JH-生物的变异2011-10-28ppt.ppt

生物的变异,变异的类型,外界环境引起，但遗传物质未变；,一、生物变异的类型与来源,可遗传的变异,不遗传的变异,基因突变 染色体变异 基因重组,表现型,基因型 + 环境条件,（改变）,（改变）,（改变）,诱因,来源,二、基因突变和基因重组,（一）基因突变,1、实例：人类镰刀型细胞贫血症,镰刀型细胞贫血症红细胞,蛋白质 正常 异常,氨基酸,RNA,DNA,血红蛋白分子的一条多肽链上的谷氨酸由缬氨酸代替了。,控制合成血红蛋白分子的DNA的碱基对发生了改变。,正常红细胞,2、概念：基因突变是指由于DNA分子中发生碱基对的 增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变。, , , , ,增添,改变,缺失,（D）,（d1）,（d2）,（d3）,3、基因突变的时间,减数第一次分裂间期、有丝分裂间期 即DNADNA,4、基因突变的结果与意义：,（1）结果：形成突变前基因的等位基因。,（2）意义：形成新的基因，是生物变异的根本和重要来源。,5、基因突变的因素： （1）物理因素：各种射线和激光等。 （2）化学因素：能够与DNA分子起作用而改变DNA分子性质的物 质（如亚硝酸、碱基类似物等）。 （3）生物因素：包括病毒和某些细菌等。,基因突变的原因：,内因：脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序改变, 从而改变了遗传信息,调研1、06年春，在我国部分地区又出现了小范围的禽流感疫情，研究得知其病原体为一种新的禽流感病毒，这种病毒最可能来源于（ ） A.无性生殖 B.基因突变 C.自然条件下的基因重组 D.染色体变异,病毒的可遗传变异只有基因突变,调研2 用射线超标的大理石装修房屋，会对未生育夫妇造成危害 进而影响生育的质量。以下说法正确的是（ ） A.射线易诱发基因突变，通过受精作用传给后代 B.射线易诱发基因突变，通过有丝分裂传给后代 C.射线易诱发染色体变异，通过减数分裂传给后代 D.射线易诱发染色体变异，通过有丝分裂传给后代,发生在体细胞中的突变，一般是不能传递给后代的,（1）基因突变在生物界中是普遍存在的。（自然突变与诱发突变） （2）基因突变是随机发生的。 （3）在自然状态下，对一种生物来说，基因突变的频率是很低的。 （4）大多数基因突变对生物体是有害的。 （5）基因突变是不定向的。,7、人工诱变在育种上的应用： （1）人工诱变（原理） ：利用物理因素（如X射线、射线、紫外 线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理 生物，使生物发生基因突变。 （2）人工诱变育种的实际操作过程： 用诱变因素处理生物（如种子、细菌等） 筛选出符合要求的类型 培育出能稳定遗传的品种,6、基因突变的特点：,可发生在生物个体发育的任何时期 和生物体内的任何细胞。,（3）人工诱变的优点：可提高突变频率，可大幅度地改良某些性状。 （4）人工诱变的缺点：不定向，有利的突变较少，育种工作量大。,（二）基因重组,1、概念：是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的 基因的重新组合。,猫由于基因重组而产生的变异,2、基因重组的原因：主要是通过有性生殖过程实现的,非同源染色体上的非等位基因形成配子时自由组合。 同源染色体上的等位基因形成配子时，会随着非姐妹染色单体 的交换而发生交换。,3、基因重组的实现：有性生殖过程。,父本和母本的杂合性越高，遗传 物质的差距越大，基因重组的类型就 越大，后代产生的变异就越多。,4、基因重组的意义：为生物变异提供了丰富的来源，是形成生物多样性的重要原因之一。,（三）重组DNA技术,指按照人们的要求，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”， 对生物的基因进行改造和重新组合，从而达到定向改变生物性状的 目的。,问：自然条件下，细菌的变异能否来自基因重组？,例1、下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是 我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉 我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛 A B C D ,自然条件下，不进行有性生殖的生物， 如细菌，不能通过基因重组产生可遗传的变异。,基因突变和基因重组的区别,基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现新性状,不同基因的重新组合，不产生新基因，但产生新的基因型，使性状重组,分裂间期DNA复制时,减数第一次分裂,可能性很小,非常普遍,四、染色体变异,染色体变异、基因突变的区别,染色体变异,染色体结构的变异,染色体数目的变异,基因突变：,染色体一个位点的基因的改变。,光学显微镜不可观察,细胞内的个别染色体增加或减少,细胞内的染色体以染色体组的形式 成倍增加或减少,（1）、染色体结构的改变,（2）、染色体数目的增减,缺失 重复 倒位 易位,1、染色体变异类型,2、染色体组相关知识,细胞中的一组非同源染色体， 在形态和功能上各不相同， 携带着控制生物生长发育的全部遗传信息的一组染色体,例：人类的染色体组：,22+X或22+Y,根据基因型来判断：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，则有几个染色体组 根据染色体形态来判断：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组,染色体组数变异,判断,同组内各染色体大小、形状不同,5 种形状,每一形状3个同,二倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中有两 个染色体组的叫做二倍体； 体细胞中含有三个及以上染色体组的个体叫多倍体 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫单倍体,1、单倍体只含有一个染色体组,2、二倍体生物的单倍体只含有一个染色体组,3、如果是受精卵发育成的个体，体细胞中有几个染色体组， 就称为几倍体。,4、如果是生殖细胞未经受精直接发育的个体， 无论细胞中有多少个染色体组，仍是单倍体,3、二倍体、多倍体和单倍体比较,植株弱小 高度不育,茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加,单倍体育种,多倍体育种,由生殖细胞直接发育,常用花药离体培养,秋水仙素处理 萌发的种子或幼苗,单倍体与多倍体的区别,由受精卵发育成,4、变异与育种,常见的育种技术、及其原理和处理方法,单/多倍体育种 杂交育种 诱变育种 基因工程育种 细胞工程育种,单倍体育种,原理：染色体变异 方法：花药离体培养； 诱导染色体加倍,育种过程,AB F1花粉 4种单倍体植株 4种纯种植株 优良品种,杂交,花药离体培养,一定浓度 秋水仙素,筛选,优点：缩短了育种年限（2年） 获得的后代均为纯种个体,多倍体育种,原理：染色体变异 方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,机理：抑制有丝分裂前期纺锤 体的形成，导致染色体不分离,三倍体无籽西瓜的培育,该植株的西瓜的果肉细胞，种子的种皮和胚的染色体组数各是多少？,育种过程,杂交,自交,基因重组,花药离体培养,秋水仙素,单倍体,明显缩短育种年限,用秋水仙素处理,多倍体,染色体变异,染色体变异,花药离体培养,染色体变异,秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,基因重组,杂交、自交,基因突变,用理化生的方法 人工诱变、筛选,基因重组,限制酶，运载体DNA连接酶等,细胞的全能性,植物体细胞杂交,谢谢,同源染色体的非姐妹 染色单体交叉互换,非同源染色体 的自由组合,5、染色体变异在育种工作中应用,（1）人工诱导多倍体在育种上应用,二倍体,四倍体,培育新品种,杂交育种,萌发的种子或幼苗（2n）,染色体复制后不能形成纺锤丝（前期）,细胞染色体加倍,多倍体（4n）,例如3n无子西瓜的培育,（2）单倍体育种,F1花粉,单倍体,纯系（二倍体）,单倍体育种优点：,可明显缩短育种年限,将具有不同 优良性状的 两亲本杂交,用物理或化学 的方法处理生物,花药离体培养,用秋水仙素 处理萌发的 种子或幼苗,使位于不同个 体的优良性状 集中于一个个 体上,提高变异频率