《生物变异的来源DX》PPT课件.ppt

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1、第四章第四章 生物的变异生物的变异变异的变异的类型类型可遗传的变异可遗传的变异不可遗传的变异不可遗传的变异基因突变基因突变染色体畸变染色体畸变基因重组基因重组环境条件的改变引起，遗传物质没有改变，环境条件的改变引起，遗传物质没有改变，不能遗传给后代。不能遗传给后代。第一节第一节 生物变异的来源生物变异的来源可遗传变异和不可遗传变异的根本区别？可遗传变异和不可遗传变异的根本区别？外因外因影响影响内因内因遗传物质改变遗传物质改变表现型表现型改变改变可遗传给后代可遗传给后代PF1 F2表现型表现型比例比例 9 :3 :3 :1黄圆黄圆黄圆黄圆绿皱绿皱绿皱绿皱黄圆黄圆绿圆绿圆黄皱黄皱两对相对性状的杂交

2、实验两对相对性状的杂交实验F F2 2中不同于亲本的表现型是如何产生的？中不同于亲本的表现型是如何产生的？非同源染色体上的非等位基因自由组合非同源染色体上的非等位基因自由组合YyrRYyRrYr和和yRYR和和yr后期后期AaBb同源染色体的非姐妹染色单体同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，使基因重组交叉互换，使基因重组abBA前期前期一、基因重组一、基因重组1 1、类型、类型:非同源染色体上的非等位基因的自由组合非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换2 2、实质、实质控制不同性状的控制不同性状的基因基因重新组合重新组合3

3、3、生物、生物有性生殖的生物有性生殖的生物具有不同遗传性状的雌、雄个体进具有不同遗传性状的雌、雄个体进行行有性生殖过程有性生殖过程时时,控制不同性状控制不同性状的的基因重新组合，基因重新组合，导致后代不同于导致后代不同于亲本类型的现象或过程。亲本类型的现象或过程。P76P76基因重组的概念基因重组的概念一、基因重组一、基因重组4 4、时间：、时间：后期后期前期前期原始的生殖细胞发展成为成原始的生殖细胞发展成为成熟生殖细胞的过程熟生殖细胞的过程5 5、结果、结果:产生新的基因型产生新的基因型新的表现型新的表现型不产生新的基因不产生新的基因不产生新的性状不产生新的性状原有性状重新组合原有性状重新组

4、合原有基因重新组合原有基因重新组合6 6、场所：、场所：卵巢卵巢 睾丸睾丸 7 7、细胞：、细胞：初级卵母细胞初级卵母细胞 初级精母细胞初级精母细胞8 8、意义：、意义：导致生物多样性，为育种和进化导致生物多样性，为育种和进化提供丰富的物质基础提供丰富的物质基础 1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。对病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀

5、形细胞贫血镰刀形细胞贫血症症。患者发育不良，关节、腹部和肌肉疼痛，红细胞。患者发育不良，关节、腹部和肌肉疼痛，红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。二、基因突变二、基因突变为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？19561956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀年，英国科学家英格拉姆发现镰刀状细胞贫血症患者血红蛋白异常，一条多肽状细胞贫血症患者血红蛋白异常，一条多肽链上的链上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代取代。正常正常异常异常脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 二、基因突变二

6、、基因突变思考与讨论思考与讨论CTTCTTGAAGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常GUAGUACATCATGTAGTA突变突变GAAGAA_原因原因_原因原因 镰刀型细胞贫血症是由于基因中的碱基对发生了镰刀型细胞贫血症是由于基因中的碱基对发生了_产生的。产生的。病因：病因：替换替换根本根本直接直接二、基因突变二、基因突变1 1、病例：镰刀形细胞贫血症、病例：镰刀形细胞贫血症（1 1）病症：发育不良，关节、腹部和肌肉疼痛，）病症：发育不良，关节、腹部和肌肉疼痛，严重时血细胞破裂造成严重贫血死亡严重时血细胞破裂造成严重贫血死亡 P78

7、 P78第二段第二段（2 2）患者表现型：红细胞镰刀形）患者表现型：红细胞镰刀形（3 3）病因）病因直接原因：直接原因：根本原因：根本原因：血红蛋白异常血红蛋白异常基因突变基因突变（碱基对替换）（碱基对替换）碱基对排列顺序改变碱基对排列顺序改变（遗传信息改变）（遗传信息改变）基因的结构发生改变基因的结构发生改变结果：结果：产生新的基因产生新的基因（是原有基因的等位基因）（是原有基因的等位基因）增加增加缺失缺失替换替换2 2、定义：、定义：基因内部核酸分子上的基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列特定核苷酸序列发生改变发生改变的现象或过程的现象或过程 P77 P77二、基因突变二、基因突变DNADN

8、A分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的 、和和 而引起而引起的的核苷酸序列核苷酸序列的变化，因而引起的变化，因而引起基因结构基因结构的改变。的改变。相应性状的改变相应性状的改变相应蛋白质的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变相应氨基酸的改变mRNAmRNA分子中的碱基序列发生变化分子中的碱基序列发生变化DNADNA分子中的碱基序列发生变化分子中的碱基序列发生变化二、基因突变二、基因突变转录转录翻译翻译3 3、基因突变的机理、基因突变的机理1 1、基因碱基对的改变，是否一定会引起、基因碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质（性状）的改变？蛋白质（性状）的改变？不一定不一定突变后的突变后的DNADNA

9、转录成的密码子决定的氨基酸不变转录成的密码子决定的氨基酸不变显性纯合子一个显性基因发生隐性突变显性纯合子一个显性基因发生隐性突变突变前后生物性状不变的两种情况突变前后生物性状不变的两种情况2 2、基因突变必然引起改变的是什么？、基因突变必然引起改变的是什么？基因中碱基对的排列顺序基因中碱基对的排列顺序二、基因突变二、基因突变v形态突变形态突变v生化突变生化突变v致死突变致死突变 苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙酮酸苯丙酮酸酪氨酸酪氨酸苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶黑色素黑色素严格地讲，任何突变都是生化突变严格地讲，任何突变都是生化突变4 4、基因突变的类型、基因突变的类型二、基因突变二、基因突变（1 1）普

10、遍性）普遍性所有生物、任何发育阶段、任何细胞均可发生所有生物、任何发育阶段、任何细胞均可发生5 5、基因突变的特点、基因突变的特点思考：思考：1 1、哪个发育阶段更容易发生突变？突变的具体时间？、哪个发育阶段更容易发生突变？突变的具体时间？突变的早晚对生物产生的影响相同吗？突变的早晚对生物产生的影响相同吗？2 2、哪种细胞发生突变可能对后代产生影响？、哪种细胞发生突变可能对后代产生影响？1 1、胚胎发育阶段更容易发生突变（细胞、胚胎发育阶段更容易发生突变（细胞分裂旺盛）。基因突变主要发生在有丝分分裂旺盛）。基因突变主要发生在有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期。突变裂的间期和减数第一次分裂的间

11、期。突变发生的越早对生物个体的影响越大。发生的越早对生物个体的影响越大。2 2、有性生殖的生物生殖细胞发生突变可、有性生殖的生物生殖细胞发生突变可以遗传给后代。体细胞突变一般不会遗传以遗传给后代。体细胞突变一般不会遗传给后代。给后代。（2 2）多方向性）多方向性：基因基因突变是突变是不定向不定向的。的。（）可逆性：（）可逆性：一个基因可向不同方向一个基因可向不同方向突变为它的突变为它的等位基因等位基因5 5、基因突变的特点、基因突变的特点基基 因因突变率突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因4105果蝇的褐眼基因果蝇的褐眼基因3105玉米的皱缩

12、基因玉米的皱缩基因110小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人类色盲基因人类色盲基因3105小资料小资料（）稀有性（）稀有性：突变率突变率低低；5 5、基因突变的特点、基因突变的特点白化苗白化苗（）有害性：（）有害性：大多数突变是大多数突变是有害有害的的白化病白化病为为什什么么呢呢？任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们 与环境取得了高度的协调。与环境取得了高度的协调。5 5、基因突变的特点、基因突变的特点并指并指二、基因突变二、基因突变物理因素物理因素化学因素化学因素生物因素生物因素6 6、诱发、诱发基因突变基因突变的因素的因素P77 P77 各种射

13、线的照射、温度剧变等各种射线的照射、温度剧变等亚硝酸亚硝酸和碱基类似物等和碱基类似物等病毒和某些细菌等病毒和某些细菌等诱发突变：人工条件下诱发的基因突变诱发突变：人工条件下诱发的基因突变自发突变：自然状态下发生的基因突变自发突变：自然状态下发生的基因突变7 7、意义：是生物变异的、意义：是生物变异的根本根本来源来源，对生物进化和育对生物进化和育种有重要意义种有重要意义（二）数目变异（二）数目变异（一）结构变异（一）结构变异三、染色体畸变三、染色体畸变类型类型生物生物真核生物真核生物缺失缺失:重复重复:倒位倒位:易位易位:染色体染色体片段改片段改变变导致导致基因减少基因减少基因增加基因增加基因顺

14、序改变基因顺序改变基因数目基因数目序列改变序列改变导致导致 生物性生物性状改变状改变大多数有害大多数有害（光镜下可见）（光镜下可见）果蝇的眼果蝇的眼野生型：椭圆眼野生型：椭圆眼变异型：棒状眼变异型：棒状眼X X染色体某个区段发生重复染色体某个区段发生重复1 1、染色体结构变异与基因突变相比，哪一种变、染色体结构变异与基因突变相比，哪一种变异引起的性状变化较大一些？为什么？异引起的性状变化较大一些？为什么？染色体结构变异使位于染色体上的基因的染色体结构变异使位于染色体上的基因的数目和排列顺序发生变化。数目和排列顺序发生变化。大多数染色体结构变异对生物体是不利的，大多数染色体结构变异对生物体是不利

15、的，甚至会导致生物体死亡。甚至会导致生物体死亡。2 2、如何从碱基的角度区分基因突变和染色体、如何从碱基的角度区分基因突变和染色体结构变异？结构变异？基因突变是某个基因中部分碱基改变，变化的基因突变是某个基因中部分碱基改变，变化的碱基数目少；染色体结构变异使基因的数目、碱基数目少；染色体结构变异使基因的数目、排列顺序改变，改变的碱基数目大排列顺序改变，改变的碱基数目大3 3、如何区分易位和基因重组中的交叉互换？、如何区分易位和基因重组中的交叉互换？两者虽然都有染色体间交换片段，但前者发生在两者虽然都有染色体间交换片段，但前者发生在 非同源染色体间，而后者发生在同源染色体间非同源染色体间，而后者

16、发生在同源染色体间（二）（二）染色体数目变异染色体数目变异1.非整倍体变异非整倍体变异：个别个别染色体数目增减染色体数目增减先天愚型（唐氏综合征、先天愚型（唐氏综合征、21三体综合征）三体综合征）卵巢发育不全症（特纳氏综合征）卵巢发育不全症（特纳氏综合征）（二）（二）染色体数目变异染色体数目变异X XX XX XY Y果蝇体细胞中的染色体组成果蝇体细胞中的染色体组成果蝇配子中的染色体组成果蝇配子中的染色体组成（二）（二）染色体数目变异染色体数目变异2 2、整倍体变异、整倍体变异以以染色体组染色体组的形式成倍增加或减少的形式成倍增加或减少（1 1）染色体组：）染色体组：不含不含形态、结构、功能相

17、同的染色体形态、结构、功能相同的染色体（不含同源染色体）（不含同源染色体）含含该物种一整套遗传物质该物种一整套遗传物质一一组组染染色色体体的的特特点点定义：二倍体生物配子中的全部染色体定义：二倍体生物配子中的全部染色体为一个染色体组为一个染色体组一个染色体组中含一个染色体组中含等位基因吗？等位基因吗？染色体组数目的判断染色体组数目的判断形态大小相同的染色体有几条，形态大小相同的染色体有几条，就有几个染色体组就有几个染色体组 。问：图中细胞含有问：图中细胞含有几个染色体组？几个染色体组？问：基因型为问：基因型为AAAA、AabbAabb、AAaaBBbbAAaaBBbb的生物细胞中分的生物细胞中

18、分别有几个染色体组？别有几个染色体组？染色体组数目的判断染色体组数目的判断 相同的字母（不管大小写）有几个，相同的字母（不管大小写）有几个，就有几个染色体组就有几个染色体组 。获取这些体细胞的获取这些体细胞的生物生物含含1 1个染个染色体组色体组含含2 2个染个染色体组色体组含含3 3个染个染色体组色体组含含4 4个染个染色体组色体组一倍体一倍体二倍体二倍体三倍体三倍体四倍体四倍体多倍体多倍体受精卵受精卵发育发育2 2、整倍体变异、整倍体变异（2 2）整倍体）整倍体体细胞中的体细胞中的染色体数目染色体数目是染色体组是染色体组的整倍数的的整倍数的个体个体2 2、整倍体变异、整倍体变异（2 2）整

19、倍体）整倍体减数分减数分裂裂配子配子个体个体发育发育(一倍体一倍体)减数分减数分裂裂发育发育个体个体（单倍体）（单倍体）配子不受精直接发育而成的个体配子不受精直接发育而成的个体（体细胞中的染（体细胞中的染色体数不定）色体数不定）判断：一倍体一定是单倍体，判断：一倍体一定是单倍体，单倍体一定是一倍体？单倍体一定是一倍体？单倍体是整倍体吗？单倍体是整倍体吗？思考：思考：三倍体生物的单倍体有几组染色体？三倍体生物的单倍体有几组染色体？三倍体是怎么样的亲代繁殖得到的？三倍体是怎么样的亲代繁殖得到的？三倍体无单倍体三倍体无单倍体二倍体与四倍体杂交得到子代是三倍体二倍体与四倍体杂交得到子代是三倍体 体细胞中体细胞中的染色体的染色体数数配子中的配子中的染色体数染色体数体细胞体细胞中的染中的染色体组色体组数数配子中的配子中的染色体组染色体组数数属于几倍体属于几倍体生物生物单倍体的单倍体的染色体组染色体组数数一组染色一组染色体的条数体的条数及形状及形状水稻水稻 122普通普通小麦小麦423马铃马铃薯薯2412比较比较项目项目生物生物种类种类染色体畸变染色体畸变染染色色体体畸畸变变非整倍体非整倍体变异变异染色体组染色体组二倍体二倍体概念概念特征特征多倍体多倍体单倍体单倍体分类分类数目数目变异变异整倍整倍体变体变异异缺失、重复、倒位、易位缺失、重复、倒位、易位结构变异结构变异 ：一倍体一倍体