生物变异的来源

第一节 生物变异的来源,普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中，给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱满的种子，但是再把这些种子种下去结出的仍就是普通的种子,不可遗传的变异,太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）和普通椒相比，太空椒具有明显的优势，果实肥大，把其种下去后结出的仍是太空椒,可遗传的变异,,（改变）,（改变）,（改变）,来源,诱因,“一母生九子，连母十个样”这种差异怎么造成的？,非同源染色体上的 非等位基因自由组合,Ab和aB,AB和ab,A,a,b,B,A,a,B,b,同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换,一、基因重组,1、概念:,具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖过程时,控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。,2、类型,自由组合型:,交叉互换型:,非同源染色体上的非等位基因的自由组合（减I后）,同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换.（减I前/四分体）,3、意义:,通过有性生殖过程实现的，基因重组的结果导致生物性状的多样性，为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。,,A:基因重组能否产生新的基因？B:能否产生新的基因型？C:基因重组能否产生新的性状？D:能否产生新的性状组合？,,镰刀型细胞贫血症,正常红细胞,患者的红细胞,为什么红细胞的形状会发生改变?,二、基因突变,(一)基因突变的实例,镰刀型细胞贫血症,镰刀型细胞贫血症的病因分析,为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢?,镰刀状细胞贫血症患者血红蛋白异常，一条多肽链上的谷氨酸被缬氨酸取代。,正常,异常,脯氨酸谷氨酸谷氨酸,脯氨酸缬氨酸谷氨酸 ,思考与讨论,谷氨酸,缬氨酸,正常,异常,_原因,_原因,镰刀型细胞贫血症是由于基因中的碱基对发生了_产生的。,病因：,替换,根本,直接,蛋白质,相应性状的改变,相应蛋白质的改变,相应氨基酸的改变,mRNA分子中的碱基发生变化,DNA分子中的碱基对发生变化,具体变化过程:,(根本原因),(直接原因),,增添,缺失,替换,DNA分子中发生碱基对的_、_和_，而引起的_的改变。,增添,缺失,替换,基因结构,（二）基因突变的概念：,3、基因突变发生的时间,细胞周期中的分裂间期,A.有丝分裂间期,B.减数第一次分裂前的间期,体细胞,生殖细胞,中可以发生基因突变,（但一般不能传给后代）,中也可以发生基因突变,（可以通过受精作用直接传给后代）,DNA在进行复制时发生错误.,基因突变的类型,2、按来源分_与_,1、按突变后表现型的影响分：,自然突变,诱发突变,3、按表现条件分显性突变和隐性突变,形态突变,生化突变,致死突变,1、生物界中普遍存在普遍性,4、显、隐性基因可以相互突变可逆性,3、自然情况下突变频率很低(10-5-10-8)稀有性,5、多数对生物有害有害性,2、基因可以突变成它的等位基因多方向性（不定向性）,基因突变的特点,意义：,是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。,为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变? 如此的话基因突变对生物岂不是没有意义?,基因突变是不是一定会导致生物性状改变？,（1）不具有遗传效应的DNA 片段中的突变不会引起基因突变，也就是不引起性状变异。,（2）由于多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也不引起性状的改变。,（3）显性纯合子（AA)突变为杂合子（Aa）也不会引起生物性状的改变。,基因突变不一定会导致生物性状改变,碱基对的增添、缺失或替换引起的基因结构的改变,控制不同性状的基因的重新组合，不产生新基因,分裂间期,有性生殖过程,自然突变、诱发突变,产生新基因,产生新的基因型,生物变异的根本来源，生物进化的原材料,生物变异的来源之一，形成生物多样性的重要原因,突变频率低，但在生物界普遍存在,有性生殖中非常普遍,基因突变和基因重组,自由组合型、交叉互换型,染色体结构变异,三、染色体畸变,染色体数目变异,非整倍体变异,整倍体变异,类型,概念：指生物细胞中染色体在数目和结构上发生的 变化,染色体发生断裂后，在断裂处发生错误连接而导致染色体结构不正常的变异,,染色体的某一片段缺失,消失,1、缺失,（一）染色体结构变异,5号染色体部分缺失,猫叫综合征,,染色体中增加某一片段,重复,、重复,果蝇棒状眼的形成,（一）染色体结构变异,,染色体的某一片段位置颠倒180,3、倒位,颠倒,（一）染色体结构变异,,染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上,4、易位,移接,同源染色体的非姐妹染色单体上,交叉互换（基因重组）,（一）染色体结构变异,（二）染色体数目的变异概念：指细胞内染色体数目增添或缺失的改变。,整倍体变异,正常,增多,减少,非整倍体变异,,Q1:果蝇体细胞有几条染色体？,8条,Q2:号和号染色体是什么关系?号和号呢?,同源染色体,非同源染色体,Q3:雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?,和、和、和、X和Y,细胞中的一组非同源染色体，形态和功能各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。,染色体组,特点：a、它们形态大小、功能各不相同b、但是携带着控制一种生物生长发育、遗传变异的全套遗传信息,1、二倍体和多倍体,（1）二倍体,由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体。记作2N（N表示一个染色体组所包含的染色体数目）。人：2N=46 果蝇：2N=8 水稻：2N=24,（2）多倍体,由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫多倍体。,马铃薯是 四倍体,普通小麦是六倍体,香蕉是三倍体,多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见,无子西瓜是三倍体,多倍体的判断方法,A、体细胞内形态相同的染色体条数,B、细胞或生物体的基因中，控制同一性状的基因个数 AAaaBBBb YYyRrr,染色体组数的判断办法： 1、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,四倍体,三倍体,五倍体,四倍体,三倍体,1、某生物正常体细胞的染色体数目为8条，下图中，表示含有一个染色体组的细胞是( ),2、某生物的基因型为AAaaBbbbCCCc，那么它有多少个染色体组( )A、2、 B、3 C、4 D、8,C,C,2、单倍体,（1）概念 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体叫 做单倍体,思考：单倍体是一倍体吗？ 一倍体是单倍体吗？ 含有两个染色体组的单倍体也叫二倍体，对吗？,（2）单倍体植株的特点： 植株长得弱小，而且高度不育,,3、就二倍体而言，下列组合中属于配子的是（ ） A、MMNN B、Mm C、MN D、Nn,C,4、下列细胞中，属于果蝇配子并能形成受精卵 的是（ ） A.甲与乙 B.乙与丙 C.乙与丁 D.丙与丁,C,,1、引起生物可遗传的变异的原因有3种，即基因 重组、基因突变和染色体变异。以下几种生物 性状的产生，来源于同一种变异类型的是（ ） 果蝇的白眼 豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒 八倍体小黑麦的出现 人类的色盲 玉米 的高茎皱形叶 人类的镰刀型细胞贫血症 A B C D,C,课堂练习,2、在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对，则( ) A.不能转录 B.不能翻译 C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变,D,3、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，其原因是( ) A基因突变 B基因重组 C基因分离 D环境影响,A,4、如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输给一个血型相同的正常人,将使正常人( ),B,A、 基因产生突变,使此人患病 B、无基因突变,性状不遗传给此人 C、基因重组,将病遗传给此人 D、无基因突变,此人无病,其后代患病,5、一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变异主要来自( ) A.基因突变 B.基因重组 C.环境影响 D.染色体变异,B,基因突变的原因,（1）自发突变（内因） DNA复制时偶尔发生错误,（2）诱变突变（外因）,物理因素：如X射线、激光等化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等生物因素：如病毒和某些细菌等,运用物理因素或化学因素提高突变率,诱发基因突变,获得优良品种。,太空南瓜,资料5：基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的内部结构，使一个基因变成它的等位基因（Aa或aA