20生物的变异、人类遗传病与优生.ppt

生物的变异,基因突变基因重组染色体变异,变异的种类,不遗传的变异,可遗传的变异,基因突变：DNA碱基对的增添、缺失或改变,基因重组：（自由组合和交叉互换）,染色体变异,染色体结构的变异,染色体数目的变异,非整倍的变异,整倍的变异,单倍体,多倍体,生物的变异,基因突变,概念：基因突变是指基因结构的改变。包括DNA碱基对的增添、缺失或改变。,基因突变的例子：色盲、白化病、糖尿病,基因突变的原因：由于在DNA复制过程中，由于各种原因（内、外因）而发生差错，导致分子结构改变（碱基种类、数量、排列顺序等发生局部改变）,镰刀型细胞贫血症,蛋白质正常异常氨基酸谷氨酸缬氨酸RNAGAAGUADNACTTCATGAAGTA,这种病在缺氧时，红细胞由正常的圆饼状变成镰刀形，严重时镰刀状的红细胞破裂，造成溶血性贫血。,基因突变的特点,（1）普遍性基因突变不仅发生在人类身上，在其他生物中都可以见到突变产生的性状。（2）随机性在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞都可以发生基因突变。发生在生殖细胞中的突变，可以通过受精作用直接传递给后代。发生在体细胞中的突变常常引起当代生物个体性状发生变化，一般是不能遗传给下一代的。（3）稀有性在自然界，各物种的突变频率很低，高等生物中，大约十万到一亿个配子，仅有一个发生基因突变。（4）多害少利性大多数基因突变会破坏生物长期进化达到的相对协调和平衡，不利于生长和发育。（5）不定向性显性基因可以突变成隐性基因，隐性基因可以突变成显性基因，一个基因可以产生一个以上等位基因。,人工诱变在育种上的应用,诱变意义：是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法,优点：提高突变频率，使后代变异性状尽快稳定，加速育种进程；大幅度地改良某些性状。,缺点：诱发产生的突变，有利的个体往往不多，需处理大量材料。,人工诱变与基因工程的不同,人工诱导基因突变虽然可以增加突变的频率和类型，但这种变异仍是不定向的，有利的变异类型仍然很少。与此不同，基因工程则是用特定的方法，定向地改变基因的组成或结构，从而改良或创造出新产品。,基因突变与基因重组的区别,（1）含义不同：基因突变是染色体上个别基因内部发生了分子结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或改变。基因重组是控制不同性状的基因的重新组合。（2）从发生的时期和来源分析：基因突变多发生在细胞分裂间期DNA复制时出现差错；而基因重组发生在有性生殖细胞的形成和受精作用过程中。（3）从结果分析：基因突变产生了新的基因。基因重组没有产生新的基因，只产生了新的基因型。（4）从意义上分析：基因突变是生物变异的根本来源，为进化提供了最初的原材料。只有有了基因突变，产生了新的基因，再经有性生殖过程，才能造成基因重组，基因重组又为生物变异提供了极其丰富的来源。,基因重组与有性生殖的关系,受精作用、及减数分裂过程中非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体之间的交叉互换，是基因重组的原因。所以，基因重组是发生在有性生殖过程中的，而在无性生殖中则没有基因重组的现象。因此，在生物进化的历程中，自从出现了有性生殖，生物变异的机会便大大增加了，生物进化的速度也随之大大加快。这一点教材曾在第三章的有性生殖的特点中有过叙述。,基因突变与染色体变异的区别,基因突变：DNA分子结构的改变，光学显微镜下不可见。（分子水平）染色体变异：可用光学显微镜直接观察到的比较明显的染色体变化。（细胞水平）,染色体结构的变异,1、缺失2、重复3、倒位4、易位,染色体结构的变异,染色体结构变异,染色体上的基因的数目和排列顺序改变,生物性状的变异,多数不利,猫叫综合症,症状：两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓慢，存在着严重的智力障碍。患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。,5号染色体缺失,享誉世界的著名“天才”音乐指挥家舟舟,舟舟是一个先天智力障碍患者病因：常染色体变异,比正常人多了一条21号染色（21三体综合症）,染色体组,染色体组是指携带有生物个体所需全部基因的一整套染色体，又称基因组，如二倍体生物所产生的生殖细胞中的一组染色体就是一个染色体组。,特点：1、形态大小、功能各不相同的一组非同源染色体2、携带着控制一种生物生长发育、遗传变异的全套遗传信息。,A,B,C,D,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、3C、4D、8,例题,二倍体、多倍体、单倍体的概念,体细胞中含有两个染色体组的的个体叫做二倍体。,有些生物，体细胞中含有三个以上染色体组，这叫多倍体。,通过单性生殖产生的个体，都只含有本物种配子中的染色体数目，这样的个体叫做单倍体。,单倍体与一倍体,单倍体很容易被人误以为是含有一个染色体组的个体，这是一个常犯的错误。实际上单倍体是一个与体细胞中的染色体组数无关的概念。它是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。所以单倍体实际上是指由配子直接发育成的个体。由此来看，如果某单倍体是由一多倍体物种的配子发育而来，其体细胞中含有的染色体组数就不止一个。例如普通小麦是六倍体，由其配子发育而成的单倍体中则含有三个染色体组。为区别起见，我们通常把只含有一个染色体组的个体称为一倍体。所以单倍体和一倍体是两个不同的概念。当然，由于绝大多数生物是二倍体，故他们的单倍体实际上也是一倍体。,单倍体和多倍体的比较,多倍体的优势,染色体加倍后的草莓（上）野生草莓（下）,多倍体水稻,单倍体育种,F1花粉,单倍体,二倍体（或多倍体）纯系,组织培养,人工诱导染色体加倍,利用单倍体植株培育新品种，只需要两年时间，就可以得到一个稳定的纯系品种。与常规的杂交育种方法相比，明显缩短了育种年限。,秋水仙素的作用,秋水仙素是从百合科植物秋水仙花的球茎或种子中提取的一种植物碱，它既可用于诱导基因突变，又可用于诱导多倍体的形成。秋水仙素诱导形成多倍体的机理是：抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使一个细胞不能分裂成两个子细胞，从而使已经复制的染色体保留在一个细胞中，造成染色体数目的加倍。诱导多倍体时，一般是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，这是因为幼嫩组织中的细胞分裂旺盛，容易被诱导形成多倍体。,八倍体小黑麦的培育,AABBCC（普通小麦）,DD（黑麦）,无籽西瓜的培育,该植株的西瓜的果肉细胞，种子的种皮和胚其染色体数目各是多少？,香蕉的培育,香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：,常见生物育种方法的比较,人类各遗传病类型的比较,单基因遗传病的特点,（1）常染色体显性遗传病一般在家族中表现为代代相传家族中男女发病的概率相等（2）常染色体隐性遗传病通常在家族中表现为隔代遗传家族中男女发病的概率相等（3）X连锁显性遗传病通常在家族中表现为代代相传女性患者多于男性患者（4）X连锁隐性遗传病家族中发病通常表现为隔代遗传和交叉遗传男性患者多于女性患者（5）Y连锁遗传病后代患者只有男性，没有女性,优生,概念：优生，就是让每一个家庭生育出健康的孩子。,禁止近亲结婚的意义,禁止近亲结婚是指直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚。近亲结婚会使从共同祖先那里继承同一种致病基因的机会增加，从而生出患病子女（隐性纯合体）的机会增加。禁止近亲结婚的意义是减少子代遗传病出现的概率，提高我国人口素质和人民的健康水平。,禁止近亲结婚的意义,AA,Aa,Aa,AA,aa,AA,Aa,Aa,表兄妹,1/2,1/2,此代患病率：1/41/21/2=1/16,先天性疾病是否都是遗传病,先天性疾病一般是指婴儿出生时已经表现出来的疾病。有遗传性和非遗传性两种。遗传病是指由于遗传物质