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1、第五章 生物的变异变异变异：生物亲代与子代间及子代各个体间：生物亲代与子代间及子代各个体间 存在性状差异的现象存在性状差异的现象遗传遗传：生物亲代与子代间性状总是相似的现象生物亲代与子代间性状总是相似的现象【聚焦】变异的类型 基因型基因型（内因）（内因）环境条件环境条件（外因）（外因）不遗传的变异不遗传的变异基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异诱因诱因可遗传的变异可遗传的变异来源来源表现型表现型（遗传物质没有改变）（遗传物质没有改变）（遗传物质发生改变遗传物质发生改变）第第1 1节节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组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
2、，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，后代部分植株开白花开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花 D.D.手术刀下的麋鹿（美女）和欧巴手术刀下的麋鹿（美女）和欧巴C精典例题精典例题基因突变的实例：基因突变的实例：人类镰刀型贫血症的形成人类镰刀型贫血症的形成镰刀型细胞贫血症的病因分析镰刀型细胞贫血症的病因分析病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸
3、脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 正常正常异常异常一、基因突变一、基因突变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？ 异常异常 缬氨酸缬氨酸 GUA CAT GTA 正常正常 谷氨酸谷氨酸 GAA CTT GAA 蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸 RNA DNA 突变突变 如果如果DNADNA分子中含遗传信息的分子中含遗传信息的碱基对碱基对发生变化则意味着发生变化则意味着_发生了改变，这种变化为发生了改变，这种变化为_基因基因基因突变基因突变1)1)、镰刀型细胞贫血症的、镰刀型细胞贫血症的直接原因直接原因：血红蛋白分子的氨基酸的种血红蛋白分子的氨基酸的种类的改变，即血红蛋白多肽类的改
4、变，即血红蛋白多肽链中的谷氨酸被缬氨酸代替链中的谷氨酸被缬氨酸代替2)2)、镰刀型细胞贫血症的、镰刀型细胞贫血症的根本原因根本原因：DNADNA分子的碱基对替换导致分子的碱基对替换导致基因结构改变，从而引起基因结构改变，从而引起基基因突变因突变3)3)这种变化这种变化一般一般发生在细胞发生在细胞分裂的哪个时期？发生在信分裂的哪个时期？发生在信息传递的哪个环节？息传递的哪个环节？一般发生在细胞分裂间期一般发生在细胞分裂间期（有丝分裂间期；减数第一（有丝分裂间期；减数第一次分裂前的间期）次分裂前的间期）发生在信息传递：发生在信息传递：DNADNA复制复制 如果基因中脱氧核苷酸的排列顺序发生变如果基
5、因中脱氧核苷酸的排列顺序发生变 化，那么一定会导致化，那么一定会导致 A.A.遗传性状的改变遗传性状的改变 B. B. 遗传密码的改变遗传密码的改变 C.C.遗传信息的改变遗传信息的改变 D. D. 遗传规律的改变遗传规律的改变基因分离和基因基因分离和基因自由组合定律自由组合定律序列序列相应性状的改变相应性状的改变相应蛋白质的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变相应氨基酸的改变mRNAmRNA分子中的碱基发生变化分子中的碱基发生变化基因中的碱基对发生变化基因中的碱基对发生变化透过透过现象看本质现象看本质: :基因突变的草莓基因突变的草莓 正常草莓正常草莓P87 显微镜可观察到吗？显微镜可观察到
6、吗？分子水平的变异分子水平的变异基因突变，指导的蛋白质一定改变？性状一定改变？基因突变，指导的蛋白质一定改变？性状一定改变？（一般一般产生其等位基因）产生其等位基因）DNADNA分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的 、 和和 ，而引起的而引起的 的改变。的改变。 增添增添缺失缺失替换替换基因结构基因结构（一）基因突变的概念（一）基因突变的概念( (二二) )基因突变发生的时间？基因突变发生的时间？分裂间期分裂间期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DNADNA在进行复制时发生错误在进行复制时发生错误体细胞体细胞一般一般不遗传给
7、下一代不遗传给下一代生殖细胞生殖细胞 遗传给下一代遗传给下一代基因突变一定能遗传给下一代吗？基因突变一定能遗传给下一代吗？( (三三) )基因突变的原因基因突变的原因物理因素物理因素化学因素化学因素生物因素生物因素外因外因内因：内因：DNADNA复制解旋时结构不稳定，容复制解旋时结构不稳定，容易发生基因突变。易发生基因突变。紫外线紫外线X X射线射线其他各种辐射其他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某些病毒的遗传物质某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的能影响宿主细胞的DNA DNA 1.1.普遍性普遍性: :基因突变可在生物的任何时期、基因突变可在生物的任何时期、不同不
8、同DNADNA、基因、基因随机随机发生发生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。2.2.随机性随机性生物界原核、真核生物、病毒等生物界原核、真核生物、病毒等所有物种均可以发生（生物范围）所有物种均可以发生（生物范围）开花结果开花结果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶具根茎叶的植株的植株分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵( (四四) )基因突变的特点基因突变的特点自然界突变率很低：自然界突变率很低：10105 5- - 1010-8-83.3.低频性低频性: :庞大的
9、种群？庞大的种群？可产生丰富的基因突变可产生丰富的基因突变3.3.不定向性不定向性：基因基因突变是突变是不定向不定向的。的。不止一种等位基因不止一种等位基因可逆性？可逆性？ 多方向性多方向性人工诱发基因突变能定向吗？人工诱发基因突变能定向吗？等位基因是如何产生的？等位基因是如何产生的？基因突变的结果往往使一个基基因突变的结果往往使一个基因变成它的因变成它的等位基因等位基因, ,即即产生产生了新的基因了新的基因. .( (五五) )基因突变的意义基因突变的意义产生新基因产生新基因产生新性状产生新性状生物变异的根本来源，为进化提供原材料生物变异的根本来源，为进化提供原材料1 1、使生物产生新性状，
10、可能破坏对环境的协调关系，、使生物产生新性状，可能破坏对环境的协调关系， 而对生物有害。而对生物有害。2 2、使生物产生新性状，可能使生物适应改变的环境，、使生物产生新性状，可能使生物适应改变的环境， 获得新的生存空间。获得新的生存空间。3 3、使生物产生新性状，使生物产生新性状，还有的既无害也无益。还有的既无害也无益。根据对性状类型的影响，可将基因突变分为根据对性状类型的影响，可将基因突变分为显性突变：显性突变：a-Aa-A隐性突变：隐性突变：AaAa根据诱变时的状态，可将基因突变分为根据诱变时的状态，可将基因突变分为自然突变：在自然状态下发生的基因突变自然突变：在自然状态下发生的基因突变诱
11、发突变：在仍条件下诱发的突变诱发突变：在仍条件下诱发的突变基因突变的类型基因突变的类型基因突变一定会引起生物性状的改变吗？基因突变一定会引起生物性状的改变吗？一定会导致基因型改变吗？一定会导致基因型改变吗？基因突变基因突变不一定会引起生物性状的改变不一定会引起生物性状的改变，如：若基因突变为如：若基因突变为隐性突变隐性突变，如，如AAAA中的一个中的一个A Aa,a, 性状不改变性状不改变基因突变基因突变一定会产生新基因，一定会导致基因型的改变一定会产生新基因，一定会导致基因型的改变. .1 1、人类能遗传的基因突变常发生在、人类能遗传的基因突变常发生在 A.A.减数第一次分裂减数第一次分裂
12、B.B.四分体时期四分体时期 C.C.减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期 D.D.有丝分裂间期有丝分裂间期2 2、基因突变的原因是：、基因突变的原因是： A.A.染色体上的染色体上的DNADNA变成了蛋白质变成了蛋白质 B.B.染色体上的染色体上的DNADNA变成了变成了RNARNA C. C.染色体上的染色体上的DNADNA减少了或增多了减少了或增多了 D.D.染色体上的染色体上的DNADNA结构发生了局部改变结构发生了局部改变3 3、如果基因中的一个脱氧核苷酸发生了改变，那么、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这种变化最终可能引起 A.A.遗传性状改变遗传
13、性状改变 B.B.遗传密码改变遗传密码改变 C.C.遗传信息改变遗传信息改变 D.D.遗传规律改变遗传规律改变“一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样”，这种个体，这种个体的差异，主要是什么原因产生的的差异，主要是什么原因产生的? ?基因重组基因重组二、基因重组二、基因重组1 1、概念、概念: : 在生物进行在生物进行有性生殖过程有性生殖过程中中, ,控制不同控制不同性状的基因的自由组合性状的基因的自由组合. .2 2、类型、类型: :自由组合型自由组合型: :交叉互换型交叉互换型: :非同源染色体上非同源染色体上的非等位基因的的非等位基因的自由组合自由组合同源染色体上同源染色体上的非姐
14、妹染色单体之的非姐妹染色单体之间发生局部互换间发生局部互换. .后一页后一页（减（减后期）后期）（减（减前期）前期）受精作用没有基因重组；受精作用没有基因重组；基因重组与有丝分裂无关基因重组与有丝分裂无关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AabBAaBbAb和和aBAB和和ab上一页上一页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上一页上一页5 5、意义、意义: :通过有性生殖实现基因重通过有性生殖实现基因重组为组为生物变异生物变异提供了极其提供了极其丰富的丰富的来源来源, ,是生物多样性是生物多样性的重
15、要原因之一的重要原因之一. .产生新的基因型产生新的基因型3 3、时间、时间: :减数第一次分裂过程中减数第一次分裂过程中4 4、结果、结果: :基因重组会产生新的性状和新的基因型？基因重组会产生新的性状和新的基因型？4 4、基因重组发生在、基因重组发生在 A A减数分裂形成配子的过程中减数分裂形成配子的过程中 B B受精作用形成受精卵的过程中受精作用形成受精卵的过程中 C C有丝分裂形成子细胞的过程中有丝分裂形成子细胞的过程中 D D通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中5.5.下列关于自然突变的叙述错误的是下列关于自然突变的叙述错误的是 A A自然突变的频率低自然
16、突变的频率低 B B自然突变只发生在个别生物个别基因自然突变只发生在个别生物个别基因 C C自然突变是不定向的自然突变是不定向的 D D基因突变是变异的主要来源，是生物进化基因突变是变异的主要来源，是生物进化 的重要因素之一的重要因素之一6 6、生物界是千姿百态，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7 7、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
17、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8 8、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用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无子用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无子 D D开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花基因突变基因突变基因
18、重组基因重组本质本质原因原因时间时间意义意义适用范围适用范围基因分子结构发生改变基因分子结构发生改变，产，产生了新基因，生了新基因，改变了基因的改变了基因的“质质”；出现了新性状，但；出现了新性状，但未改变基因的未改变基因的“量量”原有的基因原有的基因重新组合，产生重新组合，产生了新的基因型，使性状重新了新的基因型，使性状重新组合，但组合，但未改变基因的未改变基因的“质质”和和“量量”外因（物理、化学、生物）外因（物理、化学、生物）和内因作用下，由于基因复和内因作用下，由于基因复制时碱基种类、数目、排列制时碱基种类、数目、排列顺序的发生改变，使基因结顺序的发生改变，使基因结构发生改变构发生改变
19、减数分裂过程中，同源染减数分裂过程中，同源染色体非姐妹染色单体交叉色体非姐妹染色单体交叉互换；非同源染色体之间互换；非同源染色体之间自由组合自由组合有丝分裂间期和减数第一次有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期分裂前的间期减数第一次分裂四分体时期减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期和减数第一次分裂后期新基因产生的途径；生新基因产生的途径；生物变异的根本来源；生物变异的根本来源；生物进化的原始材料物进化的原始材料是生物变异产生的来源是生物变异产生的来源之一；是生物进化的重之一；是生物进化的重要因素之一。要因素之一。所有生物所有生物都可发生（包括都可发生（包括病毒），具有普遍性病毒），具有普遍性只适用于只适用于真核生物有性真核生物有性生殖生殖，细胞核遗传，细胞核遗传
