高三生物一轮复习基因突变基因重组和染色体变异总结优秀PPT.ppt
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1、第一课时第一课时基因突变、基因重组和染色体变异基因突变、基因重组和染色体变异生物界中的变异现象生物界中的变异现象什么叫什么叫“生物的变异生物的变异”?生物体亲代和子代之间以及子代个体之生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。间性状的差异性。表现型表现型基因型基因型环境环境不遗传的变异不遗传的变异(变更)(变更)(变更)(变更)(变更)(变更)基因重组基因重组染色体变异染色体变异基因突变基因突变(遗传物质未发生变更)(遗传物质未发生变更)(遗传物质发生变更)遗传物质发生变更)可遗传的变异可遗传的变异一、基因突变一、基因突变 1 1、概念:、概念:DNA DNA分子中发生碱基对的分子中发
2、生碱基对的_、_和和_,而引起的,而引起的 的变更。的变更。增加增加缺失缺失替换替换基因结构基因结构增增加加缺缺失失替替换换基因突变是否变更染色体上基因的数量和位置?基因突变是否变更染色体上基因的数量和位置?3 3、时间:、时间:2 2、结果:、结果:产生新的等位基因产生新的等位基因主要在主要在DNADNA复制时期复制时期如有丝分裂间期和减如有丝分裂间期和减间期间期(1)真核生物()真核生物();(2)原核生物()原核生物(););(3)病毒()病毒()。)。有丝分裂、减数分裂、无丝分裂有丝分裂、减数分裂、无丝分裂二二分裂分裂增殖增殖物理因素:物理因素:化学因素:化学因素:生物因素:生物因素:
3、紫外线紫外线X X射线射线其它各种辐射其它各种辐射亚硝酸亚硝酸碱基类似物碱基类似物苯环类似物苯环类似物复制偶发错误复制偶发错误 碱基组成变更碱基组成变更内部因素:内部因素:外外部部因因素素引引起起基基因因突突变变的的因因素素4 4基因突变的缘由基因突变的缘由 病毒病毒 普遍性普遍性:随机性随机性:低频性低频性:多害少利性:多害少利性:5 5基因突变的特点基因突变的特点 生物界中广泛存在生物界中广泛存在个体发育的任何时期和部位个体发育的任何时期和部位自然界突变率很低:自然界突变率很低:1010 5 51010-8-8有有害害的的基基因因突突变变畸畸形形的的雏雏鸭鸭人人类类的的多多指指人类的人类的
4、并指并指镰刀形红细胞镰刀形红细胞 普遍性普遍性:随机性随机性:低频性低频性:多害少利性:多害少利性:不定向性:不定向性:5 5基因突变的特点基因突变的特点 生物界中广泛存在生物界中广泛存在个体发育的任何时期和部位个体发育的任何时期和部位自然界突变率很低:自然界突变率很低:1010 5 51010-8-8多数有害多数有害,少数有利少数有利基因突变还有何特点?基因突变还有何特点?如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A+突变突变AY(黄毛黄毛)a(黑毛黑毛)灰灰老老鼠鼠黑黑老老鼠鼠黄老鼠黄老鼠 普遍性普遍性:随机性随机性:低频性低频性:多害少利性:多害少利性:不定向性:不定向性:5 5基因突变的特点基因突变
5、的特点 生物界中广泛存在生物界中广泛存在个体发育的任何时期和部位个体发育的任何时期和部位自然界突变率很低:自然界突变率很低:1010 5 51010-8-8Aa1或或A a2多数有害多数有害,少数有利少数有利6.6.基因突变的意义基因突变的意义基因基因突变突变新基因新基因(等位基因等位基因)基因型基因型(变更变更)表现型表现型(变更变更)产生新基因产生新基因生物变异的根原来源生物变异的根原来源生物进化的原始材料生物进化的原始材料学问点一表格学问点一表格化学因素:化学因素:有亚硝酸、硫酸二乙酯等。有亚硝酸、硫酸二乙酯等。(2 2)人工诱导基因突变常用方法:)人工诱导基因突变常用方法:物理因素:物
6、理因素:包括包括X X射线、紫外线、激光等;射线、紫外线、激光等;生物因素:生物因素:病毒、细菌等。病毒、细菌等。7 7、基因突变的应用、基因突变的应用人工诱变育种人工诱变育种(1 1)原理:)原理:运用物理因素或化学因素提高突变率运用物理因素或化学因素提高突变率,诱诱发基因突变发基因突变,获得优良品种获得优良品种.高产大豆高产大豆 高产青霉菌株高产青霉菌株有有利利的的基基因因突突变变有有利利的的基基因因突突变变(4 4)诱变意义)诱变意义:是创建动、植物新品种和微生物新类是创建动、植物新品种和微生物新类型的重要方法型的重要方法成功率低成功率低,有利变异个体往往不多,有利变异个体往往不多,处理
7、的材料量大(育种规模大)处理的材料量大(育种规模大)诱变的各种因素都是致癌因素,如诱变的各种因素都是致癌因素,如有泄漏将造成人体损害或环境污染有泄漏将造成人体损害或环境污染(2)(2)优点:优点:提高突变率,创建新类型,缩短育种周期提高突变率,创建新类型,缩短育种周期大幅度改良某些性状大幅度改良某些性状(3)(3)缺点缺点:性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果,在性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果,在某些环境条件下,变更了的基因可能并不会在性状上表某些环境条件下,变更了的基因可能并不会在性状上表现出来。现出来。1、基因突变确定会引发性状的变更吗?、基因突变确定会引发性状的变更吗?
8、突变后的密码子与原来的密码子确定同一种氨基酸。突变后的密码子与原来的密码子确定同一种氨基酸。该碱基位于基因的非编码序列该碱基位于基因的非编码序列(内含子和非编码区内含子和非编码区)隐性突变隐性突变易错必明易错必明不确定不确定由于某些性状由多基因确定,某基因的变更了,但共由于某些性状由多基因确定,某基因的变更了,但共同作用于此性状的其他基因未变更,其性状可能也不变同作用于此性状的其他基因未变更,其性状可能也不变更。更。2、基因突变是否确定传递给子代?、基因突变是否确定传递给子代?(1)(1)假如基因突变发生在有丝分裂过程中,一般不遗传,但假如基因突变发生在有丝分裂过程中,一般不遗传,但有些植物可
9、以通过有些植物可以通过 传递给后代。传递给后代。(2)(2)假如基因突变发生在减数分裂过程中,可以通过配子传假如基因突变发生在减数分裂过程中,可以通过配子传递给后代。递给后代。(3)(3)无丝分裂、原核生物的二分裂、病毒遗传物质复制时无丝分裂、原核生物的二分裂、病毒遗传物质复制时均可发生基因突变均可发生基因突变(4)(4)基因突变不变更染色体上基因的数量和位置,只变更其基因突变不变更染色体上基因的数量和位置,只变更其基因结构。基因结构。(5)(5)自然状态下病毒和原核生物的变异方式仅基因突变。自然状态下病毒和原核生物的变异方式仅基因突变。无性生殖无性生殖每日三省自身:高否?富否?帅否?每日三省
10、自身:高否?富否?帅否?答案是答案是 !那就那就 去学习!去学习!否否滚滚“一母生九仔,连母十个样一母生九仔,连母十个样”这种这种差异怎么造成的?差异怎么造成的?二、基因重组二、基因重组 在在 生物进行生物进行 生殖的过程生殖的过程中,限制不同性状的基因的中,限制不同性状的基因的 。1、基因重组的概念、基因重组的概念有性有性重新组合重新组合真核真核2、基因重组类型和发生时期、基因重组类型和发生时期减数第一次分裂减数第一次分裂前期前期(四分体时期):(四分体时期):染色体上的染色体上的 染色单体之间的交叉染色单体之间的交叉互换,导致互换,导致 染色体上染色体上 基因的重新基因的重新组合。组合。减
11、数第一次分裂减数第一次分裂后期后期:染色体染色体自由组合,自由组合,导致导致 上的上的 基因自由组合。基因自由组合。DNADNA分子重组技术。分子重组技术。同源同源非姐妹非姐妹非同源染色体非同源染色体同源同源非等位非等位非等位非等位非同源非同源DNADNA分子重组技术分子重组技术 目的基因经过运载体导入受体细胞,导致受体细目的基因经过运载体导入受体细胞,导致受体细胞中基因重组。胞中基因重组。目目的的基基因因 通过有性生殖过程实现通过有性生殖过程实现通过有性生殖过程实现通过有性生殖过程实现的基因重组的基因重组的基因重组的基因重组,为生物变异供为生物变异供为生物变异供为生物变异供应了极其丰富的来源
12、应了极其丰富的来源应了极其丰富的来源应了极其丰富的来源.这是这是这是这是形成形成形成形成 的重要缘的重要缘的重要缘的重要缘由之一由之一由之一由之一,对于生物进化具有对于生物进化具有对于生物进化具有对于生物进化具有特别重要的意义特别重要的意义特别重要的意义特别重要的意义.3、基因重组的意义、基因重组的意义生物多样性生物多样性肺炎双球菌的转化及病毒遗传物质的整合也属于基因重肺炎双球菌的转化及病毒遗传物质的整合也属于基因重组。组。基因重组产生了新的基因型,但未变更基因的基因重组产生了新的基因型,但未变更基因的“质质”和和“量量”。基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源,基因重组是
13、真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源,是形成生物多样性的重要缘由。是形成生物多样性的重要缘由。基因重组只能发生在进行基因重组只能发生在进行有性生殖有性生殖的同种生物之间;在的同种生物之间;在减数分裂减数分裂过过程中实现的,而不是在精子与卵细胞的结合过程中实现的。程中实现的,而不是在精子与卵细胞的结合过程中实现的。自然状态下,原核生物不发生基因重组。自然状态下,原核生物不发生基因重组。特殊提示特殊提示(一一)染色体结构变异染色体结构变异 (二二)染色体数目变异染色体数目变异 (三三)染色体变异在育种中的应用染色体变异在育种中的应用 三三、染色体变异 染色体的某一片段缺失染色体的某一片
14、段缺失消逝消逝1 1、缺失、缺失abcdefbacdef(一一)染色体结构变异染色体结构变异 如:猫叫综合症如:猫叫综合症猫叫综合症猫叫综合症症状:症状:患儿哭声轻,患儿哭声轻,音调高,很像音调高,很像猫叫。两眼距猫叫。两眼距离较远,耳位离较远,耳位低下,生长发低下,生长发育缓慢,存在育缓慢,存在着严峻的智力着严峻的智力障碍。障碍。病因:病因:5 5号染色体部分缺失号染色体部分缺失染色体中增加某一片段染色体中增加某一片段重复重复、重复、重复abcdefbbabcdefb(一一)染色体结构变异染色体结构变异 染色体的某一片段位置染色体的某一片段位置颠倒颠倒1801803 3、倒位、倒位abcde
15、fabcdefbcdeaf颠倒颠倒(一一)染色体结构变异染色体结构变异 染色体的某一片段移接到染色体的某一片段移接到另一条另一条 染色染色体体上上4 4、易位、易位abcdefghijklghijklabcefdabcklghd e fji移接移接(一一)染色体结构变异染色体结构变异 非同源非同源易位与交叉互换的区分相互易位发生在 之间,交叉互换发生在 之间。相互易位可以发生在 分裂和 分裂中,交叉互换发生在 分裂时。相互易位在光学显微镜下 ,交叉互换一般在光学显微镜下 。非同源染色体非同源染色体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有丝有丝减数减数减数减数可见可见不行见不行见核
16、心突破核心突破缺失缺失重复重复倒位倒位易位易位染色体结构的变异导致生物变异的缘由是什么?染色体结构的变异导致生物变异的缘由是什么?基因基因数目数目变更变更基因基因位置位置变更变更(一一)染色体结构变异染色体结构变异 概念:概念:(二)染色体数目的变异:(二)染色体数目的变异:非整组变异:非整组变异:类类型型指细胞内染色体数目的增加或缺失。指细胞内染色体数目的增加或缺失。整组变异:整组变异:细胞内个别染色体的增加或削减;细胞内个别染色体的增加或削减;细胞内的染色体数目以染色体组的形细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或削减。式成倍的增加或削减。概念:细胞内某一号或几号染色体的数量概念:细
17、胞内某一号或几号染色体的数量增多或削减。增多或削减。后果:因为染色体上的基因能限制蛋白质后果:因为染色体上的基因能限制蛋白质的合成,某号染色体增多或削减后将导致相应的合成,某号染色体增多或削减后将导致相应蛋白质的增多或削减,从而导致新陈代谢的严蛋白质的增多或削减,从而导致新陈代谢的严峻紊乱,造成细胞死亡或严峻的功能缺陷。峻紊乱,造成细胞死亡或严峻的功能缺陷。正常正常增多增多削减削减(一)非(一)非整组变异整组变异唐氏症起因与染色体数发生错误唐氏症起因与染色体数发生错误第第2121号号染色体染色体多一条多一条智障智障“天才天才”舟舟舟舟 姓名姓名:胡一舟胡一舟 出生出生:1978年年4月月1日日
18、 智商:智商:30 重度弱智重度弱智(正常人的最低(正常人的最低70)演出演出:自自1999年年1月在保利剧场进行第一场指挥表演月在保利剧场进行第一场指挥表演 以来,至今已演出以来,至今已演出20场,与国内外十余家交场,与国内外十余家交 响乐团进行过合作。响乐团进行过合作。病因:病因:常染色体变异常染色体变异,比正常比正常人多了一条人多了一条21 21号染色号染色 舟舟是一个先天智力障舟舟是一个先天智力障碍碍(三体综合症三体综合症)患者患者例:例:2121三体综合征三体综合征(如图,又称先天性如图,又称先天性愚型或唐氏综合症愚型或唐氏综合症)是由于患者细胞内多了是由于患者细胞内多了一条一条21
19、21号染色体造成的。患者眼间宽、眼号染色体造成的。患者眼间宽、眼角上斜、口常半张,身体发育缓慢、智力角上斜、口常半张,身体发育缓慢、智力极度低下,很多在极度低下,很多在1010岁前夭折。岁前夭折。性腺发育不良(特性腺发育不良(特纳氏综合症)纳氏综合症)单体(单体(2n-1)此外,此外,1717号及号及1414号染色体增号染色体增多一条的患者生理和智力都严峻不多一条的患者生理和智力都严峻不正常。正常。人类其它染色体数目发生变更人类其它染色体数目发生变更的病例极少发觉,很可能这些染色的病例极少发觉,很可能这些染色体数目变更是致死的!体数目变更是致死的!概念:体细胞内染色体组增多或削减。概念:体细胞
20、内染色体组增多或削减。后果:在植物及低等动物中比较常见,由后果:在植物及低等动物中比较常见,由于基因限制的蛋白质成比例增多或削减,一般于基因限制的蛋白质成比例增多或削减,一般对生存没有显著影响。对生存没有显著影响。在高等植物,染色体组增多的植株一般具在高等植物,染色体组增多的植株一般具有大型性,各器官粗大,成熟推迟;染色体组有大型性,各器官粗大,成熟推迟;染色体组削减的植株则生长瘦弱。削减的植株则生长瘦弱。(二)整(二)整组变异组变异X YX Y 特点:特点:(1)(1)它们在形态和功能上它们在形态和功能上_(2)(2)携带着限制一种生物生携带着限制一种生物生长发育、遗传和变异的全部长发育、遗
21、传和变异的全部遗传信息。遗传信息。我们把这样一组染色体叫做我们把这样一组染色体叫做一个染色体组。一个染色体组。(形态、大小各不相同的一(形态、大小各不相同的一组染色体组染色体)各不相同各不相同1 1、染色体组、染色体组 雄果蝇的精子中含有一组雄果蝇的精子中含有一组非同非同源染色体源染色体。果蝇果蝇细胞中的一组细胞中的一组_染色体,它们在染色体,它们在_和和_上各不相同,但是携带着限制生物生上各不相同,但是携带着限制生物生长发育的长发育的_,这样的一组染色体,叫,这样的一组染色体,叫做一个染色体组。做一个染色体组。(1 1)染色体组的概念)染色体组的概念非同源非同源形态形态功能功能全部信息全部信
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