基因突变及其他变异 (1)

1、玫瑰为什么不一样,红,第五章基因突变及其他变异,1、概念：生物的子代和亲代之间，以及子代之间存在或多或少的差异叫变异。,2、特点：是生物界普遍存在的生命现象，是生物的基本特征之一。,变异,变异能否遗传？ 是否所有的变异都能遗传给后代？,生物界中的变异现象,想一想：上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象的发生？ 这种变异性状能遗传给子代吗？为什么?,分析：是环境因素引起的 ，自身的遗传物质没有改变。,红花的后代变了蓝紫色,上述变异性状的后代 为何仍然是蓝紫色花呢？,遗传物质发生了改变,蓝紫色花的后代仍是蓝紫色,可遗传的变异,不能遗传的变异,基因突变 染色体变异 基因重组,表现型,基因型 + 环

2、境条件,（改变）,（改变）,（改变）,诱因,来源,变异的类型：,基因突变,生物的变异,不遗传的变异 可遗传的变异,基因重组,染色体变异,由于环境因素影响，生物体内遗传物质没有改变,细胞内遗传物质的改变,不同生物的可遗传变异来源：,病毒,基因突变,原核生物,基因突变,真核生物,基因突变、基因重组、染色体变异,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,镰刀型贫血症是一种异常血红蛋白病。一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，血液的粘性增加，引起红细胞的堆积，导致各器官血流的阻塞。而出现脾脏肿大，四肢的骨骼、关节疼痛，血尿和肾功能衰竭等症状，病重时，红细胞受机械损伤而破裂

3、产生溶血现象，引起严重贫血而造成死亡。,血红蛋白,谷氨酸,缬氨酸,氨基酸,mRNA,DNA,红细胞 圆饼状 镰刀型,镰刀型细胞贫血症病因分析:,正常,异常,基因的碱基序列代表了遗传信息，序列改变了，遗传信息也改变了，通过转录、翻译形成的蛋白质也就发生了改变，性状自然会发生改变。,1、概念：是指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。,一、基因突变,（正常）,思考：1.哪种类型对生物体的危害性最小？ 2.镰刀型细胞贫血症属于哪种类型？,增添,缺失,替换,基因突变三种情况，对蛋白质结构的影响大小的比较,如何提高突变频率？,人工诱变提高突变率,查癌变原因,一切生物的遗传物质

4、都是核酸,任何部位、发育的任何时期都有细胞分裂，DNA复制,DNA具有稳定性，且个体都有一定的修复能力,结果,基因突变使一个基因变成它的等位基因,并且通常会引起一定的表现型的变化。不改变基因在染色体上的数量和位置。,2.基因突变的原因,（1）自然突变（内因） DNA复制时偶尔发生错误,（2）诱发突变（外因）,物理因素：如X射线、激光等 化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等 生物因素：如病毒和某些细菌等,成功率低,有利个体往往不多 需大量处理材料,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,（2）优点：,提高突变率，缩短育种周期,大幅度改良某些性状,（3）缺点:

5、,物理方法：X射线、射线、紫外线、激光等 化学方法：亚硝酸、硫酸二乙酯等,（1）常用的方法：,特点1：基因突变具有普遍性,无论是低等生物，还是高等动植物和人，都可能发生基因突变。如棉花的短果枝，水稻的矮秆、糯性，家鸽羽毛的灰红色，果蝇的白眼、残翅，人的色盲、白化病等遗传病都是突变性状。,3.基因突变的特点,3.基因突变的特点,基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期。基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。,特点2：基因突变具有随机性,思考：从细胞角度看，基因突变发生于什么时期？它与DNA复制的时间有何联系？,3.基因突变的特点,特点3：基因突变的频率很低,果

6、蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10-5，对于一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体）来说，每一代出现的基因突变数是多少？,210410-5108 = 2107（个）,特点4：基因突变的方向不确定,基因突变一般产生其等位基因,3.基因突变的特点,特点5：基因突变具有多害少利性,任何一种生物都是长期进化的产物，与环境高度协调，若发生基因突变，就可能破坏这种协调关系。如人类的大多数遗传病是基因突变造成的，会严重威胁人体健康。植物中的白化苗会导致植物死亡。但少数植物的抗病性突变、耐旱性突变有利于其生存。,3.基因突变的特点,基因突变对于生物来说是利多还是弊多？,白化病患者,白化玉米苗,

7、畸形的雏鸭,人类的多指,普遍性,随机性,低频性,多害少利性：有害还是有利是针对 突变的生物,不定向性,任何生物,时期、个体、细胞、基因,不同基因突变频率不同,产生一个以上等位基因,3.基因突变的特点,4.基因突变的意义,基因,新基因（等位基因）,新基因型（改变）,新表现型（改变）,引发生物变异,4.基因突变的意义,基因突变可以产生新基因，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料。,5、基因突变的类型 1. 根据对性状类型的影响，可将基因突变分为： (1)显性突变：如aA，该突变一旦发生即可表现相应性状。 (2)隐性突变：如Aa，突变性状一旦在生物个体中表现出来， 该性状即可稳定遗传。

8、 2. 根据诱变时的状态，可将基因突变分为： (1)自然突变：即在自然状态下发生的基因突变。 (2)诱发突变：即在人工条件下诱发的基因突变。,6、基因突变对性状的影响 (1)基因突变引起生物性状的改变如某些碱基的增添或者缺失，引起部分氨基酸改变，进而改变蛋白质的结构和功能，引起生物性状改变。 (2)基因突变未引起生物性状的改变 不直接编码氨基酸的基因片段发生突变。 碱基替换前后所对应的氨基酸未发生改变。 由纯将基因子的显性基因突变成杂将基因子中的隐性基因。,发生在体细胞的有丝分裂过程中的基因突变一般随个体死亡而消失，发生在生殖细基因的有丝分裂或减数分裂过程中的基因突变可以传递给后代。 基因突变

9、是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，基因的数目和位置并未改变。 基因突变发生于所有生物中，一般发生于遗传物质的复制过程中。,特别提醒：,1. 发生在体细胞有丝分裂过程中的基因突变一般随个体死亡而消失，发生在生殖细胞有丝分裂或减数分裂过程中的基因突变可以传递给后代。 2. 无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。,总结：基因突变的概念,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，叫基因突变,(选择填空)某生物发生了基因突变后, 基因结构（或遗传信息） ；基因数量 ； 性状 . 遗传密码 (一定不变;一定改变; 可能改变),一定改变,一定不

10、变,可能改变,一定改变,“一猪生九仔，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:,在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的自由组合.,2、类型:,基因的自由组合:,基因的互换:,非同源染色体上的非等位基因的 自由组合,同源染色体上的非姐妹染色体之间 发生局部互换.,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,220=1048576,A,a,b,B,A,a,B,b,同源染色体的

11、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,人的体细胞中有23对染色体，请你根据自由 组合定律的计算，一位父亲可能产生多少种染 色体组成不同的精子？那母亲产生的卵细胞呢？ 223 223 不考虑基因突变，如果要保证子女中有两个个体的所有基因完全相同，子女的数量至少要 是多少？246+1,3、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

12、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,（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。,基因突变和基因重组引起的变异有什么区别?,1基因突变： 基因_改变，它_新的基因 发生时期：_ 特点：普遍性、 随机性、 _、 多数有害、不定向性。 2基因重组： 控制不同性状的_，_新基因，可形成新的_。 发生时期：_ 特点：_,内部结构,能产生,细胞分裂间期（DNA复制时）,低频性,基因重新组合,不产生,基因型,有性生

13、殖过程中,非常丰富,是生物变异的根本来源,是生物变异的主要来源,有性生殖中非常普遍,普遍存在，但突变频率低,发生范围特点,生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义,生物变异的根本来源，生物进化的原材料,意义,有性生殖过程进行减数分裂形成配子时,外界环境条件的变化和内部因素的相互作用,条件,减后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合； 减前期，同源染色体的非姐妹染色单体的交换重组。,发生在任何生物个体发育的任何阶段,一般在细胞分裂的间期。,发生时间,是不同基因的重新组合，不产生新基因，产生新的基因型和表现型。,碱基对发生增添、缺失或改变，产生新的基因，以及新的基因型和表现型,本质,基因重组,基因

14、突变,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RNA C.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、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 4、如果基因中的一个脱氧核苷酸发生了改变， 那么这种变化最终可能引起 A.遗传性状改变 B.遗传密码改变 C.遗传信息改变 D.遗传规律改变,5、基因

15、突变（ ）；基因重组（ ）。 A、产生新基因，不形成新基因型 B、产生新基因，形成新基因型 C、不产生新基因，形成新基因型 D、不产生新基因，不形成新基因型,B,6、基因重组发生在( ) A.有丝分裂形成子细胞的过程中 B.减数分裂形成配子的过程中 C.受精作用形成受精卵的过程中 D.分裂间期，DNA复制的过程中,B,7、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 A.基因突变 B.基因重组 C.环境影响 D.染色体变异,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,10.下列有关基因突变的说法，不正确的是( )A. 自然条件下，一种生物的

16、突变率是很低的B. 生物所发生的基因突变一般都是有利的C. 基因突变在自然界的中广泛存在D. 基因突变可产生新的基因，是生物变异的 主要来源,B,9. 一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出现一朵白花，如果将白花种子种下去，它的后代全部开白花，出现这种现象的原因是( ） A. 自然杂交 B. 自然选择 C. 基因突变 D. 基因重组,C,11. 下图中，基因A与a1a2a3之间的 关系，不能表现的是 ( ),A. 基因突变是不定向的 B. 等位基因的出现是基因突变的结果 C. 正常基因与致病基因可以转化 D. 图中基因的遗传遵循自由组合定律,D,12、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