Biología bachillerato curso obligatorio 2
Sección 1 y 2 Variación biológica (mutación genética, recombinación genética, variación cromosómica)
Variación no genética: este tipo de variación incluye solo causada por factores ambientales y no provoca cambios en el material genético del organismo, por lo que no se puede heredar y es una variación no genética. Las mutaciones de los genes citoplasmáticos, si no se heredan, también son variaciones no genéticas.
Variación genética: Algunas variaciones se deben a cambios en el material genético de las células germinales, por lo que pueden transmitirse a generaciones futuras y son variaciones hereditarias.
Existen tres fuentes de variación genética: mutación genética, recombinación genética y variación cromosómica.
2. El concepto, causas y características de la mutación genética (2)
El concepto de mutación genética: cambios en la estructura genética provocados por la sustitución, adición y deleción de pares de bases. en la molécula de ADN
Características: 1. Las mutaciones genéticas son comunes en la naturaleza.
2. Las mutaciones genéticas son aleatorias y no direccionales.
3. En la naturaleza, la frecuencia de mutaciones genéticas es muy baja.
4. La mayoría de ellos son perjudiciales, pero no del todo. Si son beneficiosos o perjudiciales depende de si los rasgos biológicamente variables están adaptados al medio ambiente.
Explicación de la aleatoriedad de las mutaciones genéticas
(2) Aleatoriedad: Las mutaciones genéticas pueden ocurrir en cualquier célula en cualquier etapa del desarrollo individual.
① Aleatoriedad en el tiempo: Puede ocurrir en cualquier etapa de la ontogenia biológica, incluso en individuos que envejecen, como los ancianos que son susceptibles al cáncer de piel.
②Aleatoriedad de sitios: Las mutaciones genéticas pueden ocurrir tanto en células somáticas como en células germinales. Si es lo primero, generalmente no se transmitirá a la descendencia; si es lo segundo, se puede transmitir a la descendencia a través de células germinales. Puede ocurrir en diferentes moléculas de ADN de la célula o en diferentes partes de la misma molécula de ADN.
3. La importancia de la mutación genética: (1)
La mutación genética es la forma de producir nuevos genes; es la fuente fundamental de la variación biológica; evolución biológica.
4. La relación entre mutaciones genéticas y rasgos
(1) Las mutaciones genéticas pueden provocar indirectamente cambios en los codones, que en última instancia se manifiestan como cambios en la estructura y función de las proteínas, afectando a tales rasgos biológicos. como anemia falciforme.
(2) Es posible que las mutaciones genéticas no necesariamente conduzcan a cambios de personalidad porque:
①Un aminoácido puede estar determinado por múltiples codones. Cuando los codones transcritos del ADN mutado todavía identifican los mismos aminoácidos, la mutación no provoca ningún cambio en las propiedades biológicas.
②La mutación de genes recesivos no provocará cambios en rasgos en heterocigotos, como AA→Aa.
③Se modifican fragmentos de genes (intrones de fragmentos de ADN) que no codifican directamente aminoácidos.
5. El concepto y ejemplos de recombinación genética (1)
El concepto de recombinación genética: la recombinación de genes que controlan diferentes rasgos durante la reproducción sexual.
1. Cuando los organismos forman gametos mediante meiosis, al igual que los cromosomas no homólogos se combinan libremente, los no alelos también se combinan libremente
2. , los alelos ubicados en cromosomas homólogos a veces se intercambian con cromátidas no hermanas (cruce), lo que resulta en una recombinación genética en las cromátidas.
Ejemplo: Los colores del pelaje de los gatos son diferentes debido a la recombinación genética. Una madre dio a luz a nueve hijos, todos ellos diferentes. Con la excepción de dos gemelos, no hay dos hermanos que sean genéticamente idénticos.
6. La importancia de la recombinación genética (1)
La recombinación de genes es una de las fuentes de variación biológica y es de gran importancia para la evolución de los organismos.
7. Variación cromosómica: variación en la estructura y cantidad de los cromosomas (1)
La variación cromosómica incluye cambios en la estructura y cantidad de los cromosomas. A diferencia de las mutaciones genéticas, que son invisibles para las mutaciones genéticas, las variaciones cromosómicas se pueden observar con un microscopio óptico.
Variación estructural cromosómica: se refiere a la eliminación, adición, inversión o translocación de uno o más cromosomas en una célula.
Variación del número de cromosomas: se refiere a cambios en el número de cromosomas en las células, que se pueden dividir en dos categorías: una es el aumento o disminución de los cromosomas individuales en las células, y la otra es el número de cromosomas. en las células en forma de conjuntos de cromosomas. Duplicar o reducir.
Genoma: Conjunto de cromosomas no homólogos de las células, con diferentes formas y funciones, que transportan toda la información genética que controla el crecimiento y desarrollo de los organismos. Este conjunto de cromosomas se llama genoma.
Los individuos que se desarrollan a partir de óvulos fecundados y tienen dos cromosomas en sus células somáticas se denominan diploides; las células somáticas que contienen tres o más cromosomas se denominan poliploides.
Se denomina haploide a un individuo cuyas células somáticas contienen el mismo número de gametos y cromosomas de la especie. Las plantas haploides son débiles y muy estériles.
La cría por mutación se utiliza en la hibridación de la cría haploide y poliploide.
La diversidad biológica genera nuevos genes, enriquece el acervo genético y produce muchos gametos, combinaciones y óvulos fertilizados. Las variaciones vienen en muchas variedades
Los ejemplos incluyen la cría de sandías sin semillas, como los híbridos de guisantes, y los ojos blancos y la anemia falciforme en las moscas de la fruta.
Vinculación (1) Las tres son variaciones hereditarias que proporcionan materia prima para la evolución biológica; ②La mutación genética produce nuevos genes, proporciona materia prima para la evolución y es la fuente fundamental de la variación genética. proporciona una gran cantidad de genes nuevos, y la mutación genética es la base de la recombinación genética. ③ La frecuencia de mutación de la recombinación genética es alta, lo que proporciona una amplia gama de opciones materiales para la evolución y es una de las razones importantes para la formación de la biología. diversidad; ④ La recombinación genética y las mutaciones genéticas producen nuevos genotipos y posiblemente nuevos fenotipos.
9. Comparación entre reproducción haploide y poliploide
Cría haploide y reproducción poliploide
Principio El número de cromosomas está en la forma del genoma. Se duplica y luego al duplicarlo nuevamente, se obtiene el número de cromosomas puros, duplicados en forma de genoma.
Método: El haploide se obtiene mediante cultivo in vitro de anteras, y luego las plántulas se tratan con colchicina, y las semillas o plántulas en germinación se tratan con colchicina
Ventajas: acorta significativamente el Ciclo de reproducción, el proceso es simple.
Desventajas: La tecnología es compleja y requiere una combinación de cruces para que sea adecuada para las plantas, lo que es difícil para los animales. El ciclo de crecimiento de las plantas poliploides se prolonga y se reduce la tasa de formación de semillas.
Ejemplo de proceso
10. Aplicación del mejoramiento por mutaciones en producción (1)
Mejoramiento por mutaciones: utiliza factores físicos y químicos para tratar organismos, provocando mutaciones en sus genes.
Este método puede aumentar la tasa de mutación y obtener tipos de mutación más excelentes en un corto período de tiempo. Inducir cepas de penicilina y aumentar la producción de penicilina
11. La sandía sin semillas es triploide; el plátano también es triploide. ¿Cómo se cultivan los plátanos de generación en generación?
Debido al trastorno del emparejamiento cromosómico, los plátanos triploides no pueden sufrir una meiosis normal y no pueden producir semillas, por lo que sólo pueden reproducirse mediante reproducción asexual. La propagación asexual tradicional generalmente implica el cultivo de plántulas a partir de yemas adventicias en bulbos subterráneos. El método específico es: cortar el tubérculo subterráneo en 4 a 10 trozos pequeños, cada trozo contiene un cogollo fuerte según ciertas especificaciones, colocar el ojo del cogollo hacia arriba sobre el marco, cubrirlo con tierra y cubrirlo con un poco de paja. la plántula crecerá entre 40 y 40 años. Trasplante cuando la altura sea de 50 cm; otro método es la propagación por succión de yemas, es decir, después de que las yemas adventicias crezcan hasta convertirse en yemas chupadoras de 40 a 50 cm, utilice una pala de mango largo para cortar. Cortar la conexión entre las yemas chupadoras y la planta madre antes del trasplante. La ventaja de la reproducción asexual es que es sencilla y básicamente puede mantener las características genéticas de la planta madre. La desventaja es que una planta madre sólo puede reproducir de 4 a 10 descendientes al año, y diferentes descendientes a menudo crecen de manera diferente cuando se plantan en el campo. Además, las principales enfermedades que perjudican a los plátanos son la enfermedad de la copa del racimo y la enfermedad del mosaico. Ambas enfermedades son virus o bacteroides y tienen largos períodos de incubación. Es difícil evitar que sus plantas madre se conviertan en plantas infectadas a través de yemas adventicias y yemas chupadoras en los tallos subterráneos, causando enfermedades y propagándose por todo el huerto bananero.
Berg y Bustamante (1974) estudiaron por primera vez el cultivo in vitro para eliminar estas enfermedades. Gupta y Wong (1986) lograron éxito y mejoras utilizando la tecnología de cultivo de puntas de brotes. En China, en 1989 se llevó a cabo el mejoramiento de plántulas en fábricas, y actualmente se pueden producir plántulas de banano en tubos de ensayo a gran escala.
El método específico es el siguiente: transferir los explantes desde el punto de crecimiento superior de las plántulas chupadoras de brotes de plátano a un medio que contenga ciertas hormonas y nutrientes, inducir las plántulas en condiciones estériles y luego transferirlas a un medio de proliferación para un subcultivo repetido y proliferación. expandirse en cantidad. La tasa de proliferación de plántulas de cultivo de tejidos de banano es de 3 a 4 veces. Generalmente, un explante de retoño dura 10 generaciones. Después de 7 a 11 meses de cultivo, el número de cogollos puede alcanzar entre 60.000 y 10.000. Estos brotes de tubo de ensayo luego se transfieren a un medio de enraizamiento y fortalecimiento de plántulas para convertirse en plántulas de tubo de ensayo. Cuando las plántulas del tubo de ensayo crecen hasta 5 cm de altura, se pueden trasplantar al vivero para su cultivo y luego al campo para plantar. Gracias a la producción industrial de plántulas de cultivo de tejidos de banano, un explante chupador de yemas se puede propagar en 10.000 plántulas. Los explantes con enfermedad de la parte superior en racimos y pudrición del corazón en mosaico se pueden detectar y eliminar fácilmente mediante ELISA (ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas) antes de que se multipliquen. Durante el proceso de cultivo en los viveros primarios y secundarios, los pulgones no pueden pasar por el control de insectos. vivero, bloqueando así la propagación de la enfermedad de la copa del ramo y la pudrición del corazón en mosaico, asegurando así que las plántulas de banano plantadas en el campo sean plantas sanas y libres de enfermedades. Por lo tanto, el método de propagación de plántulas de cultivo de tejidos no solo puede garantizar que las plántulas estén libres de enfermedades, sino también garantizar que el período de crecimiento sea uniforme y fácil de manejar. En comparación con los métodos de propagación tradicionales, el rendimiento aumenta en más del 30%, lo que es muy popular entre los productores de banano.
Comparación de 12 con haploide, diploide y poliploide
(1) Comparación de diploide, poliploide y haploide
Haploide Diploide Poliploide
El concepto de células somáticas es que una célula somática individual contiene dos cromosomas y tiene la cantidad de gametos de esa especie.
El grupo A contiene 3 o 3 células somáticas.
Individuos del genoma superior
El conjunto de cromosomas 1 es 2 o más y 3 o más.
El punto de partida del desarrollo, gameto, óvulo fecundado, óvulo fecundado
Partenogénesis natural (partenogénesis o partenogénesis), reproducción sexual normal, no requiere fecundación meiótica del óvulo fecundado
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Duplica el número de cromosomas
Características de la planta: planta débil, muy estéril, frutos y semillas normales, gran crecimiento y desarrollo.
Retraso en la fertilidad y baja tasa de formación de semillas
Por ejemplo, los tipos haploides de maíz y trigo son casi todos animales y más de la mitad de ellos son animales.
Plantas superiores plátano, trigo blando
(2) Identificación de haploides, diploides y poliploides
1. Haploide, diploide La ploidía y la poliploidía son dos sistemas conceptuales. La principal diferencia es de dónde se desarrollaron, el concepto de haploidía no tiene nada que ver con el genoma. Los haploides generalmente contienen un genoma (haploides producidos por organismos diploides), pero también pueden contener dos, tres o incluso más genomas. Por ejemplo, el trigo blando produce haplotipos con tres genomas.
2. La diploidía y la poliploidía están directamente relacionadas con el genoma. Los individuos con dos genomas en células somáticas se denominan diploides y los que tienen tres o más, poliploides.
Sección 3 Enfermedades Genéticas Humanas
1. Causas, características y tipos de enfermedades genéticas humanas (1)
Causa: Las enfermedades genéticas humanas son causadas por material genético. Enfermedades humanas causadas por cambios.
Tipo: Enfermedad genética monogénica: enfermedad genética controlada por un par de alelos.
Enfermedad genética poligénica: enfermedad genética humana controlada por dos o más pares de alelos. (Hipertensión esencial, enfermedad coronaria, etc.)
Enfermedades genéticas por anomalías cromosómicas: enfermedades genéticas causadas por anomalías cromosómicas. Por ejemplo, la trisomía 21.
2. Herencia de enfermedades monogénicas comunes (1)
Dominante: polidactilia, sindactilia y acondroplasia (común); raquitismo resistente a la vitamina D (rayos X)
Recesivos: albinismo, fenilcetonuria, anemia falciforme, sordera congénita, etc. (a menudo recesivo)
3. La relación entre el diagnóstico prenatal de enfermedades genéticas y la eugenesia (1)
El diagnóstico prenatal se refiere a: antes de que nazca el feto, los médicos utilizan un método de prueba especial. para determinar si el feto tiene una determinada enfermedad genética o congénita. Como examen de líquido amniótico, examen de ultrasonido B, examen de células sanguíneas maternas, diagnóstico genético, etc. El diagnóstico prenatal puede reducir significativamente la tasa de natalidad de los niños afectados.
4. La relación entre el asesoramiento genético y la eugenesia (1)
Puede prevenir eficazmente la aparición y el desarrollo de enfermedades genéticas hasta cierto punto.
Ejemplos de principales características o etiología del tipo
Base única
Patrimonio
Herencia continua autosómica dominante, probabilidades hombre-mujer iguales , la probabilidad de matrimonio consanguíneo se mantiene sin cambios, señalando con el dedo, acondroplasia
Herencia autosómica recesiva, igual probabilidad de hombres y mujeres, albinismo con mayor probabilidad de matrimonio consanguíneo, fenilcetonuria.
La resistencia al raquitismo VitD es X herencia continua dominante, con alta probabilidad de sexo masculino y femenino, y la probabilidad de matrimonio consanguíneo se mantiene inalterada
Existe X atavismo recesivo, la probabilidad de el varón es mayor que el de la mujer, y la probabilidad de matrimonio consanguíneo se mantiene sin cambios Aumento, daltonismo, hemofilia.
La herencia continua de la herencia Y se transmite de los pacientes varones únicamente a todos los hijos.
La neuropatía óptica hereditaria de Leber se hereda continuamente de la enfermedad materna y solo se transmite de las pacientes femeninas a todos los niños.
Las enfermedades genéticas poligénicas tienen las características de agregación familiar, labio hendido susceptible a influencias ambientales y anencefalia.
Stain...
La etiología de los trastornos autosómicos: variaciones en la estructura y el número de cromosomas, síndrome de Mew (deleción 5)
Trastornos de los cromosomas sexuales Etiología: Turner Síndrome (XO) debido a la distribución anormal de los cromosomas sexuales durante la meiosis.
5. El Proyecto Genoma Humano y su significado (1)
El Proyecto Genoma Humano tiene como objetivo determinar todas las secuencias de ADN del genoma humano e interpretar la información genética contenida en ellas (mide 24). cromosomas y 22XY).
Importancia: Podemos comprender claramente la composición, estructura y función de los genes humanos, lo cual es de gran importancia para el diagnóstico y la prevención de enfermedades humanas.