仅由环境条件引起的变异由细胞内遗传物质变化引起的变异遗传.ppt

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1、默写默写:1.基因控制性状的两条途径基因控制性状的两条途径?2.用图解表示中心法则用图解表示中心法则.第四节第四节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组第第4章章 生物的变异生物的变异遗传遗传:后代与亲代之间后代与亲代之间性状相似性状相似.变异变异:后代个体之间以及后代与亲代之间后代个体之间以及后代与亲代之间性状差异性状差异.生物变异生物变异 的类型的类型不可遗传的不可遗传的 变异变异:可遗传的变异可遗传的变异:仅由环境条件引起的仅由环境条件引起的变异变异.由细胞内遗传物质变由细胞内遗传物质变化引起的变异化引起的变异.遗传变异遗传变异三种来源三种来源基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染

2、色体变异由于由于DNA分子中碱基对的增分子中碱基对的增添缺失或替换而引起基因结构添缺失或替换而引起基因结构的改变。的改变。非同源染色体上非等位基因的非同源染色体上非等位基因的自由组合；同源染色体上的非自由组合；同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部交换姐妹染色单体之间发生局部交换染色体结构或数目改变染色体结构或数目改变资料一：资料一：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有的有7 7斤，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日斤，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达照时间长、光照强，叶球可重达1414斤左右。但再引斤左右。但再引回北京后，叶

3、球又只有回北京后，叶球又只有7 7斤。斤。资料二资料二：太空椒与普通青太空椒与普通青椒对比，果实明显增大，椒对比，果实明显增大，将太空椒的种子种植下去，将太空椒的种子种植下去，仍然是肥大果实。仍然是肥大果实。正常型红细胞正常型红细胞镰刀型细胞贫血症红细胞镰刀型细胞贫血症红细胞mRNA谷氨酸谷氨酸氨基酸氨基酸血红蛋白血红蛋白GAAGUA正常正常异常异常GAACTTDNAGTACAT突变突变分析镰刀型细胞贫血症病因分析镰刀型细胞贫血症病因 缬氨酸缬氨酸默写默写:1.1.生物变异的类型及原因生物变异的类型及原因2.2.基因突变的概念及特点基因突变的概念及特点基因突变的特点基因突变的特点:突变率很低突

4、变率很低 (10(10-5-51010-8-8)多数是有害的多数是有害的随机性、不定向性随机性、不定向性普遍性普遍性 生物的基因突变率很低，且一般是有生物的基因突变率很低，且一般是有害的，它为什么能够作为生物进化的原材害的，它为什么能够作为生物进化的原材料呢？料呢？举例说明：举例说明：果蝇约有果蝇约有10104 4对基因，假定每个基因的突变率对基因，假定每个基因的突变率都是都是1010-5-5，对于一个中等数量的果蝇种群（约有，对于一个中等数量的果蝇种群（约有10108 8个个体）来说，每一代出现的基因突变数将是个个体）来说，每一代出现的基因突变数将是基因突变的意义基因突变的意义 是新基因产生

5、的途径；生物变异的根是新基因产生的途径；生物变异的根本来源；是生物进化的原始材料。本来源；是生物进化的原始材料。人工诱变在育种上的应用人工诱变在育种上的应用利用物理因素或化学因素来处理生物利用物理因素或化学因素来处理生物,使生物发生基因突变使生物发生基因突变.(1)(1)概念概念:(2)(2)常用的方法：常用的方法：(3)(3)优点：优点：提高突变率，在较短时间内获得提高突变率，在较短时间内获得更多的变异类型。更多的变异类型。物理因素：物理因素：X X射线、射线、r r射线、紫外线等射线、紫外线等 化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等(4)(4)缺点：缺点：突变的方向难

6、以掌握，突变体突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。难以集中多个理想性状。基因重组：基因重组：1 1、概念：、概念：2 2、类型：、类型：生物体在进行有性生殖的过程中，生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的控制不同性状的基因的重新组合重新组合基因重组发生在减数分裂过程。基因重组发生在减数分裂过程。一类是自由组合型一类是自由组合型,是非同源染色是非同源染色体的非等位基因的自由组合；另一类是交叉体的非等位基因的自由组合；另一类是交叉互换型互换型,是同源染色体上非姐妹染色单体发生是同源染色体上非姐妹染色单体发生局部交换，这些染色单体上的基因重新组合。局部交换，这些染色单体上的基

7、因重新组合。同源染色体的非姐妹同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换染色单体交叉互换减数第一次分裂减数第一次分裂非同源染色体非同源染色体 的自由组合的自由组合3 3、意义：、意义：为生物变异提供了极其丰富的来源，对为生物变异提供了极其丰富的来源，对于生物进化具有十分重要的意义于生物进化具有十分重要的意义。默写默写:1.1.基因突变的意义基因突变的意义2.2.人工诱变的优点人工诱变的优点 缺点缺点3.3.基因工程的过程基因工程的过程.基因工程的概念基因工程的概念基因工程基因工程又叫做重组重组DNA技术技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的

8、细胞里，定定向地改造生物的遗传性状。向地改造生物的遗传性状。基因工程的别名基因工程的别名操作环境操作环境操作对象操作对象操作水平操作水平基本过程基本过程实质实质结果结果重组重组DNADNA技术技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平人类需要的基因产物人类需要的基因产物剪切剪切 拼接拼接 导入导入 表达表达基因重组基因重组(广义广义)基因工程的概念基因工程的概念例：基因工程培育抗虫棉的简要过程例：基因工程培育抗虫棉的简要过程苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌提取提取抗虫基因抗虫基因与运载体结合与运载体结合棉细胞棉细胞导入导入 抗虫棉抗虫棉(产生抗虫蛋白产生抗虫蛋白)二、基因工程操作的工

9、具二、基因工程操作的工具:1 1、基因的、基因的“剪刀剪刀”限制性内切酶限制性内切酶 2 2、基因的、基因的“针线针线”DNADNA连接酶连接酶 3 3、基因的运输工具、基因的运输工具运载体运载体限制限制限制限制酶酶酶酶什么叫黏性末端？什么叫黏性末端？二、二、“分子缝合针分子缝合针”DNA连接酶连接酶1、种类：、种类：2、作用部位：、作用部位：两类两类Ecoli DNA连接酶连接酶T4 DNA连接酶连接酶 磷酸二酯键磷酸二酯键 DNA连接酶连接酶可把黏性末端可把黏性末端之间的缝隙之间的缝隙“缝合缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，即把梯子两边扶手的断口连接起来，这样一个重组的起来，这样

10、一个重组的DNA分子就形成了。分子就形成了。转基因生物的安全性问题转基因生物的安全性问题:1.1.食物安全主要是指公众担心转基因食物安全主要是指公众担心转基因生物会产生出毒性蛋白或过敏蛋白生物会产生出毒性蛋白或过敏蛋白;2.2.生物安全主要指担心生物安全主要指担心;转基因生物转基因生物可能会影响到生物多样性可能会影响到生物多样性;3.3.环境安全是指转基因生物可能会对环境安全是指转基因生物可能会对环境造成新污染或破坏环境造成新污染或破坏.默写默写:1.1.人工诱变的优点人工诱变的优点 2.2.基因工程的过程基因工程的过程.3.3.基因重组的概念、类型基因重组的概念、类型基因重组：基因重组：1

11、1、概念：、概念：2 2、类型：、类型：生物体在进行有性生殖的过程中，生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的控制不同性状的基因的重新组合重新组合基因重组发生在减数分裂过程。基因重组发生在减数分裂过程。一类是自由组合型一类是自由组合型,是非同源染色是非同源染色体的非等位基因的自由组合；另一类是交叉体的非等位基因的自由组合；另一类是交叉互换型互换型,是同源染色体上非姐妹染色单体发生是同源染色体上非姐妹染色单体发生局部交换，这些染色单体上的基因重新组合。局部交换，这些染色单体上的基因重新组合。一、人类遗传病概述一、人类遗传病概述 概念：遗传病是指因遗传物质改变而引起概念：遗传病是指因遗传

12、物质改变而引起的人类疾病，可分为基因遗传病的人类疾病，可分为基因遗传病(单基因遗单基因遗传病、多基因遗传病传病、多基因遗传病)和染色体异常遗传病和染色体异常遗传病两类。两类。遗传病、先天性疾病、传染病的区别遗传病、先天性疾病、传染病的区别2.多基因遗传病：由多对等位基因控制。多基因遗传病：由多对等位基因控制。常表现出家族性聚集现象，且比较容易受常表现出家族性聚集现象，且比较容易受环境影响。环境影响。较常见的有唇裂（俗称兔唇）、无脑儿、较常见的有唇裂（俗称兔唇）、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等。原发性高血压、青少年型糖尿病等。1.单基因遗传病：由一对等位基因控制。单基因遗传病：由一对等位

13、基因控制。3.染色体异常遗传病：由于染色体异常引起染色体异常遗传病：由于染色体异常引起的遗传病的遗传病.先天性愚型先天性愚型21三体综合征三体综合征性腺发育不良性腺发育不良 44+X提问提问:1.遗传病与传染病的区别遗传病与传染病的区别2.遗传病的分类遗传病的分类.各举一例各举一例二二.遗传病的监测和预防遗传病的监测和预防1.禁止近亲结婚禁止近亲结婚.2.进行遗传咨询进行遗传咨询.3.产前诊断产前诊断.祖父母祖父母外祖父母外祖父母叔、伯、姑叔、伯、姑父、母父、母舅、姨舅、姨叔、伯、姑的子女叔、伯、姑的子女叔、伯、姑的孙子女叔、伯、姑的孙子女 （或外孙子女）（或外孙子女）叔、伯、姑的曾叔、伯、姑

14、的曾孙子女（或曾外孙子女（或曾外孙子女）孙子女）自自 己己子子 女女 孙子女孙子女（或外（或外孙子女）孙子女）兄弟姐妹兄弟姐妹兄弟姐妹兄弟姐妹的子女的子女兄弟姐妹的兄弟姐妹的孙子女（或孙子女（或外孙子女）外孙子女）舅姨的子女舅姨的子女 舅姨的孙子女舅姨的孙子女（或外孙子女）（或外孙子女）舅姨的曾孙舅姨的曾孙子女（或曾子女（或曾外孙子女）外孙子女）旁系血亲旁系血亲直系血亲直系血亲旁系血亲旁系血亲旁系血亲旁系血亲遗传咨询的步骤遗传咨询的步骤:(1)(1)医生对咨询对象和有关的家庭成员医生对咨询对象和有关的家庭成员进行身体检查进行身体检查,并且详细了解家庭病史并且详细了解家庭病史,在此基础上做出诊断

15、在此基础上做出诊断.(2)(2)分析遗传病的传递方式分析遗传病的传递方式.(3)(3)推算出后代再发病的风险率推算出后代再发病的风险率.(4)(4)向咨询对象提出防治这种遗传病的向咨询对象提出防治这种遗传病的对策方法和建议对策方法和建议.如产前诊断如产前诊断.请同学们指出下列遗传病各属于何种类型？请同学们指出下列遗传病各属于何种类型？（1）苯丙酮尿症）苯丙酮尿症 A.常显常显（2）21三体综合征三体综合征 B.常隐常隐（3）抗维生素）抗维生素D佝偻病佝偻病 C.X显显（4）软骨发育不全）软骨发育不全 D.X隐隐（5）色盲）色盲 E.多基因遗传病多基因遗传病（6）青少年型糖尿病）青少年型糖尿病

16、F.常染色体病常染色体病（7）性腺发育不良）性腺发育不良 G.性染色体病性染色体病类型类型原理原理方法方法主要特点主要特点 基因重组基因重组使位于不同个体的优良性状使位于不同个体的优良性状集中于同一个体上育种时间集中于同一个体上育种时间较长较长.进程缓慢进程缓慢,过程复杂过程复杂基因突变基因突变用物理或化用物理或化学方法处理学方法处理可提高突变率可提高突变率,在较在较短时间获得更多的短时间获得更多的优良变异类型。缺优良变异类型。缺点点:突变方向突变方向-染色体染色体数目变异数目变异花药离体培养花药离体培养后再诱导加倍后再诱导加倍可明显地缩短育种可明显地缩短育种的年限的年限.技术复杂技术复杂,需

17、需与杂交育种配合与杂交育种配合.染色体染色体数目变异数目变异秋水仙素处秋水仙素处理萌发的种理萌发的种子或幼苗子或幼苗器官大器官大,提高产量和提高产量和营养成分营养成分(适用于适用于植物植物)杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体单倍体育种育种多倍体多倍体育种育种杂交杂交 自交自交选优选优 再自交再自交一、自然选择学说主要内容一、自然选择学说主要内容 1.1.过度繁殖过度繁殖 2.2.生存斗争生存斗争 3.3.遗传变异遗传变异 4.4.适者生存适者生存.达尔文的不足达尔文的不足:1.1.达尔文从性状水平、以个体为进化的单位达尔文从性状水平、以个体为进化的单位来研究生物进化的。来研究生物进化的。2

18、.2.对遗传变异的本质不能作出科学的解释对遗传变异的本质不能作出科学的解释3.3.强调物种形成都是渐变的结果。强调物种形成都是渐变的结果。(一一)种群种群是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位(二二)突变突变(基因突变和染色体变异基因突变和染色体变异)和基因重和基因重组组产生生物进化的原材料产生生物进化的原材料(三三)自然选择使种群基因频率定向改变自然选择使种群基因频率定向改变,并并决决定生物进化的方向定生物进化的方向(四四)隔离隔离导致物种形成导致物种形成二、现代生物进化理论二、现代生物进化理论种群的概念种群的概念:生活在同一区域的同种生生活在同一区域的同种生物的全部个体物的全部个体.基因

19、库基因库:基因频率基因频率:在一个种群的基因库中在一个种群的基因库中,某个某个基因占全部等位基因数的比例基因占全部等位基因数的比例.基因型频率基因型频率:基因频率的计算基因频率的计算:(一一)种群种群是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位、通过各基因型个体数计算基因频率、通过各基因型个体数计算基因频率例例1 1、从某个种群中随机抽出、从某个种群中随机抽出100100个个体，测知基个个体，测知基因型为因型为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和10 10 个，个，求求A A和和a a出现的基因频率？出现的基因频率？某基因频率该基因总数某基因频率该基因总数/

20、该等位基因总数该等位基因总数 例例2 2、某某植植物物种种群群，AAAA的的基基因因型型个个体体占占30%30%，aaaa基因型个体占基因型个体占20%20%，求该种群的，求该种群的A A、a a基因频率？基因频率？通过基因型频率计算基因频率通过基因型频率计算基因频率某基因频率该基因纯合子频率某基因频率该基因纯合子频率+1/2+1/2杂合子频率杂合子频率例例2 2、从某人群中随机抽出、从某人群中随机抽出200200个（男女比个（男女比为为1 1：1 1）个体，其中：）个体，其中：X XB BX XB B8080人，人，X XB BX Xb b1515人，人，X Xb bX Xb b5 5人，人

21、，X XB BY89Y89人、人、X Xb bY11Y11人。求人。求X XB B、X Xb b的的基因频率？基因频率？例例1 1、某某植植物物种种群群，AAAA的的基基因因型型个个体体占占30%30%，aaaa基基因因型型个个体体占占20%20%，求求该该种种群群中中A A和和a a的的基因频率？基因频率？突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料可遗传的变异可遗传的变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异突变突变 1 1、生物自发突变频率很低，且一般是、生物自发突变频率很低，且一般是有害的，为什么可以作为生物进化的原材有害的，为什么可以作为生物进化的原材料

22、？料？2 2、生物突变的有害和有利并不是绝对、生物突变的有害和有利并不是绝对的，取决于生物的生存环境。的，取决于生物的生存环境。某海岛上残翅和无翅的昆虫某海岛上残翅和无翅的昆虫 默写默写1.1.现代生物进化理论的主要内容现代生物进化理论的主要内容2.2.种群种群 基因库基因库 基因频率基因频率 基因型频率概念基因型频率概念.（四）隔离导致四）隔离导致物种形成物种形成能在自然状态下互相交配和繁殖，并产能在自然状态下互相交配和繁殖，并产生可育后代的一群生物。生可育后代的一群生物。、隔离：、隔离：指不同种群间的个体，在自指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。然条件下基因不能自由交流

23、的现象。、物种的、物种的概念概念：地理隔离地理隔离：由于高山、河流、沙漠等地理上的由于高山、河流、沙漠等地理上的 障碍，使彼此间不能相遇而不能交配。障碍，使彼此间不能相遇而不能交配。生殖隔离：生殖隔离：种群间的个体不能自由交配种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育的后代。或交配后不能产生可育的后代。东东北北虎虎华华南南虎虎1 1、区别：生物进化是种群基因频率改变、区别：生物进化是种群基因频率改变的过程，不论变化大小都属于进化的范围；的过程，不论变化大小都属于进化的范围；种群基因频率改变至突破种的界限，形成种群基因频率改变至突破种的界限，形成生殖隔离，标志着新物种的形成，隔离是生殖隔离，标

24、志着新物种的形成，隔离是物种形成的必要条件。物种形成的必要条件。2 2、联系：生物发生进化，并不一定形成、联系：生物发生进化，并不一定形成新物种，但新物种的形成一定要经过生物新物种，但新物种的形成一定要经过生物进化过程。进化过程。物种的形成和生物的进化的区别和联系：物种的形成和生物的进化的区别和联系：常见物种的形成过程常见物种的形成过程（由长期的（由长期的地理隔离地理隔离达到达到生殖隔离生殖隔离）环境不同环境不同,不同种群可能会出现不同的不同种群可能会出现不同的突变和基因重组，突变和基因重组，自然选择的作用不同自然选择的作用不同。久而久之久而久之,这些种群的这些种群的基因频率的差别得基因频率的差别得到积累（种群的基因库会变得很不相同）到积累（种群的基因库会变得很不相同）,并逐渐出现并逐渐出现生殖隔离生殖隔离.地理隔离，地理隔离，阻止了种群之间的基因交流阻止了种群之间的基因交流