基因突变及其他变异23上课

1、呵呵，奇怪，这一株呵呵，奇怪，这一株水稻结出的稻谷好大水稻结出的稻谷好大拿它作种子明年肯定拿它作种子明年肯定大丰收大丰收!问题问题2、什么是生物的变异？变异变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在性状差是指生物亲、子代间或子代各个体间存在性状差异的现象。异的现象。问题问题1、什么是生物的遗传？遗传遗传是指生物亲、子代之间相像的现象。是指生物亲、子代之间相像的现象。例一、古代妇女缠足后的小脚；夏天例一、古代妇女缠足后的小脚；夏天去海边晒黑了的皮肤；去海边晒黑了的皮肤；问题问题2、生物变异的主要类型有哪些？变异的类型变异的类型不遗传的变异不遗传的变异：仅仅是由环境因素的影响造成的变异。：仅仅是由环

2、境因素的影响造成的变异。 遗传物质没有改变，变化的性状不能遗传物质没有改变，变化的性状不能 进一步遗传给后代。进一步遗传给后代。基因重组基因重组可遗传的变异可遗传的变异：是由于遗传物质的改变而引起的：是由于遗传物质的改变而引起的 变异。变化的性状能遗传给后代。变异。变化的性状能遗传给后代。 基因突变基因突变染色体变异染色体变异例二、镰刀型贫血症例二、镰刀型贫血症我帅我帅呆了！呆了！哼哼一、基因突变一、基因突变 红花红花蓝紫色蓝紫色（1 1）基因突变在生物界中是普遍存在的）基因突变在生物界中是普遍存在的. .三、基因突变的特点：三、基因突变的特点：（2）基因突变是随机发生的。）基因突变是随机发生

3、的。（4）在自然状态下，对一种生物来说，基因突变的）在自然状态下，对一种生物来说，基因突变的频率是很低的。频率是很低的。（5）大多数基因突变对生物体是有害的。）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。）基因突变是不定向的。（不同时期、部位、（不同时期、部位、DNA、基因）、基因）（但是由于环境的恶化，基因突变的频率越来越高）（但是由于环境的恶化，基因突变的频率越来越高）一、基因突变的实例一、基因突变的实例正常型红细胞正常型红细胞 镰刀型红细胞镰刀型红细胞请查阅密码子表，完成以下图解请查阅密码子表，完成以下图解GAAGAACTTCTT谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNA

4、mRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常G AG AGG A AGG A AC C T T突变突变直接原因直接原因根本原因根本原因A AA AT TU U右图是人类镰刀型细胞贫血右图是人类镰刀型细胞贫血症病因图解，请据图回答症病因图解，请据图回答：G A AG A AC T TC T TDNADNAG G T T A AC C A A T TRNARNAG A AG A A氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸血红蛋白血红蛋白 正常正常异常异常（1 1） 是是 过程，发生于细过程，发生于细 胞胞 中；是中；是 过程，过程， 发生于细胞发生于细胞 中。中。（2）是发生了差错的是发生了差错的 过程，过程

5、， 即突变。此过程发生在细胞即突变。此过程发生在细胞 分裂的分裂的 期。期。（3 3）的碱基序列为）的碱基序列为 ； 的名称为的名称为 。（5 5）造成镰刀型细胞贫血症的根本）造成镰刀型细胞贫血症的根本 原因是原因是DNADNA中碱基由中碱基由 被替换为被替换为。（4 4）镰刀型贫血症是血红蛋白中的）镰刀型贫血症是血红蛋白中的 哪个氨基酸发生了改变？哪个氨基酸发生了改变？转录转录核核翻译翻译质质复制复制间间GUA缬氨酸缬氨酸ATTA增增添添缺缺失失替替换换基因突变：基因突变：2 2、基因突变的概念、发生时间、基因突变的概念、发生时间 概念概念：由于由于DNADNA分子中发生碱基对的分子中发生碱

6、基对的替换替换、增添增添和和缺失缺失, ,从而引起的基因结构的改变。从而引起的基因结构的改变。时间：细胞分裂时间：细胞分裂间期间期，DNADNA复制时。复制时。 基因突变若发生在基因突变若发生在生殖细胞生殖细胞中（中（减数分裂时产生减数分裂时产生）将遵循遗传规律将遵循遗传规律传递给后代传递给后代。 若发生在若发生在体细胞体细胞（有丝分裂有丝分裂），一般），一般不能遗传不能遗传。人体某些体细胞的基因突变，有可能发展成人体某些体细胞的基因突变，有可能发展成癌细胞癌细胞。基因突变基因突变是分子水平上的变化，是分子水平上的变化，不改变染色体上不改变染色体上基基因的数量及位置因的数量及位置，只改变某一只

7、改变某一基因的结构及表现形基因的结构及表现形式式，其结果往往是使一个基因变成它的等位基因其结果往往是使一个基因变成它的等位基因，即由即由A Aaa（隐性突变）（隐性突变）或或aA aA （显性突变）。（显性突变）。紫外线紫外线X射线射线其它各种辐射其它各种辐射亚硝酸亚硝酸碱基类似物碱基类似物苯环类似物苯环类似物致癌物质有致癌物质有亚硝亚硝酸胺酸胺，石棉石棉，3,4-3,4-苯并芘苯并芘，甲甲苯苯，二甲苯二甲苯，甲甲醛醛，丙丙烯酰胺烯酰胺，绿绿、萘萘、铅铅，硫硫酸钴酸钴，硝基苯硝基苯，硝基甲硝基甲烷烷等。等。DNADNA复制时，碱基配对偶尔发生错误复制时，碱基配对偶尔发生错误碱基组成改碱基组成改

8、变变3 3、基因突变的因素、基因突变的因素(二)基因突变的原因 P81物理因素化学因素生物因素基因突变的原因（诱发因素）X射线、紫外线、激光等亚硝酸和碱基类似物等病毒和某些细菌等 2公斤重的太公斤重的太空茄空茄 碱基改变不一定引起生物性状的改变碱基改变不一定引起生物性状的改变: 一个氨基酸有多个密码子；一个氨基酸有多个密码子； 一些一些DNA片段不携带遗传信息；片段不携带遗传信息；思考：思考： DNA碱基对的改变一定会引起生碱基对的改变一定会引起生物的性状改变吗？物的性状改变吗？碱基改变一定会引起生物遗传信息的改变碱基改变一定会引起生物遗传信息的改变5 5、基因突变的意义、基因突变的意义（三）

9、基因突变的应用：（三）基因突变的应用：根据自然突变的原理，人工使用物理、化学的方法处根据自然突变的原理，人工使用物理、化学的方法处理生物，促使其发生基因突变，以提高突变频率的方理生物，促使其发生基因突变，以提高突变频率的方法。法。1.1.人工诱变育种的方法：人工诱变育种的方法：用射线（如紫外线、用射线（如紫外线、X X射线、激光等）照射或致突射线、激光等）照射或致突变物质处理生物的敏感部位（植物的萌发种子、动物变物质处理生物的敏感部位（植物的萌发种子、动物的生殖腺等）。的生殖腺等）。例：我国科技人员用例：我国科技人员用6060COCO产生的射线产生的射线照射水稻萌发的种子，培育出优质高产、抗照

10、射水稻萌发的种子，培育出优质高产、抗病虫害强的新品种。病虫害强的新品种。例：例：19451945年爱尔兰科学家费来明发现青霉素以年爱尔兰科学家费来明发现青霉素以来，世界各地科学家用紫外线照射的方法处理青霉，来，世界各地科学家用紫外线照射的方法处理青霉，将青霉素的产量提高了几千倍，价格下降到原来的几将青霉素的产量提高了几千倍，价格下降到原来的几万分之一。万分之一。紫外线照紫外线照射处理射处理例：例：19871987年，我国科学家将普通青椒种子搭载年，我国科学家将普通青椒种子搭载在人造卫星上使之接受宇宙射线照射发生基因突变，在人造卫星上使之接受宇宙射线照射发生基因突变，培育出产量特高，质量特别好的

11、培育出产量特高，质量特别好的“太空椒太空椒”。2.2.人工诱变的优点：人工诱变的优点：自然突变由于变异频率很低，产生的极少量变异个体混杂自然突变由于变异频率很低，产生的极少量变异个体混杂于大量未变异个体中，难以被发现并选出来进行培育。而人工于大量未变异个体中，难以被发现并选出来进行培育。而人工诱变可以产生大量的变异个体，容易发现发生有利变异的个体诱变可以产生大量的变异个体，容易发现发生有利变异的个体并将其从中选择出来。如我国近年每年都有许多优质高产的农并将其从中选择出来。如我国近年每年都有许多优质高产的农作物新品种出现，其中大多数都经过了人工诱变处理。作物新品种出现，其中大多数都经过了人工诱变

12、处理。如青霉素的生产，从如青霉素的生产，从19451945年到年到19651965年年2020年时间就将单位产年时间就将单位产量提高了几十万倍。量提高了几十万倍。3.3.人工诱变的缺点：人工诱变的缺点：，并且常常是一个个体中既，并且常常是一个个体中既发生了有利变异又发生了不利变异，必须通过杂交方法将有利发生了有利变异又发生了不利变异，必须通过杂交方法将有利变异组合到同一个体中来。变异组合到同一个体中来。，生物发生的变异绝大多数，生物发生的变异绝大多数是不利变异，因此是不利变异，因此形成大量变异个体再从中形成大量变异个体再从中选择发生有利变异的个体。选择发生有利变异的个体。，如有泄漏将造成人，如

13、有泄漏将造成人体伤害或环境污染。体伤害或环境污染。灯笼形，特大果灯笼形，特大果平均单果重平均单果重250克左右，克左右，最大果可达最大果可达720克克露地栽培露地栽培亩产亩产5000公斤左右公斤左右大棚栽培大棚栽培产量可达产量可达8000公斤公斤 不完全规则灯笼形不完全规则灯笼形 平均单果重平均单果重250-300克，克，最大果可达最大果可达720克。克。亩产亩产5000-8000公斤。公斤。 大果形，方灯笼形，大果形，方灯笼形，平均单果重平均单果重260克左右克左右基基因因突突变变概概 念：念：原原 因：因：特特 点：点：意意 义：义：DNA分子中分子中碱基对碱基对的的替换、增添替换、增添和

14、缺失和缺失而引起的而引起的基因结构基因结构的改变的改变外部因素（外部因素（物理、化学、生物因素物理、化学、生物因素）内部因素内部因素普遍性普遍性 随机性、不定向性随机性、不定向性低频性低频性 产生产生新基因的途径新基因的途径，是生物变异的，是生物变异的根本根本来源，为来源，为生物进化生物进化提供了最初提供了最初的原材料。的原材料。二、二、基因基因重组重组 概念：概念：是指在生物体进行是指在生物体进行有性生殖有性生殖的过程的过程中，控制不同性状的中，控制不同性状的基因重新组合基因重新组合。实现实现：是通过：是通过 过程实现的。过程实现的。有性生殖有性生殖1 1、基因重组的概念、基因重组的概念通过

15、减数分裂产生通过减数分裂产生配子，受精作用发配子，受精作用发育成个体。育成个体。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一种具有一种具有20对对等位基因等位基因（这（这20对等位基因分别位于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，对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出可能出现的表现型就有现的表现型就有 种。种。AabBAaBbAb和和aBAB和和ab220=1048576随机随机重组重组AabBAaBb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交换交换重组重组基因基因（非等位基因非等位基因）重组重组基因

16、重组基因重组同源染色体上：基因重组同源染色体上：基因重组通过通过交叉互换交叉互换实现。实现。非同源染色体上：基因重非同源染色体上：基因重组通过组通过自由组合自由组合实现。实现。意义意义思考思考 ：基因重组中有无新的基因产生？：基因重组中有无新的基因产生？ 有无新的基因型和表现型形成？有无新的基因型和表现型形成？是是生物变异生物变异的来源之一，的来源之一，是是生物多样性生物多样性的来源之一，的来源之一，对对生物的进化生物的进化具有重要的意义。具有重要的意义。基因重组基因重组不能产生新的基因！不能产生新的基因！基因重组基因重组可以产生新的基因型！可以产生新的基因型！基基因因重重组组 概概 念：念：

17、来来 源：源：意意 义：义：有性生殖有性生殖时，控制时，控制不同性状不同性状的基因的基因重新组合重新组合减数分裂减数分裂时时基因的自由组合基因的自由组合和和基基因的交叉互换因的交叉互换生物变异生物变异的来源之一的来源之一是是生物多样性生物多样性的来源之一的来源之一对对生物进化生物进化也具有重要意义也具有重要意义（三）重组（三）重组DNA技术技术基因工程 指按照人们的要求，通过对指按照人们的要求，通过对DNADNA分子进分子进行人工行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基对生物的基因进行改造和重新组合因进行改造和重新组合，从而达到定向改，从而达到定向改变生物性状的目的。变生物性状的目的。广

18、义的基因重组还包括重组广义的基因重组还包括重组DNADNA技术。技术。基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质发生时期发生时期及原因及原因条件条件意义意义出现频率出现频率基因分子结构变化，产生新基基因分子结构变化，产生新基因因,出现新的性状。出现新的性状。（碱基替换、（碱基替换、增添、缺失）增添、缺失）基因的基因的重新组合重新组合，产生了新的，产生了新的基因型，性状重新组合基因型，性状重新组合有丝分裂间期或减数分裂间有丝分裂间期或减数分裂间期，期，DNA分子复制时，碱基分子复制时，碱基互补配对发生错误互补配对发生错误减数第一次分裂前期、后减数第一次分裂前期、后期，期， （同源染色体交叉（同源染

19、色体交叉互换、自由组合）互换、自由组合）外界条件的剧变和内部外界条件的剧变和内部因素的相互作用因素的相互作用有性生殖过程中，进行有性生殖过程中，进行减数分裂形成生殖细胞减数分裂形成生殖细胞生物变异的生物变异的根本来源根本来源，也是，也是生物进化的原始材料。生物进化的原始材料。是生物变异的重要因素，是生物变异的重要因素，是形成生物多样性的重要是形成生物多样性的重要原因。原因。突变频率低突变频率低出现频率高出现频率高练练 一一 练练1 1、某自花传粉植物连续几年只开红花，一次开出一、某自花传粉植物连续几年只开红花，一次开出一朵白花，该白花植株的后代全开白花。其变异原因是朵白花，该白花植株的后代全开

20、白花。其变异原因是 A A、基因分离、基因分离 B B、基因重组、基因重组 C C、基因突变、基因突变 D D、环境影响、环境影响2 2、进行有性生殖的动物，亲代和子代之间总存在着、进行有性生殖的动物，亲代和子代之间总存在着多多少少的差异。形成这种差异的主要原因是多多少少的差异。形成这种差异的主要原因是 A A、基因分离、基因分离 B B、基因重组、基因重组 C C、基因突变、基因突变 D D、环境影响、环境影响3 3、基因突变（、基因突变（ ）；基因重组（）；基因重组（ ）。）。 A A、产生新基因；不形成新基因型、产生新基因；不形成新基因型 B B、产生新基因；形成新基因型、产生新基因；形

21、成新基因型 C C、不产生新基因；形成新基因型、不产生新基因；形成新基因型 D D、不产生新基因；不形成新基因型、不产生新基因；不形成新基因型 4、在一块甲虫成灾的马铃薯地里，喷洒了一种新、在一块甲虫成灾的马铃薯地里，喷洒了一种新农药后，农药后，98%的甲虫死了，的甲虫死了，2%的甲虫生存下来。的甲虫生存下来。生存下来的原因是（生存下来的原因是（ ） A、未吃到沾有农药的叶子、未吃到沾有农药的叶子 B、以前曾经使用过农药，甲虫有了抗药性、以前曾经使用过农药，甲虫有了抗药性 C、可能是另外一种甲虫、可能是另外一种甲虫 D、由于自然突变产生了抗药性。、由于自然突变产生了抗药性。自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下：分氨基酸序列如下：基基 因因 精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因突变基因1 1 精氨酸苯丙氨酸精氨酸苯丙氨酸 亮氨酸苏氨酸脯氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因突变基因2 2精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因突变基因3 3精氨酸苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨酸精氨酸苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨酸 根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNADNA分子的改变是（分子的改变是（