生物变异的来源

第四章生物的变异当前第1页\共有75页\编于星期四\19点方形西瓜太空南瓜这种太空南瓜王最大能长到200多公斤，在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5公斤。当前第2页\共有75页\编于星期四\19点表现型基因型

+环境条件（改变）（改变）（改变）不遗传的变异可遗传的变异当前第3页\共有75页\编于星期四\19点生物的变异可遗传的变异：不遗传的变异：基因突变染色体畸变基因重组仅由环境不同引起由遗传物质改变引起第一节生物变异的来源当前第4页\共有75页\编于星期四\19点一、基因重组1、概念:在有性生殖过程中,控制不同性状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象。2、类型:①自由组合:②交叉互换:非同源染色体上的非等位基因的自由组合四分体的非姐妹染色单体之间发生局部互换.(交叉互换)当前第5页\共有75页\编于星期四\19点非同源染色体上的非等位基因自由组合YyrRYyRrYr和yRYR和yr当前第6页\共有75页\编于星期四\19点AabBAaBb同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换当前第7页\共有75页\编于星期四\19点ABabAB

ab

AB

ab

等位基因交换AB

ab

AbaB当前第8页\共有75页\编于星期四\19点思考:一种具有20对等位基因（这20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，F2可能出现的表现型就有

种。220=1048576当前第9页\共有75页\编于星期四\19点A:基因重组能否产生新的基因？B:能否产生新的基因型？C:基因重组能否产生新的性状？有性生殖（减数分裂）生物多样性原因之一为动植物的遗传育种提供物质基础4、意义:3、实现途径:当前第10页\共有75页\编于星期四\19点1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀型细胞贫血症。

二、基因突变(一)基因突变的实例当前第11页\共有75页\编于星期四\19点当前第12页\共有75页\编于星期四\19点镰刀型贫血症简介:镰刀型贫血症是一种异常血红蛋白病。一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，血液的粘性增加，引起红细胞的堆积，导致各器官血流的阻塞。而出现脾脏肿大，四肢的骨骼、关节疼痛，血尿和肾功能衰竭等症状，病重时，红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象，引起严重贫血而造成死亡。当前第13页\共有75页\编于星期四\19点

为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？

1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀状细胞贫血症患者血红蛋白异常，一条多肽链上的谷氨酸被缬氨酸取代。正常异常…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—…

…－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸—…当前第14页\共有75页\编于星期四\19点血红蛋白正常异常氨基酸谷氨酸缬氨酸mRNADNACTT突变

红细胞圆饼状镰刀型镰刀型细胞贫血症病因分析GAAGUACATGAAGTA当前第15页\共有75页\编于星期四\19点相应性状的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变mRNA分子中的碱基发生变化DNA分子中的碱基对发生变化具体变化过程:(根本原因)(直接原因)当前第16页\共有75页\编于星期四\19点替换增添缺失ATCCGCTAGGCG

CCGCGGCG

AT

TA

CCGCGGCG

AT

TA

AT

ACCGC

TGGCG

DNA片段碱基对的增添、缺失或替换，改变了遗传信息。A

TCCGCT

AGGCG

CCGCGGCG

当前第17页\共有75页\编于星期四\19点机理：

DNA分子中发生碱基对的

、

和

，而引起的基因结构的改变。

增添缺失替换（二）基因突变的概念：基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程．当前第18页\共有75页\编于星期四\19点思考与讨论：①基因碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质（性状）的改变？当前第19页\共有75页\编于星期四\19点(三)基因突变发生的时间？细胞周期中的分裂间期A.有丝分裂间期B.减数第一次分裂间期体细胞生殖细胞中可以发生基因突变（但一般不能传给后代）中也可以发生基因突变（可以通过受精作用直接传给后代）DNA在进行复制时发生错误.当前第20页\共有75页\编于星期四\19点(四)基因突变的结果和意义生物变异的根本来源，为进化提供原材料常见突变性状：棉花：正常枝——短果枝果蝇：红眼——白眼长翅——残翅家鸽：羽毛白色——灰红色人：正常色觉——色盲正常肤色——白化病

结果：基因突变的结果往往使一个基因变成它的等位基因,即产生了新的基因.基因突变的意义:当前第21页\共有75页\编于星期四\19点(五)诱发基因突变的因素物理因素化学因素生物因素基因突变的因素各种射线、温度剧变等亚硝酸和碱基类似物等病毒和某些细菌等当前第22页\共有75页\编于星期四\19点放射性污染当前第23页\共有75页\编于星期四\19点当前第24页\共有75页\编于星期四\19点七、基因突变的特点１、普遍性:基因突变可发生在任何生物个体发育的任何时期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。当前第25页\共有75页\编于星期四\19点２、多方向性：基因突变是不定向的。３、可逆性：当前第26页\共有75页\编于星期四\19点基因突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因2×10－６果蝇的白眼基因4×10－5果蝇的褐眼基因3×10－5玉米的皱缩基因1×10－６小鼠的白化基因1×10－5人类色盲基因3×10－5小资料４、稀有性：突变率低；当前第27页\共有75页\编于星期四\19点白化苗５、有害性：大多数突变是有害的白化病为什么呢？

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。当前第28页\共有75页\编于星期四\19点并指当前第29页\共有75页\编于星期四\19点当前第30页\共有75页\编于星期四\19点无脑儿当前第31页\共有75页\编于星期四\19点白化病（常、隐）唇裂当前第32页\共有75页\编于星期四\19点基因突变和重组引起的变异有什么区别?1．基因突变：基因_________改变，它________新的基因发生时期：________________________

特点：①普遍性、②多方向性、③___________、④多数有害、⑤可逆性。

2．基因重组：控制不同性状的_____________，_______新基因，可形成新的________。发生时期：___________________

特点：__________内部结构能产生细胞分裂间期（DNA复制时）稀有性基因重新组合不产生基因型有性生殖过程中(减数第一次分裂)变异非常丰富课堂小结当前第33页\共有75页\编于星期四\19点1、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是

A．基因突变B．基因重组

C．基因分离D．环境影响A2、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患者,其父母正常，请判断这人性状最可能是

A.伴性遗传B.常染色体遗传

C.基因突变D.基因重组C当前第34页\共有75页\编于星期四\19点3.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输给一个血型相同的正常人,将使正常人BA、基因产生突变,使此人患病

B、无基因突变,性状不遗传给此人

C、基因重组,将病遗传给此人

D、无基因突变,此人无病,其后代患病当前第35页\共有75页\编于星期四\19点5、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

A.基因重组B.基因突变

C.染色体变异D.环境变化A4、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

A.基因突变B.基因重组

C.环境影响D.染色体变异B当前第36页\共有75页\编于星期四\19点三、染色体畸变（一）染色体结构的变异（二）染色体数目的变异当前第37页\共有75页\编于星期四\19点（一)染色体结构的变异缺失重复倒位易位当前第38页\共有75页\编于星期四\19点上海第五人民医院新近发现一例罕见的“猫叫综合征”患儿。

缺失染色体中某一片段的缺失。当前第39页\共有75页\编于星期四\19点重复染色体中增加了某一片段。野生型：卵圆眼变异型：棒状眼当前第40页\共有75页\编于星期四\19点如果人的第22号染色体和第14号染色体发生易位会使人患易位染色体的某一片段移接到另一非同源染色体上。慢性粒细胞白血病(常见的一种白血病)当前第41页\共有75页\编于星期四\19点倒位染色体某一片段的位置颠倒了180°。一位患有多年习惯性流产的妇女，经检查发现她的第9号染色体臂内倒位。当前第42页\共有75页\编于星期四\19点染色体结构变异染色体上的基因的数目和排列顺序改变生物性状的变异多数不利当前第43页\共有75页\编于星期四\19点三染色体变异染色体结构变异染色体数目变异整倍体变异非整倍体变异缺失重复倒位易位当前第44页\共有75页\编于星期四\19点（二）染色体数目变异1、个别染色体的增添或减少当前第45页\共有75页\编于星期四\19点二十一三体综合征是一种最常见的常染色体病，人群中的发病率高达1/600-1/800.患者比正常人多了一条21号染色体。患者智力低下，身体发育缓慢。患儿面容特殊，舌头常伸出口外，故又叫伸舌样痴呆症。50%的患儿由先天性心脏病，部分发育过程中死亡。当前第46页\共有75页\编于星期四\19点响誉世界的著名“天才”音乐指挥家舟舟当前第47页\共有75页\编于星期四\19点当前第48页\共有75页\编于星期四\19点18三体综合征出生体重低，生长发育迟缓，智力低下。小头，前额低斜，前脑无裂畸形，头皮缺损。小或无眼球，唇裂。耳畸形低位，先天性心脏病(室隔缺损与动脉导管未闭)

当前第49页\共有75页\编于星期四\19点二十一单体出生前后生长发育迟缓。智力严重低下。小头，外眼角下斜，高鼻梁，鼻根宽，小下颏，鱼型嘴。耳大而低位。

当前第50页\共有75页\编于星期四\19点个别染色体的减少性腺发育不良当前第51页\共有75页\编于星期四\19点性腺发育不良也称特纳氏综合征。常见的一种性染色体病，病人缺少一条X染色体，性染色体组成为XO。病人外观虽然表现为女性，但是性腺发育不良，乳房不发育，因而没有生育能力。发病率为1/3500当前第52页\共有75页\编于星期四\19点基因突变和染色体变异的区别基因突变：染色体上某一个位点上基因

的改变，光学显微镜下不可见。可用显微镜直接观察到的比较明显的染色体变化。染色体变异：类型染色体结构变异染色体数目变异个别染色体增减染色体成倍增减当前第53页\共有75页\编于星期四\19点2、以染色体组的形式成倍地增添或减少（二）染色体数目变异当前第54页\共有75页\编于星期四\19点整组变异正常增多减少非整组变异当前第55页\共有75页\编于星期四\19点果蝇体细胞染色体图解ⅡⅡⅢⅢⅣⅣ♀XX♂XYⅡⅡⅢⅢⅣⅣ当前第56页\共有75页\编于星期四\19点雄果蝇染色体组图解XYⅡⅡⅢⅢⅣⅣXⅡⅢⅣYⅡⅢⅣ染色体组当前第57页\共有75页\编于星期四\19点雌果蝇染色体组图解XⅡⅢⅣⅡⅢⅣXXⅡⅡⅢⅢⅣⅣX当前第58页\共有75页\编于星期四\19点细胞中的一组非同源染色体，形态和功能各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。染色体组如人、果蝇等生物的配子中的所有染色体就是一个染色体组。那么人的体细胞中含有二个染色体组。、特点：

a它们形态大小、功能各不相同

b.但是携带着控制一种生物生长发育、遗传变异的全套遗传信息当前第59页\共有75页\编于星期四\19点ABCD1、某生物正常体细胞的染色体数目为8条，下图中，表示含有一个染色体组的细胞是C2、某生物的基因型为AAaaBbbbCCCc，那么它有多少个染色体组A、2、B、3C、4D、8染色体组数的判断办法：1、图形题就看同源染色体的条数2、基因型题就看同种类型字母的个数当前第60页\共有75页\编于星期四\19点3、二倍体和多倍体1）二倍体：由受精卵发育而成的，体细胞中含有两个染色体组的个体。例如：人、果蝇、玉米等大多数生物。2）多倍体①概念：由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。例如：三倍体香蕉、四倍体马铃薯、六倍体小麦。当前第61页\共有75页\编于星期四\19点果蝇（二倍体）香蕉（三倍体）马铃薯（四倍体）普通小麦（六倍体）当前第62页\共有75页\编于星期四\19点多倍体形成的原因体细胞有丝分裂过程中，染色体完成了复制，但是由于外界环境条件或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏，已分开的染色体不能移向两极使染色体数目加倍。即有丝分裂过程受阻当前第63页\共有75页\编于星期四\19点4个染色体8个染色体无纺缍体形成染色体复制着丝点分裂无纺缍丝牵引细胞分裂多倍体形成的原因当前第64页\共有75页\编于星期四\19点蜜蜂(2n=32)卵细胞(n=16)雄蜂(n)玉米(2n=20)卵细胞(n=10)卵细胞(2n=24)卵细胞(3n=21)玉米植物(n)水稻植物(2n)水稻(4n=48)小麦(6n=42)小麦植物(3n)特点:来源:由生物的配子（生殖细胞)直接发育形成(单性生殖)染色体组成:体细胞含有本物种配子的染色体数3）单倍体当前第65页\共有75页\编于星期四\19点染色体数目加倍后的草莓当前第66页\共有75页\编于星期四\19点资料正常水稻有两个染色体组，四倍体水稻的干粒重量是二倍体水稻的两倍，蛋白质含量提高5%~10%，单位面积增产达50％以上；四倍体水稻长得特别茂盛，能开花结果，但生长期特别长，甚至要几年才能成熟！只有一个染色体组的水稻生长十分瘦弱，稻穗中全是空壳。当前第67页\共有75页\编于星期四\19点单、二、多倍体的比较当前第68页\共有75页\编于星期四\19点下列情况中不属于染色体变异的是（）A第5号染色体短臂缺失引起的遗传病B第21号染色体多一条引起的唐氏综合症C同源染色体交换了对应部分的结构D未受精的卵