4.1 生物变异的来源(浙科版必修2).ppt

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1、第四章第四章 生物的变异生物的变异第一节第一节 生物变异的来源生物变异的来源表现型表现型基因型基因型 +环境条件环境条件（改变改变）（改变改变）（改变）（改变）不遗传的变异不遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异变异的变异的类型类型不遗传的变异：不遗传的变异：基因重组基因重组染色体畸变染色体畸变基因突变基因突变仅仅由环境不同引起，遗传物质没仅仅由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。有改变，不能进一步遗传给后代。遗传物质发生了遗传物质发生了改变，其后代将改变，其后代将继承这种改变继承这种改变生物变异的类型（生物变异的类型（P75P75）可遗传的变异可遗传的变异下面叙述的变异现象，可

2、遗传的是下面叙述的变异现象，可遗传的是 A A由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状 B B果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状 C C开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开 白花白花 D.D.经整形手术由单眼皮变化而来的双眼皮经整形手术由单眼皮变化而来的双眼皮C精典例题精典例题一、基因重组一、基因重组1 1、概念、概念:（P76P76）具有不同遗传性状的雌、雄个体进行具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖过程有性生殖过程时时,控制不同性状的基因控制不同性状的基因重新组合，重新组合，导致后

3、代不同于亲本类型导致后代不同于亲本类型的现象或过程。的现象或过程。非同源染色体上的非同源染色体上的 非等位基因自由组合非等位基因自由组合YyrRYyRrYr和和yRYR和和yr思考思考:一种具有一种具有20对对等位基因等位基因（这（这20对等位基因分别位于对等位基因分别位于 20对同源染色体上）的生物进行对同源染色体上）的生物进行杂交时，杂交时，F2可能出现的表现型可能出现的表现型就有就有 种，基因型有种，基因型有 种。种。2203202 2、类型、类型:基因的自由组合基因的自由组合:减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期基因的互换基因的互换:减数第一次分裂前期减数第一次分裂前期非同源染色体上的

4、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之间发生同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换局部互换.(.(交叉互换交叉互换)ABabAB ab AB ab 等位基因交换等位基因交换AB ab AbaB同源染色体的非同源染色体的非姐妹染色单体之姐妹染色单体之间的局部交换间的局部交换3 3、基因重组的意义、基因重组的意义:通过有性生殖过程实现的，基因重通过有性生殖过程实现的，基因重组的结果导致组的结果导致生物性状的多样性生物性状的多样性，为动，为动植物植物育种和生物进化育种和生物进化提供丰富的物质基提供丰富的物质基础。础。基因重组能否产生新的基因型？新

5、的基基因重组能否产生新的基因型？新的基因？新的表现型？因？新的表现型？基因重组能产生基因重组能产生新的基因型，新的基因型，但不产生但不产生新基因和新表现型。新基因和新表现型。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，称镰刀型细胞贫血镰刀型细胞贫血症症。这样的红细胞容易破裂。这样的红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血

6、使人患溶血性贫血,严重严重时会导致死亡时会导致死亡.二、基因突变二、基因突变(一一)基因突变的实例基因突变的实例 1956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 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

7、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增增加加缺缺失失替替换换机理：机理：DNADNA分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的 、和和 ，而引起的而引起的基因结构基因结构的改变。的改变。增加增加缺失缺失替换替换（二）基因突变的概念：（二）基因突变的概念：P77P77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发生改变特定核苷酸序列发生改变的现象或过程的现象或过程由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质(性状）的改变？性状）的改变？不一定不一定基因突变都会遗传给

8、后代吗？取决于？基因突变都会遗传给后代吗？取决于？不一定。不一定。一般一般情况下，只有发生在生殖细情况下，只有发生在生殖细胞的基因突变才能遗传给下一代。胞的基因突变才能遗传给下一代。(三三)基因突变发生的时间？基因突变发生的时间？WhyWhy？细胞周期中的分裂间期细胞周期中的分裂间期A.A.有丝分裂间期有丝分裂间期B.B.减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞中可以发生基因突变中可以发生基因突变（但一般不能传给后代）（但一般不能传给后代）中也可以发生基因突变中也可以发生基因突变（可以通过受精作用直接传给后代）（可以通过受精作用直接传给后代）DNADNA在进行复制时在进

9、行复制时发生错误发生错误.人类能遗传给后代的基因突变常发生在人类能遗传给后代的基因突变常发生在 A.A.减数第一次分裂减数第一次分裂 B.B.四分体时期四分体时期 C.C.减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期 D.D.有丝分裂间期有丝分裂间期C精典例题精典例题(四四)基因突变的因素基因突变的因素物理因素物理因素化学因素化学因素生物因素生物因素基因突变的因素基因突变的因素 (P77-P78)(P77-P78)各种射线的照射、温度剧变等各种射线的照射、温度剧变等亚硝酸和碱基类似物等亚硝酸和碱基类似物等病毒和某些细菌等病毒和某些细菌等(五)基因突变的类型n形态突变形态突变n生化突变生化突变n致死

10、突变致死突变蛋白质蛋白质消化吸收消化吸收细胞内苯丙氨酸细胞内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六、基因突变的特点、普遍性普遍性:基因突变可发生在任何生物的任何时期基因突变可发生在任何生物的任何时期突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。（细胞分裂间期）（细胞分裂间期）、多方向性多方向性：基因突变是基因突变是不定向不定向的。的。、可逆性：可逆性：显性基因可以突变为隐显性基因可以突变为隐性基因，隐性基因也可以突变为显性性基因，隐性基因也可以突变为显性

11、基因基因、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 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。、稀有性稀有性：自然界突变率很低：自然界突变率很低：10105 5-1010-8-8(七)基因突变的结果和意义产生新基因产生新基因引发生物变异引发生物变异生物变异的生物变异的根本根本来源，为进化提供原材料来源，为进化提供原材料基因突变的结果：基因突变的结果：往往使一个基因变成它往往使一个基因变成它的的等位基因等位基因,即产生了即产生了新的基因新的基因.基因突变的意义基因突变的意义:1 1、某

12、自花传粉植物连续几代开红花，一、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，白花的后代全开白花，次开出一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是其原因是 A A基因突变基因突变 B B基因重组基因重组 C C基因分离基因分离 D D环境影响环境影响A2 2、上眼睑下垂是一种显性遗传病、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患某一男性患者者,其父母正常，请判断这人性状最可能是其父母正常，请判断这人性状最可能是 A.A.伴性遗传伴性遗传 B.B.常染色体遗传常染色体遗传 C.C.基因突变基因突变 D.D.基因重组基因重组C3.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,

13、输给一个血型相同的正常人输给一个血型相同的正常人,将使正常人将使正常人B A、基因产生突变基因产生突变,使此人患病使此人患病 B、无基因突变、无基因突变,性状不遗传给此人性状不遗传给此人 C、基因重组、基因重组,将病遗传给此人将病遗传给此人 D、无基因突变、无基因突变,此人无病此人无病,其后代患病其后代患病B（10福建卷）福建卷）5下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是 甘氨酸：甘氨酸：GGG 赖氨酸：赖氨酸：AAA AAG 谷氨酰胺：谷氨酰胺：CAG CAA 谷氨酸：谷氨酸：GAA

14、 GAG 丝氨酸：丝氨酸：AGC 丙氨酸：丙氨酸：GCA 天冬氨酸：天冬氨酸：AAUA处插入碱基对GCB处碱基对AT替换为GC C处缺失碱基对ATD处碱基对GC替换为AT（10新课标）新课标）6在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中A花色基因的碱基组成 B花色基因的DNA序列C细胞的DNA含量 D细胞的RNA含量B姓名胡一舟姓名胡一舟出生出生1978年年4月月1日日智商智商：30 重度弱智重度弱智（正常人的最低正常人的最低70）演出自演出自1999年年1月在保利剧场进行第一场指

15、挥表演以来，至今月在保利剧场进行第一场指挥表演以来，至今已演出已演出20场，与国内外十余家交响乐团进行过合作。场，与国内外十余家交响乐团进行过合作。舟舟是一个先天智力障碍舟舟是一个先天智力障碍(三三体综合征体综合征)患者患者病因：常染色体变异病因：常染色体变异,比正常比正常人多了一条人多了一条2121号染色体号染色体响誉世界的著名响誉世界的著名“天才天才”音乐指挥家舟舟音乐指挥家舟舟三三.染色体畸变染色体畸变 1、概念：生物细胞中染色体在数目和结构上发生的变化2、类型：包括染色体、类型：包括染色体结构结构变异和染色体变异和染色体数目数目变异变异基因重组、基因突变在光学显微镜下看不基因重组、基因

16、突变在光学显微镜下看不见。染色体变异在光镜下可看见。见。染色体变异在光镜下可看见。1、染色体结构变异染色体结构变异 概念：染色体发生断裂后，在概念：染色体发生断裂后，在断裂处发生错误连接断裂处发生错误连接而导致染色体而导致染色体结构不正常的变异。结构不正常的变异。使染色体上的使染色体上的基因数目基因数目和和排列排列顺顺序序发发生改生改变变，从而从而导导致性状的致性状的变变异。异。结果：结果：包括：缺失、重复、包括：缺失、重复、倒位、易位倒位、易位。1）、缺失：、缺失：染色体丢失了某一片段染色体丢失了某一片段 A B C D E F G A B F G D E F G猫叫综合征猫叫综合征正正常常

17、患患者者5号号5号号5号染色体短臂缺失号染色体短臂缺失症状：两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓症状：两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓慢，存在着严重的智力障碍。患儿哭声轻，音慢，存在着严重的智力障碍。患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。人群中发病率调高，很像猫叫。人群中发病率1/10万万2）、重复、重复：染色体增加了某一片段：染色体增加了某一片段A B C D E FA B C D C D E FA B C D D C E F3）、倒位、倒位：一个染色体上的某一片段作：一个染色体上的某一片段作180180 颠倒颠倒 A B C D E F GA B E D C F GA B C F E D G4）、

18、易位、易位：一条染色体的某一片段移接到另一条：一条染色体的某一片段移接到另一条 非同源染色体非同源染色体上。上。A B C D E F G1 2 3 4 5 1 2 A B C D E F G 3 4 5A B C D E F G1 2 3 4 51 2 C D E F GA B 3 4 5在果蝇的一条染色体上，正常的染色体片段排列顺序为123456789，中间的黑点代表着丝粒，染色体异常的果蝇有如下的结构：（1）123476589 （2）12346789 （3）1234566789请判断以上各种染色体变异的类型（09上海卷）上海卷）22.右图中右图中和和表示表示发生在常染色体上的变异。发生在

19、常染色体上的变异。和和所表示的变异类型分别属于所表示的变异类型分别属于A.重组和易位重组和易位B.易位和易位易位和易位C.易位和重组易位和重组D.重组和重组重组和重组A2.2.染色体数目的变异：染色体数目的变异：指细胞内染色体数目增添或缺失的改变。有指细胞内染色体数目增添或缺失的改变。有非整非整倍体变异倍体变异和和整倍体变异整倍体变异两种情况。两种情况。整倍体整倍体变异变异正常正常增多增多减少减少非整倍非整倍体变异体变异先天性愚型先天性愚型症状：患者智力低下，身体发育缓慢，常表现症状：患者智力低下，身体发育缓慢，常表现出特殊的面容：眼间距宽，外眼角上斜，口常出特殊的面容：眼间距宽，外眼角上斜，

20、口常半张，舌常伸出口外，又叫伸舌样痴呆。在人半张，舌常伸出口外，又叫伸舌样痴呆。在人群中的发病率为群中的发病率为1/600到到1/800。2121号三体综合征号三体综合征果蝇体细胞染色体图解 XXXY 果蝇体细胞果蝇体细胞基因型基因型AaBBXWXW AaBBWWIIIIIIIIIIIVXXaBWIIIIIIVX染色体组成染色体组成3CC+XXABWIIIIIIVX果蝇卵细胞果蝇卵细胞染色体组成染色体组成3C+X基因型基因型ABXWn染色体组：染色体组：二倍体生物的一个配子中的全部染色体二倍体生物的一个配子中的全部染色体基因型基因型aBXW染色体组成染色体组成3C+X雌果蝇的一个染色体组包括：

21、雌果蝇的一个染色体组包括：II、III、IV、X特点：特点：n一个染色体组内的染色体一个染色体组内的染色体形态、大小各不相同形态、大小各不相同n一个染色体组中一个染色体组中不存在同源染色体不存在同源染色体 n一个染色组体中一个染色组体中不存在等位基因不存在等位基因n携带着携带着控制一种生物生长发育、遗传变异的控制一种生物生长发育、遗传变异的全套遗传全套遗传信息信息ABCD例例1、某生物正常体细胞的染色体数目为、某生物正常体细胞的染色体数目为8条，下图条，下图中，表示含有一个染色体组的细胞是中，表示含有一个染色体组的细胞是C例例2、某生物的基因型为、某生物的基因型为AAaaBbbbCCCc，那么

22、它有那么它有多少个染色体组多少个染色体组A、2、B、3 C、4 D、8例例3、韭菜的体细胞中含有韭菜的体细胞中含有32条染色体，这条染色体，这32条染色条染色体有体有8种形态结构。韭菜的染色体组数是（种形态结构。韭菜的染色体组数是（）A、2 B、6 C、4 D、8C染色体组数的判断办法：染色体组数的判断办法：1、图形题就看同源染色体的条数、图形题就看同源染色体的条数2、基因型题就看同种类型字母的个数、基因型题就看同种类型字母的个数3、染色体组数、染色体组数=染色体数染色体数/染色体形态数染色体形态数二倍体：二倍体：多倍体：多倍体：二倍体和多倍体二倍体和多倍体三倍体、四倍体、六倍体三倍体、四倍体

23、、六倍体例如：人、果蝇、玉米等大多数生物例如：人、果蝇、玉米等大多数生物例如：香蕉、马铃薯、小麦例如：香蕉、马铃薯、小麦 由受精卵发育而成的，体细胞中有两个染由受精卵发育而成的，体细胞中有两个染色体组的个体。色体组的个体。由受精卵发育而成的，体细胞中含有三由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。个或三个以上的染色体组的个体。单倍体单倍体体细胞中含有本物种体细胞中含有本物种配子配子染色体数目的个体染色体数目的个体 单倍体一定是一倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？不一定不一定正常物种四倍体正常物种四倍体单单倍体（含倍体（含2个染色体组）个染色体组）123451234512345

24、123451 23451 2345a a、二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含一、二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含一个染色体组。个染色体组。请判断：请判断：b b、如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细、如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体。倍体或三倍体。c c、单倍体中可以只有一个染色体组，也可以有多个染、单倍体中可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组色体组d d、个体的体细胞中含几个染色体组就是几倍体、个体的体细胞中含几个染色体组就是几倍体对一个个体称单

25、倍体还是几倍体，关键看对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看发育发育起点：单倍体（配子），几倍体（受精卵）起点：单倍体（配子），几倍体（受精卵）整整倍倍体体单倍体单倍体（n）：（ABCD）二倍体二倍体（2n）：（ABCD）（ABCD）三倍体三倍体（3n）：（ABCD）（ABCD）（ABCD）非非整整倍倍体体单体单体2n1：（ABCD）（BCD）缺体缺体2n2（1）：（BCD）（BCD）三体三体2n1：（ABCD）（ABCD）（A）双三体双三体2n11：（ABCD）（ABCD）（AB）四体四体2n2（1）：（ABCD）（ABCD）（AA）2 2、下列细胞中，属于果蝇配子并能形成受精卵、下列细胞中，

26、属于果蝇配子并能形成受精卵 的是的是 A.A.甲与乙甲与乙 B.B.乙与丙乙与丙 C.C.乙与丁乙与丁 D.D.丙与丁丙与丁1 1、大麦的一个染色体组有、大麦的一个染色体组有7 7条染色体，在四倍条染色体，在四倍 体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察到的染色体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察到的染色 体数是体数是 A.7A.7条条 B.14B.14条条 C.28C.28条条 D.56D.56条条（09江苏卷）江苏卷）16在细胞分裂过程中出现了甲、乙在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异，甲种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是 甲图中

27、发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性乙图中出现的这种变异属于染色体变异乙图中出现的这种变异属于染色体变异甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验 A.B C DC（10天津卷）天津卷）7.（12分）某地区从分）某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫，至蚊子幼虫，至1967年中期停用。下图是五年间蚊子幼虫基因型频年中期停用。下图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线。率变化曲线。R表示杀虫剂抗性

28、基因，表示杀虫剂抗性基因，S表示野生敏感型基因。据表示野生敏感型基因。据图回答：图回答：（1）R基因的出现是基因的出现是 的结果。的结果。（2）在）在RR基因型频率达到峰值时，基因型频率达到峰值时，RS、SS基因型频率分别为基因型频率分别为4%和和1%，此时，此时R基因的频率为基因的频率为 。（3）1969年中期年中期RR基因型几近消失，基因型几近消失，表明在表明在 的环境条件下，的环境条件下，RR基因型幼虫比基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存基因型幼虫的生存适应能力适应能力 。（4）该地区从此不再使用杀虫剂。预）该地区从此不再使用杀虫剂。预测未来种群中，最终频率最高的基因型测未来种群中，最终频率最高的基因型是是 ，原因是，原因是 。不再使用杀虫剂不再使用杀虫剂 97%在不使用杀虫剂环境下，在不使用杀虫剂环境下，持续的选择作用使持续的选择作用使R基基因频率越来越低因频率越来越低 低低 基因突变基因突变SS