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1、第5章 基因突变及其他变异什么是生物的变异？什么是生物的变异？形形色色的变异现象形形色色的变异现象不同品种的菊花不同品种的菊花不同品种的玉米果穗不同品种的玉米果穗形形色色的变异现象形形色色的变异现象一对绿色的鹦鹉生下了一对绿色的鹦鹉生下了4 4只体色迥异的小鹦鹉只体色迥异的小鹦鹉形形色色的变异现象形形色色的变异现象达尔文记载的短腿安康羊（中）达尔文记载的短腿安康羊（中）形形色色的变异现象形形色色的变异现象形形色色的变异现象形形色色的变异现象一母生九子，连母十个样。一母生九子，连母十个样。变异草莓与野生草莓变异草莓与野生草莓形形色色的变异现象形形色色的变异现象什么是生物的变异？什么是生物的变异？
2、 生物体亲子间及子代个体间生物体亲子间及子代个体间性状性状上的差异称为变异。上的差异称为变异。环境环境基因型基因型表现型表现型可遗传的变异可遗传的变异不可遗传的变异不可遗传的变异变异变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异5.1 基因突变和基因重组一一. .基因突变基因突变(gene(gene mutation)mutation) 正常红细胞正常红细胞 镰刀形红细胞镰刀形红细胞缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸.正常正常缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨
3、酸.异常异常1 2 3 4 5 6 7 8血红蛋白分子的部分氨基酸序列血红蛋白分子的部分氨基酸序列m氨基酸氨基酸（血红蛋白结构正常）（血红蛋白结构正常）（血红蛋白结构异常）（血红蛋白结构异常）缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸替换替换替换替换增添增添缺失缺失A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G AT TA C C G C G G C G AT TA AT A C C G C T G G C G DNA片段片段 C C G C G G C G DNADNA分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的替换、增添替换、增添和和缺失缺失，而引起的而引起的基因结构的改变基因结构的改
4、变，叫做基因突变叫做基因突变。例例：下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑起始和终止密码子）（ ）A第6位的C被替换为T B第9位与第10位之间插入1个TC第100、101、102位被替换为TTT D第103至105位被替换为1个TB基因基因基因基因A A A A基因基因基因基因b b b b基因基因基因基因c c c c一段一段DNADNA分子分子基因基因a a基因基因b b基因基因c c一对同源染色体一对同源染色体a aa ac cb bb bc c突变突变 aabbcc aabbcc A Aabbccabbcc基因突变的结果基因突变的结果
5、产生新基因产生新基因基因突变的结果基因突变的结果产生新基因产生新基因 基因突变一定会导致蛋白质结构或生基因突变一定会导致蛋白质结构或生物体性状的改变吗？物体性状的改变吗？天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸基因突变基因突变的时间的时间有丝分裂间期有丝分裂间期减数减数第一次第一次分裂间期分裂间期体细胞突变，体细胞突变，一般一般不遗传给后代不遗传给后代生殖细胞突变，可遗传给后代生殖细胞突变，可遗传给后代 植物体细胞植物体细胞-无性繁殖，可遗传；无性繁殖，可遗传；人体体细胞人体体细胞-基因突变可能发展为癌细胞。基因突变可能发展为癌细胞。引起基因突变的原因引起基因突变的原因物理因素物理因素：如紫外线、：如
6、紫外线、X X射线、核辐射等，射线、核辐射等， 损伤细胞内的损伤细胞内的DNADNA；化学因素化学因素：亚硝酸、碱基类似物等，：亚硝酸、碱基类似物等，改变改变 核酸的碱基核酸的碱基；生物因素生物因素：某些病毒等，：某些病毒等，影响宿主细胞的影响宿主细胞的DNADNA 宇航员将带一批种子上天进行诱变育种，应选宇航员将带一批种子上天进行诱变育种，应选“干种子干种子”还是还是“正在萌发的种子正在萌发的种子”？为什么？为什么？苯并芘苯并芘（bn bng p）是一种强致癌物）是一种强致癌物。日本日本的研究者的研究者曾将苯并曾将苯并芘涂在兔子的耳朵，涂芘涂在兔子的耳朵，涂到第到第4040天，耳朵上长出天，
7、耳朵上长出了肿瘤了肿瘤！吸烟烟雾和经过多次使吸烟烟雾和经过多次使用的高温植物油、煮焦用的高温植物油、煮焦的食物、油炸过火的食的食物、油炸过火的食品都会产生苯并芘。品都会产生苯并芘。 亚硝胺亚硝胺属强致癌物属强致癌物 亚硝胺是最重要的化学致癌物之一，在熏腊亚硝胺是最重要的化学致癌物之一，在熏腊食品中，含有大量的亚硝胺类物质食品中，含有大量的亚硝胺类物质。广泛存在于食物中广泛存在于食物中的的亚硝酸盐亚硝酸盐与食物中的蛋与食物中的蛋白质分解物胺类等反应生成亚硝胺。白质分解物胺类等反应生成亚硝胺。黄曲霉毒素黄曲霉毒素可致肝癌可致肝癌1993年黄曲霉毒素被世年黄曲霉毒素被世界卫生组织划定为界卫生组织划定
8、为一级一级致癌物，是一种毒性极致癌物，是一种毒性极强的剧毒物质强的剧毒物质，其，其危害危害性在于可导致肝癌性在于可导致肝癌。经常在经常在发霉的发霉的玉米，花玉米，花生生等种子，等种子，尤其是高温尤其是高温高湿地区的检出率更高。高湿地区的检出率更高。生物因素生物因素乙肝病毒乙肝病毒；基因突变的类型基因突变的类型诱发突变诱发突变：外来因素影响：外来因素影响；自自发发突变突变：DNADNA分子复制偶尔发生错误，分子复制偶尔发生错误， 碱基组成改变碱基组成改变；基因突变的特点基因突变的特点细菌：无抗药性细菌：无抗药性抗药性抗药性棉花：正常枝棉花：正常枝短果枝短果枝 果蝇：红眼果蝇：红眼白眼白眼 长翅长
9、翅残翅残翅家鸽：羽毛白色家鸽：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病白化病普遍性普遍性一些常见的突变性状一些常见的突变性状6 6、基因突变的特点、基因突变的特点 (1) (1)广泛性（普遍性）广泛性（普遍性）由于自然界诱发基因突变的因素很多，由于自然界诱发基因突变的因素很多，基因突变还可以自然发生，因此，基基因突变还可以自然发生，因此，基因突变在生物界中是因突变在生物界中是普遍存在普遍存在的的 (2) (2)随机性、随机性、不定向性不定向性 (3) (3)低频性低频性 ( (自然状态下自然状态下）可以发生在生物可以发生在生物个体发育的任何时期个体发育的任
10、何时期；可以发生在；可以发生在细胞内细胞内不同不同DNADNA分子上分子上；可以发生在同一；可以发生在同一DNADNA分子的分子的不同部位；不同部位；与环境因素无明确的因果关系与环境因素无明确的因果关系发生突变的生殖细胞占发生突变的生殖细胞占1010万万1 1亿分之一亿分之一 若一个果蝇种群有若一个果蝇种群有10105 5 只个体，每只个体，每只果蝇有只果蝇有10104 4 个基因，果蝇的个基因，果蝇的突变率突变率为为4 41010-5-5 ，则该种群中可能发生突变的果蝇基因数为多，则该种群中可能发生突变的果蝇基因数为多少？少？6 6、基因突变的特点、基因突变的特点(4)(4)多为有害性多为有
11、害性有害的基因突变有害的基因突变有益的基因突变有益的基因突变既无害也无益的基因突变既无害也无益的基因突变细菌通过基因突变获得抗生素抗性细菌通过基因突变获得抗生素抗性7 7、基因突变的意义、基因突变的意义 P82P82新基因新基因产生的途径产生的途径生物变异的生物变异的根本来源根本来源为生物进化提供了原材料为生物进化提供了原材料二、基因重组二、基因重组 p83p831 1、类型（两种）：、类型（两种）： 非同源染色体上的非等非同源染色体上的非等位基因的位基因的自由组合自由组合 同源染色体上非姐妹染同源染色体上非姐妹染色单体的色单体的交叉互换交叉互换 生物体进行生物体进行有性生殖有性生殖的过程中，的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。控制不同性状的基因的重新组合。 2 2、时间：、时间： 基因重组发生在基因重组发生在有性有性 生殖生殖 的生物的生物减数分裂形成配子时减数分裂形成配子时3 3、结果：、结果： 产生新的基因型，产生新的基因型， 产生新的性状组合产生新的性状组合4 4、基因重组的意义、基因重组的意义有性生殖的基因重组有性生殖的基因重组有助于物种在一有助于物种在一个无法预测将会发生什么变化的环境个无法预测将会发生什么变化的环境中生存中生存生物变异的生物变异的重要重要来源来源形成生物多样性的重要原因形成生物多样性的重要原因对于生物进化有重要的意义对于生物进化有重要的意义
