一、孟德爾的豌豆雜交實驗：相對性狀
性狀：生物體所表現出來的的形態特徵、生理生化特徵或行為方式等。
相對性狀：同一種生物的同一種性狀的不同表現類型。
1、顯性性狀與隱性性狀
顯性性狀：具有相對性狀的兩個親本雜交，F1表現出來的性狀。
隱性性狀：具有相對性狀的兩個親本雜交，F1沒有表現出來的性狀。
附：性狀分離：在後代中出現不同於親本性狀的現象)
2、顯性基因與隱性基因
顯性基因：控制顯性性狀的基因。
隱性基因：控制隱性性狀的基因。
附：基因：控制性狀的遺傳因子(DNA分子上有遺傳效應的片段P67)
等位基因：決定1對相對性狀的兩個基因（位於一對同源染色體上的相同位置上）。
3、純合子與雜合子
純合子：由相同基因的配子結合成的合子發育成的個體（能穩定的遺傳，不發生性狀分離）：
顯性純合子（如AA的個體）
隱性純合子（如aa的個體）
雜合子：由不同基因的配子結合成的合子發育成的個體（不能穩定的遺傳，後代會發生性狀分離）
4、表現型與基因型
表現型：指生物個體實際表現出來的性狀。
基因型：與表現型有關的基因組成。
（關係：基因型+環境→表現型）
雜交與自交
雜交：基因型不同的生物體間相互的過程。
自交：基因型相同的生物體間相互的過程。（指植物體中自花傳粉和雌雄異花植物的同株受粉）
附：測交：讓F1與隱性純合子雜交。（可用來測定F1的基因型，屬於雜交）
二、孟德爾實驗成功的原因：
（1）正確選用實驗材料：一豌豆是嚴格自花傳粉植物（閉花授粉），自然狀態下一般是純種
二具有易於區分的性狀
（2）由一對相對性狀到多對相對性狀的研究（從簡單到複雜）
（3）對實驗結果進行統計學分析
（4）嚴謹的科學設計實驗程序：假説-------演繹法
三、孟德爾豌豆雜交實驗
（一）一對相對性狀的雜交：
P：高莖豌豆×矮莖豌豆DD×dd
↓↓
F1：高莖豌豆F1：Dd
↓自交↓自交
F2：高莖豌豆矮莖豌豆F2：DDDddd
3：11：2：1
基因分離定律的實質：在減數分裂形成配子過程中，等位基因隨同源染色體的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給後代
（二）兩對相對性狀的雜交：
P：黃圓×綠皺P：YYRR×yyrr
↓↓
F1：黃圓F1：YyRr
↓自交↓自交
F2：黃圓綠圓黃皺綠皺F2：Y--R--yyR--Y--rryyrr
9：3：3：19：3：3：1
在F2代中：
4種表現型：兩種親本型：黃圓9/16綠皺1/16
兩種重組型：黃皺3/16綠皺3/16
9種基因型：純合子YYRRyyrrYYrryyRR共4種×1/16
半純半雜YYRryyRrYyRRYyrr共4種×2/16
完全雜合子YyRr共1種×4/16
基因自由組合定律的實質：在減數分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。
基因和染色體的關係
（一）基因工程的基本工具
1、“分子手術刀”——限制性核酸內切酶（限制酶）
（1）來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。
（2）功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，並且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。
（3）結果：
經限制酶切割產生的DNA的片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。
2、“分子縫合針”——DNA連接酶
（1)兩種DNA連接酶(E·coliDNA連接酶和T4-DNA連接酶）的比較：
①相同點：都縫合磷酸二酯鍵。
②區別：E·coliDNA連接酶來源於大腸桿菌，只能將雙鏈DNA的片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T4DNA連接酶能縫合兩種末端，但連接平末端的之間的效率較低。
（2）與DNA聚合酶作用的異同：
DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA的片段的末端，形成磷酸二酯鍵。
3、“分子運輸車”——載體
（1）載體具備的條件：
①能在受體細胞中複製並穩定保存。
②具有一至多個限制酶切點，供外源DNA的片段插入。
③具有標記基因，供重組DNA的鑑定和選擇。
（2）最常用的載體是質粒，它是一種裸露的、結構簡單的、獨立於細菌染色體之外，並具有自我複製能力的雙鏈環狀DNA分子。
（3）其它載體：λ噬菌體的衍生物、動植物病毒。
一、減數分裂的概念
減數分裂(meiosis)是進行有性生殖的生物形成生殖細胞過程中所特有的細胞分裂方式。在減數分裂過程中，染色體只複製一次，而細胞連續分裂兩次，新產生的生殖細胞中的染色體數目比體細胞減少一半。
（注：體細胞主要通過有絲分裂產生，有絲分裂過程中，染色體複製一次，細胞分裂一次，新產生的細胞中的染色體數目與體細胞相同。）
二、減數分裂的過程
1、精子的形成過程：精巢（哺乳動物稱睾丸）
減數第一次分裂
間期：染色體複製（包括DNA複製和蛋白質的合成）。
前期：同源染色體兩兩配對（稱聯會），形成四分體。
四分體中的非姐妹染色單體之間常常交叉互換。
中期：同源染色體成對排列在赤道板上（兩側）。
後期：同源染色體分離；非同源染色體自由組合。
末期：細胞質分裂，形成2個子細胞。
減數第二次分裂（無同源染色體）
前期：染色體排列散亂。
中期：每條染色體的着絲粒都排列在細胞中央的赤道板上。
後期：姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體。並分別移向細胞兩極。
末期：細胞質分裂，每個細胞形成2個子細胞，最終共形成4個子細胞。
2、卵細胞的形成過程：卵巢
精子與卵細胞相同點：精子和卵細胞中染色體數目都是體細胞的一半
三、注意：
（1）同源染色體：
①形態、大小基本相同；
②一條來自父方，一條來自母方。
（2）精原細胞和卵原細胞的染色體數目與體細胞相同。因此，它們屬於體細胞，通過有絲分裂的方式增殖，但它們又可以進行減數分裂形成生殖細胞。
（3）減數分裂過程中染色體數目減半發生在減數第一次分裂，原因是同源染色體分離並進入不同的子細胞。所以減數第二次分裂過程中無同源染色體。
（4）減數分裂過程中染色體和DNA的變化規律
（5）減數分裂形成子細胞種類：
假設某生物的體細胞中含n對同源染色體，則：
它的精（卵)原細胞進行減數分裂可形成2n種精子(卵細胞）；
它的1個精原細胞進行減數分裂形成2種精子。它的1個卵原細胞進行減數分裂形成1種卵細胞。
四、受精作用的特點和意義
特點：受精作用是精子和卵細胞相互識別、融合成為受精卵的過程。精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面，不久精子的細胞核就和卵細胞的細胞核融合，使受精卵中染色體的數目又恢復到體細胞的數目，其中有一半來自精子，另一半來自卵細胞。
意義：減數分裂和受精作用對於維持生物前後代體細胞中染色體數目的恆定，對於生物的遺傳和變異具有重要的作用。
五、減數分裂與有絲分裂圖像辨析步驟：
1、細胞質是否均等分裂：不均等分裂——減數分裂中的卵細胞的形成
2、細胞中染色體數目：若為奇數——減數第二次分裂(次級精母細胞、次級卵母細胞、
減數第二次分裂後期，看一極)
若為偶數——有絲分裂、減數第一次分裂、
3、細胞中染色體的行為：有同源染色體——有絲分裂、減數第一次分裂
聯會、四分體現象、同源染色體的分離——減數第一次分裂
無同源染色體——減數第二次分裂
4、姐妹染色單體的分離一極無同源染色體——減數第二次分裂後期
一極有同源染色體——有絲分裂後期
注意：若細胞質為不均等分裂，則為卵原細胞的減Ⅰ或減Ⅱ的後期。
基因在染色體上
薩頓假説：基因和染色體行為存在明顯的平行關係。
孟德爾遺傳規律的現代解釋
1、動物細胞培養
（1）概念：動物細胞培養就是從動物機體中取出相關的組織，將它分散成單個細胞，然後放在適宜的培養基中，讓這些細胞生長和繁殖。
（2）動物細胞培養的流程：取動物組織塊(動物胚胎或幼齡動物的器官或組
織)→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞→製成細胞懸液→轉入培養瓶中進行原代培養→貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續傳代培養。
（3）細胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。細胞數目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面相互抑制時，細胞就會停止分裂增殖，這種現象稱為細胞的接觸抑制。
（4）動物細胞培養需要滿足以下條件
①無菌、無毒的環境：培養液應進行無菌處理。通常還要在培養液中添加一定量的抗生素，以防培養過程中的污染。此外，應定期更換培養液，防止代謝產物積累對細胞自身造成危害。
②營養：合成培養基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等天然成分。
③温度：適宜温度：哺乳動物多是36.5℃+0.5℃；pH：7.2～7.4。
④氣體環境：95%空氣+5%CO2。O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養液的pH。
（5）動物細胞培養技術的應用：製備病毒疫苗、製備單克隆抗體、檢測有毒物質、培養醫學研究的各種細胞。
2、動物體細胞核移植技術和克隆動物
（1）哺乳動物核移植可以分為胚胎細胞核移植（比較容易）和體細胞核移植（比較難）。
（2)選用去核卵（母）細胞的原因：卵（母）細胞比較大，容易操作；卵(母）細胞細胞質多，營養豐富。卵細胞的細胞質可使體細胞細胞核全能性得到表達。
3、動物細胞融合
（1）動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。融合後形成的具有原來兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜交細胞。
（2）動物細胞融合與植物原生質體融合的原理基本相同，誘導動物細胞融合的方法與植物原生質體融合的方法類似，常用的誘導因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。
（3）動物細胞融合的意義：克服了遠緣雜交的不親和性，成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。
基因工程的基本操作程序
第一步：目的基因的獲取
1、目的基因是指： 編碼蛋白質的結構基因 。
2、原核基因採取直接分離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉錄法和化學合成法。
3、PCR技術擴增目的基因
(1)PCR的含義：是一項在生物體外複製特定DNA的片段的核酸合成技術。
（2）目的：獲取大量的目的基因
（3）原理：DNA雙鏈複製
（4）過程：
第一步：加熱至90～95℃DNA解鏈為單鏈；
第二步：冷卻到55～60℃，引物與兩條單鏈DNA結合；
第三步：加熱至70～75℃，熱穩定DNA聚合酶從引物起始進行互補鏈的合成。
（5）特點：指數(2^n)形式擴增
第二步：基因表達載體的構建（核心）
1、目的：使目的基因在受體細胞中穩定存在，並且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發揮作用。
2、組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因
（1）啟動子：是一段有特殊結構的DNA的片段，位於基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質。
（2）終止子：也是一段有特殊結構的DNA的片段 ，位於基因的尾端。
（3）標記基因的作用：是為了鑑定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。
第三步：將目的基因導入受體細胞
1、轉化的概念：是目的基因進入受體細胞內，並且在受體細胞內維持穩定和表達的過程。
2、常用的轉化方法：
將目的基因導入植物細胞：採用最多的方法是農桿菌轉化法，其次還有基因槍法和花粉管通道法等。
將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是顯微注射技術。方法的受體細胞多是受精卵。
將目的基因導入微生物細胞：原核生物作為受體細胞的原因是繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少 ，最常用的原核細胞是大腸桿菌 ，其轉化方法是：
先用Ca2+處理細胞，使其成為感受態細胞 ，再將重組表達載體DNA分子溶於緩衝液中與感受態細胞混合，在一定的温度下促進感受態細胞吸收DNA分子，完成轉化過程。
3、重組細胞導入受體細胞後，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否表達。
第四步：目的基因的'檢測和表達
1、首先要檢測轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是採用DNA分子雜交(DNA-DNA)技術。
2、其次還要檢測目的基因是否轉錄出mRNA，方法是採用分子雜交(DNA-RNA)技術。
3、最後檢測目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是採用抗原—抗體雜交技術。
4、有時還需進行個體生物學水平的鑑定。如生物抗蟲或抗病的鑑定等。
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