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1、复习课复习课基因突变基因突变和染色体变异和染色体变异动物形态突变动物形态突变23植物形态突变植物形态突变资料一：资料一： 在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有大的有3.5KG3.5KG，当引种到拉萨后，由于昼夜，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达达7KG7KG左右。但再引回北京后，叶球又只有左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5KG3.5KG。资料二：资料二： 太空椒（普通青椒种子遨游过太空后太空椒（普通青椒种子遨游过太空后培育而成）与普通青椒对比，果实明显增培育而成）与普通青椒对比，果实明显增大
2、，将太空椒的种子种植下去，仍然是肥大，将太空椒的种子种植下去，仍然是肥大果实。大果实。变异变异的类的类型型遗传的变异：遗传的变异：不遗传的变异：不遗传的变异：仅仅由仅仅由环境不同环境不同引引起，起，遗传物质没有改变遗传物质没有改变，不能进一，不能进一步遗传给后代。步遗传给后代。基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组由于由于生殖细胞中生殖细胞中遗传物质发生了遗传物质发生了改变改变，其后代将，其后代将继承这种改变继承这种改变生物变异的类型生物变异的类型不同生物的可遗传变异来源：不同生物的可遗传变异来源：病毒病毒基因突变基因突变原核生物原核生物基因突变基因突变真核生物真核生物基因突变、
3、基因重组、基因突变、基因重组、染色体变异染色体变异第一节、基因突变与基因重组第一节、基因突变与基因重组重点：重点：基因突变的概念、时期及类基因突变的概念、时期及类别，基因突变的一般特性别，基因突变的一般特性难点：难点：基因突变的一般特性和性状基因突变的一般特性和性状表现表现镰镰刀刀型型细细胞胞贫贫血血症症是是一一种种遗遗传传病病。病病人人的的红红细细胞胞是是又又长长又又弯弯的的镰镰刀刀形形。红红细细胞胞容容易易破破裂裂，使人患溶血性贫血，严重导致死亡。使人患溶血性贫血，严重导致死亡。一、基因突变的实例一、基因突变的实例镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？为什么谷氨酸会
4、被缬氨酸取代呢？随着分子遗传学的崛起，已经查明随着分子遗传学的崛起，已经查明DNA分子中的一组碱基由分子中的一组碱基由CTT变成变成CAT。 1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀年，英国科学家英格拉姆发现镰刀x型细胞贫血症患者血红蛋白有两条肽链（共型细胞贫血症患者血红蛋白有两条肽链（共四条）上，第四条）上，第6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代取代。正常正常异常异常脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 思考与讨论思考与讨论CTTCTTGAAGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常GUAG
5、UACATCATGTAGTA突变突变GAAGAA_原因原因_原因原因 镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由_引起的一种遗传引起的一种遗传病，是由于基因的病，是由于基因的_发生了改变产生的。发生了改变产生的。病因：病因：基因突变基因突变结构结构根本根本直接直接增增添添缺缺失失替替换换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二、基因突变的概念：二、基因突变的概念：思考与讨论：思考与讨论：基因突变都会遗传给后代吗？基因突变都会遗传给后代吗？如果发生在如果发生在配子配子里，将里，将遵循遗传规律遗传遵
6、循遗传规律遗传给后代给后代如果发生在如果发生在体细胞体细胞中，一般中，一般不能遗传，不能遗传，但是但是有些有些植物的体细胞植物的体细胞发生基因突变，可以通过发生基因突变，可以通过无性生殖无性生殖传递传递由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？改变？三、基因突变的原因三、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基因突变的基因突变的外因外因X X射线、紫外线等辐射射线、紫外线等辐射能损伤细胞内的能损伤细胞内的DNADNA亚硝酸和碱基类似物等亚硝酸和碱基类似物等能改变核酸的碱基能改变核酸的碱基某些某些病毒病毒等等能影响宿主细胞的能影
7、响宿主细胞的DNADNA等等基因突变的基因突变的内因内因DNADNA复制偶尔发生错误等复制偶尔发生错误等DNADNA的碱基组成发生改变等的碱基组成发生改变等四、基因突变的类型四、基因突变的类型1 1、按来源分、按来源分自然突变自然突变与与诱发突变诱发突变2 2、按突变后对生物个体的影响分、按突变后对生物个体的影响分为为有利突变有利突变与与有害突变有害突变，对生物体，对生物体而言，多数为而言，多数为有害突变有害突变。显性突变：易发现，通过无性繁殖显性突变：易发现，通过无性繁殖固定传递给后代。固定传递给后代。aa-Aa aa-Aa 大大丽花嵌合体丽花嵌合体隐性突变：不易发现。隐性突变：不易发现。A
8、a-aa Aa-aa 性性状不表现，通过自交分离出隐性纯状不表现，通过自交分离出隐性纯合体才表现。合体才表现。3 3、按表现条件分、按表现条件分显性突变显性突变和和隐性突变隐性突变1 1、生物变异的根本来源是、生物变异的根本来源是 A A基因重组基因重组 B B染色体数目变异染色体数目变异 C C染色体结构变异染色体结构变异D D基因突变基因突变2 2、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
9、中通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中课堂巩固课堂巩固DA3 3、基因突变是指、基因突变是指DNADNA分子中（分子中（ ）发生（）发生（ ），），而引起基因结构的改变。而引起基因结构的改变。A A、替换、替换 B B、增添、增添 C C、缺失、缺失 D D、碱基对、碱基对 DABC替换替换4、简述基因突变类型？、简述基因突变类型？五、基因突变率五、基因突变率高等生物：突变率突变型配子数高等生物：突变率突变型配子数/ /总配总配 子数子数低等生物：突变率突变型个体数低等生物：突变率突变型个体数/ /总个总个 体数体数自发突变率：高等生物：自发突变率：高等生物：1010-5-51010-8-8 低等
10、生物：低等生物：1010-4-41010-10-1019六、突变发生的时期六、突变发生的时期发生时期：发生时期：个体发育任何时期，个体发育任何时期，突变率：突变率：性细胞性细胞 体细胞体细胞 （减数分裂末（减数分裂末期特别敏感）期特别敏感）性细胞发生突变可以性细胞发生突变可以直接传递直接传递给后代。给后代。体细胞发生突变形成体细胞发生突变形成嵌合体嵌合体。 五、基因突变的特性五、基因突变的特性普遍性普遍性: :自然界的物种中广泛存在自然界的物种中广泛存在随机性随机性: :可发生在任何时期、任何部位可发生在任何时期、任何部位多害性多害性：多数有害多数有害, ,少数有利少数有利多向性：多向性：一个
11、基因可以产生一个以上的等位基因一个基因可以产生一个以上的等位基因 重演性：重演性：同一突变在同一物种能够以相同的频同一突变在同一物种能够以相同的频率再次发生。率再次发生。可逆性：可逆性：正突变（正突变（A-aA-a） 反突变反突变(a-A)(a-A)(正高于反正高于反) )棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蝇果蝇 红眼红眼白眼白眼 长翅长翅残翅残翅家鸽家鸽 羽毛白色羽毛白色灰红色灰红色人人 正常色觉正常色觉色盲色盲 正常肤色正常肤色白化白化病病常见突变性状：常见突变性状：1 1、在生物界普遍存在、在生物界普遍存在短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）玉米白化苗玉米白化苗人类多指人类多指基因突变发
12、生的时期与突变性状在生物体基因突变发生的时期与突变性状在生物体的表现部位及范围大小有什么关系？的表现部位及范围大小有什么关系？突变发生的时期越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越早，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。基因突变发生在生物个体发育的什么时期？基因突变发生在生物个体发育的什么时期？任何时期任何时期2 2、 在生物体内随机发生；在生物体内随机发生；总之，基因突变可以发生在总之，基因突变可以发生在个体发育的任何个体发育的任何时期时期，可以发生在细胞，可以发生在细胞不同的不同的DNA分子上分子上，可以在可以在同一同一DN
13、A分子的不同部位分子的不同部位基基 因因突变率突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因4105果蝇的褐眼基因果蝇的褐眼基因3105玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因110小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人类色盲基因人类色盲基因3105小资料小资料低频率性低频率性 白化苗白化苗4 4、大多数突变是、大多数突变是有害有害的的白化病白化病为为什什么么呢呢？ 任何一种生物都是长期进化过程的产任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境取得了高度的协调。物，它们与环境取得了高度的协调。5 5、基因突变的基因突变的多向性多向性复等位基因复等位基因六、基因突变
14、的意义六、基因突变的意义 1、生物变异的生物变异的根本来源根本来源 2、为生物进化为生物进化提供了原始材料提供了原始材料3、基因突变的结果：基因突变的结果：使一个基因使一个基因变成它的变成它的等位基因等位基因 指基因结构的改变，包括指基因结构的改变，包括DNADNA中中碱基对的增添、缺失和改变。碱基对的增添、缺失和改变。概念：概念：3.3.特点：特点：2.2.原因：原因：4.4.意义：意义：新基因产生的途径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为生物进化提供原始材料为生物进化提供原始材料基因突变回顾基因突变回顾（1 1）外因（）外因（2 2）内因）内因普遍性、随机性、多害性、普遍
15、性、随机性、多害性、多向性、多向性、可逆性、可逆性、重演性重演性原理：原理： 基因突变基因突变 方法：方法： 优点：优点：缺点：缺点：应用应用:太空辣椒的培育太空辣椒的培育 、青霉菌的选育青霉菌的选育等等利用物理因素（如利用物理因素（如利用物理因素（如利用物理因素（如x x 射线，射线，射线，射线， 射线、紫外线，激射线、紫外线，激射线、紫外线，激射线、紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物，使生物发生基因突变。处理生物，使生物发生基因突变。处理生
16、物，使生物发生基因突变。处理生物，使生物发生基因突变。七、人工诱变在育种上的应用七、人工诱变在育种上的应用提高突变率，缩短育种周期提高突变率，缩短育种周期大幅度改良某些性状大幅度改良某些性状成功率低成功率低, ,有利个体往往不多有利个体往往不多需大量处理材料需大量处理材料这种太空南瓜王最这种太空南瓜王最大能长到大能长到200200多公斤，多公斤，在生长繁殖期高峰在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增时，南瓜每天能增大大5 5公斤。公斤。l医药工业应用的青霉素就是利用普通青医药工业应用的青霉素就是利用普通青霉菌，经过霉菌，经过X射线的照射，产生的有利突射线的照射，产生的有利突变型。还有医学上应用的其他
17、抗菌素如链变型。还有医学上应用的其他抗菌素如链霉素、地霉素、金霉素等，经辐射处理的霉素、地霉素、金霉素等，经辐射处理的突变系，比原始品系抗菌素产量增长几十突变系，比原始品系抗菌素产量增长几十倍到几百倍，促进和提高了抗菌素的生产。倍到几百倍，促进和提高了抗菌素的生产。诱变育种的应用诱变育种的应用“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? ?基因重组基因重组子二代为什么会出现新的表现型呢？子二代为什么会出现新的表现型呢？基因重组：基因重组： 是指生物体在进行有性生是指生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的殖的
18、过程中，控制不同性状的基因重新组合的过程。基因重新组合的过程。1、概念、概念为什么控制不同性状的基因会为什么控制不同性状的基因会重新组合呢？重新组合呢？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ab上一页上一页220=1048576交叉互换交叉互换在减数分裂时，在减数分裂时，同源染色体间的非姐妹单体之间同源染色体间的非
19、姐妹单体之间可能可能发生交换，就会使位于交换区段的等位基因发生互换，发生交换，就会使位于交换区段的等位基因发生互换，这种因连锁基因互换而产生的基因重组，是形成生物这种因连锁基因互换而产生的基因重组，是形成生物新类型的原因之一。新类型的原因之一。2 2 类型类型: :基因的自由组合基因的自由组合: : 非同源染色体上非同源染色体上的非等位基因的组合的非等位基因的组合. .基因的互换基因的互换: : 同源染色体上的非姐妹同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换染色单体之间发生局部互换. .重组重组DNADNA技术：技术：通俗的说，就是按照人们的通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因
20、提取出来，在意愿，把一种生物的某种基因提取出来，在生物体外重组，然后放到另一种生物的细胞生物体外重组，然后放到另一种生物的细胞里，里，定向定向地改造生物的性状地改造生物的性状。 转基因抗虫棉花转入苏云金杆菌的一个抗虫基因，是中国目前最主要的转基因作物。 3 3、意义、意义: : 通过有性生殖实现基因通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极重组为生物变异提供了极其丰富的来源其丰富的来源, ,是生物多样是生物多样性的重要原因之一性的重要原因之一. .基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？对比基因突变与基因重组：对比基因突变与基因重组：基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质基因分子
21、结构变化，产生新基因基因分子结构变化，产生新基因（碱基替换（碱基替换|增添增添|缺失）缺失）并不产生新基因，产生新的基因型，并不产生新基因，产生新的基因型，使不同性状发生组合使不同性状发生组合发生发生时间时间细胞分裂间期，细胞分裂间期，DNA复制过程中复制过程中减数分裂第一次分裂减数分裂第一次分裂（非同源染色体（非同源染色体自由组合自由组合|交叉互换）交叉互换）条件条件外界环境条件（物理、化学、生物外界环境条件（物理、化学、生物因素）或内部因素因素）或内部因素有性生殖过程中减数分裂有性生殖过程中减数分裂意义意义为生物的进化提供原始材料为生物的进化提供原始材料形成生物多样性的重要原因之一形成生物
22、多样性的重要原因之一可能可能性性突变频率低，但普遍存在，变异不突变频率低，但普遍存在，变异不定向定向有性生殖中非常普遍有性生殖中非常普遍4 4、在育种上的应用：杂交育种、在育种上的应用：杂交育种原理：原理： 基因重组基因重组方法：方法： 优点：优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即个体上，即“集优集优”,能产生新的基因型。能产生新的基因型。缺点：缺点：育种所需时间较长（自交选择需五育种所需时间较长（自交选择需五-六代六代,甚至十几代甚至十几代) )。举例：举例：用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病
23、小麦培育矮秆抗病小麦矮秆抗病小麦 杂交杂交自交自交选优选优 自交自交 小麦高秆（小麦高秆（小麦高秆（小麦高秆（D D D D）对矮秆（）对矮秆（）对矮秆（）对矮秆（d d d d）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（）为显性，抗锈病（T T T T）对）对）对）对不抗锈病（不抗锈病（不抗锈病（不抗锈病（t t t t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTTDDTTDDTTDDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病的小麦（）和矮秆不抗锈病
24、的小麦（ddttddttddttddtt），如果你是育种），如果你是育种），如果你是育种），如果你是育种工作者，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（工作者，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（工作者，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（工作者，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTTddTTddTTddTT）？）？）？）？例如：例如：以下是杂交的育种参考方案以下是杂交的育种参考方案： 高抗高抗 矮不抗矮不抗 高抗高抗DDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优思考：要培育出思考：要培育出一个能稳定遗传一个能稳定遗传的植物
25、品种一般的植物品种一般需要几代？需要几代？连续自交，直至不出连续自交，直至不出现性状分离为止。现性状分离为止。5-6代代试一试：动物的杂交育种方法试一试：动物的杂交育种方法假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（假设现有长毛立耳猫（BBEEBBEEBBEEBBEE）和短毛折耳猫（和短毛折耳猫（和短毛折耳猫（和短毛折耳猫（bbeebbeebbeebbee），你能否培育），你能否培育），你能否培育），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（出能稳定遗传的长毛折耳猫（出能稳定遗传的长毛折耳猫（出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBeeBBeeBBeeBBee）？写出育种方案（图解）？写出育种
26、方案（图解）？写出育种方案（图解）？写出育种方案（图解）长毛折耳猫长毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳长毛立耳BbEe长毛立耳长毛立耳 BbEe长立长立 长折长折 短立短立 短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折 长折长折 短折短折杂交杂交F1间间交配交配选优选优测交测交 F3长折长折 短折短折思考：要培育出一个能思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种一稳定遗传的动物品种一般需要几代？般需要几代？3代代中国黄牛中国黄牛中中国国荷荷斯斯坦坦牛牛荷斯坦牛荷斯坦牛课堂练习课堂练习1、在
27、自然界中基因突变的机率（、在自然界中基因突变的机率（ ）A、较低、较低 B、较高、较高 C、正常、正常 D、异常、异常2、在生物中发生基因突变的时期和部位是（、在生物中发生基因突变的时期和部位是（ ）且（）且（ ）突变率高于（）突变率高于（ ）突变率。）突变率。A、任何时期任何部位、任何时期任何部位 B、减数分裂性细胞中、减数分裂性细胞中C、性细胞、性细胞 D、体细胞、体细胞3、基因突变在、基因突变在自然界的物种中发生比较普遍。（自然界的物种中发生比较普遍。（ ）6 6、同一突变在同一物种能够以相同的频率再次发生。、同一突变在同一物种能够以相同的频率再次发生。（）4、生物中的基因突变大多对人类
28、是有利的。（、生物中的基因突变大多对人类是有利的。（ ）5、基因、基因A可向可向a1、a2、a3转化，也可相互转化。（）转化，也可相互转化。（）ACAD8 8、生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生物、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A6 6、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B
