基因突变及其他变异.ppt

第5章基因突变及其他变异,生物的变异,问题：生物在遗传的同时为什么会有变异？有哪些因素能引起变异？这些因素是如何导致生物的变异？,一、生物变异的类型与来源,可遗传的变异,不可遗传的变异,表现型,基因型+环境条件,（改变）,（改变）,（改变）,1、可遗传的变异:,由遗传物质发生改变所引起的变异。如：人的眼睛的虹膜有褐色和蓝色、人的辨色能力有正常的和色盲等,2、不可遗传的变异:,由环境条件引起的，而遗传物质没有发生改变的变异。如：断了尾巴的老鼠、温室里的韭黄等,什么样的变异可以遗传？,第1节基因突变和基因重组,一、基因突变的实例,正常型红细胞镰刀型红细胞,请查阅密码子表，完成以下图解,GAA,CTT,谷氨酸,缬氨酸,DNA,mRNA,氨基酸,蛋白质,正常,异常,GA,GA,GA,CT,突变,直接原因,根本原因,A,A,T,U,碱基对的改变一定会引起mRNA编码的氨基酸种类的改变吗？,不一定,增添,缺失,替换,基因突变：,一、基因突变的概念,由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。,2、基因突变的时间,基因突变常发生于DNA复制时期，即细胞分裂的间期。,基因突变若发生在配子中，则会遗传给后代；若发生在体细胞中，一般不能遗传.,基因突变是分子水平上的变化，不改变染色体上基因的数量及位置，只改变某一基因的结构及表现形式，其结果往往是使一个基因变成它的等位基因，即由Aa（隐性突变）或aA（显性突变）.,思考：基因突变是否都能遗传给下一代？,不一定。,引起基因突变的原因是？,1、二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导致以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。,2、苏丹红的致癌原理：苏丹红进入人体后，在过氧化物酶的作用下形成苯和萘环羟基衍生物，进一步生成自由基，自由基可以与DNA、RNA等结合，从而产生致癌作用。,3、乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝细胞的基因，使肝细胞发生变异。肝脏炎症的不断刺激，使肝细胞进一步变异，肝细胞不凋亡，而且不断地再生，就形成了肿瘤。,二、基因突变的原因,（1）物理因素（2）化学因素（3）生物因素,（1）基因突变在生物界中是普遍存在的.,三、基因突变的特点：,（2）基因突变是随机发生的。,（4）在自然状态下，对一种生物来说，基因突变的频率是很低的。,（5）大多数基因突变对生物体是有害的。,（3）基因突变是不定向的。,四、基因突变的意义：,形成新的基因，是生物变异的根本来源。,（不同时期、部位、DNA、基因）,五、应用：,诱变育种,这种太空南瓜王最大能长到200多公斤，在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5公斤。,正常绵羊和短腿安康羊（中）,“一母生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的?,基因重组,（二）基因重组,1、概念：,2、基因重组的原因：,非同源染色体上的非等位基因自由组合。,在减数分裂形成配子时，,同源染色体上的等位基因会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换。,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。,（减数第一次分裂后期）,（减数第一次分裂的前期）,雌雄配子随机结合成受精卵，可能具有与亲代不同的基因型,非同源染色体上的非等位基因自由组合,一种具有20对等位基因（这20对等位基因分别位于20对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出现的表现型就有种。,A,a,b,B,A,a,B,b,Ab和aB,AB和ab,上一页,220=1048576,随机重组,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,上一页,交换重组,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。,猫由于基因重组而产生的变异,4、基因重组的意义：基因重组能产生多样化的基因组合的子代，为生物变异提供了丰富的来源，对生物进化具有重要的意义。是形成生物多样性的重要原因之一。,5、应用：杂交育种,基因重组能否产生新的基因？,基因重组产生新的基因型,玫瑰为什么不一样,红,（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。,广义的基因重组还包括重组DNA技术。,1、北京培育出的优质甘蓝品种，叶球最大的只有3.5kg，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大，叶球可重达7kg左右，但再引种回北京后，叶球又只有3.5kg，从甘蓝引种过程可以看出A、甘蓝具有遗传性，而不具有变异性B、仅由环境的改变引起的变异不能遗传C、环境的改变可引起生物产生可遗传的变异D、甘蓝在生殖过程中无基因重组发生,2、下列关于基因突变的叙述中，正确的是A、生物随环境改变而产生适应性的突变B、由于细菌的数量多、繁殖周期短，因此其基因突变率很高C、基因突变在自然界的物种中广泛存在D、自然状态下的突变是不定向的，而人工诱发的突变是定向的,3、一株世代都是开红花的果树，在一次突然性冰冻后，在一个枝条上出现了一朵白花，试分析下列问题：（1）白花性状与红花性状的关系是_。（2）该朵白花性状是来自于_。（3）有人认为此白花性状一定是纯合子，你认为对吗？为什么？,一对相对性状,基因突变,不一定；若此白花性状是隐性性状，则其是纯合子，若此白花性状是显性性状，则有可能是杂合子。,4、进行有性生殖的生物，下代和上代间总是存在着一定差异的主要原因是A、基因重组B、基因突变C、可遗传的变异D、染色体变异,5、诱变育种、杂交育种的理论依据分别是A、基因突变、基因自由组合B、基因突变、基因分离C、基因突变、基因重组D、基因重组、基因分离,1、基因突变的原因是：A.染色体上的DNA变成了蛋白质B.染色体上的DNA变成了RNAC.染色体上的DNA减少了或增多了D.染色体上的DNA结构发生了局部改变2、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,3、若某基因原为303对碱基，现经过突变，成为300个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白质分子相比较，差异可能为A只相差一个氨基酸，其他顺序不变B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变C长度不变，但顺序改变DA、B都有可能,THECATSATONTHEMAT,THECATSATONTHEMAP,THECATSATONTHEMATE,THECATONTHEMAT,DNA,mRNA,CT,GA,蛋白质,A,U,A,T,突变,直接原因,根本原因,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,（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：有利的突变较少，育种工作量大。,生物的变异,可遗传