奥赛课件-生物的变异62.ppt

1、生物的变异 西安高级中学 兰素芬,变异的概念,1 概念与分类,生物体的子代与亲代之间以及子代不同 个体之间所表现出来的性状差异叫变异。,基因突变,变异分类,染色体变异,基因重组,不遗传的变异,可遗传的变异,自然突变,诱发突变,结构变异,数目变异,由遗传物质的改变而引起,仅由环境条件的改变而引起的变异,通过杂交产生； 进行有性生殖的生物才有,（一） 基因重组,来源,概念,在生物体进行有性生殖的过程中（发生在减数分裂形成配子时）控制不同性状的基因的重新组合。,同源染色体上等位基因间的自由组合,非同源染色体上的非等位基因的自由组合,(减I后期）基因的自由组合定律,基因的互换定律(减I前),(注意：A

2、.非同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换是易位） B.重组DNA技术（基因工程技术）,意义,特点,两个亲本的杂合性越高，遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异就越多。基因重组是通过有性生殖过程实现的。,为生物变异提供丰富的来源，是形成生物多样性的重要原因之一，对生物的进化具有重要意义。,E,X,Y,X,X,E,a,a,B,b,B,b,e,A,a,二者杂交后基因型为AaBbXEXe的个体占多少？,aaBbXEXe AaBbXEY aa Aa Aa Bb Bb Bb XEXe XEY XEXe 1/4,练习,a,b,C T T C C,G A A G G,C A T C C G T

3、A G G,C T T T C C G A A A G G,C T C C G A G G,替换,增添,缺失,（二、）基因突变 （基因结构的改变） 1.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。,时间：有丝分裂、减数第一次分裂间期，DNA复制时。 类型：自然突变和人工诱变。,4。基因突变的实例,5.原因：,物理、化学、生物因素,（2）外因：,（1）内因：碱基种类、数目、排列顺序改变,6.特点（见下页）,自然界的物种中广泛存在,自然界突变率很低,多数有害，少数有利,是随机发生的,多向性,发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞 人的癌肿瘤也是在致癌物质、紫外

4、线、电离辐射、病毒等影响下所发生的体细胞突变,有害性并不是绝对的,复等位基因,普遍性,随机性,稀有性,多害性,7.应用诱变育种,人工诱变育种优缺点：,优点：提高突变频率，加速育种进程，大幅度改良生物性状。 缺点：盲目性大、有利的个体往往不多。,8.意义,生物变异的主要来源；生物进化的重要因素。（变异的根本来源，为生物进化提供原材料）。,基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现了新的性状。,细胞分裂间期DNA分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。,不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。,减数第一次分裂后期中，随着同源染色体

5、的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合。四分体时期非姐妹染色单体的交换带来的等位基因的交换。,外界条件的变化和内部因素的相互作用。,有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞,生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。,生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因。,有性生殖中非常普遍。,突变频率低，但普遍存在。,例1：原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小？（. ）,A.置换单个碱基对 B.增加4个碱基对 C.缺失3个碱基对 D.缺失4个碱基对,例2、基因突变按其部位可分为体细胞突变（a）和生殖突变（

6、b）两种，则（ ） Aa、b均发生在有丝分裂的间期 Ba、b均发生在减数分裂的间期 Ca发生在有丝分裂的间期，b发生在减数分裂 第一次分裂的间期 Da发生在有丝分裂的间期，b发生在减数分裂 第二次分裂的间期,C,D,3如果DNA分子的模板链的TAA突变成TAC，则相应的遗传密码（ ） A由UAA突变成AUU B由AUU突变成AUG C由UAA突变成UAC D由AUG突变成AUU 4若某基因原有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，

7、但顺序改变 DA、B都有可能,B,D,5人类镰刀形贫血症形成的根本原因是（ ） A红细胞变形，结合氧的功能不足 B血红蛋白的某条肽链的某个氨基酸被替换 C信使RNA上某个碱基被替换 D有关基因中某个碱基被替换 6纳米技术将激光束的宽度聚焦到纳米范围内，可对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传病彻底根治。对DNA的修复，属于（ ） A基因转换 B基因重组 C基因突变 D染色体变异,D,C,染色体结构的改变会使染色体基因的数目 和排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。,大多数染色体结构变异对生物体是不利的， 有的甚至致死,（三） 染色体变异,在自然或人为条件影响下，染色体数

8、目或结构 发生改变，从而引起生物性状变异。,染色体结构的变异,1、染色体中某一片段的缺失 缺失（猫叫综合症）,2、染色体中增加了某一片段 重复,3、染色体中某一片段的位置颠倒了1800 倒位,4、染色体中某一片段移接到另一条非同源染色体上 易位,P1150-1155,2、细胞内的染色体数目以染色体组的形式 成倍地增加或减少 染色体组?,1）染色体组：,细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和 功能上各不相同，但是携带着控制一种生物 生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的 一组染色体，叫一个染色体组,讨论： 一个染色体组中是否存在等位基因？,概念的变相考法,染色体组的符合条件：,A一个染色体组中不

9、含同源染色体。 B一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。 C一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因，但不能重复。 （不考虑XY染色体差异） D.二倍体生物生殖细胞中所含有的一组染色体,2）二倍体和多倍体,二倍体：由受精卵发育而成的个体，体细胞中 含有两个染色体组,几乎全部动物和过半数的高等植物是二倍体,多倍体：体细胞中含有三个或三个以上染色体组,有三倍体、四倍体、六倍体等,三倍体：香蕉,四倍体：棉花、马铃薯,六倍体：普通小麦,多倍体在植物中广泛存在，多数分布在被子植物 中，动物中比较少见.,思考:多倍体的成因?,多倍体的成因(自然),主要原因：体细胞在有丝分裂过程中， 染色体

10、完成了复制，但是细胞受到外界环 境条件或生物内部因素的 干扰，放锤体的 形成受到破坏以致染色体不能被拉向两极， 细胞不能分裂成两个子细胞，于是就形成 染色体数目加倍的细胞.,讨论： 三倍体香蕉能否通过有性生殖繁殖后代？,3）单倍体及成因,指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 是指由配子未经过受精作用直接发育而来的个体 例雄峰,（4）如何区分单倍体、二倍体、多倍体？,5）染色体数目变异在育种上的应用,（1）多倍体育种,方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,母 本,父 本,四倍体,二倍体,有籽西瓜,父本,母本,去雄授粉,普通西瓜植株,种下去,三倍体植株,无籽西瓜,花粉刺激,（提供生长素）,思考

11、：1.为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？ 2.第一年的西瓜有子吗？西瓜皮、瓜瓤、种皮各含几个染色体组？瓜子仁（胚）含几个组？ 3.三倍体西瓜为什么没有种子？真的一粒也没有吗？ 4每年都要制种很麻烦，有没有别的替代办法？,八倍体小黑麦的育成：,普通小麦 AABBDD,X,黑麦 RR,ABDR,不育 染色体加倍,AABBDDRR 八倍体小黑麦(异源多倍体),1.单倍体育种的方法,2.单倍体育种的优点,3.单倍体育种的缺点,（2）单倍体育种 常用方法: 花药离体培养,4。单倍体育种的流程 (见下页),单倍体育种：利用高茎皱粒豌豆和矮茎圆粒豌豆培育高茎圆粒豌豆,纯合高圆DDTT,

12、加倍,判断标准是:,1）细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组 .,3 1 2,判断标准是：,2）在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。,如图所示的三种细胞内各含有几个染色体组呢?,有三种生物个体它们的基因型分别是AaaBBbccc 、 Abcd、AaBbCC，这三种生物体细胞内含有染色体组 的数目分别是：,6)怎样确认染色体组呢？,计算,染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。,7) 可遗传变异与育种,8.人类遗传病与优生,遗传病的概念：遗传物质异常引起的先天性疾病。,遗传病的类型,单基因遗传病,遗传病的危害,我国遗传病现状：发病率1/5-1/4,

13、危害：,严重降低人口素质给本人、家庭及社会造成严重的经济、精神负担,优生,概念：让每个家庭生育健康的孩子,措施:,禁止近亲结婚、进行遗传咨询提倡适龄生育、产前诊断,显性遗传病隐性遗传病,多基因遗传病,染色体异常遗传病,软骨发育不全、多指 A_ ; 白化病 、苯丙酮尿症 aa 色盲、假肥大儿 XbY或 XbXb 伴X佝偻病 XAY或XAX- 多基因遗传病： 唇裂、青少年糖尿病。 染色体异常遗传病：先天性愚,反馈练习： 1。果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10-5， 一个大约有109个果蝇的果蝇群，每一代出现的基因突变数是( ) A 2109 B 2108 C 2107 D 108,

14、【解析】 自然界中生物的自发突变率很低，这是对于单个基因而言的，但种群是由许多个个体所组成的，每个个体的每个细胞中都含有成千上万个基因，依据题干所列出的数值，这个果蝇种群每一代出现的基因突变数是109210410-52108个。 【答案】 B,2一个碱基可加到DNA分子上或从DNA分子中除去，这种生物体DNA碱基数目的变化是 ( ) A细菌转化 B基因的自由组合 C基因突变 D等位基因的分离,【解析】 基因突变的方式至少有两大类：一类是碱基替换，即一个碱基被另一个碱基所代替；另一类是碱基对数目的增减，即增加或减少一个或几个碱基对。 【答案】 C,3下列因素中哪个不是诱变剂( ) A射线 B紫外

15、线 C秋水仙素 D吲哚乙酸,【解析】 射线和紫外线是常用的诱发基因突变的物理诱变剂，秋火仙素是化学诱变剂，但吲哚乙酸不是诱变剂。 【答案】 D,4人工诱变是创造生物新类型的重要方法，这是因为人工诱变( ) A易得大量有利个体 B可按计划定向改良 C变异频率高，有利变异较易稳定 D以上都对,【解析】 人工诱变可提高变异频率，有利变异和有害变异一样都大大增加。有利变异比自发突变更易筛选，较易使变异性状得到稳定。 【答案】 C,5某基因片段中一条DNA链在复制时一个碱基由G C，该基因复制三次后发生突变的基因占该基因总数的( ) A100% B50% C25% D125%,【解析】 DNA的复制是半

16、保留复制，在DNA双链中，以突变链为模板复制的子代DNA中，每条单链都有基因突变，而以另一条互补链为模板复制的子代DNA分子中，基因都是正常的，因此在后代DNA中，正常基因和突变基因各占一半。 【答案】 B,6进行有性生殖的生物，其亲子代之间总是存在着一定的差异的主要原因是( ) A基因重组 B基因突变 C染色体变异 D生活条件改变,【解析】 变异是生物的基本特征之一，如果仅由环境条件改变引起的变异 是不遗传的，也不是变异的主要原因。引起可遗传变异的原因有三，基因突变的频率极低，染色体变异也少见，而基因重组是有性生殖的生物必然发生的过程，如果生物的染色体多，携带的基因更多，那么变异也就更多，因

17、此，基因重组成为亲代与子代之间差异的主要原因。 【答案】 A,7下列哪种情况能产生新的基因( ) A基因的自由组合 B基因互换 C基因突变 D染色体数目的变异,【解析】 基因的自由组合与互换都是在原有基因中进行的基因重组；染色体数目的增加或减少只会造成原有基因的重复或减少。只有基因突变导致遗传物质的改变才可产生新的基因。 【答案】 C,8昆虫学家用人工诱变方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性的升高，该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌的DNA分子结合起来。经这样处理的细菌能够繁殖。请根据上述资料回答问题： (1)人工诱变在生

18、产实践中已得到广泛的应用，因为它能提高基因突变的频率 ，通过人工选择 。 (2)酯酶的化学本质是蛋白质，基因控制酯酶的合成要经过 两个过程。 (3)通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是由于 。 (4)请你具体说出一项上述科研成果的实际应用 。,获得人们所需要的突变性状；转录和翻译；控制酯酶合成的 基因，随细菌DNA分子的复制而复制，并在后代中表达； 用于降解环境中的有机磷农药 、保护环境 【解析】本题考查人工诱变在基因工程中的应用,【例1】 同一品种的小麦，在肥料充足的条件下会出现穗大粒多的性状，引起这种性状变异的原因是 ：( ) A基因重组 B基因突变 C环境条件的改变 D染色

19、体变异,答案：C,【例2】 基因突变常发生在细胞周期的( ) A分裂间期 B分裂期前期 C分裂期后期 D在分裂期的各个时期都有可能,【解析】 基因突变指基因结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失或改 变，一般发生于DNA分子复制的时候。故一般发生于间期。 A,【例3】 某种自花授粉植物连续几代只开红花，一次开出一朵白花，该花的自交子代全开白花，其原因是( ) A基因突变 B基因分离 C基因互换 D基因重组,A,【解析】 自花授粉植物连续几代只开红花，说明其自交不发生性状分离， 该植物是纯种，其花颜色的控制基因都是红花基因。当植物开出白花且该白花自交后代也开白花，说明这种变异是遗传的变异。这种

20、变异显然不可能来自基因重组(因红花亲本中无白花基因)，题中也没有提及染色体变异的条件，所以这种变异为基因突变，即本题答案为A。,【例4】 通过具有相对性状的植物(或动物)杂交培养新品种，主要来自于下列哪种变异( ) A基因突变 B单倍体育种 C基因重组 D多倍体育种,【解析】 与此题相关的知识点是可遗传变异的来源。通过基因突变，单倍 体育种和多倍体育种等方法获得动、植物新品种不属于杂交育种，它们往往需要对生物施加各种诱变措施。而常规的杂交育种，主要是通过对杂种后代中因基因重组导致的变异进行人工选择并培育出新品种。发生基因重组这种变异的原因是，具有两对或两对以上相对性状的杂合体产生了新类型的配子

21、，而杂合体之所以产生新类型的配子，是因为杂合体在减数分裂过程中发生了基因的连锁互换或基因的自由组合。 【答案】 C,【例5】 在前苏联切尔诺贝利核电站发生核泄露事故中，沙沙和大卫(均为 男性)参加了抢险工作，几年后、沙沙发现他的儿子患有色盲。大卫的女儿则患有侏儒症(一种常染色体上显性遗传病)，经调查，沙沙和大卫本人及两人的妻子，双方的父母、祖父母、外祖父母都没有患过这两种病。请分析： (1)由核辐射引起的可遗传的基因突变，则突变部位发生在生殖细胞还是体细胞?为什么? (2)沙沙的儿子和大卫的女儿患病哪一种更有可能是受辐射引起的? (3)如果他们向核电厂提出索赔要求，谁胜诉的可能性大?,【答案】

22、 (1)生殖细胞，体细胞突变不遗传给后代，而生殖细胞发生突变可 遗传给后代 (2)侏儒症 (3)大卫胜诉的可能性大。,【例6】 在田间选择穗大粒多的变异植株的种子播种后，子代植株有的 保持了穗大粒多的特点，有的却不能。原因是( ) A上述穗大粒多的变异是不遗传的变异 B上述穗大粒多的变异是可遗传的变异 C上述穗大粒多的变异有的是可遗传的，有的是不可遗传 D上述穗大粒多的变异在播种后又发生了新的变异,【解析】 生物的变异有的是可以遗传的，有的则不能遗传。前者是由遗传 物质的变化引起，后者是由环境条件引起(称为获得性状)。在田间选择的“穗大粒多”性状，有的可能是遗传物质改变而引起的，这部分种子播种

23、后，能将“穗大粒多性状”一代代遗 传下去；有的可能是由于田间肥料、阳光等环境因素导致，这样的种子播种后，下一代如得不到充足的肥料、阳光等环境因素，就不会保持“穗大粒多”性状，即“获得性状不能遗传”。 【答案】 C,课后练习. 下列表示某种农作物和两种品种分别培育出三种品种,根据上述过程,回答下列问题:, 用和培育所采用的方法称为_,方法称为 _,由和 培育所依据的原理是_., 用培育出的常用方法是_,由培育成 的过程中用化学药剂_处理的幼苗,方法和合 称为_育种.其优点是_., 由培育出的常用方法是_,形成的 叫_。依据的原理是_。,杂交,自交,基因重组,花药离体培养,秋水仙素,单倍体,明显缩短育种年限,用秋水仙素处理,多倍体,染色体变异,历届高考和育种相关的试题,1、（2003全国卷、新课程卷26）小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮杆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种；马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即为杂合体），生产上通常用块茎繁殖。现要选育黄肉（Yy）、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种间杂交育种程序，以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。（写出包括亲本在内的前三代即可）,答案： 小麦 第一代AABBaabb 亲本杂交（3分）