生物的变异上课用

1、表现型表现型 不遗传的变异不遗传的变异 基因重组基因重组 生物变异的种类和来源生物变异的种类和来源 改变改变改变改变改变改变 基因突变基因突变 染色体畸变染色体畸变可遗传的变异可遗传的变异 基因型基因型 环境条件环境条件 （内因）（内因） （外因）（外因） 1 1、下面叙述的变异现象，可遗传的是、下面叙述的变异现象，可遗传的是 A A由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状 B B果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状 C C开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开 白花白花 C 精典例题精典例题

2、 一、基因重组一、基因重组 1 1、概念、概念: : 具有不同遗传性状的雌、雄个体进行具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生有性生 殖过程殖过程时时, ,控制不同性状的基因重新组合，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。导致后代不同于亲本类型的现象或过程。 2 2、类型、类型: : 基因的自由组合基因的自由组合: : 基因的互换基因的互换: : 非同源染色体上的非等位基因的非同源染色体上的非等位基因的 自由组合自由组合 同源染色体上的非姐妹染色单体之同源染色体上的非姐妹染色单体之 间发生局部互换间发生局部互换.(.(交叉互换交叉互换) ) 3 3、意义、意义: :

3、通过有性生殖过程实现的，基因重组的结果导致通过有性生殖过程实现的，基因重组的结果导致 生物性状的多样性生物性状的多样性，为动植物，为动植物育种和生物进化育种和生物进化提提 供丰富的物质基础。供丰富的物质基础。 基因重组能否产生新的基因？能否产生新的基因型？基因重组能否产生新的基因？能否产生新的基因型？ 1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，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，红细胞在显微镜不是正常的病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的 圆饼形，而是又长又弯的

4、镰刀形，称圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀型细胞贫血镰刀型细胞贫血 症症。这样的红细胞容易破裂。这样的红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血使人患溶血性贫血,严重时严重时 会导致死亡会导致死亡. 二、基因突变二、基因突变 基因突变的实例基因突变的实例 为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？ 1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀年，英国科学家英格拉姆发现镰刀 状细胞贫血症患者血红蛋白异常，一条多肽状细胞贫血症患者血红蛋白异常，一条多肽 链上的链上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代取代。 正常正常 异常异常 脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸

5、谷氨酸 CTTCTT GAAGAA 谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸 DNADNA mRNAmRNA 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质 正常正常异常异常 GUAGUA CATCAT GTAGTA突变突变 GAAGAA 遗传信息遗传信息 镰刀型细胞贫血症病因：镰刀型细胞贫血症病因： 遗传密码遗传密码 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质 引起镰刀型细胞贫血症的直接原因？根本原因？引起镰刀型细胞贫血症的直接原因？根本原因？ 基因突变的概念基因突变的概念 由于基因内部核酸分子上的特定核苷由于基因内部核酸分子上的特定核苷 酸序列发生酸序列发生改变改变的现象或过程的现象或过程. . ATCCG TAGGC 缺失缺失 （正常）（

6、正常） ATTCCG TAAGGC AACCG TTGGC A CCG T GGC 替换替换 增加增加 请思考：请思考： 由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？ 基因突变都会遗传给后代吗？基因突变都会遗传给后代吗？ 基因突变发生在什么时间？基因突变发生在什么时间？ WhyWhy？ A.A.有丝分裂间期有丝分裂间期 B.B.减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期 体细胞体细胞 生殖细胞生殖细胞 中可以发生基因突变中可以发生基因突变 （但一般不能传给后代）（但一般不能传给后代） 中也可以发生基因突变中也可以发生基因突变 （可以通过受精作用直接传给

7、后代）（可以通过受精作用直接传给后代） 1 1、在一个、在一个DNADNA分子中如果插入了一个碱基对，则分子中如果插入了一个碱基对，则 A.A.不能转录不能转录 B.B.不能翻译不能翻译 C.C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变在转录时造成插入点以后的遗传密码改变 2 2、若某基因原为、若某基因原为303303对碱基，现经过突变，成为对碱基，现经过突变，成为 300300个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合个碱基对，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，差异可能为成的蛋白质分子相比较，差异

8、可能为 A A只相差一个氨基酸，其他顺序不变只相差一个氨基酸，其他顺序不变 B B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变 C C长度不变，但顺序改变长度不变，但顺序改变 D DA A、B B都有可能都有可能 D D 精典例题精典例题 产生新基因产生新基因引发生物变异引发生物变异 生物变异的生物变异的根本根本来源，来源， 为进化提供原材料，为进化提供原材料， 常见突变性状：常见突变性状： 棉花棉花 ：正常枝：正常枝短果枝短果枝 果蝇果蝇 ：红眼：红眼白眼白眼 长翅长翅残翅残翅 家鸽家鸽 ：羽毛白色：羽毛白色灰红色灰红色 人人 ：正常色觉：正常色觉色盲色盲 正

9、常肤色正常肤色白化病白化病 基因突变的结基因突变的结 果往往使一个果往往使一个 基因变成它的基因变成它的 等位基因等位基因,即即 产生了新的基产生了新的基 因因. 基因突变的意义基因突变的意义: : 基因突变的结果和意义基因突变的结果和意义 形态突变形态突变 生化突变生化突变 致死突变致死突变 致死突变致死突变 蛋白质蛋白质 消化吸收消化吸收 细胞内苯丙氨酸细胞内苯丙氨酸苯丙酮酸苯丙酮酸 酪氨酸酪氨酸 苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶 基因突变的类型基因突变的类型 严格的讲，任何突变都是生化突变严格的讲，任何突变都是生化突变 诱发基因突变的因素诱发基因突变的因素 物理因素：射线物理因素：射线 温度

10、剧变等温度剧变等 化学因素：亚硝酸化学因素：亚硝酸 碱基类似物等碱基类似物等 生物因素：病毒生物因素：病毒 某些细菌等某些细菌等 自发突变、诱发突变自发突变、诱发突变 、普遍性、普遍性: : 基因突变可发生在任何生物的任何时期基因突变可发生在任何生物的任何时期 突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时间越早，表现突变的部分越多， 突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。 基因突变的特点基因突变的特点 、多方向性：、多方向性： 基因突变是基因突变是不定不定 向向的。的。 、可逆性：、可逆性： 基基 因因突变率突变率 大肠杆菌组氨酸缺陷型基因大肠

11、杆菌组氨酸缺陷型基因210 果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因410 5 果蝇的褐眼基因果蝇的褐眼基因310 5 玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因110 小鼠的白化基因小鼠的白化基因110 5 人类色盲基因人类色盲基因310 5 小资料小资料 、稀有性：、稀有性： 突变率突变率低低； 白化苗白化苗 、有害性：有害性：大多数突变是大多数突变是有害有害的的 白化病白化病 为什么呢？为什么呢？ 任何一种生物都是长期进化过程的产任何一种生物都是长期进化过程的产 物，它们物，它们 与环境取得了高度的协调。与环境取得了高度的协调。 1 1、某自花传粉植物连续几代开红花，一、某自花传粉植物连续几代开红花，一 次开出一

12、朵白花，白花的后代全开白花，次开出一朵白花，白花的后代全开白花， 其原因是其原因是 A A基因突变基因突变 B B基因重组基因重组 C C基因分离基因分离 D D环境影响环境影响 A 2.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液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输给一个血型相同的正常人,将使正常人将使正常人 B A、 基因产生突变基因产生突变,使此人患病使此人患病 B、无基因突变、无基因突变,性状不遗传给此人性状不遗传给此人 C、基因重组、基因重组,将病遗传给此人将病遗传给此人 D、无基因突变、无基因突变,此人无病此人无病,其后代患病其后代患病 4 4、生物界是千姿百

13、态，多种多样的，这都要建立在生、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物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源于 A.A.基因重组基因重组 B.B.基因突变基因突变 C.C.染色体变异染色体变异 D.D.环境变化环境变化 A 3 3、若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变、若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变 异主要来自异主要来自 A.A.基因突变基因突变 B.B.基因重组基因重组 C.C.环境影响环境影响 D.D.染色体变异染色体变异 B 是生物变异最是生物变异最主要主要的来源！的来源！ 是生物变异最是生物变异最根本根本的来

14、源！的来源！ 基因重组基因重组 基因突变基因突变 染色体畸变染色体畸变 染色体结构变异染色体结构变异 染色体数目变异染色体数目变异 （可用显微镜观察）（可用显微镜观察） 猫叫综合症 思考：思考： 正常正常 患者患者 5号号 5号号 染色体结构改变而导致的疾病染色体结构改变而导致的疾病 先天性愚型病因先天性愚型病因 正常人体细胞正常人体细胞 染色体组成染色体组成 先天性愚型患者体先天性愚型患者体 细胞染色体组成细胞染色体组成 （染色体数目变异而导致的疾病）（染色体数目变异而导致的疾病） 三、染色体结构的变异三、染色体结构的变异 缺失缺失: 重复重复: 倒位倒位: 易位易位: A BC D E A

15、 BD E A bC D E A BD C E A BCD E A BC D E C F 甲甲 乙乙 丙丙丁丁 戊戊 某物种的一条染色体上依次排列着某物种的一条染色体上依次排列着A、B、C、D、E 五个基因，在上面的五种变异中，哪种不是属于染色五个基因，在上面的五种变异中，哪种不是属于染色 体结构的变异？另外四种变异分别对应书本描述的染体结构的变异？另外四种变异分别对应书本描述的染 色体结构变异的哪一种？色体结构变异的哪一种？ 非整倍体变非整倍体变 异异 整倍体变异整倍体变异 正常正常增多增多减少减少 整倍体变异整倍体变异 非整倍体变异非整倍体变异例： 例：2121三体综合症（先天愚型）三体综

16、合症（先天愚型） 卵巢发育不全症卵巢发育不全症 II III IV X II III IV X 减数减数 分裂分裂 减数减数 分裂分裂 问题问题2遗传信息、基因和染色体三者的关系？遗传信息、基因和染色体三者的关系？ II IIIII III IV XX IV 果蝇体细胞果蝇体细胞 果蝇卵细胞果蝇卵细胞 染色体组成染色体组成 （ II. III. IV. X） 染色体组成染色体组成 （ II. III. IV. X） 问题问题1产生的卵细胞中染色体组成如何？有无同源染色体？它们在形产生的卵细胞中染色体组成如何？有无同源染色体？它们在形 态、结构上是否相同？属于什么关系？态、结构上是否相同？属于什

17、么关系？ 问题问题3假设果蝇体细胞中有假设果蝇体细胞中有2 2万对基因，且每对基因控制一种性状，那么在它卵万对基因，且每对基因控制一种性状，那么在它卵 细胞的这组染色体中有几个基因？控制几种性状？上面携带的遗传信息完整吗？细胞的这组染色体中有几个基因？控制几种性状？上面携带的遗传信息完整吗？ 配子中的一组染色体配子中的一组染色体二倍体二倍体 二倍体二倍体：具有两个染色体组的细胞或体细胞中具有两个染色体组的细胞或体细胞中 含两个染色体组的个体含两个染色体组的个体 多倍体多倍体：体细胞中含有三个或三个以上的：体细胞中含有三个或三个以上的 染色体组的个体。染色体组的个体。 一倍体、二倍体、多倍体和单

18、倍体一倍体、二倍体、多倍体和单倍体 例如：人、果蝇、玉米等大多数生物例如：人、果蝇、玉米等大多数生物 例如：香蕉、马铃薯例如：香蕉、马铃薯 一倍体一倍体：只有一个染色体组的细胞或体细胞：只有一个染色体组的细胞或体细胞 中含单个染色体组的个体中含单个染色体组的个体 单倍体：单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 X Y X Y 男的体细胞：男的体细胞： 23对对染色体染色体 22AA+XY 精子：精子： 23个个染色体染色体 22A+X 或或 22A+Y 人人 ： 二倍体二倍体 一个染色体组有：一个染色体组有：23条染色体条染色体 多倍体多倍体 体细

19、胞内含有体细胞内含有3个或个或3个以上的染色体组个以上的染色体组 二倍体二倍体 三倍体三倍体四倍体四倍体 一个染色体组一个染色体组 1 2345 1 23451 2345 12 34 5 12 34 5 12 34 5 12 34 5 12 34 5 12 34 5 12 34 5 单倍体单倍体 由由配子（精子或卵细胞）配子（精子或卵细胞）直接发育而成的个体。直接发育而成的个体。 生物体细胞中含有的染色体数与本物种生物体细胞中含有的染色体数与本物种配子配子中的一样。中的一样。 正常物种二倍体正常物种二倍体单单倍体（含倍体（含1个染色体组）个染色体组） 正常物种四倍体正常物种四倍体 单单倍体（含

20、倍体（含2个染色体组）个染色体组） 1 23451 2345 1 2345 12 34 5 12 34 5 12 34 5 12 34 5 1 23451 2345 对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看什么？对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看什么？ 关键看它是由关键看它是由受精卵发育而成的个体，受精卵发育而成的个体， 还是由配子发育而成的个体还是由配子发育而成的个体。由。由受精卵受精卵发育发育 而成的个体叫几倍体，由而成的个体叫几倍体，由配子配子发育而成的个发育而成的个 体叫单倍体。体叫单倍体。 Q Q：一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？：一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗

21、？ 一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。 ABCD 例例1、某生物正常体细胞的染色体数目为、某生物正常体细胞的染色体数目为8条，下图条，下图 中，表示含有一个染色体组的细胞是中，表示含有一个染色体组的细胞是 C 例例2、某生物的基因型为、某生物的基因型为AAaaBbbbCCCc，那么它有，那么它有 多少个染色体组多少个染色体组 A、2、 B、3 C、4 D、8 染色体组数的判断办法：染色体组数的判断办法： 1、图形题就看同源染色体的条数、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、基因型题就看同种类型字母的个数 练习练习 正常

22、物种正常物种 体细胞染体细胞染 色体数色体数 一个染色一个染色 体组内染体组内染 色体数目色体数目 是几倍体？是几倍体？ 单倍体体细单倍体体细 胞内染色体胞内染色体 组数目组数目 普通小普通小 麦麦 42六倍体六倍体 马铃薯马铃薯4812 花生花生10四倍体四倍体 玉米玉米10一个染色体组一个染色体组 四倍体四倍体 三个染色体组三个染色体组 两个染色体组两个染色体组 7 40 两个染色体组两个染色体组 二倍体二倍体 20 三种可遗传变异的比较三种可遗传变异的比较 项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组染色体畸变染色体畸变 概念概念 发生时间发生时间 原因原因 结果结果 意义意义 控制不同性状

23、控制不同性状 的基因重新组的基因重新组 合合 染色体结构和数目染色体结构和数目 的改变而导致生物的改变而导致生物 性状的改变性状的改变 有丝分裂间期、减有丝分裂间期、减I 间期（间期（DNA复制）复制） 减减四分体、后期四分体、后期 有丝、减数分裂，有丝、减数分裂， 个体发育过程中个体发育过程中 一定的外因或内一定的外因或内 因下因下DNA复制发复制发 生差错生差错 四分体时同源染色四分体时同源染色 体非姐妹染色单体体非姐妹染色单体 交叉互换、非同源交叉互换、非同源 染色体上的非等位染色体上的非等位 基因自由组合基因自由组合 自然或人为因素影响自然或人为因素影响 下，染色体结构和数下，染色体结

24、构和数 目的改变目的改变 产生新基因产生新基因 产生新基因型，产生新基因型， 不产生新基因不产生新基因 变异的变异的根本根本来源，来源， 进化的重要因素之进化的重要因素之 一。诱变育种的理一。诱变育种的理 论依据。论依据。 不产生新基因，引起不产生新基因，引起 性状改变性状改变 变异的变异的主要主要来来 源，杂交要育源，杂交要育 种的理论依据。种的理论依据。 多倍体育种、单倍体多倍体育种、单倍体 育种的理论依据。育种的理论依据。 非同源染色体上的非同源染色体上的 非等位基因自由组合非等位基因自由组合 Y y r R Y y R r Yr 和和 yR YR 和和 yr 思考思考:一种具有一种具有

25、20对对等位基因等位基因（这（这20对等位基因分对等位基因分 别位于别位于 20对同源染色体上）的生物进行杂交时，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可能出现的表现型就有 种。种。 220=1048576 A a b B Aa Bb 同源染色体的非姐妹染色单体同源染色体的非姐妹染色单体 之间的局部交换之间的局部交换 一、基因重组一、基因重组 1 1、概念、概念: : 具有不同遗传性状的雌、雄个体进行具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生有性生 殖过程殖过程时时, ,控制不同性状的基因重新组合，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。导致后代不同

26、于亲本类型的现象或过程。 2 2、类型、类型: : 基因的自由组合基因的自由组合: : 基因的互换基因的互换: : 非同源染色体上的非等位基因的非同源染色体上的非等位基因的 自由组合自由组合 同源染色体上的非姐妹染色单体之同源染色体上的非姐妹染色单体之 间发生局部互换间发生局部互换.(.(交叉互换交叉互换) ) 3 3、意义、意义: : 通过有性生殖过程实现的，基因重组的结果导致通过有性生殖过程实现的，基因重组的结果导致 生物性状的多样性生物性状的多样性，为动植物，为动植物育种和生物进化育种和生物进化提提 供丰富的物质基础。供丰富的物质基础。 基因重组能否产生新的基因？能否产生新的基因型？基因

27、重组能否产生新的基因？能否产生新的基因型？ 1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，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，红细胞在显微镜不是正常的病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的 圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀型细胞贫血镰刀型细胞贫血 症症。这样的红细胞容易破裂。这样的红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血使人患溶血性贫血,严重时严重时 会导致死亡会导致死亡. 二、基因突变二、基因突变 基因突变的实例基因突变的实例 为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？ 1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀年，英国科学家英格拉姆发现镰刀 状细胞贫血症患者血红蛋白异常，一条多肽状细胞贫血症患者血红蛋白异常，一条多肽 链上的链上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代取代。 正常正常 异常异常 脯氨酸脯