1、生物的變異及應(yīng)用,親子間和子代個體間的差異,1、生物的變異：,2、生物變異的類型：,可遺傳的變異,遺傳物質(zhì)改變引起。,不遺傳的變異,由環(huán)境改變引起,遺傳物質(zhì)不變。,可遺傳變異的三種來源:,基因突變 基因重組 染色體變異,在北京培育出的優(yōu)質(zhì)甘藍品種，葉球最大的只有3.5 kg，當引種到拉薩后，由于晝夜溫差大，日照時間長，光照強，葉球可重達7 kg左右。但再引回北京后，葉球又只有3.5 kg，從甘藍的引種過程可以看出 A甘藍具有遺傳特性，而不具有變異特性 B僅由環(huán)境條件引起的變異不能遺傳 C環(huán)境改變可引起生物產(chǎn)生可遺傳的變異 D甘藍在生殖過程中無基因重組發(fā)生,B,第1節(jié) 基因突變和基因重組,1.英

2、語句子中的一個字母的改變，可能導(dǎo)致句子的意思發(fā)生怎樣的變化？,2.如果DNA分子復(fù)制時發(fā)生類似的錯誤，DNA分子攜帶的遺傳信息將會發(fā)生怎樣的變化？,可能導(dǎo)致句子的意思不變、變化不大或完全改變這三種情況,鐮刀型貧血癥,白化苗,白化病,脯氨酸谷氨酸谷氨酸, 脯氨酸纈氨酸谷氨酸 ,正常,病人的血紅蛋白的一條多肽鏈發(fā)生了什么變化？,鐮刀型細胞貧血癥的病因分析,異常,谷氨酸,纈氨酸,正常,異常,直接原因,根本原因,增添,替換,缺失,什么是基因突變？,DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添、缺失而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。,堿基對,影響不大,1、基因突變發(fā)生的時間？,細胞周期中的分裂間期。,A 有絲分裂間期（體細

3、胞）,B 減數(shù)第一次分裂間期（生殖細胞）,但一般不能傳給后代,可以通過受精作用傳給后代,人類能遺傳的基因突變常發(fā)生在 A.減數(shù)第一次分裂 B.四分體時期 C.減數(shù)第一次分裂的間期 D.有絲分裂間期,2、基因突變發(fā)生的原因及種類？,外因,自然突變:自然發(fā)生的突變,如:正常綿羊突變產(chǎn)生短腿安康羊,物理因素： 化學因素： 生物因素：,例子,病毒、細菌,人工誘變：利用物理或化學因素來處理生物，使生物發(fā)生基因突變,DNA復(fù)制時，基因中脫氧核酸種類、 數(shù)量排列順序發(fā)生改變,內(nèi)因：,這種太空南瓜王最大能長到200多公斤， 在生長繁殖期高峰時，南瓜每天能增大5公斤。,正常綿羊和 短腿安康羊（中）,人工誘變,自

4、然突變,3、基因突變的特點,普遍性:自然界的物種中廣泛存在 隨機性:可發(fā)生在任何時期 低頻性:自然界突變率很低：10 5- 10-8 多害少利性:(打破對環(huán)境的適應(yīng)性)多數(shù)有害,少數(shù)有利,例子,不定向性：Aa1或Aa2,基因突變產(chǎn)生等位基因。,4、基因突變的意義?,產(chǎn)生新基因（出現(xiàn)前所未有的新性狀）， 生物變異的根本來源， 為生物進化提供了原始的材料。,“一豬生九仔，連母十個樣”，這種個體的差異，主要是什么 原因產(chǎn)生的?,基因重組,生物體在進行有性生殖過程中,控制不同性狀的基因的重新組合.,1、 基因重組的類型:,自由重組: 減后期（非同源染色體 上的非等位基因的組合）.,互換重組:減前期（同

5、源染色體上的非姐妹染色體之間發(fā)生局部交叉互換）.,基因重組不產(chǎn)生新基因，可形成新的基因型,基因重組,非同源染色體上的非等位基因的自由組合,A,A,a,a,B,B,b,b,A,A,b,b,a,a,B,B,同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交換現(xiàn)象。,返回,A,A,A,A,B,B,B,B,a,a,b,b,a,a,b,b,YYRR黃色圓粒 yyrr 綠色皺粒,yR,YR,yr,YyRr(黃色圓粒 ),yR,P,配子,F1配子,F2,YR,Yr,yr,Yr,yr,YYRR,YyRR,YYRr,YyRr,YyRr,YyRr,YyRr,YyRR,YYRr,yyRR,yyRr,YYrr,Yyrr,yyRr,Y

6、yrr,yyrr,YR,F1,是生物變異的來源之一， 是生物多樣性的來源之一， 對生物的進化具有重要的意義。,提供豐富的進化材料，有助于物種在多變（未知變化）的環(huán)境中生存,2、 基因重組的意義:,基因突變和基因重組的區(qū)別,產(chǎn)生新的基因,產(chǎn)生新的基因型,能發(fā)生在所有生物中,僅存在于有性生殖的生物,對某一基因而言,對兩對或兩對以上的基因而言,時間,有絲間期和減間期,減前期和減后期,小結(jié),一、基因突變 1、概念 2、基因突變的原因和特點 3、基因突變的意義 二、基因重組 1、概念 2、類型 3、意義,1、基因突變的原因是： A.染色體上的DNA變成了蛋白質(zhì) B.染色體上的DNA變成了RNA C.染色

7、體上的DNA減少了或增多了 D.染色體上的DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生了局部改變 2、某自花傳粉植物連續(xù)幾代開紅花，一次開出 一朵白花，白花的后代全開白花，其原因是 A基因突變 B基因重組 C基因分離 D環(huán)境影響,3、上眼瞼下垂是一種顯性遺傳病,某一男性患者, 其父母正常，請判斷這人性狀最可能是 A.伴性遺傳 B.常染色體遺傳 C.基因突變 D.基因重組,4、基因重組發(fā)生在 A減數(shù)分裂形成配子的過程中 B受精作用形成受精卵的過程中 C有絲分裂形成子細胞的過程中 D通過嫁接，砧木和接穗愈合的過程中,5.下列關(guān)于自然突變的敘述錯誤的是 A自然突變的頻率低 B自然突變只產(chǎn)生在個別生物個別基因 C自然突變是不定向的

8、，一般是有害的 D基因突變是變異的根本來源，是生物進 化的重要因素之一,6、生物界是千姿百態(tài)，多種多樣的，這都要建立在生物豐富變異的基礎(chǔ)上。生物豐富的變異主要來源于 A.基因重組 B.基因突變 C.染色體變異 D.環(huán)境變化 7、若一對夫婦所生育子女中，性狀差異甚多，這種變異主要來自 A.基因突變 B.基因重組 C.環(huán)境影響 D.染色體變異,8、下面敘述的變異現(xiàn)象，可遺傳的是 A由于水肥充足而造成的小麥粒大粒多性狀 B果樹修剪后所形成的樹冠具有特定的形狀 C用生長素處理未經(jīng)受粉的番茄雌蕊，得到的果實無子 D開紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開白花,6、基因重組發(fā)生在 A減數(shù)分裂形成配子的過程中

9、B受精作用形成受精卵的過程中 C有絲分裂形成子細胞的過程中 D通過嫁接，砧木和接穗愈合的過程中,5、生物變異的根本來源是 A基因重組 B染色體數(shù)目變異 C染色體結(jié)構(gòu)變異 D基因突變,變異的類型,遺傳的變異：,不遺傳的變異：,基因突變,染色體變異,基因重組,由環(huán)境不同引起，遺傳物質(zhì)沒有改變，不能進一步遺傳給后代。,遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，其后代將繼承這種改變,白化病患兒,白化苗,鐮刀型細胞貧血癥,正常綿羊和短腿安康（中）,引起突變的原因-人類史上的災(zāi)難,一九四五年八月六日，美國為迫使日本迅速投降，在日本廣島投擲了人類史上第一顆原子彈。當場炸死七萬余人，負傷失蹤者五萬余人。八月九日，美國又在日本長崎投

10、下第二顆原子彈，造成九萬五千人傷亡。原子彈迅速結(jié)束了第二次世界大戰(zhàn)，也拉開了人類核災(zāi)難的序幕。當?shù)鼐用耖L期受到輻射遠期效應(yīng)的影響，腫瘤、白血病的發(fā)病率明顯增高，對人們的健康和生存造成很大威脅。,引起突變的原因-人類史上的災(zāi)難,一九八六年四月二十六日凌晨，前蘇聯(lián)烏克蘭境內(nèi)切爾諾貝利核電站發(fā)生大爆炸。前后已有近萬人死于這起事故，數(shù)十萬人受到輻射傷害。造成直接經(jīng)濟損失數(shù)十億美元，間接經(jīng)濟損失數(shù)千億美元。其后患將會影響人類一百年，是已知的世界最大核事故。,太空椒,普通青椒,神奇的太空育種,太空南瓜王,這種太空南瓜王最大能長到200多公斤， 在生長繁殖期高峰時，南瓜每天能增大5公斤。,返回,一只青蛙一張

11、嘴，兩只眼睛四條腿?,誘發(fā)突變的應(yīng)用,空間生命科學： 高真空(108pa) 微重力(104g) 強輻射(尤其是危害性極大的HZE）,預(yù)祝今天“神六”發(fā)射成功！,2005/10/12,材料3：1956 年，英格拉姆等人用酶將正常的血紅蛋白和鐮刀型細胞的血紅蛋白在相同條件下切成肽段，通過電泳對二者進行分析，發(fā)現(xiàn)有一個肽段的位置不同。 思考： 從圖中可以看出正常肽鏈中的哪一個氨基酸發(fā)生了什么樣的突變？查閱密碼子表，分別寫出正常氨基酸和異常氨基酸的密碼子。推測可能發(fā)生哪幾種變化。 谷氨酸的密碼子：GAAGAG 纈氨酸的密碼子：GUUGUAGUCGUG,思考：氨基酸的密碼子是由 DNA 分子決定的，由此

12、可以推測相應(yīng)的 DNA 分子的堿基片段發(fā)生了什么樣的變化？,正常 谷氨酸 GAA CTT GAA,蛋白質(zhì) 氨基酸 mRNA DNA,異常 纈氨酸 GUA CAT GTA,突變,GAAGAG,GUUGUAGUCGUG,基因突變的概念： DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。,思考：請結(jié)合“問題探討”，DNA的堿基還有可能發(fā)生什么的變化？ 并舉例。 增添：豌豆皺粒 缺失：囊性纖維病,問題2： 人體某些體細胞基因的突變，有可能發(fā)展為癌細胞。生活中有哪些因素容易引發(fā)癌癥呢？,思考：基因是如何傳遞給子代的？突變的基因一定能夠傳遞給子代嗎？ 基因突變?nèi)舭l(fā)生在配子中，可遺傳 基因

13、突變?nèi)舭l(fā)生在體細胞中，一般不能遺傳。,有性生殖中非常普遍,突變頻率低，但普遍存在,發(fā)生可能,生物變異的來源之一，對生物進化有重要意義,生物變異的根本來源，生物進化的原始材料,意義,有性生殖過程中進行減數(shù)分裂形成配子,外界環(huán)境條件的變化和內(nèi)部因素的相互作用,條件,減后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合； 減前期，同源染色體的非姐妹染色單體的交換重組。,可發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何階段,一般在細胞分裂的間期。包括堿基對的替換、增添和缺失。,發(fā)生時間及原因,不產(chǎn)生新基因，而是不同基因的重新組合，產(chǎn)生新的基因型,基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生新的基因，出現(xiàn)了新的性狀,本質(zhì),基因重組,基因突變,1.判斷

14、下列表述是否正確, 基因突變是廣泛存在的，并且對生物自身大多有害 基因突變一定能夠改變生物的表現(xiàn)型 突變產(chǎn)生的性狀一定能夠遺傳給子代。,2.下圖表示基因A與a1、a2、a3之間的關(guān)系，該圖不能表明的是（）,基因突變是不定向的 等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果 正?；蚺c致病基因可以通過突變而轉(zhuǎn)化 這些基因的轉(zhuǎn)化遵循自由組合規(guī)律,D,一.基因突變,積極思維,鐮刀型細胞貧血癥的病因是什么?,圓餅型的紅細胞,鐮刀狀的紅細胞,相應(yīng)性狀的改變,相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變,相應(yīng)氨基酸的改變,mRNA分子中的堿基發(fā)生變化,DNA分子中的堿基對發(fā)生變化,具體變化過程:,這種變化可否遺傳? 如何遺傳？,可以遺傳,突變后的D

15、NA分子復(fù)制,通過減數(shù)分裂形成帶有突變基因的生殖細胞,并將突變基因傳給 下一代.,1、若某基因原為303對堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，成為300個 堿基對，它合成的蛋白質(zhì)分子與原來基因合成的蛋 白質(zhì)分子相比較，差異可能為 A只相差一個氨基酸，其他順序不變 B長度相差一個氨基酸外，其他順序也有改變 C長度不變，但順序改變 DA、B都有可能 2、在一個DNA分子中如果插入了一個堿基對，則 A.不能轉(zhuǎn)錄 B.不能翻譯 C.在轉(zhuǎn)錄時造成插入點以前的遺傳密碼改變 D.在轉(zhuǎn)錄時造成插入點以后的遺傳密碼改變,(三)基因突變的原因,物理因素,化學因素,生物因素,(四)基因突變的類型,按來源分_與_,按突變后對生物個體的影響分_與_,對生物體而言，多數(shù)為_。,自然突變,人工誘變,有利突變,有害突變,有害突變,打破對環(huán)境的適應(yīng)性,為何基因突變對生物體而言，多數(shù)為有害突變? 如此的話基因突變對生物豈不是沒有意義?,產(chǎn)生新基因,引發(fā)生物變異,為進化提供原始材料,B.誘發(fā)突變: 在人為條件下發(fā)生的突變,如:中子照射不抗銹病的燕麥種子, 變成抗銹