起源、发展和多样性。
4. 人类起源：通过研究人类的遗传差异，揭示人类进化的过程和人类起源的谜团。
遗传和变异的例子
遗传和变异的例子遗传和变异是生物界中普遍存在的现象。
遗传是指生物的基因从一代传递到下一代的过程，而变异则是指基因在传递过程中发生的改变。
下面将分别介绍遗传和变异的例子。
1. 遗传的例子以人类为例，我们的身体特征和生理功能很大程度上取决于父母的遗传信息。
例如，我们的眼睛颜色、身高、体重、甚至智商等都受到父母的影响。
这就是遗传的力量。
在遗传学中，我们通常用显性和隐性基因来描述这种遗传特征的传递方式。
例如，双眼皮是一个显性基因，而单眼皮则是隐性基因。
如果一个人继承了双眼皮的显性基因，他很可能会拥有双眼皮。
除了人类，其他生物也具有相似的遗传特征。
例如，豌豆的种子形状、花的颜色等都受到豌豆基因的影响。
科学家们通过研究这些遗传特征的传递方式，得出了许多关于遗传的规律和原理。
2. 变异的例子变异是指基因在传递过程中发生的改变。
这种改变可能是由于环境因素引起的，也可能是由于基因内部的随机变化引起的。
变异性是生物多样性的重要来源，也是生物适应环境变化的重要手段。
以人类的皮肤颜色为例，不同地区的人种具有不同的皮肤颜色。
这种差异主要是由于环境因素引起的变异。
在阳光较强的地区，人们皮肤中的黑色素较多，以保护皮肤不受紫外线伤害；而在阳光较弱的地区，人们的皮肤颜色较浅，以便更好地吸收阳光中的紫外线。
除了人类，其他生物也具有变异的特征。
例如，玉米是一种常见的农作物，其种子形状、大小、颜色等都可能发生变异。
科学家们通过研究这些变异特征的传递方式，得出了许多关于变异的规律和原理。
总之，遗传和变异是生物界中普遍存在的现象。
遗传是指生物的基因从一代传递到下一代的过程，而变异则是指基因在传递过程中发生的改变。
这两种现象在生物界中发挥着重要的作用，并共同推动了生物多样性的发展。
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。
遗传与变异的名词解释
遗传与变异的名词解释在生物学中，遗传与变异是两个非常重要的概念。
遗传是指生物个体间传递特征和性状的过程，而变异则是个体间因遗传物质的差异而表现出来的不同特征。
本文将为读者解释遗传与变异的含义，并探讨它们在生物世界中的重要性。
一、遗传遗传是生物个体间传递特征和性状的过程。
在遗传学领域，人们通过研究遗传物质的分子机制和遗传信息的传递方式来探索这个过程。
遗传物质指的是携带基因的DNA分子，在细胞中形成染色体。
基因则是指携带遗传信息的DNA片段，它决定了个体内许多特征和性状的表现。
遗传的传递主要通过生殖细胞（精子和卵子）进行。
当两个生物个体进行生殖时，它们的基因会以不同方式组合，并传递给下一代。
这种基因的组合是随机的，因此下一代的特征和性状会有所不同。
此外，遗传也不仅限于个体与个体间的传递，还可以发生在同一个个体内不同细胞之间的传递，从而形成体细胞和生殖细胞的区别。
遗传在生物界中起着重要的作用。
它使得生物个体能够从父母继承有利的性状，适应环境并生存下来。
同时，遗传也为种群的进化提供了基础，通过基因的传递和累积，推动物种的演化和多样化。
二、变异变异是指个体间因遗传物质的差异而表现出来的不同特征。
在生物界中，个体之间无法完全相同，就是因为它们携带的遗传物质存在差异。
变异主要有两种类型：遗传变异和环境诱导变异。
遗传变异是由基因的不同组合和突变引起的，它是遗传过程中的自然结果。
环境诱导变异则是由外部环境因素引发的个体表型和性状的改变，这种变异通常不会被传递给下一代。
通过变异，生物个体能够适应环境的不断变化。
一些变异可能会带来优势，使个体在竞争中更具生存能力；而一些变异则可能对个体造成不利，甚至致命。
在自然选择的过程中，有利的变异会得到保留和传递，从而影响整个种群的特征和演化。
变异在生物界中也促进了生物多样性的产生。
由于每个个体都有可能发生变异，因此种群内的个体在某些特征上会呈现出一定的差异，这样就增加了物种的适应性和生态可持续性。
生物遗传和变异的意义
生物遗传和变异的意义
生物遗传和变异对生物的意义包括以下几个方面：
1. 适应环境：生物通过遗传和变异可以在适应环境方面发挥作用。
当环境发生改变时，生物的基因组可以发生变异，从而产生新的特征和适应策略，使其能够在新的环境中生存和繁衍。
2. 进化：生物遗传和变异是进化的基础。
通过遗传和变异，生物的基因可以不断积累和改变，从而使种群能够适应环境的变化。
进化是使物种适应环境和增加生存能力的关键过程。
3. 多样性：生物的遗传和变异使得物种之间和个体之间产生了巨大的多样性。
这种多样性有利于物种适应不同的环境和遇到各种不同的生存挑战。
同时，多样性也为生物提供了更多的适应策略和资源的利用方式。
4. 遗传疾病：生物的遗传和变异也可能导致遗传疾病的出现。
某些基因突变和变异可能会导致生物的生理和生化过程发生异常，进而引发遗传性疾病。
了解遗传和变异对疾病发生的影响，有助于人们对这些疾病进行预测、诊断和治疗。
总之，生物遗传和变异对生物的意义是多方面的，它们使生物能够适应环境的变化，促进了进化，增加了生物多样性，同时也可能导致一些遗传疾病的发生。
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”。
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二、基因突变
★突变：病毒基因组碱基序列发生改变。 ★基因组突变的方式： 点突变；缺失突变；插入突变。 ★突变类型： 基因突变 --- 突变发生在基 因结构内， 产生的变异株可导致特定 表型的改变。 静默突变---未引起表型改变的突变。
常见的、有意义的突变株有 :
条件致死性突变株 （温度敏感性突变株） 缺陷性干扰突变株 宿主范围突变株 耐药突变株
溶原性噬菌体
前噬菌体
溶原性细菌
溶 菌 性 周 期
溶原性周期
噬 菌 体 与 细 菌 的 相 互 作 用
转位因子
存在于细菌染色体或质粒DNA分子上的一段 特异性核苷酸序列片段，能在DNA分子中移动。 不断改变它们在基因组中的位置,能从一个基因 组转移到另一个基因组中。
转位因子：
1.插入序列（insertion sequence IS） 2.转座子（transposon Tn） 3.转座噬菌体：是一些具有转座功能的 溶原性噬菌体。
细 菌 的 转 化
2.接合(conjugation)
细菌通过性菌毛，将遗传物质从供体菌 转移给受体菌的过程。 F质粒 高频重组菌（Hfr） R质粒
F+
F-
接合
F+
F-
F+
F-
细 菌 的 接 合
F+
F+
F+
F+
Hfr 菌 株 的 形 成 及 其 接 合 作 用
Hfr
F-
Hfr
F-
Hfr
F-
F质粒 耐药性质粒 R质粒
毒力质粒
Vi质粒 细菌素质粒
Col质粒
代谢质粒
质粒DNA的特性:
1.具有自我复制能力。 紧密型质粒；松弛型质粒。 2.编码的基因产物赋予细菌某些性状特征。 3.可自行丢失与消除。 4.可在细菌间转移。 5.分相容性与不相容性两种。
噬菌体(bacteriophage/phage)
三、基因重组与重配
★ 重组----两个病毒基因组间核酸序列互换、 组合的过程。 ★ 重配---在分节段的病毒基因组之间，两个 病毒株可通过基因片断的交换使子 代基因组发生突变过程。 ★重组与重配可导致基因复活： 交叉复活---活病毒与灭活病毒间。 多重复活---两个或多个灭活病毒间。
四、基因整合 五、病毒基因产物间的相互作用
成T-T二聚体，导致突变。 如在紫外线照射后立即将细菌暴露 于可见光下，则受损的DNA可修复， 细菌的存活率大大提高。 暗修复：切除修复---由核酸内切酶将损 伤的片段切除，再DNA聚合酶、 连接酶等的作用下，将缺少的部 分补齐。
， 3，
5
， 5，
3
UV
光复活酶 可见光
， 3，
5
， 5，
3 核酸内切酶
互补作用 表型混合和核壳转移
TRANSCAPSIDATION
biosynthesis
assembly
H
缺失或插入突变 碱基转换
2.基因突变的规律:
突变率：自发突变 低；诱发突变 高。 突变与选择：随机性 ；选择性。 回复突变： 野生型：细菌在自然环境下具有 的表现型 。 突变型：发生突变后的菌株。 野生型-----突变型-----野生型
3.DNA的损伤修复 光修复：经紫外线照射后，细胞DNA上形
……
R型菌落
S型菌落
与细菌遗传变异相关的物质 细菌的遗传物质的基础是染色体； 其化学本质是DNA。 细菌的基因组
染色体 染色体外的遗传物质
质粒
转位因子
细菌的染色体
环状、双股、超螺旋DNA长链。
质粒(plasmid)
细菌染色体外的遗传物质，环状闭
合的双股DNA。
可编码许多重要的生物学性状
致育质粒
供体菌(donor) 受体菌(recipient)
基因转移 与 重组的方式
接合 转导 转化 溶原性转换 细胞融合
1.转化（transformation） 供体菌游离的DNA片段被受体菌直接 摄取，是受体菌获得新的性状。
转化因子：游离的DNA片段。分子量小于1X107。 感 受 态：受体菌能摄取外源DNA片段的生理状态。 感受态一般出现在细菌对数生长期的后期， 持续时间约3~4小时。
IS
IS
Resistance Gene(s)
Resistance Gene(s)
IS
IS
ABCDEFG
Transposase
GFEDCBA
细菌变异的机制
一、基因突变 1.突变:细菌遗传物质的结构发生突然
而稳定的改变，导致细菌性状 的遗传性变异。 碱基置换（转换和颠换）
移码突变 缺失或插入突变 紫外线诱变
是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等 微生物的病毒。 分布广，有细菌的场所就有相应的噬菌 体存在。 有严格的宿主特异性，只能在活的微生 物细胞内复制。
一、形态与结构 二、化学组成
DNA
Head/Capsid
核酸 或
RNA
Contractile Sheath Tail Fibers
Tail
蛋白质
Base Plate
5.原生质体融合(protoplast fusion)
将两种不同的细菌经溶菌酶或青霉素 等处理，失去细胞壁成为原生质体后 进行相互融合的过程。
病毒的遗传与变异
一、病毒的遗传物质及其特点
遗传物质：DNA 或RNA 特点： 只有一种核酸，且存在形式多样； 基因数目少，结构较简单； 复制方式具有多样性； 有较大的遗传不稳定性。
普遍性转导
gal
bio
gal bio
局 限 性 转 导
gal
bio
gal
bio
gal bio
gal bio
局 限 性 转 导
gal
bio
bio
4.溶原性转换（lysogenic
conversion)
当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体 中获得了噬菌体的DNA片段，使其成为溶 原状态时而使细菌获得新的性状。
第五章 遗传与变异
遗传：子代与亲代性状的相似性。 变异：子代与亲代性状的差异性。
基因型变异：基因结构的改变。可遗传的。 表型变异：基因结构未改变。不可遗传。
细菌的遗传与变异
细菌的变异现象
一、形态结构的变异
L型细菌，荚膜变异，鞭毛变异。
二、毒力变异
卡介苗
三、耐药性变异
四、菌落变异 五、抗原性变异
T-T
DNA聚合酶
， 3，
5
， 5，
3
核酸外切酶 聚合酶
， 3 ，
5
DNA连接酶
， 5 ，
3
， 3，
5
连接酶
， 5 ，
3
光修复
切除修复
二、基因的转移与重组
基因转移(gene transfer)： 外源性遗传物质由供体菌转入某 受体菌内的过程。 基因重组(gene recombination)： 转移的基因与受体菌DNA整合在一 起的过程。
溶原性噬菌体（lysogenic
phage）：
感染细菌后，噬菌体的基因组能与宿 主菌基因组整合，并随细菌分裂传至子代 细菌的基因组中，不引起细菌分裂。 前噬菌体（prophage）：
整合在宿主菌基因组中的噬菌体的基因组。
溶原性细菌（lysogenic bacterium）: 带有前噬菌体基因组的细菌。
毒性噬菌体（virulent phage）
能在宿主细胞内增殖，产生许多
子代噬菌体，并最终裂解细菌。
噬菌体溶菌过程:
吸附:
噬菌体与细菌表面受体发生特异性 结合的过程。 穿入：噬菌体核酸进入宿主细胞的过程。
生物合成：噬菌体利用宿主细胞的原料，
合成自身的核酸和蛋白质。 成熟与释放：将合成好的核酸和蛋白质按一 定程序装配成完整的成熟噬菌体， 最终细胞破裂，噬菌体释放出来。
Hfr
F-
F 菌 株的 形成 及其 接合 作用，Biblioteka F’F-F’
F-
F’
F’
F’
F’
3.转导（transduction）
以噬菌体为载体，将供体菌的一段 DNA转移到受体菌内，是受体菌获得新 的性状。 普遍性转导(generalized transduction) 局限性转导(restricted transduction)