41生物变异的来源.ppt

第四章生物的变异 生物的变异是指亲代与子代之间 以及子代个体之间表现出来的性状差异 第一节生物变异的来源 农田中的玉米 有的籽粒饱满是由于水 肥和光照充足引起的 也就是由外界环境条件引起的 并没有引起生物体内的遗传物质的变化 因此不能遗传下去 太空椒邀游过太空 宇宙辐射改变了遗传物质 由于生殖细胞内的遗传物质发生了改变 不遗传的变异 仅由环境因素影响引起的变异 并没有引起遗传物质的改变 可遗传的变异 基因突变 基因重组 染色体变异 一 基因重组 有性生殖过程中 控制不同性状的基因重新组合 非同源染色体上的非等位基因的自由组合 同源染色体上非姐妹染色单体上基因的交换 3 意义 生物变异的来源之一 形成生物多样性的主要原因 2 特点 产生新的基因组合 1 类型 非同源染色体自由组合 2 3 2 4 9 4 8 27 8 2n 3n 2n 非姐妹染色单体交换 一次交换后产生的配子种类 二 基因突变 由于基因中碱基对的替换 增添和缺失 而引起的基因分子结构的改变 叫基因突变 突变使一个基因变成它的等位基因 基因重组 不能产生新基因只能产生新的基因型 基因突变 能产生新的基因 分子水平 细胞水平 基因突变和基因重组的本质区别是什么 意义 基因突变是生物变异的根本来源 是生物进化的原始材料 镰刀型细胞贫血症 正常的血红蛋白由两条 链和两条 链构成 其中 链由141个氨基酸组成 链由146个氨基酸组成 镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白分子与正常人的血红蛋白分子结构不同 1956年 英格拉姆 Ingram 等人用胰蛋白酶把正常的血红蛋白 HbA 和镰形细胞的血红蛋白 HbS 在相同条件下切成肽段 通过对比二者的滤纸电泳双向层析谱 发现有一个肽段的位置不同 这段有区别的肽链的氨基酸顺序分别是 H2NVal His Leu Thr Pro Glu Glu LysCOOH12345678 正常 H2NVaL His Leu Thr Pro Val Glu LysCOOH12345678 病态 链上从N末端开始的第6位的氨基酸残基 在HbA中是谷氨酸 在HbS中却被缬氨酸所代替 人的血红蛋白 2 2 574个氨基酸 DNAmRNA氨基酸蛋白质 谷氨酸 缬氨酸 正常血红蛋白HbA 异常血红蛋白HbS 1 碱基替换突变 同义突变 一 突变的原因 DNA复制发生差错 二 突变的时间 体细胞或生殖细胞的细胞分裂间期 三 突变的方式 基因中某个碱基被替换是否一定导致该基因所编码蛋白质的变化 2 碱基对的增添或缺失 四 突变的特点 1 普遍性 2 随机性 可以发生在生殖细胞 也可以发生在体细胞 哪种细胞中发生的突变能传递给后代个体 生殖细胞 体细胞突变一般不会传递给后代个体 人类色盲 白化 糖尿病果蝇白眼 残翅水稻矮秆 糯性等 3 自然状态下 突变频率很低 10 5 10 8 4 突变一般有害 5 突变是不定向的 可以发生在生物个体发育的各个时期 突变发生的时期越早 影响越大 黄色基因AY 黑色基因a 五 引起突变的因素 1 物理因素 各种射线 激光 温度骤变 2 化学因素 亚硝酸 硫酸二乙酯 3 生物因素 病毒 六 基因突变的类型 1 自发突变 2 诱发突变 诱变育种 六 基因突变的类型 形态突变 性状的改变 果蝇的眼色 生化突变 影响代谢过程 酶合成受阻 致死突变 活力下降 染色体变异 可以用光镜直接观察到 基因突变 染色体上的点突变 无法直接用光镜观察 XXY 三条21号染色体 三 染色体变异 一 染色体结构变异 使染色体上的基因数目和排列顺序发生改变 从而导致性状的变异 1 缺失 人5号染色体部分缺失 猫叫综合征 果蝇 缺刻翅 2 重复 例 果蝇的棒状眼 3 倒位 某一片段作180 颠倒 4 易位 一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上 二 染色体数目变异 1 染色体组 分析果蝇的染色体组成 雌果蝇体细胞中的染色体由两套完全相同的染色体组成 X 图中完整的一套非同源染色体即雌果蝇的一个染色体组 特点 形态各异 互为非同源染色体 雄果蝇的体细胞中也有两个染色体组 X Y 特点 互为非同源染色体 1 染色体组定义 某种生物的一套完整的非同源染色体 这组染色体的形态 功能各不相同 2 基因组 一个染色体组携带着本物种的全套基因 也叫基因组 人类基因组 22 X Y共24条染色体上的全部基因 2 每一种形状的染色体重复了几次就有几个染色体组 Aa AAA AaBb AAaaBBBb aBCDeF 同种字母出现几次就有几个染色体组 4 1 2 3 2 4 1 3 5 4 3 2 二倍体的概念 由受精卵发育而来 体细胞中含两个染色体组的个体 记作 2N 二倍体水稻 2N 24 洋葱 2N 16 西瓜 2N 22 几乎全部的动物和一半以上的植物是二倍体 一 染色体数目整倍性变异 细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少 1 成倍增加 多倍体 由受精卵发育而成 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 记作3N 4N 六倍体普通小麦 6N 42 三倍体无籽西瓜 3N 33 三倍体香蕉 3N 33 2 三倍体的特点 联会紊乱 无法形成正常的生殖细胞 所以不能进行有性生殖 也不会形成种子 香蕉 有果实 无种子 营养生殖 1 多倍体植株特点 茎秆粗壮 果实 种子大 营养物质含量高 但生长周期长 结实率低 3 多倍体的形成原因 正在分裂的细胞 纺锤体的形成受到破坏 导致已复制的染色体不能移向两极 细胞分裂终止 从而形成染色体数加倍的细胞 有丝分裂 产生染色体数加倍的体细胞 减数分裂 产生染色体数加倍的配子 人工诱导 秋水仙素处理 低温处理 自然状态 温度骤变 2N 4N 2 成倍减少 单倍体 由未受精的配子直接发育而来的个体 体细胞中含有本物种配子中染色体数目 动物 雄蜂 单倍体植物的一般特点 弱小 高度不育 无论二倍体或多倍体生物 通过单性生殖产生的个体的都是单倍体 区分多倍体与单倍体 关键看来源 来源于受精卵的 依据染色体组数确定几倍体 来源于配子的 不管有几个染色体组 均为单倍体 二倍体水稻 2N 24 六倍体普通小麦 6N 42 三倍体无籽西瓜 3N 33 普通小麦的单倍体植株 3N 21 二倍体水稻的单倍体植株 N 12 二 非整倍性变异 整倍体中缺少或额外增加一条或几条染色体的变异 21三体综合症 P配子F 21三体综合征 遗传图解 44 XX 44 XY 23 X 21 X 22 X 22 Y 45 XX 43 XX 21三