基因突变基因重组染色体变异 (2).ppt

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1、基因突变基因重组染色体变异现在学习的是第1页，共37页不同生物的可遗传变异来源：不同生物的可遗传变异来源：病毒病毒基因突变基因突变原核生物原核生物基因突变基因突变真核生物真核生物基因突变、基因重组、基因突变、基因重组、染色体变异染色体变异现在学习的是第2页，共37页基因突变基因突变镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症实例实例 镰刀型贫血症是一种异常镰刀型贫血症是一种异常血红蛋白病。一旦缺氧，患者血红蛋白病。一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，血液的红细胞变成长镰刀型，血液的粘性增加，引起红细胞的堆积，粘性增加，引起红细胞的堆积，导致各器官血流的阻塞。而出导致各器官血流的阻塞。而出现脾脏肿大，四肢的骨

2、骼、关现脾脏肿大，四肢的骨骼、关节疼痛，血尿和肾功能衰竭等节疼痛，血尿和肾功能衰竭等症状，病重时，红细胞受机械症状，病重时，红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象，引损伤而破裂产生溶血现象，引起严重贫血而造成死亡起严重贫血而造成死亡。现在学习的是第3页，共37页血红蛋白血红蛋白谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸氨基酸氨基酸mRNADNA突变突变 红细胞红细胞 圆饼状圆饼状 镰刀型镰刀型镰刀型细胞贫血症病因分析镰刀型细胞贫血症病因分析GAAGUACTTGAACATGTA正常正常异常异常基因碱基序基因碱基序列代表了遗传信列代表了遗传信息，序列改变了，息，序列改变了，遗传信息也改变遗传信息也改变了，通过转录、了，

3、通过转录、翻译形成的蛋白翻译形成的蛋白质也就发生了改质也就发生了改变，性状自然会变，性状自然会发生改变。可见，发生改变。可见，基因结构改变会基因结构改变会使生物发生变异。使生物发生变异。现在学习的是第4页，共37页改变改变增添增添缺失缺失CTTCGCGAAGCGTCGCAGCGCGTATCGCAGCGCGTAATATCGCTAGCGDNA片段片段CTTCGCGAGGCGTCGCAACG基因突变的概念基因突变的概念由于由于DNADNA分子中发生碱基对的替换分子中发生碱基对的替换,增添和缺失增添和缺失,而而引起的基因结构的改变引起的基因结构的改变.就叫做基因突变就叫做基因突变.现在学习的是第5页，

4、共37页思考思考1：某对基因增添、缺失、：某对基因增添、缺失、替换哪一种变化对蛋白质结构替换哪一种变化对蛋白质结构的影响最小？的影响最小？替换替换现在学习的是第6页，共37页结果结果 基因突变是染基因突变是染色体上的某一位色体上的某一位点上基因的改变。点上基因的改变。基因突变使一个基因突变使一个基因变成它的基因变成它的等等位基因位基因,并且通常并且通常会引起一定的表会引起一定的表现型的变化现型的变化.现在学习的是第7页，共37页思考思考2：基因突变是否一定会导致性状改变？原因是什：基因突变是否一定会导致性状改变？原因是什么？么？1、发生基因突变的碱基位于基因结构的非编码区或发发生基因突变的碱基

5、位于基因结构的非编码区或发生在真核生物基因结构的内含子内生在真核生物基因结构的内含子内2、由于多种密码子决定同样一种氨基酸，由于多种密码子决定同样一种氨基酸，因此某些基因因此某些基因突变也不引起生物性状的改变。例如：突变也不引起生物性状的改变。例如：UUU和和UUG都是苯丙都是苯丙氨酸的密码子，当氨酸的密码子，当U和和G相互置换，不会改变密码子的功能，相互置换，不会改变密码子的功能，因为决定氨基酸的还是苯丙氨酸。因为决定氨基酸的还是苯丙氨酸。3、隐性突变在杂合状态下也不会引起性状的改变，隐性突变在杂合状态下也不会引起性状的改变，例如例如在豌豆中，高茎基因在豌豆中，高茎基因D对矮茎基因对矮茎基因

6、d是显性；若在基因型为是显性；若在基因型为DD的受精卵中，有一个的受精卵中，有一个D突变为突变为d，则该受精卵的基因型为，则该受精卵的基因型为Dd，但矮茎基因在杂合状态下，其性状不能表达。，但矮茎基因在杂合状态下，其性状不能表达。现在学习的是第8页，共37页思考思考3：基因突变是可遗传变异的来：基因突变是可遗传变异的来源，基因突变一定能遗传吗？源，基因突变一定能遗传吗？若发生在配子中，若发生在配子中，可可遗传；遗传；若发生在体细胞中，若发生在体细胞中，一般不能一般不能遗传；遗传；有些植物的体细胞发生基因突变，可通过有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递。无性繁殖传递。现在学习的是第9

7、页，共37页思考思考4 4：基因突变发生于什么时候：基因突变发生于什么时候？细胞周期中的分裂间期（细胞周期中的分裂间期（DNADNA分子复制时）分子复制时）有丝分裂间期（体细胞）有丝分裂间期（体细胞）减数第一次分裂间期（生殖细胞）减数第一次分裂间期（生殖细胞）但一般不能传给后代但一般不能传给后代可通过受精作用直接传给后代可通过受精作用直接传给后代现在学习的是第10页，共37页意义意义基因突变是生物变异的基因突变是生物变异的根本来源根本来源；为生物进化提供了为生物进化提供了最初最初的的原材料原材料。引起突变的因素引起突变的因素物理因素：物理因素：X X射线射线 激光等激光等化学因素：亚硝酸化学因

8、素：亚硝酸 碱基类似物等碱基类似物等生物因素：病毒生物因素：病毒 某些细菌等某些细菌等基因突变可产生新的基因、新的性状基因突变可产生新的基因、新的性状基因突变的结果：基因突变的结果：使一个基因变成它的使一个基因变成它的等位基因等位基因 现在学习的是第11页，共37页基因突变的特点：基因突变的特点：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任何生物任何生物时期、个体、细胞、基因时期、个体、细胞、基因不同基因突变频率不同不同基因突变频率不同产生一个以上等位基因产生一个以上等位基因现在学习的是第12页，共37页化学因素：化学因素：有亚硝酸、硫酸二乙酯等。有亚硝酸、硫酸二

9、乙酯等。（1 1）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。基因突变在育种上的应用基因突变在育种上的应用现在学习的是第13页，共37页（4 4）诱变意义）诱变意义:是创造动、植物新品种和微生物新类型的是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法重要方法基因突变在育种上的应用基因突变在育种上的应用成功率低成功率低,有利变异个体往往不多，需大量有利变异个体往往不多，需大量处理生物材料。处理生物材料。（2 2 2 2）优点：优点：提高突变率，提高突变率，创造新类型

10、创造新类型大幅度改良某些性状大幅度改良某些性状（3 3 3 3）缺点缺点:现在学习的是第14页，共37页“一猪生九仔，连母十个样一猪生九仔，连母十个样”，这种个体的，这种个体的差异，主要是什么原因产生的差异，主要是什么原因产生的?基因重组基因重组现在学习的是第15页，共37页二、基因重组二、基因重组1 1、概念、概念:在生物进行在生物进行有性生殖过程有性生殖过程中中,控制不同性状控制不同性状的基因的自由组合的基因的自由组合.2 2、类型、类型:基因的自由组合基因的自由组合:交叉互换交叉互换: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体之间发

11、生局部互换同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换.3、范围、范围:进行有性生殖的真核生物进行有性生殖的真核生物现在学习的是第16页，共37页非同源染色体上的非同源染色体上的非非等位基因自由组合等位基因自由组合一种具有一种具有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对对同源染色体上）的生物进行杂交时，同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出现的表现可能出现的表现型就有型就有 种。种。AabBAaBbAb和和aBAB和和ab220=1048576现在学习的是第17页，共37页AabBAaBb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之间之间的局

12、部交换的局部交换现在学习的是第18页，共37页3 3、意义、意义:通过有性生殖实现基因重组通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富为生物变异提供了极其丰富的来源的来源,是生物多样性的重要是生物多样性的重要原因之一原因之一.基因重组能否产生新的基因？新基因重组能否产生新的基因？新的基因型？的基因型？新的基因型新的基因型现在学习的是第19页，共37页基因重组的广义理解：基因重组的广义理解：(1)(1)基因工程也属于控制不同性状的基因重基因工程也属于控制不同性状的基因重新组合，属于非自然的基因重组，可以发新组合，属于非自然的基因重组，可以发生在不同种生物之间，能够定向改变生物生在不同种生物之

13、间，能够定向改变生物性状。性状。(2)(2)肺炎双球菌的转化也属于基因重组。肺炎双球菌的转化也属于基因重组。(3)(3)基因重组产生了新的基因型，但未产生基因重组产生了新的基因型，但未产生新基因。新基因。现在学习的是第20页，共37页 基因突变 基因重组本质原因时间意义可能性产生新的产生新的基因基因产生新的产生新的基因型基因型碱基对的碱基对的增添、增添、缺失、改变缺失、改变基因基因自由组合自由组合；基因基因交叉互换交叉互换等等间期间期DNADNA复制复制时时减数第一次分裂减数第一次分裂（前后）（前后）变异的变异的根本根本来源；进来源；进化的原材料化的原材料生物变异来源之一生物变异来源之一生物多

14、样性重要原因生物多样性重要原因低频率但普遍低频率但普遍有性生殖中普遍有性生殖中普遍基因突变基因突变-基因重组基因重组现在学习的是第21页，共37页三、染色体变异三、染色体变异（一）概念：（一）概念：光学显微镜可见光学显微镜可见的染色体的染色体结构结构的改变和的改变和数目数目的变的变化化染色体结构的改变：染色体结构的改变：染色体结构的改变：染色体结构的改变：缺失、重复、倒位、易位缺失、重复、倒位、易位染色体数目的改变染色体数目的改变个别染色体的增加或减少个别染色体的增加或减少个别染色体的增加或减少个别染色体的增加或减少以染色体组以染色体组以染色体组以染色体组的形式成倍的形式成倍的形式成倍的形式成

15、倍增加或减少增加或减少增加或减少增加或减少染色体组染色体组二倍体二倍体二倍体二倍体多倍体及形成多倍体及形成多倍体及形成多倍体及形成单倍体及形成单倍体及形成单倍体及形成单倍体及形成现在学习的是第22页，共37页（二）染色体结构的变异：（二）染色体结构的变异：1 1 1 1、缺失：、缺失：、缺失：、缺失：染色体中某一片染色体中某一片染色体中某一片染色体中某一片段的缺少，片段上的基因也随段的缺少，片段上的基因也随段的缺少，片段上的基因也随段的缺少，片段上的基因也随之减少。之减少。之减少。之减少。2 2 2 2、重复：、重复：、重复：、重复：染色体中增加染色体中增加染色体中增加染色体中增加了某一片段。

16、了某一片段。了某一片段。了某一片段。3 3 3 3、倒位：、倒位：、倒位：、倒位：染色体中某染色体中某染色体中某染色体中某一片段的位置颠倒了一片段的位置颠倒了一片段的位置颠倒了一片段的位置颠倒了1801801801800 0 0 0。4 4 4 4、易位：、易位：、易位：、易位：染色体的某染色体的某染色体的某染色体的某一片段移接到另一条非一片段移接到另一条非一片段移接到另一条非一片段移接到另一条非同源染色体上。同源染色体上。同源染色体上。同源染色体上。现在学习的是第23页，共37页（三）染色体数目变异：（三）染色体数目变异：1 1 1 1、细胞内、细胞内、细胞内、细胞内个别个别个别个别染色体的

17、增加或减少：染色体的增加或减少：染色体的增加或减少：染色体的增加或减少：(1)(1)(1)(1)增加：增加：增加：增加：如如21212121三体综合症三体综合症三体综合症三体综合症（先天性愚型）（先天性愚型）（先天性愚型）（先天性愚型）21212121号染色体多了一号染色体多了一条条(2)(2)(2)(2)减少：如性腺发育不良，（少一条性染色体）减少：如性腺发育不良，（少一条性染色体）减少：如性腺发育不良，（少一条性染色体）减少：如性腺发育不良，（少一条性染色体）2 2 2 2、细胞内染色体数目以、细胞内染色体数目以染色体组染色体组的形式的形式成倍成倍成倍成倍地增加地增加地增加地增加 或减少。

18、或减少。或减少。或减少。现在学习的是第24页，共37页3.3.染色体组染色体组雌果蝇产生的配子雄果蝇产生的配子雄果蝇产生的配子雄果蝇产生的配子雄果蝇产生的配子现在学习的是第25页，共37页A A一个染色体组中不含同源染色体。一个染色体组中不含同源染色体。B B B B一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。C C C C一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因，但一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因，但一个染色体组中含有

19、控制生物性状的一整套基因，但一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因，但不能重复。不能重复。不能重复。不能重复。（不考虑（不考虑（不考虑（不考虑XYXYXYXY染色体差异）染色体差异）染色体差异）染色体差异）D.D.D.D.二倍体生物生殖细胞中所含有的一组染色体二倍体生物生殖细胞中所含有的一组染色体二倍体生物生殖细胞中所含有的一组染色体二倍体生物生殖细胞中所含有的一组染色体概念概念 细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组染色体。概念的变相考法概念的变相考法染色体组的符合条件：染色体组的符合条件：现在学习的是第26页，共

20、37页甲含有甲含有:乙含有乙含有:丙含有丙含有:3 3个个2 2个个1 1个个判断标准是判断标准是判断标准是判断标准是:1 1 1 1）细胞内）细胞内）细胞内）细胞内形态相同形态相同形态相同形态相同的染色体有几条，则含有的染色体有几条，则含有的染色体有几条，则含有的染色体有几条，则含有几个染色体组几个染色体组几个染色体组几个染色体组 .3 1 23 1 2判断标准是：判断标准是：判断标准是：判断标准是：2 2 2 2）在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状）在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状）在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状）在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有

21、几个染色体组。的基因出现几次，则有几个染色体组。的基因出现几次，则有几个染色体组。的基因出现几次，则有几个染色体组。如图所示的三种细胞内各含有几个染色体组呢如图所示的三种细胞内各含有几个染色体组呢?有三种生物个体它们的基因型分别是有三种生物个体它们的基因型分别是AaaBBbccc AaaBBbccc、AbcdAbcd、AaBbCCAaBbCC，这三种生物体细胞内含有染色体组，这三种生物体细胞内含有染色体组的数目分别是：的数目分别是：怎样确认染色体组呢？怎样确认染色体组呢？乙乙乙乙丙丙丙丙甲甲甲甲A A A A.a a a a.B B B Bb b b bC C C CC C C CC C C

22、Ca a a aA A A Aa a a aB B B B b b b bB B B BC C C CC C C CA A A Ab b b bC C C Cd d d d现在学习的是第27页，共37页方法一：根据染色体形态判断：方法一：根据染色体形态判断：方法二：根据基因型判断：方法二：根据基因型判断：形状大小相同的染色体有几条，就是有几个染色体组形状大小相同的染色体有几条，就是有几个染色体组形状大小相同的染色体有几条，就是有几个染色体组形状大小相同的染色体有几条，就是有几个染色体组控制同一性状的基因有几个，就是有几个染色体组控制同一性状的基因有几个，就是有几个染色体组控制同一性状的基因有几

23、个，就是有几个染色体组控制同一性状的基因有几个，就是有几个染色体组任务任务5、染色体组数量的判断方法、染色体组数量的判断方法现在学习的是第28页，共37页【小组讨论小组讨论】请说出下图所示细胞中所含的染色体组数及每个染色体组请说出下图所示细胞中所含的染色体组数及每个染色体组所含的染色体数目所含的染色体数目.(注：图中非等位基因位于非同源染色体注：图中非等位基因位于非同源染色体)1.根据染色体根据染色体形态形态判断：判断：不同形态的非同不同形态的非同源染色体源染色体为一个染色体组为一个染色体组2.根据根据基因型基因型判断：控制判断：控制同一性状同一性状的基因个数的基因个数4组组(3条条/组组)1

24、组组(4条条)3组组(2条条)戊戊己己庚庚甲甲乙乙丙丙丁丁辛辛壬壬癸癸3组组(3条条/组组)2组组(4条条/组组)1组组(4条条)4组组(1条条)2组组(2条条)4组组(2条条)同一种字母（包括大小写）2组组(2条条)任务任务5、染色体组数量的判断方法、染色体组数量的判断方法现在学习的是第29页，共37页4 4判断标准是判断标准是判断标准是判断标准是:韭菜细胞共有韭菜细胞共有3232条染色体，有条染色体，有8 8种形态，则韭菜的种形态，则韭菜的体细胞中含有几个染色体组呢？体细胞中含有几个染色体组呢？3 3 3 3）染色体组的数目）染色体组的数目=染色体数染色体数染色体数染色体数/染色体形态数。

25、染色体形态数。染色体形态数。染色体形态数。现在学习的是第30页，共37页4.4.与染色体组相关的几个概念与染色体组相关的几个概念两看两看两看两看一看：一看：一看：一看：二看：二看：二看：二看：受精卵受精卵受精卵受精卵发育发育发育发育生物体生物体生物体生物体生殖细胞生殖细胞生殖细胞生殖细胞 (配子配子配子配子)发育发育发育发育生物体生物体生物体生物体二倍体或多倍体二倍体或多倍体二倍体或多倍体二倍体或多倍体一定是单倍体一定是单倍体一定是单倍体一定是单倍体(不管有几个染色体组不管有几个染色体组不管有几个染色体组不管有几个染色体组)受精卵受精卵受精卵受精卵发育发育发育发育生物体生物体生物体生物体两个染

26、色体组两个染色体组两个染色体组两个染色体组三个或三个以三个或三个以三个或三个以三个或三个以上染色体组上染色体组上染色体组上染色体组二倍体二倍体二倍体二倍体多倍体多倍体多倍体多倍体（1 1）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？现在学习的是第31页，共37页单倍体单倍体单倍体单倍体多倍体多倍体多倍体多倍体自然条件：自然条件：自然条件：自然条件：人工条件：人工条件：人工条件：人工条件：自然条件：自然条件：自然条件：自然条件：人工条件：人工条件：人工条件：人工条件：一般由一般由一般由一般由未受精的卵细胞未受精的卵细胞未受精的卵细胞未受精的卵细胞发育而来。（雄峰）发育而来。

27、（雄峰）发育而来。（雄峰）发育而来。（雄峰）常用常用常用常用花药离体培养花药离体培养花药离体培养花药离体培养法。法。法。法。由于外界环境条件由于外界环境条件由于外界环境条件由于外界环境条件（低温）（低温）（低温）（低温）的剧变，影响了的剧变，影响了的剧变，影响了的剧变，影响了细胞分裂时纺锤体的形成细胞分裂时纺锤体的形成细胞分裂时纺锤体的形成细胞分裂时纺锤体的形成而使染色体数目加而使染色体数目加而使染色体数目加而使染色体数目加倍产生的。倍产生的。倍产生的。倍产生的。秋水仙素秋水仙素秋水仙素秋水仙素（常用且最有效）处理萌发的（常用且最有效）处理萌发的（常用且最有效）处理萌发的（常用且最有效）处理萌

28、发的种子或幼苗，影响了种子或幼苗，影响了种子或幼苗，影响了种子或幼苗，影响了细胞分裂时纺锤体细胞分裂时纺锤体细胞分裂时纺锤体细胞分裂时纺锤体的形成的形成的形成的形成而使染色体数目加倍产生的。而使染色体数目加倍产生的。而使染色体数目加倍产生的。而使染色体数目加倍产生的。（2 2）单倍体和多倍体的形成）单倍体和多倍体的形成）单倍体和多倍体的形成）单倍体和多倍体的形成多倍体植株的特点：多倍体植株的特点：多倍体植株的特点：多倍体植株的特点：茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质丰富，但是营养物质丰

29、富，但是营养物质丰富，但是营养物质丰富，但是发育迟缓发育迟缓发育迟缓发育迟缓结实率低结实率低结实率低结实率低植株弱小，一般植株弱小，一般植株弱小，一般植株弱小，一般高度不育高度不育高度不育高度不育。单倍体植株的特点：单倍体植株的特点：单倍体植株的特点：单倍体植株的特点：现在学习的是第32页，共37页1.实验原理(1)正常进行有丝分裂的组织细胞，在分裂后期着丝点分裂后，子染色体在纺锤体的作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去；(2)低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。现在学习的是第33页，共37页2实验流程现在学习的是第34页，共37页现在学习的是第35页，共3

30、7页1.为了能观察到细胞在生活状态下的内部结构，必须先将细胞固定。2在进行本实验的过程中，与观察植物细胞的有丝分裂一样，所观察的细胞已经被盐酸杀死了，最终在显微镜下看到的是死细胞。3选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织细胞，不分裂的细胞染色体不复制，不会出现染色体数目加倍的情况。现在学习的是第36页，共37页类型类型杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种基因工程育种基因工程育种原理原理基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异基因重组基因重组常用常用方法方法将具有不同将具有不同优良性状的优良性状的两亲本杂交、连续两亲本杂交、连

31、续自交自交用物理或化学用物理或化学的方法处理生的方法处理生物物花药离体培花药离体培养养用秋水仙素处用秋水仙素处理萌发的种子理萌发的种子或幼苗或幼苗基因拼接基因拼接优点优点使位于不同使位于不同个体的优良个体的优良性状集中于性状集中于一个个体上一个个体上提高变异频率提高变异频率加速育种进程加速育种进程明显缩短育明显缩短育种年限种年限器官大型，营器官大型，营养含量高养含量高可以定向改变可以定向改变性状（目的性性状（目的性强），克服远强），克服远缘杂交不亲和缘杂交不亲和障碍障碍缺点缺点育种时间长育种时间长盲目性大有利盲目性大有利变异少需大量变异少需大量处理供试材料处理供试材料技术复杂，技术复杂，需与杂交育需与杂交育种配合种配合发育延迟，结发育延迟，结实率低实率低技术要求高、技术要求高、可能引起生态可能引起生态危机危机实例实例矮抗小麦矮抗小麦高产青霉素菌高产青霉素菌株株矮抗小麦矮抗小麦无子西瓜无子西瓜抗虫棉抗虫棉5.几种主要育种方法的比较几种主要育种方法的比较现在学习的是第37页，共37页