1第一节生物变异的来源（2015韦红）.ppt

表现型,基因型,+环境条件,（改变）,（改变）,（改变）,复习:表现型与基因型的关系,生物体性状（表现型）的改变生物变异,生物变异类型,不可遗传变异,可遗传变异,仅由环境改变引起,遗传物质改变引起,不可遗传,可遗传,学习重点,普通鼠（右）与导入大鼠生长激素基因的转基因鼠（左）。,=,1、下面叙述的变异现象，可遗传的是A由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状B果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状C用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无籽D纯合的黄圆豌豆与绿皱豌豆杂交，F2代出现黄皱和绿圆豌豆,D,练一练,新组合类型出现原因？,（遗传物质发生改变）,第一节生物变异的来源,可遗传变异,变异,基因重组,“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?,一、基因重组,1、概念:（P76）,在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因（非等位基因）的重新组合，进而产生变异的现象。,2、类型:,3、意义:,（1）产生新的基因型，是生物变异的主要来源,思考：基因重组能否产生新的基因？,不能，能产生。,（2）交叉互换型重组：同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换非等位基因重组（减前期）,（涉及基因：非等位基因）,（2）生物多样性的重要原因之一,（3）为动植物育种和生物进化提供丰富的材料。,思考: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。,220=1048576,新的基因型,+性状的新组合类型,（3）人工重组：通过转基因技术实现基因重组,（1）自由组合型重组：非同源染色体的自由组合非等位基因重组（减后期）,非同源染色体上的非等位基因自由组合,返回,非同源染色体自由组合,2n种(n=同源染色体对数）,或,同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换,同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换,返回,基因操作的基本步骤示意图,返回,将胰岛素基因导入大肠杆菌，使其产生胰岛素原,R型+SDNA,S型,这种太空南瓜王最大能长到200多公斤。生长高峰期，每天能增大5公斤。,正常绵羊和短腿安康羊（中）,性状变异实例,普通冬瓜太空冬瓜（下）,白化病,白化苗,并指,1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。对病人做血液检查时发现，红细胞在缺氧时呈镰刀形，称镰刀形细胞贫血症。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡.,小资料：,正常红细胞,镰刀形红细胞,为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？,请找出两种蛋白的区别。,正常血红蛋白,异常血红蛋白,亮氨酸苏氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸缬氨酸谷氨酸赖氨酸,1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀形细胞贫血症患者血红蛋白有异常情况。,A,U,GTA,CTT,CAT,异常,致病的直接原因：。,请同学们参照课本69页遗传密码完成表格,GAA,血红蛋白异常,A-T替换为T-A,那么，这种疾病是由哪种变异方式引起的呢？,基因突变究竟是怎么一回事？,致病的根本原因：。,增加,缺失,1、基因突变的概念P77：,替换,DNA分子中发生的缺失、增加或替换，而引起的改变。（核苷酸序列改变）,基因结构,二、基因突变,碱基对,可以1个或多个,请思考：,1、DNA中碱基对的替换，是否一定会引起蛋白质的改变？,2、DNA分子中发生碱基对的替换、增加或缺失，这三种情况，哪一种对其控制合成的蛋白质的结构影响最小？,替换,基因中碱基对的增加导致密码子移位：,基因,mRNA,AUGGUAAUCCUAGGGUAA,氨基酸,mRNA,AUGCGUAAUCCUAGGGUA,氨基酸,CG,C,碱基对缺失情况相同,基因,mRNA,AUGGUAAUCCUAGGGUAA,氨基酸,基因中碱基对的缺失导致密码子移位：,mRNA,AUGGUAUCCUAGGGU,氨基酸,终止密码,3、基因突变发生的时间:,（DNA复制期）,A.有丝分裂间期,B.减数第一次分裂前间期,体细胞,原始生殖细胞,（一般不能传给后代【需通过无性繁殖】）,（通过受精作用传给后代）,例:人类能遗传的基因突变常发生在A.减数第一次分裂B.四分体时期C.减数第一次分裂前的间期D.有丝分裂间期,通常由于DNA复制发生差错导致,2、基因突变原因:,C,3、基因突变的类型:P77,致死突变,苯丙酮尿症,形态突变：,生化突变：,果蝇的红眼突变为白眼,镰刀形细胞贫血症,其实形态突变和致死突变都伴随有特定的生化过程改变，因此严格地讲，任何突变都是生化突变。,影响生物的代谢过程，导致某个特定生化功能的改变或丧失。,导致个体活力下降或死亡,主要影响生物的形态结构，可从表现型的明显差异来识别,产生新的基因（等位基因）,5、基因突变的结果：,物理因素,化学因素,生物因素,6、引发基因突变的因素,4、基因突变的特点：,普遍性（所有生物均可发生）,多方向性（不定向性）,稀有性（10510-8）,有害性,可逆性,任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境取得了高度的协调。,显性基因可以突变为隐性基因，隐性基因也可以突变为显性基因,自然状态下发生：自发突变人工条件下发生：诱发突变,8、基因突变的分类,（1）按来源分_与_。,（2）按突变后对生物个体的影响分_与_，对生物体而言，多数为_。,自发突变,诱发突变,有利突变,有害突变,有害突变,7、基因突变的意义,产生新基因产生全新的性状是变异的根本来源为进化提供了最初的原材料。,基因突变能够产生前所未有的新基因，从而出现前所未有的新性状。,思考：为什么基因突变是变异的根本来源？,变异的主要来源是？,基因重组,变异的根本来源是？,基因突变,区分,小结：基因突变,DNA复制,正常进行,正常DNA,发生差错,基因中个别碱基对的缺失、增加或替换,基因结构改变,遗传信息改变,遗传性状改变,一定会导致遗传性状改变吗？,时间？,思考：所有生物都有可能发生基因突变吗？why？,基因重组呢？,原因？,主要有丝分裂或减前的间期(真核生物）,基因突变与基因重组的比较,小结,新基因,有丝分裂间期减前间期,新基因型,减后期减四分体时期（前期）,变异的根本来源,变异的主要来源,很小,非常普遍,基因突变是基因重组的基础,时期,新性状,新组合类型,自由组合型交叉互换型人工重组（转基因技术）,所有生物（包括病毒）,真核生物有性生殖,类型,形态突变生化突变致死突变,舟舟是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号染色体(21-三体综合征),响誉世界的著名“天才”音乐指挥家舟舟,三、染色体畸变,1、概念：,指生物细胞中染色体在数目和结构上发生的变化。,2、类型：,自然条件或人为因素影响下,这种变化在光学显微镜下能观察到吗？,基因重组、基因突变行吗？,3、染色体结构变异,(1)概念：,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。,(2)类型：,根据染色体断裂后断片连接的发式，分为4种:,(3)结果：,使位于染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变。通常对生物不利。,（注意：易位发生在之间）,非同源染色体,？染色体,缺失,染色体的某一片段消失,消失,如：猫叫综合症（5号染色体短臂缺失）,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。,正常,患者,重复:,染色体增加了某一片段,重复,颠倒,断裂,倒位:,染色体的某一片段颠倒了180o,易位:,染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上,移接,交叉互换与染色体易位的区别,同源染色体,非同源染色体,?变异,基因重组,染色体结构的变异,?变异,不可见,可见,可见？,可见？,染色体易位与交叉互换的辨析：,1、右图中和表示发生在常染色体上的变异。和所表示的变异类型分别属于（）A基因重组和染色体易位B染色体易位和染色体易位C染色体易位和基因重组D基因重组和基因重组,交叉互换同源染色体之间染色体易位非同源染色体之间,A,练一练,2、在果蝇的一条染色体上，正常的染色体片段排列顺序为123456789，中间的黑点代表着丝粒，染色体异常的果蝇有如下的结构：（1）123476589（2）12346789（3）1234566789请判断以上各种染色体变异的类型。,倒位,缺失,重复,4、染色体数目变异,体细胞中个别染色体增加或减少。如：卵巢发育不全症（缺少一条性染色体）、先天愚型（多一条21号染色体）,染色体数目是以染色体组的形式成倍的增加或减少。如：单倍体或多倍体。,(1)概念：,生物细胞中染色体数目的增加和减少。,(2)类型：,整倍体变异：,非整倍体变异：,正常,增多,减少,非整倍体变异,整倍体变异,成倍增多,染色体数目的变异,正常,成倍减少,返回,先天性愚型（21三体综合征）45条XY（47条）,症状：身体矮小，肘外翻，颈部皮肤松弛为蹼颈，外观为女性但乳房不发育,无生育能力。,症状：智力低下，发育迟缓，眼间较宽，外眼角上斜，口常半张，舌外伸，又叫伸舌样痴呆。,卵巢发育不全症（特纳氏综合征）44条XO（45条）,返回,“天才指挥家”舟舟,舟舟是一个先天智力障碍(先天愚型、21三体综合征)患者。病因：常染色体异常,比正常人多了一条21号染色体。,请分析21-三体综合征的形成原因。,返回,染色体组,一个染色体组中的染色体形态结构、功能上有何特点？,各不相同,一般将二倍体生物的一个配子中的全部染色体称为染色体组。,雄果蝇的染色体组图解,“一般”两字该如何理解？,多数生物体细胞中染色体是两两成对的,如何证实？,一个染色体组中包含了该种生物的一整套遗传物质。,雄蜂,思考：通常情况下，一个染色体组里存在吗？,等位基因,同源染色体,染色体组特点：a.染色体形态、大小、功能各不相同b.携带控制该生物生长发育的全套遗传信息。,如：果蝇等生物的配子中的所有染色体就是一个染色体组。,果蝇的体细胞中含有染色体组。,小结,2个,将一只手比喻成一个染色体组，其中每一个手指代表了形态、大小各不相同的非同源染色体。我们的左右手就代表了两个染色体组。,我们身边有没有什么可以类比成染色体组的事物呢？,抛砖引玉：,染色体组的其他类比：,例如:扑克牌,一套金鱼邮票,想一想,似1个染色体组,各不相同,共性?,例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,C,练一练,请判别染色体组的数目,判断原则：,答案：2、4、1,形态相同的染色体的条数,=染色体组数,请判别染色体组的数目,1、AAaaa,2、,AabbccDdee,3、RYAB,答案：5、2、1,判断原则：,同种类型字母个数,基因型,小结：染色体组数的判断方法1、图形题看同源染色体的条数2、基因型题看同种类型字母的个数,联系：等位基因、相同基因位于同源染色体,（Aa）,（AA、aa）,体细胞中的染色体数目是染色体组的整倍数的个体。整倍体包括一倍体、二倍体、多倍体和单倍体。,如：几乎全部动物过半数的高等植物,如：香蕉（三倍体）、马铃薯（四倍体）、普通小麦（六倍体）,如：雄蜂、雄蚁、单倍体小麦,整倍体,雄蜂（n）：蜜蜂的卵细胞发育而成。,单倍体小麦（3n）：普通小麦（6n）的花药经离体培养形成的植株。,由配子（精子或卵细胞）发育而成的个体。,单倍体,由受精卵发育而来的个体叫做？,小资料：,二倍体、多倍体,单倍体一定是一倍体吗？,不一定,正常物种四倍体,单倍体（含2个染色体组）,思考：一倍体和单倍体的区别联系？,一倍体一定是单倍体吗？,是,现有一细胞内含3个染色体组，我们是应该叫它三倍体生物的细胞呢，还是单倍体生物的细胞？,看发育起点,二倍体、多倍体,单倍体,区分,1、看发育起点2、看染色体组数,小结：,关键看什么？,判断下图所示细胞所在的生物是几倍体？,单倍体或四倍体,单倍体或三倍体,单倍体或二倍体,多倍体的形成原因,秋水仙素作用机制：抑制纺锤体的形成注意：不影响染色体的复制与着丝点的分裂,天然：严酷的自然条件、温度急剧变化（低温）（北极、沙漠、高山地区）,人工：利用秋水仙素处理植物萌发的种子或幼苗,单倍体的形成原因,天然：未受精的卵细胞发育而成,人工：花药离体培养,a、二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含一个染色体组。,请判断：,b、如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体。,c、单倍体中可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组,d、个体的体细胞中含几个染色体组就是几倍体,（受精卵发育形成的个体）,第二课时,思考：基因突变与染色体结构变异有何区别？,基因突变是碱基对的缺失、增加或替换引起基因结构的改变。,染色体结构变异（缺失、重复、倒位、易位）是位于染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变。,（分子水平的变异）,（细胞水平的变异）,可以是一个也可以是多个,显微镜下可见,思考：基因重组中的交叉互换型重组和染色体结构变异中的易位有何区别？,交叉互换型重组发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间,易位发生在非同源染色体之间,交叉互换型重组,易位,产生（基因分子结构改变）产生新的基因型,不产生（基因分子结构不变）产生新的基因型,区别,思考：基因突变和基因重组有什么区别和联系?,通过基因突变产生新基因，为基因重组提供大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础。,联系,新基因,新基因,细菌等原核生物、病毒具有的变异方式？,基因突变,判断正误：1、单倍体生物的体细胞仅含一个染色体组。,2、配子里所含有的染色体就是一个染色体组。,二倍体,1对于细菌、蓝细菌等原核生物来说，可遗传的变异不能来源于(多选）A基因重组B基因突变C.染色体畸变D.环境的影响,ACD,2、有一色盲女性和正常男性婚配，生了一个性染色体为XXY的色觉正常的儿子，请问是怎么回事？,雄配子异常(减异常),雌配子异常(减或减异常),XaXa,XAY,XAXaY,XaXaY,？,？,？,若色觉异常的儿子呢？,？,何种配子异常？异常发生在何时？,3、如图为有丝分裂后期，图中染色体组数？你是如何辨认的？,四组,4、一种果蝇的基因突变体在21的气温下，生活能力很差，但是，当气温上升到25.5时，突变体的生活能力大大提高了。这说明、突变是不定向的、突变是随机发生的、突变的有害或有利取决于环境条件、环境条件的变化对突变体都是有利的,C,5、下面有关单倍体的叙述中，不正确的是A由未受精的卵细胞发育而成的个体B花药经过离体培养而形成的个体C凡是体细胞中含有奇数染色体组的个体D普通小麦含6个染色体组，42条染色体，它的单倍体含3个染色体组，21条染色体,6、就二倍体而言，下列基因组合中属于配子的是A、MMNNB、MmC、MND、Nn,C,C,7、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患者,其父母正常，请判断这人性状最可能是A.伴性遗传B.常染色体遗传C.基因突变D.基因重组8、生物变异的根本来源是A基因重组B染色体数目变异C.染色体结构变异D基因突变,C,D,9、基因重组发生在A减数分裂形成配子的过程中B受精作用形成受精卵的过程中C有丝分裂形成子细胞的过程中D通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中,10、生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源于A.基因重组B.基因突变C.染色体变异D.环境变化,A,A,11、3n（）x3n（）3n（子代）对吗？,生物变异,不可遗传变异,可遗传的变异,结构变异,数目变异,缺失、重复、倒位、易位,个别染色体增加或减少,以染色体组形式成倍增加或减少,小结,三种可遗传变异分别可发生在哪些生物体内？（真核生物、原核生物、病毒）,自由组合型重组,交叉互换型重组,人工重组,非整倍体变异,整倍体变异,完,9、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