Biología
Curso obligatorio 2 "Herencia y evolución"
Capítulo 1 El descubrimiento de los factores genéticos
No. Sección 1 Experimento de hibridación de guisantes de Mendel (1)
Preguntas básicas de práctica
1. B. 2. B.
3. Existe un factor genético que controla la síntesis de amilopectina y un factor genético que controla la síntesis de amilosa en las células de arroz. Cuando F1 forma un gameto, los dos factores genéticos se separan en gametos diferentes. El gameto que contiene el factor genético amilopectina sintetiza amilopectina, que se vuelve rojo anaranjado cuando se expone al yodo. El gameto que contiene el factor genético amilosa sintetiza amilosa. Se vuelve azul-negro; cuando se expone al yodo, y la proporción es 1: L.
(2) Fenómeno de separación mendeliana. Es decir, cuando F1 forma un gameto, los elementos genéticos emparejados se separan y los elementos genéticos separados ingresan a gametos diferentes. (3) 2.
4. (1) Blanco; (2) Segregación de caracteres; las ovejas de lana blanca son heterocigotas, y los heterocigotos tendrán segregación de caracteres durante la autofecundación.
Preguntas ampliadas
1. (1) Un semental castaño identificado se cruzará con varias yeguas blancas, de modo que se puedan producir múltiples crías híbridas en una temporada.
(2) Puede haber dos resultados en la descendencia híbrida: primero, todos los descendientes híbridos son caballos castaños, lo que indica que los sementales castaños identificados probablemente sean homocigotos; segundo, hay caballos blancos en el; descendientes híbridos También hay caballos castaños, lo que indica que el macho castaño identificado es heterocigoto.
Simulación de la relación de separación de características experimentales
En este experimento, dos cubos A y B representan órganos reproductivos femeninos y masculinos respectivamente, y las bolas de colores en los cubos A y B representan mujeres y hombres. respectivamente. Utilice combinaciones aleatorias de bolas de diferentes colores para simular la combinación aleatoria de gametos masculinos y femeninos durante la reproducción. Se recomienda trabajar en parejas.
Requisitos del propósito
A través de experimentos de simulación, reconocer y comprender la relación cuantitativa entre el aislamiento de factores genéticos y la combinación aleatoria de gametos y rasgos, y experimentar la hipótesis mendeliana.
Materiales y Utensilios
2 cubos, marcados A y B respectivamente; 20 bolas de colores de dos colores diferentes, uno marcado D y otro marcado D papel de registro y bolígrafo;
Pasos del método
(1) Coloque 10 bolas de colores en dos cubos A y B respectivamente.
(2) Agite los dos cubos para mezclar completamente las bolas de colores en los cubos.
(3) Coge al azar una bola pequeña de dos cubos y combínalos en uno.
Ahora, escribe el monograma de las dos bolas de colores.
(4) Vuelve a colocar las bolas de colores capturadas en el cubo original, agítalas bien y sigue el paso (3).
Repetir 50 ~ 100 veces.
Resultados y conclusiones
1. Resultados estadísticos experimentales: ¿Cuántas combinaciones de bolas de colores hay? Cantidad de cada combinación
¿Cuánto? Calcule la proporción numérica entre tipos combinados de bolas de colores. Diseñar tablas y registrar resultados experimentales.
2. Estadística de los resultados experimentales de toda la clase y toma el promedio. Calcule la relación de cantidad entre los tipos de combinación de bolas.
3. ¿Qué representa la combinación de dos bolas de colores?
4. Conclusión:.
Discusión
1. Comparar los resultados experimentales de cada grupo con los resultados experimentales totales de toda la clase. ¿Qué encontraste? Si Mendel sólo contara los resultados de los cruces de 10 guisantes, ¿podría explicar correctamente la segregación de rasgos?
2. Al comparar los resultados de los experimentos de simulación y los experimentos de hibridación de Mendel, ¿crees que la hipótesis de Mendel es razonable?
1. En comparación con los resultados experimentales de cada grupo, los resultados experimentales totales de toda la clase están más cerca de los resultados esperados, es decir, la proporción numérica de los tipos de combinación de bolas de colores es DD: DD: DD; = 1: 2: 1, y la bola de color representa La proporción numérica de los tipos dominante y recesivo es 3: L. Porque cuanto mayor es el número de individuos experimentales, más se acerca a la ley estadística.
Si Mendel solo contara los resultados de los cruces de 10 guisantes en ese momento, sería difícil explicar correctamente el fenómeno de la segregación de rasgos, porque el número de muestras contadas en el experimento fue suficiente. Análisis correcto de Mendel de los resultados experimentales. Una de las premisas. Habrá un gran error al contar los guisantes individualmente.
2. Los resultados del experimento de simulación son consistentes con la hipótesis de Mendel.
Debido a que las bolas de colores en los cubos A y B representan los gametos masculinos y femeninos en el experimento de Mendel, tomar al azar una bola de color de los dos cubos y combinarlos en realidad simula la combinación aleatoria de gametos masculinos y femeninos, y el número estadístico es lo suficientemente grande. ;Un resultado es 3:1. Pero probar una hipótesis requiere verificación experimental.
Diseño de un plan experimental de capacitación en habilidades
Suponga que está trabajando en una base de producción de flores tres años después. Un día, de repente encuentras una flor con flores blancas y aparece una planta con flores moradas. Inmediatamente te das cuenta de su valor ornamental y decides cultivar esta nueva variedad de flor. Sabiendo que esta flor se autopoliniza, plantas la semilla de esta flor morada.
Desafortunadamente, 46 de las 126 nuevas plantas tienen flores blancas, lo que no favorece la producción comercial. ¿Cómo puedo conseguir un ejemplar de pura raza con flores moradas? Escribe un programa experimental para resolver este problema y discútelo con tus compañeros para ver quién diseñó un programa más simple.
Se recomienda que las flores moradas obtenidas se autofecundan durante varias generaciones, es decir, las flores moradas de cada descendencia autofecundada se cultivan y luego se autofecundan hasta que ya no aparecen flores blancas en la descendencia autofecundada. El proceso específico se puede representar en la siguiente figura.
Sección 2 Experimento híbrido de guisantes de Mendel (2)
Práctica
Preguntas básicas
1 (1) × (2) ×. 2. C.
Preguntas ampliadas
(1) AaRr; aaRr (2) Arrugas amarillas y arrugas verdes; Documento No. 4. (3) AaRR o YyRR ;4; si yyrr cruza YyRR, la relación es granos redondos amarillos: granos redondos verdes = L:1; si yyrr cruza YyRr, la relación es granos redondos amarillos: granos redondos verdes: granos arrugados amarillos: granos arrugados verdes = L: L: 1: 1.
Piensa y discute las razones del éxito de Mendel
Antes de que Mendel descubriera las leyes de la herencia, algunos expertos en cría de híbridos ya estaban familiarizados con el fenómeno de la segregación de caracteres en la descendencia híbrida, pero no a menudo se utiliza un Se estudiaron muchos rasgos de los organismos y no se realizó ningún análisis estadístico en profundidad de los datos experimentales.
La investigación de Mendel sobre experimentos de hibridación no fue fácil. Pasó varios años investigando la manzanilla pero no encontró nada. Las razones principales son: (1) No existe un carácter relativo que sea fácil de distinguir y observar continuamente (2) Nadie sabía en ese momento que Tamarix a veces se reproduce sexualmente y otras veces asexualmente (3) Las flores del sauce llorón son pequeñas y; Los experimentos de hibridación artificial son difíciles.
Discusión:
1. ¿Cuáles son los beneficios de utilizar guisantes como materiales para experimentos híbridos? Esto muestra cómo la selección de materiales experimentales juega un papel en la investigación científica.
2. Si el estudio de Mendel sobre la herencia relativa de rasgos no fuera de un par a muchos pares, ¿podría haber encontrado la ley de la herencia? ¿Por qué?
3. Si Mendel no realizó un análisis estadístico de los resultados experimentales, ¿podría explicar el fenómeno de separación?
4. La explicación de Mendel del fenómeno de la separación es lógicamente entrelazada y muy rigurosa. ¿Por qué diseñó una prueba de intersección para verificarlo?
Además de su uso creativo del método científico, ¿cuál crees que fue la razón del éxito de Mendel?
1. Consejos: El guisante es adecuado como material experimental híbrido y tiene las siguientes ventajas: (1) Los rasgos relativamente estables son fáciles de distinguir, como los tallos altos y los tallos cortos. mide 1,5 ~ 2,0 m, y los tallos cortos son La altura del tallo es de solo aproximadamente 0,3 m, lo que es fácil de observar y distinguir (2) los guisantes son estrictamente autopolinizados y se pueden obtener especies puras en la naturaleza y heterocigotos; se puede obtener mediante hibridación de especies puras (3) Las flores son relativamente grandes y la hibridación artificial es un experimento fácil. Precisamente porque Mendel eligió guisantes para experimentos híbridos, pudo estudiar eficazmente las leyes básicas de la herencia biológica, desde rasgos individuales hasta múltiples pares de rasgos, y realizar estadísticas cuantitativas sobre los resultados de los experimentos genéticos. Por tanto, la selección científica de materiales experimentales es una de las garantías importantes para el éxito de la investigación científica.
2. Consejo: Si Mendel solo estudiara la herencia de múltiples pares de rasgos relativos, sería difícil descubrir las reglas de herencia a partir de la estadística matemática, porque si se estudiaran N pares de rasgos relativos, habría 2 "combinaciones de personalidad", es difícil contarlas y también es difícil encontrar problemas en las estadísticas matemáticas.
Revelar las leyes genéticas de los organismos. Ésta es también la experiencia y la lección que dejaron los predecesores en los experimentos de hibridación genética. Mendel simplemente tomó prestada la experiencia de sus predecesores en la investigación genética, cambió los métodos experimentales y observó, contó y analizó los resultados experimentales de simples a complejos, descubriendo así problemas, proponiendo hipótesis, verificando experimentos y sacando conclusiones.
3. Consejo: Si Mendel no realizara un análisis estadístico de los resultados experimentales, le resultaría difícil explicar el fenómeno de separación. Porque a través de la estadística, Mendel descubrió que la herencia de rasgos biológicos muestra una cierta proporción matemática en la cantidad, lo que desencadenó su interés por revelar su esencia. Al mismo tiempo, Mendel se dio cuenta de que la probabilidad matemática también es aplicable al estudio de la herencia biológica, introduciendo así métodos matemáticos en el procesamiento y análisis de resultados experimentales genéticos.
4. Consejo: Como hipótesis correcta, no solo puede explicar los resultados experimentales existentes, sino también predecir otros resultados experimentales. Puede consultar la explicación del "método hipotético-deductivo" en el libro de texto.
5. Consejos: (1) Base de conocimientos sólida y amor por la ciencia. Cuando Mendel estudiaba en la Universidad de Viena, a través de sus estudios de ciencias naturales, se le ocurrió la idea evolutiva de que los tipos biológicos son variables y que se pueden producir nuevos tipos biológicos mediante la hibridación. Al mismo tiempo, Mendel también estudió matemáticas, lo que lo influyó en la idea de que "los métodos matemáticos se pueden aplicar a diversas ciencias naturales". Se le ocurrió la idea de aplicar métodos matemáticos para resolver problemas genéticos, lo que convirtió a Mendel en el. Fue el primero en darse cuenta de que el principio de probabilidad se puede utilizar para resolver problemas genéticos. Los científicos lo utilizan para predecir los resultados de los experimentos de hibridación genética.
(2) Actitud científica rigurosa. La investigación de Mendel sobre experimentos de hibridación se basó en observar fenómenos genéticos, hacer preguntas, formular hipótesis y luego diseñar métodos de investigación para verificar las hipótesis. Esta era una nueva idea de investigación en ese momento. No se limitó a simples descripciones y generalizaciones de resultados experimentales sólo por el hecho de realizar experimentos de hibridación de guisantes.
(3) Ser diligente en la práctica. Mendel estudió los experimentos de hibridación genética de guisantes durante 8 años consecutivos. Realizó análisis estadísticos de los resultados de cada experimento y descubrió problemas y patrones que no habían sido descubiertos por sus predecesores.
(4) Atrévete a desafiar la tradición. Mendel propuso el concepto de "herencia granular" a través de una investigación experimental, que desafió el concepto tradicional de herencia.
Autoevaluación
Primero, prueba de concepto
Verdadero o Falso
1.×. 2.×. 3.×.
Elección múltiple
1.d .2.C.3.d .4.B.
Segundo, transferencia de conocimiento
Porque los rasgos del maíz no dulce están controlados por genes dominantes y los rasgos del maíz dulce están controlados por genes recesivos. Cuando el maíz dulce recibe polen de maíz no dulce, el esperma producido por el polen de maíz no dulce contiene el gen dominante, mientras que los núcleos polares de los óvulos del maíz dulce contienen el gen recesivo, que se convierte en endospermo después de la fertilización. en las células del endospermo afecta el gen recesivo. El gen sexual tiene un efecto dominante, por lo que se produce maíz no dulce en la planta de maíz dulce cuando el maíz no dulce recibe polen de maíz dulce, que contiene el esperma producido por el polen de maíz dulce; el gen recesivo, mientras que los núcleos polares de los óvulos del maíz no dulce contienen la genética dominante, por lo que una planta de maíz no dulce sigue siendo maíz no dulce.
En tercer lugar, la aplicación de habilidades
Debido a que los genes dominantes juegan un papel dominante en los genes recesivos, en el proceso de evolución a largo plazo de los organismos, si no hay selección natural, una población voluntad Generalmente hay más individuos dominantes que recesivos. Según la información proporcionada en la imagen, las mariposas tienen muchos ojos verdes y ojos verdes: los ojos blancos están cerca de 3:1 de manera similar, hay muchos individuos con alas moradas y las alas moradas: las alas amarillas están cerca de 3:L; , por lo que al juzgar el verdor de la mariposa, los ojos y las alas moradas son rasgos dominantes, mientras que los ojos blancos y las alas amarillas son rasgos recesivos.
Cuarto, expansión del pensamiento
1. Consejo: Una pareja con color de piel normal dio a luz a un niño albino, lo que demuestra que el albinismo es una enfermedad controlada por genes recesivos. Al mismo tiempo, los resultados estadísticos muestran que la probabilidad de que la descendencia de una pareja con un gen que causa albinismo y un fenotipo normal sea albino es del 25%. Por lo tanto, se puede juzgar que la herencia de rasgos relacionados de la piel humana normal y la piel albina es consistente con la segregación mendeliana.
2. La ley de combinación libre de Mendel es universal, porque la herencia de dos pares de rasgos relativos se puede descomponer en el producto de los resultados genéticos de cada par de rasgos relativos, es decir, el número de rasgos. los tipos de combinación producidos por dos pares de rasgos relativos son 2×2=22, la proporción de rasgos es (3:1)2, por lo tanto, el tipo de combinación de N pares de rasgos relacionados es 2n y la proporción es (3:1); norte.
Capítulo 2: La relación entre genes y cromosomas
Sección 1 Meiosis y fertilización
Meiosis
Práctica
p>Preguntas básicas
1. (1)√; (2)×; (3)×; 2.B.3.d.
(1) ①La célula está experimentando meiosis. Porque hay una tétrada en esta celda.
② Las células tienen 4 cromosomas y 8 cromátidas. ③ Las células tienen dos pares de cromosomas homólogos. Los cromosomas a y c, a y d, b y c,
byd son cromosomas no homólogos. ④ A y A’, B y B’, C y C’, D y D’ son cromátidas hermanas. ⑤Una vez completada la división celular, hay dos cromosomas en las células hijas. ⑥Consulte la Figura 2-2 en el libro de texto.
(2) ①Artículo 4. ②B, D; B, C.
Pregunta ampliada
Pista: No necesariamente. Si se produce una anomalía durante la meiosis, por ejemplo, uno o más pares de cromosomas homólogos que acompañan a la primera meiosis se concentran en una célula madre secundaria del espermatozoide (óvulo) en lugar de moverse a los dos polos respectivamente. ) las células producidas después de la segunda meiosis serán una o más de lo normal. Por poner otro ejemplo, durante la meiosis (ya sea la primera división o la segunda división), los cromosomas se han movido a los polos de la célula, pero por alguna razón la célula no se ha dividido en dos células hijas, por lo que pueden aparecer espermatozoides. los cromosomas en el óvulo se duplican.
Si ocurre el fenómeno anterior, la cantidad de cromosomas en el óvulo fertilizado será anormal, y la cantidad de cromosomas en las células individuales desarrolladas a partir del óvulo fertilizado también será anormal. Debido a que los cromosomas son los portadores del material genético, los rasgos de los organismos están controlados por el material genético. Cuando el material genético de un individuo es anormal, los rasgos del individuo también lo serán. Por ejemplo, los pacientes humanos con "Trisomía 2l" se desarrollan a partir de espermatozoides u óvulos compuestos por 24 cromosomas (incluidos dos cromosomas 21
) y óvulos o espermatozoides normales.
Segunda Fertilización
Entrenamiento de Habilidades, Reconocimiento de Mapas y Dibujo
Las espermatogonias de un organismo contienen cuatro pares de cromosomas homólogos.
Preguntas básicas
1. (1)√; (2)√;
2. Se propone que durante la formación de los gametos, debido a la etapa tétrada de la primera meiosis, se puede intercambiar algo de material genético entre cromátidas no hermanas, en la metafase, los cromosomas homólogos se disponen aleatoriamente; ambos lados de la placa ecuatorial, lo que da como resultado una combinación libre de cromosomas no homólogos en los gametos, por lo que la composición cromosómica en los gametos es diversa. La fertilización es una combinación aleatoria de espermatozoides y óvulos, por lo que el desempeño de la descendencia es diverso.
Debido a que la meiosis es una división celular regular y normal, durante el proceso de meiosis, los cromosomas se copian solo una vez y la célula se divide dos veces seguidas. De esta forma, los gametos femeninos y masculinos normales de cada especie contienen la mitad de los cromosomas somáticos de la especie, y ambos son un conjunto de cromosomas no homólogos. Durante la fertilización, la unión espermatozoide-óvulo restablece el número de cromosomas del organismo en el óvulo fertilizado y en sus células somáticas individuales. Los rasgos están controlados por el material genético de los cromosomas. El número constante de cromosomas en las células de la primera generación de descendientes garantiza la relativa estabilidad de los rasgos genéticos de la primera generación de descendientes.
Pregunta extendida
Pregunte que durante el proceso de meiosis, si por alguna razón, los dos cromosomas 2l no se separaron durante la primera meiosis sino que ingresaron al mismo El espermatocito secundario luego, después de la segunda división meiótica, se formarán dos espermatozoides u óvulos que contienen dos cromosomas 21. Si la primera meiosis es normal, el centrómero del cromosoma 21 se divide durante la segunda meiosis para formar dos cromosomas 21, pero no se desplazan a los dos polos de la célula respectivamente, sino que entran en el mismo espermatozoide o óvulo.
De esta forma, los espermatozoides u óvulos anormales contienen 24 cromosomas, de los cuales el cromosoma 21 es el 2. Cuando un espermatozoide o un óvulo normal (incluidos 23 cromosomas no homólogos, incluido solo el cromosoma L 21) se combina con un óvulo o un espermatozoide anormal para formar un óvulo fertilizado, el óvulo fertilizado contiene 47 cromosomas, incluidos 3 cromosomas 21. Una vez que el óvulo fertilizado se convierte en adulto, la cantidad de cromosomas en esta célula humana es 47, incluidos 3 cromosomas 21.
Sección 2 Los genes están en los cromosomas.
Ejercicios
1.d .2.B.
Preguntas ampliadas
1. Si bien los cromosomas en las células de estos organismos. Se han reducido la mitad de ellos, pero todavía tienen un juego completo de cromosomas no homólogos. Este conjunto de cromosomas porta un conjunto de genes que controlan todas las características del organismo.
2. Se sugiere que las variaciones en el número de cromosomas en las células humanas afectarán gravemente diversas actividades de la vida como la reproducción y el desarrollo. No se encontraron bebés con otras variaciones en el número de cromosomas, probablemente porque los óvulos fertilizados con esta variación no se desarrollaron o murieron en los embriones tempranos.
Sección 3 Herencia ligada al sexo
Ejercicios
Preguntas básicas
1.C.2.B.3.C.
Pregunta ampliada
Se sugiere que durante el proceso de meiosis de los ovocitos femeninos de Drosophila, se produce un error cada 2000~3000 células. Los dos cromosomas X no se separan, lo que da como resultado un óvulo tampoco. tener dos cromosomas X o ningún cromosoma X. Si un huevo contiene Explique el fenómeno anterior. Los cromosomas de las células se pueden examinar con un microscopio. Esta explicación sería correcta si el cromosoma Y se encontrara en moscas de la fruta hembras de ojos blancos pero no en moscas de la fruta machos de ojos rojos.
Autoevaluación
Primero, prueba de concepto
Verdadero o Falso
1.×. 2.√. 3.×. 4.√. 5.×.
Elección múltiple
1.C.2.C.3.B.4.a (El gen dominante se encuentra en el cromosoma X). 5. C.
Dibujar un mapa conceptual
Segundo, transferencia de conocimiento
1 Supongamos que el gen del daltonismo rojo-verde es B, entonces (1) xby; XBXb,
(2) Elige tener un niño. (3) No transportado. Mientras uno de un par de alelos sea un gen dominante que causa la enfermedad, la enfermedad aparecerá como un paciente (herencia verdadera).
3. Es el padre. Puede ser que el cromosoma Y duplicado no se haya separado durante la segunda división de la meiosis, provocando que el esperma contenga YY.
Capítulo 3 La naturaleza de los genes
Un segmento del ADN es el material genético principal.
Práctica
Una
Pregunta básica
1. (1) (×); 2.C.3.d.
Preguntas ampliadas
1. Consejos: Los experimentos muestran que cuando el bacteriófago infecta a E. coli, el ADN ingresa principalmente a E. coli, mientras que la mayor parte de la proteína permanece en el intestino grueso fuera de los bacilos. Por lo tanto, la información genética del fago original se utiliza para sintetizar la cubierta proteica a partir de los aminoácidos de E. coli.
2. Consejo: Los experimentos de transformación de bacterias neumocócicas y los experimentos de infección por fagos de E. coli demuestran que, como material genético, debe cumplir al menos las siguientes condiciones: puede copiarse a sí mismo con precisión; guiar la síntesis de proteínas, controlando así las características biológicas y el metabolismo; tienen la capacidad de almacenar información genética y tienen una estructura relativamente estable;
Pensamiento y discusión
1. Avery, Hershey y otros eligieron organismos con estructuras muy simples: bacterias o virus. ¿Cuáles son los beneficios de utilizar bacterias o virus como materiales experimentales?
2. Aunque los métodos experimentales de Avery y Hershey son diferentes, las ideas de diseño de los experimentos son similares. Piénselo, ¿cuál es su idea de diseño experimental más crítica?
3. ¿Qué medios técnicos utilizaron Avery y Hershey para implementar sus diseños experimentales? ¿Qué te dice esto sobre la relación entre ciencia y tecnología?
1. Consejos: Las bacterias y los virus tienen las siguientes ventajas como materiales experimentales: (1) Los individuos son pequeños y tienen estructuras simples. Es fácil ver los cambios en la estructura y función causados por cambios genéticos. material. Las bacterias son organismos unicelulares, mientras que los virus no tienen estructura celular, sólo ácido nucleico y cubiertas proteicas. (2) Reproducción rápida. Las bacterias pueden reproducirse en 20 a 30 minutos y los virus pueden reproducirse en un corto período de tiempo.
2. La idea central del diseño experimental es intentar separar el ADN y la proteína y observar directamente los efectos del ADN o la proteína respectivamente.
3. Los principales medios técnicos utilizados por Avery son el cultivo de bacterias, la purificación e identificación de sustancias, etc. Los principales métodos técnicos utilizados por Hershey incluyen tecnología de cultivo de fagos, tecnología de etiquetado de isótopos y tecnología de extracción y separación de materiales (los estudiantes pueden responder otras tecnologías, pero solo deben responder las tecnologías principales anteriores).
La adquisición de resultados científicos debe garantizarse por medios técnicos, y el desarrollo de la tecnología debe basarse en principios científicos. Por tanto, la ciencia y la tecnología se apoyan y promueven mutuamente.
Sección 2: Estructura de la molécula de ADN
Práctica
Preguntas básicas
1. Desoxinucleótidos de adenina, desoxirribonucleósidos de guanina, desoxinucleótidos de citosina y desoxinucleótidos de timina.
2. Plantilla, materia prima, energía, enzima, doble hélice, emparejamiento de bases complementarias. 3.d .4.B.
Problema de extensión
Pista: 6 bases pueden estar equivocadas. El impacto puede ser significativo o no (los estudiantes pueden responder esta pregunta de manera abierta).
Sección 4 Los genes son fragmentos de ADN con efectos genéticos.
Explora la diversidad de secuencias de desoxinucleótidos e información genética
Siete notas pueden formar una variedad de hermosas melodías. Veintiséis letras inglesas pueden formar muchas palabras y oraciones, formando un lenguaje para transmitir y comunicar información.
Pregunta
¿La secuencia de desoxinucleótidos compuesta por cuatro bases es suficiente para expresar diversa información genética necesaria para los organismos?
Explorando Ideas
Esta pregunta se puede explorar a través de cálculos matemáticos.
Antes de calcular, primero debemos crear una situación numérica específica. Los genes son complejos y diversos, pero para facilitar la investigación es necesario simplificar al máximo la situación del problema.
Las siguientes preguntas son para su referencia, o puede establecer su propia situación.
Escenario 1: Supongamos que la longitud del desoxinucleótido es de 17 pares de bases.
La secuencia de nucleótidos constituye un gen (claro que esto es sólo una hipótesis), entonces, ¿cuántos genes se pueden ordenar con 17 pares de bases?
Se propone que si 1 par de bases forma un gen, entonces la disposición de 4 pares de bases puede formar 4 genes si dos pares de bases forman 1 gen, 16 (4×4) genes; Los pares forman un gen, se pueden formar 64 genes (4×4×4). ¿Qué pasa si cuatro, cinco o más pares de bases forman un gen?
Escenario 2: La población mundial es de aproximadamente 6 mil millones. Suponiendo que el gen 1 del cromosoma L en el genoma humano está compuesto por 17 pares de bases dispuestos aleatoriamente, ¿tendrán alguna posibilidad todas las disposiciones de 17 pares de bases? ¿Cuántas personas es probable que tengan la misma secuencia de ADN de este gen en comparación con su compañero de escritorio?
Consejo: similar a la segunda pregunta del Escenario 2, hay siete bolas en la bolsa: roja, naranja, amarilla, verde, cian, azul y violeta. Si atrapas 1 bola de ellas, la probabilidad. de atrapar la bola roja es l/7.
Discusión
1. ¿Cómo entender la diversidad y especificidad de las moléculas de ADN? ¿Se pueden analizar las causas de la diversidad y especificidad biológica a nivel del ADN?
En el campo de la investigación criminal, las moléculas de ADN se pueden utilizar para identificar individuos como las huellas dactilares. ¿Se puede analizar la base científica de este enfoque junto con la diversidad y especificidad de las secuencias de desoxinucleótidos?
3. La investigación anterior se basa en el supuesto de que todos los arreglos aleatorios de pares de bases pueden constituir genes. De hecho, la mayoría de las secuencias de desoxinucleótidos dispuestas aleatoriamente nunca aparecen en los organismos vivos, y algunas secuencias se repiten miles o incluso millones de veces en los organismos vivos. ¿Crees que los genes son segmentos de ADN con pares de bases dispuestos aleatoriamente? ¿Por qué?
1. La secuencia de bases cambiante constituye la diversidad de moléculas de ADN, y la secuencia de bases específica constituye la especificidad de cada molécula de ADN. La diversidad y especificidad de las moléculas de ADN son la base material de la diversidad y especificidad biológica.
2. Consejo: En las moléculas de ADN humano, la diversidad de secuencias de nucleótidos significa que es casi imposible que el ADN de todos sea exactamente igual, por lo que el ADN se puede utilizar para identificar a las personas como las huellas dactilares.
3. Consejo: Podemos analizar por qué los genes no pueden ordenarse aleatoriamente desde una perspectiva evolutiva.
Práctica
Preguntas ampliadas
1. Consejos: No todo fragmento de ADN es un gen, sólo los fragmentos de ADN con efectos genéticos son genes.
2. El ADN incluye secuencias de bases genéticas y no genéticas.
3. Consejo: Este punto de vista tiene sentido. Sin embargo, en la vida diaria, los medios como periódicos, revistas y transmisiones suelen utilizar los dos conceptos de genes y ADN por igual, por lo que debemos prestar atención a la distinción en situaciones específicas.
Autoevaluación
Respuestas y consejos para el autoevaluación
Primero, prueba de concepto
Verdadero o Falso
1.×. 2.×.
3.×. 4.×.
Pregunta de opción múltiple a.
Mira la imagen y responde las preguntas
Longitud 2; 4; 2. Antiparalelo; Grupo fosfato; desoxirribosa;
2. Transferencia de conocimiento a.
En tercer lugar, pensar en la expansión
Se sugiere que cuantos más sitios formen regiones híbridas de doble cadena, mayor será la consistencia de las secuencias de bases del ADN, lo que indica que las bases del ADN están involucradas en la proceso de evolución biológica. Cuanto más pequeños sean los cambios en la secuencia, más estrecha será la relación genética.
Capítulo 4 Expresión genética
Sección 1 Síntesis de proteínas guiada por genes
Práctica
Cuestiones básicas
1 .TGC(:TAGAA; UGCCUAGAA3;3; cisteína, leucina y ácido glutámico. 2. C.
Preguntas extendidas
1. Consejos: puedes escribir los codones modificados por separado y luego revise la tabla de codones para ver a qué aminoácidos corresponden los codones modificados. Este ejemplo muestra que la degeneración del código puede prevenir cambios en la información genética causados por cambios en las bases. Los codones pueden codificar el mismo aminoácido, y algunas secuencias de bases no codifican aminoácidos, como los códigos de parada, solo podemos escribir una secuencia de aminoácidos definida basada en la secuencia de bases, no en los aminoácidos. se pierde en este proceso
Sección 2: Control genético de rasgos
Entrenamiento de habilidades
Los genetistas han realizado un experimento de este tipo: la temperatura normal de cultivo de Drosophila melanogaster. Las larvas son de 25 °C. Después de eclosionar durante 4 a 7 días, las larvas de Drosophila melanogaster se tratan a 35 a 37 °C durante 6 a 24 horas. Algunas larvas de Drosophila melanogaster tienen alas residuales. temperaturas ambiente normales.
1. Proponga una hipótesis para explicar el motivo de la aparición de las moscas de la fruta con alas rotas.
Algunas personas han sugerido si es el desarrollo de las alas. catalizado? ¿Cuál es la relación entre las enzimas y la temperatura?
2 ¿Qué muestra este experimento sobre la relación entre genes y rasgos?
1. reacción catalizada. Las enzimas se sintetizan bajo la guía de los genes. La actividad de las enzimas se ve afectada por condiciones como la temperatura y el pH.
2.
Práctica
Preguntas básicas
1. Respuesta.2.(1)×;(2)×;(3)√
<. p>Preguntas ampliadas1. Un gen de ojos rojos normal es una condición necesaria pero no suficiente para la formación de ojos rojos cuando el gen de ojos rojos es normal y otros genes implicados en la formación de ojos rojos lo son. normal, se pueden formar los ojos rojos de la mosca de la fruta; si el gen del ojo rojo es anormal, incluso si todos los demás genes involucrados en la formación de los ojos rojos son normales, los ojos rojos de la mosca de la fruta no se formarán. 2. Consejo: Hay muchos genes en el organismo, y sus modos de acción son complejos y muy complejos. Es difícil estudiar por sí solos los rasgos anormales de los organismos, lo que permite a los científicos estudiar las funciones de los genes relacionados. Analizar si existen diferencias entre los genes de individuos anormales y los genes de individuos normales desde la perspectiva de los rasgos anormales, estableciendo así la relación entre rasgos y genes. Porque los rasgos están controlados por genes, si un rasgo es anormal y puede. heredarse de manera estable, significa que el gen que controla el rasgo ha mutado.
Esta fórmula también se puede utilizar para analizar si el gen que controla el rasgo está ubicado en un cromosoma sexual o en un cromosoma autosómico. , ya sea dominante o recesivo, y predecir el patrón genético futuro del rasgo.
Esta es la primera parte. Demasiadas palabras.