第20讲-突变、基因重组和染色体变异ppt课件

1、第一课时基因突变、基因重组和染色体变异生物界中的变异景象什么叫“生物的变异？ 生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差别性。表现型基因型环境不遗传的变异改动改动改动基因重组染色体变异基因突变遗传物质未发生改动(遗传物质发生改动可遗传的变异一、基因突变 1、概念： DNA分子中发生碱基对的_、_和_，而引起的 的改动。 增添缺失交换基因构造增添缺失交换基因突变能否改动染色体上基因的数量和位置？3、时间：2、结果：产生新的等位基因主要在DNA复制时期如有丝分裂间期和减间期1真核生物 )；2原核生物 ；3病毒 。有丝分裂、减数分裂、无丝分裂二分裂增殖物理要素：化学要素：生物要素： 紫外线X射线其

2、它各种辐射亚硝酸碱基类似物苯环类似物复制偶发错误 碱基组成改动内部要素：外部要素引起基因突变的要素4基因突变的缘由 病毒 普遍性: 随机性: 低频性: 多害少利性：5基因突变的特点 生物界中广泛存在个体发育的任何时期和部位自然界突变率很低：10 510-8有害的基因突变畸形的雏鸭人类的多指人类的并指镰刀形红细胞 普遍性: 随机性: 低频性: 多害少利性： 不定向性：5基因突变的特点 生物界中广泛存在个体发育的任何时期和部位自然界突变率很低：10 510-8多数有害,少数有利基因突变还有何特点？如老鼠灰毛基因A+突变AY (黄毛)a (黑毛) 灰老鼠黑老鼠黄老鼠 普遍性: 随机性: 低频性: 多

3、害少利性： 不定向性：5基因突变的特点 生物界中广泛存在个体发育的任何时期和部位自然界突变率很低：10 510-8Aa1或A a2多数有害,少数有利6.基因突变的意义基因突变新基因(等位基因)基因型(改动)表现型(改动)产生新基因生物变异的根本来源生物进化的原始资料知识点一表格化学要素：有亚硝酸、硫酸二乙酯等。2人工诱导基因突变常用方法：物理要素：包括X射线、紫外线、激光等；生物要素：病毒、细菌等。7、基因突变的运用人工诱变育种1原理：运用物理要素或化学要素提高突变率,诱发基因突变,获得优良种类.高产大豆 高产青霉菌株有利的基因突变有利的基因突变4诱变意义:是发明动、植物新种类和微生物新类型的

4、重要方法胜利率低,有利变异个体往往不多，处置的资料量大育种规模大诱变的各种要素都是致癌要素，如有走漏将呵斥人体损伤或环境污染(2)优点：提高突变率，发明新类型，缩短育种周期大幅度改良某些性状(3)缺陷:性状表现是遗传基因和环境要素共同作用的结果，在某些环境条件下，改动了的基因能够并不会在性状上表现出来。1、基因突变一定会引发性状的改动吗？突变后的密码子与原来的密码子决议同一种氨基酸。该碱基位于基因的非编码序列(内含子和非编码区)隐性突变易错必明不一定由于某些性状由多基因决议，某基因的改动了，但共同作用于此性状的其他基因未改动，其性状能够也不改动。DNAA U C C G C A U U C G

5、 C 异亮氨酸异亮氨酸mRNA A T C C G C T A G G C G 正常 T A A G C G A T T C G C 碱基对交换探求碱基对改动一定会导致蛋白质的构造改动吗？碱基对影响范围对氨基酸的影响替换小只改变一个氨基酸或不改变增添大插入位置前不影响，影响插入位置后的序列，但插入三个碱基对，则只增加一个氨基酸缺失大缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列，但缺失三个碱基对，则只缺失一个氨基酸探求碱基对增添、缺失和交换对蛋白质的构造影响最小的是？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，再发生以下哪种情况有能够对其编码的蛋白质构造影响最小()A置换单个碱

6、基对B添加4个碱基对C缺失3个碱基对D缺失4个碱基对D2、基因突变能否一定传送给子代？(1)假设基因突变发生在有丝分裂过程中，普通不遗传，但有些植物可以经过 传送给后代。(2)假设基因突变发生在减数分裂过程中，可以经过配子传送给后代。(3)无丝分裂、原核生物的二分裂、病毒遗传物质复制时均可发生基因突变(4)基因突变不改动染色体上基因的数量和位置，只改动其基因构造。(5)自然形状下病毒和原核生物的变异方式仅基因突变。无性生殖“一母生九仔，连母十个样这种差别怎样呵斥的？二、基因重组 在 生物进展 生殖的过程中，控制不同性状的基因的 。1、基因重组的概念有性重新组合真核2、基因重组类型和发生时期减数

7、第一次分裂前期四分体时期： 染色体上的 染色单体之间的交叉互换，导致 染色体上 基因的重新组合。减数第一次分裂后期： 染色体自在组合，导致 上的 基因自在组合。DNA分子重组技术。同源非姐妹非同源染色体同源非等位非等位非同源AaAaBbAabBAaBb减数第一次分裂前期四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换同源染色体上非等位基因之间的重新组合减数第一次分裂后期AabBAaBbAb和aBAB和ab2、基因重组类型和发生时期 非同源染色体自在组合，导致非同源染色体上的非等位基因自在组合DNA分子重组技术 目的基因经过运载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因重组。目的基因图像示意重组类型

8、同源染色体上非等位基因的重组非同源染色体上非等位基因的重组人为导致基因重组（DNA重组）发生时间减数第一次分裂四分体时期 减数第一次分裂后期体外与运载体重组，导入细胞内与细胞内基因重组发生机制同源染色体非姐妹染色单体之间交叉互换导致染色单体上的基因重新组合同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因间的重组目的基因经过运载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因重组3.基因重组的了解 经过有性生殖过程实现的基因重组,为生物变异提供了极其丰富的来源.这是构成 的重要缘由之一,对于生物进化具有非常重要的意义.3、基因重组的意义生物多样性肺炎双球菌的转化及病毒遗传物质的

9、整合也属于基因重组。基因重组产生了新的基因型，但未改动基因的“质和“量。基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源，是构成生物多样性的重要缘由。基因重组只能发生在进展有性生殖的同种生物之间；在减数分裂过程中实现的，而不是在精子与卵细胞的结合过程中实现的。自然形状下，原核生物不发生基因重组。特别提示基因突变基因重组本质结果发生时间及原因条件意义发生可能基因的分子构造发生改动。不同基因的重新组合。细胞分裂间期由于外界理化要素或本身生理要素引起的碱基对的交换、缺失或增添减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换；减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自在组合。外界环境条件的变化

10、和内部要素的相互作用。有性生殖过程中进展减数分裂构成生殖细胞。新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物进化的原始资料。是生物变异的重要来源，是构成生物多样性的重要缘由，对生物的进化也具有重要的意义突变频率低，但普遍存在有性生殖中非常普遍产生了新基因，出现了新性状。不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。 (一)染色体构造变异 (二)染色体数目变异 (三)染色体变异在育种中的运用 三、染色体变异 染色体的某一片段缺失消逝1、缺失abcdefbacdef (一) 染色体构造变异 如：猫叫综合症猫叫综合症病症：患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。两眼间隔较远，耳位低下，生长发育缓慢，存

11、在着严重的智力妨碍。病因： 5号染色体部分缺失染色体中添加某一片段反复、反复abcdefbbabcdefb (一) 染色体构造变异 果蝇的卵圆眼和棒状眼野生型：卵圆眼变异型：棒状眼染色体的某一片段位置颠倒1803、倒位abcdefabcdefbcdeaf颠倒 (一) 染色体构造变异 染色体的某一片段移接到另一条 染色体上4、易位abcdefghijklghijklabcefdabcklghdefji移接 (一) 染色体构造变异 非同源易位与交叉互换的区别相互易位发生在 之间，交叉互换发生在 之间。相互易位可以发生在 分裂和 分裂中，交叉互换发生在 分裂时。相互易位在光学显微镜下 ，交叉互换普通

12、在光学显微镜下 。非同源染色体同源染色体的非姐妹染色单体有丝减数减数可见不可见中心突破缺失反复倒位易位染色体构造的变异导致生物变异的缘由是什么？基因数目改动基因位置改动 (一) 染色体构造变异 概念：二染色体数目的变异：非整组变异：类型指细胞内染色体数目的增添或缺失。整组变异：细胞内个别染色体的添加或减少；细胞内的染色体数目以染色体组的方式成倍的添加或减少。概念：细胞内某一号或几号染色体的数量增多或减少。后果：由于染色体上的基因能控制蛋白质的合成，某号染色体增多或减少后将导致相应蛋白质的增多或减少，从而导致新陈代谢的严重紊乱，呵斥细胞死亡或严重的功能缺陷。正常增多减少一非整组变异唐氏症原因与染

13、色体数发生错误第21号染色体多一条智障“天才舟舟 姓名: 胡一舟 出生: 1978年4月1日 智商：30 重度弱智 正常人的最低70 上演: 自1999年1月在保利剧场进展第一场指挥扮演 以来，至今已上演20场，与国内外十余家交 响乐团进展过协作。病因： 常染色体变异,比正常人多了一条21号染色 舟舟是一个先天智力妨碍(三体综合症)患者例：21三体综合征(如图，又称先天性愚型或唐氏综合症)是由于患者细胞内多了一条21号染色体呵斥的。患者眼间宽、眼角上斜、口常半张，身体发育缓慢、智力极度低下，许多在10岁前夭折。性腺发育不良特纳氏综合症单体2n-1)此外，17号及14号染色体增多一条的患者生理和

14、智力都严重不正常。人类其它染色体数目发生变化的病例极少发现，很能够这些染色体数目改动是致死的！概念：体细胞内染色体组增多或减少。后果：在植物及低等动物中比较常见，由于基因控制的蛋白质成比例增多或减少，普通对生存没有显著影响。在高等植物，染色体组增多的植株普通具有大型性，各器官粗大，成熟推迟；染色体组减少的植株那么生长瘦弱。二整组变异请思索：1:果蝇体细胞有几条染色体？8条2:号和号染色体是什么关系?号和号呢?同源染色体非同源染色体3:雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?和、和、和、X和Y X Y 特点：(1)它们在形状和功能上_ (2) 携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息。

15、 我们把这样一组染色体叫做一个染色体组。外形、大小各不一样的一组染色体)各不一样1、染色体组 雄果蝇的精子中含有一组非同源染色体。果蝇细胞中的一组_染色体，它们在_和_上各不一样，但是携带着控制生物生长发育的_，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。1染色体组的概念非同源形状功能全部信息据“染色体形状判别细胞内同种形状染色体有几条就含几个染色体组2染色体组确实认方法3个4个1个4个据“基因型判别控制同一性状的基因有几个就含几个染色体组AAaaAABBDDAaaABCD四个染色体组两个染色体组三个染色体组一个染色体组2染色体组确实认方法据“染色体数/染色体形状数值比值是几，即含几个染色体组。如：果

16、蝇8条/4种形状=2个染色体组 2染色体组确实认方法例如：人、果蝇、玉米等。 自然界中，几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。2、二倍体和多倍体由 发育而成的，体细胞中含有 染色体组的个体。二倍体：受精卵两个例如：香蕉三倍体、马铃薯四倍体等。由 发育而成的，体细胞中含有 染色体组的个体。多倍体：受精卵多个2、二倍体和多倍体多倍体植株的特点：2.茎杆粗壮，叶片、果实和种子都普通比较大；糖类、蛋白质等含量增高.3.但发育延迟，结实率低。1.多倍体在植物中广泛存在，而在动物中那么较少见 凡是不以种子为收获目的的植物都可以思索进展多倍体育种。1人工诱导多倍体的构成：常用方法有哪些？低温暖秋水仙素

17、处置法2秋水仙素处置法的详细做法是什么？ 原理又是什么？方法：用秋水仙素处置_或_。原理：当秋水仙素作用于正在_的细胞时，可以抑 制_的构成，导致_不能_， 从而引起细胞内染色体_。染色体数目加倍的细胞继续进展_分裂，未来就能够发育成_植株。萌生的种子幼苗分裂纺锤体染色体移向两极数目加倍有丝多倍体多倍体植株的特点和构成多倍体育种方法萌生的种子或幼苗染色体数目加倍秋水仙素或低温处置多倍体植株发育细胞交融也可得到多倍体如二倍体如何培育得到三倍体植株？染色体复制人工诱导多倍体的原理：着丝点分裂无纺锤丝牵引，染色体数加倍 低温、适宜浓度的秋水仙素能在不影响细胞活力的条件下抑制纺锤体构成。导致染色体复制

18、且着丝点分裂后不能分配到两个细胞中，从而使细胞内的染色体数目加倍。 万山之母-帕 米 尔 高 原 据统计,帕米尔高原上的植物65%以上是多倍体。由 发育而成的个体。定义：配子3、单倍体单倍体植株特点：弱小，且高度不育Q：一个染色体组生物一定是单倍体吗？单倍体一定只需一个染色体组吗？二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素处置二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株杂交自然长成四倍体植株上结的果实：胚、胚乳、种皮和果皮各有几个染色体组？无籽西瓜4n4n2个2n2n二倍体植株的花粉(n)+花粉(n)受精极核(5n)+花粉(n)受精卵(3n)胚胚乳种皮果皮(5n)(3n)4n4n二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素

19、处置二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株三倍体西瓜种子杂交自然长成四倍体植株上结的果实：胚、胚乳、种皮和果皮各有几个染色体组？胚乳种皮果皮胚受精极核珠被子房壁受精卵5n4n4n3n5n4n4n3n种子果实无籽西瓜二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素处置二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株联会紊乱三倍体西瓜种子无子西瓜杂交杂交自然长成二倍体西瓜植株第一年第二年无籽西瓜 在人工去雄的番茄花的雌蕊柱头上，涂抹一定浓度的生长素类似物，可以得到无子番茄。以下有关无子番茄和无子西瓜的表达，正确的选项是 A无子番茄性状能遗传B假设取无子番茄植株进展无性繁衍，长成的植株所结果实中有种子C无子西瓜进展无性繁衍，长成的植株所结果

20、实中有种子D假设取无子西瓜进展无性繁衍，长成的植株子房壁细胞含有四个染色体组BYRyRYryr黄色圆粒YyRr花药配子单倍体植株正常二倍体纯合体YYRRyyRRYYrryyrr黄圆绿圆黄皱绿皱秋 水 仙 素 诱 导 加 倍YRyRYryr花 药 离 体 培 养单倍体育种aaB_aabb矮抗矮不抗ABAbaBab单倍体ABAbaBab花粉离体培育秋水仙素处置自交取花粉AABBAAbbaaBBaabb高抗高不抗矮抗矮不抗新种类aaBB矮抗杂交AABBaabb矮不抗高抗AaBb高抗杂交AABBaabb矮不抗高抗AaBb高抗A_B_A_bbaaB_aabb高抗高不抗矮抗矮不抗aaB_矮抗自交aaB_矮

21、抗自交 现有以下两种类型水稻：高秆抗病AABB，矮秆不抗病aabb。如何得到矮秆抗病的新种类。第一年第二年第三年第四年假设从播种到收获种子需求一年,那么培育出能稳定遗传的矮杆抗病的植株至少需求几年?P高杆抗病 DDTT矮杆感病 ddttF1高杆抗病 DdTt第1年选育出需求的矮抗植株F2D_T_D_ttddT_ddtt矮抗杂交育种第2年第3年生长ddTTF3减数分裂配子DTDtdTdt单倍体DTDtdTdt花药离体培育秋水仙素第1年第2年第4年 单倍体育种DDttddTTddtt纯合体DDTT矮抗优点：明显缩短育种年限添加染色体组：用秋水仙素处置幼苗或萌生的种子适当浓度的秋水仙素能在不影响细胞

22、活力的条件下破坏纺锤体。当细胞有丝分裂进展到后期时破坏纺锤体，细胞就可以不经过末期而前往间期，从而使细胞内的染色体数目加倍。二倍体八倍体四倍体秋水仙素处置秋水仙素处置二倍体四倍体三倍体八倍体四倍体六倍体1、多倍体育种多倍体植物有生长旺盛，各器官粗壮，种子少或不产生种子的特性。凡是不以种子为收获目的的植物都可以思索进展多倍体育种。欣赏或用材植物某些水果非种子农作物例1:无籽西瓜的培育用秋水仙素处置二倍体西瓜幼苗得到四倍体西瓜；用二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交，得到三倍体的西瓜种子。三倍体西瓜联会紊乱，不能产生正常的配子。三倍体西瓜的雌蕊授以二倍体西瓜的花粉后子房能发育成西瓜，但其中的胚珠因没有正常的

23、卵细胞而不能发育成种子。例、香蕉的培育香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：野生芭蕉2n有籽香蕉4n加倍野生芭蕉2n无籽香蕉3n其它多倍体植物甘蔗是三倍体。最早的野生甘蔗就像芦苇又细又短且开花结籽。这种野生甘蔗发生自然加倍构成四倍体甘蔗，四倍体甘蔗与野生甘蔗自然杂交，就构成了如今的甘蔗。人们种植的西瓜有三种：普通西瓜为二倍体，个小籽多，分量普通在三公斤以下；大西瓜为四倍体，个大籽小，分量可达五公斤以上；无籽西瓜为三倍体，个大无籽。甘薯、马铃薯等以无性繁衍为主的作物及大多数花卉、水果普通都是多倍体。 体细胞中的染色体数配子中的染色体数体细胞中的染色体组数配子中的染色体组数属于几倍体生物豌