1、第四章 生物的变异,第一节生物变异的来源,遗传与进化,变异：是指生物的亲代与子代之间、以及子代个体之间在性状上的差异。,生物变异的种类和来源,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,基因重组,基因突变和染色体畸变,思考：F2与亲本相比是否有变异性状？它们是如何产生的呢？,1、概念:,具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖过程时,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或过程。,2、类型:,基因的自由组合:,基因的互换:,非同源染色体上的非等位基因的自由组合,四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生染色体片段的交换.,
2、基因重组,3.发生时期：,有性生殖减数分裂过程中,非姐妹染色单体间无交换，产生（ ）种配子 非姐妹染色单体间有交换，产生（ ）种配子,2,4,讨论：一种具有10对等位基因（这10对等位基因分别位于10对同源染色体上）的生物进行杂交时，如果不考虑染色体片段的交换，F2可能出现的表现型就有 种。如果有交换呢？,4、基因重组的意义:,基因重组通过有性生殖过程实现的，基因重组的结果导致生物性状的多样性，为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。,讨论：基因重组有无新基因的产生？,5、基因重组的结果： 基因重组是控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因，可形成新的基因型。,1949年，美国鲍林博士首先意
3、识到，红细胞中血红蛋白分子的异常引起红细胞变形.,资料：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。医生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病人无效。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。,1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白的肽链上，有一处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 ,为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？,谷氨酸,缬氨酸,正常,异常,直接原因,根本原因,镰刀型细胞贫血症是由于碱基被替换引起基因分子结构的改变而产生的一种遗
4、传病。,病因：,想一想：除碱基替换外,可能还有哪些基因碱基的变化会引起血红蛋白病?,基因突变,1、概念：,是指由于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。,（D）,增加,替换,缺失,（d1）,（d2）,（d3）,DNA分子中发生碱基对的缺失、增加或替换都可引起核苷酸序列的变化，因而引起基因结构的改变。,正常基因（DNA或RNA）,碱基对增加、缺失和替换,碱基序列（局部）改变,遗传信息（局部）改变,新的性状,诱变因素,突变基因（等位基因）,新的基因型,新的表现型,2、基因突变机理（内因）,3、结果：形成新的基因（等位基因） 但基因的数目和位置未改变。,第四章 生物的变异,第一节生
5、物变异的来源,遗传与进化,4、诱发基因突变的因素（外因）,物理因素,化学因素,生物因素,各种射线的照射、温度剧变等,亚硝酸和碱基类似物等,病毒和某些细菌的毒素或代谢产物,5、基因突变的类型,根据引起突变的条件划分,自发突变,诱发突变,自然状态下发生的基因突变,人工条件下诱发的基因突变,根据基因突变对表现型的影响分为,形态突变,生化突变,致死突变,白化苗,此病是人类在出生数个月以后，出现以智力障碍、脑电波异常、头发细黄、皮肤色浅，尿有“发霉”臭味等为主要病症的常染色体单基因隐性遗传病。,苯丙酮尿症,6、基因突变的特点,）普遍性:,在生物界非常普遍。任何生物 个体发育的任何阶段 任何细胞,）多方向
6、性： 基因突变是不定向的。,3）稀有性：突变率低；10-510-8,4） 可逆性：,显性基因可以突变为隐性基因，而隐性基因也可突变为显性基因,）有害性：大多数突变是有害的,突变的有害或有利是相对的，取决于环境条件,思考：基因突变主要发生在什么时候？都会遗传给后代吗？,基因突变主要发生在分裂间期(DNA复制时),基因突变若发生在 配子中，将遵循遗传规律传递给后代；,发生在体细胞中的突变一般是不能直接传递给后代的。,有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性生殖传递。,7、基因突变的意义,基因突变在生物进化中有重要意义。是生物变异的根本来源，也为生物进化提供了最初的原材料。,原因：基因突变能够产生前
7、所未有的新基因，从而出现前所未有的新性状。,【例】用射线照射的方法使某生物基因中的脱氧核苷酸序列发生如下变化：CTAACGCTGACG，那么该生物将发生的变化和结果是()(可能用到的相关密码子：半胱氨酸UGU、UGC；甘氨酸GGC、GGU；天冬氨酸GAU、GAC) A基因突变，性状改变 B基因突变，性状没有改变 C基因和性状均没有改变 D基因没变，性状改变,B,1、概念：,是指生物细胞中染色体在数目和结构上发生的变化。,染色体畸变,染色体结构的变异染色体数目的变异,2、类型,3、染色体结构的变异,概念： 染色体发生断裂后，在断裂处发生错误连接而导致染色体结构不正常的变异。,类型：,缺失、重复、
8、倒位、易位,判断下列图分别为哪一种染色体结构变异类型？,倒位,缺失,重复,易位,缺失:染色体断片的丢失，引起所带基因也丢失的现象。,重复：染色体中增加了某个相同片段的现象。,倒位：染色体上的某个片段的正常排列顺序发生1800颠倒的现象。,易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上的现象。,染色体结构变异（缺失、重复、倒位、易位）,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,讨论：染色体结构的变异导致生物变异的原因是什么？,猫叫综合征,染色体结构的变异实例：,症状：患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓慢，存在着严重的智力障碍。,病因：5号染色体
9、部分缺失,果蝇的卵圆眼和棒状眼,野生型：卵圆眼,变异型：棒状眼,染色体结构的变异实例：,原因：X染色体上某个区段发生重复。,4、染色体数目变异,细胞中的个别染色体增加或减少,如：先天愚型（唐氏综合征）,先天性卵巢发育不全症(特纳氏综合征),（21三体造成的）,（体内少了一条X染色体）,细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少如单倍体、多倍体。,生物细胞中染色体数目的增加或减少,1）非整倍体变异,2）整倍体变异,第四章 生物的变异,第一节生物变异的来源,遗传与进化,雌果蝇染色体组,雄果蝇染色体组,(1)果蝇体细胞有几条染色体？ 请写出雌雄果蝇的染色体组型？(2)果蝇的卵细胞（精子）中有
10、哪几条染色体？,(3)这些染色体在形态、大小和功能上有什么特点？(4)这些染色体之间是什么关系？(5)它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息？,染色体组:二倍体生物的一个配子中的全部染色体。也就是细胞中的一套完整的非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。,不同生物一个染色体组中的染色体数目、形态和大小等方面是不同的,例：,1.分析图中有几个染色体组？每个染色体组中有几条染色体？,2.以下选项表示生物个体的基因型，请大家根据下列个体的基因型判断该个体有几个染色体组： A.Aa B. AaBb C. Aaa D. AAaBBb E. AB,小结：,
11、2.染色体组是指某种生物的一套完整的非同源染色体，即染色体组中肯定没有同源染色体,4.染色体组中无等位基因,1.染色体组数等于一组同源染色体中染色体（形态相同的染色体）的个数,3.若从基因型判断染色体组数，可依据该个体基因型中控制同一性状的基因的总数（同种类型字母的个数）。,多倍体： 由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上染色 体组的个体。,例如：人、果蝇、玉米等大多数生物,二倍体： 由受精卵发育而成的，体细胞中有两个染色体组的个体。,几乎全部动物和过半数的高等植物是二倍体,三倍体：香蕉,四倍体：棉花、马铃薯,六倍体：普通小麦,多倍体在植物中广泛存在，被子植物中至少有33%，而在动物中
12、则较少见,思考:如何区别二倍体、多倍体和单倍体的概念？,二倍体(两个染色体组),三倍体(三个染色体组),多倍体(多个染色体组),生物体,受精卵,发育,直接发育成生物体：,雌配子,直接发育成生物体：,雄配子,单倍体,单倍体,单倍体：由生殖细胞（配子）直接发育成生物个体。 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。,单倍体生物的体细胞内，可以有一个或多个染色体组。体细胞中含有一个染色体组的个体也可称为一倍体。,讨论：四倍体生物的体细胞含几个染色体组？产生的配子含几个染色体组？配子直接发育成的下一代生物的体细胞中含有几个染色体组？称几倍体？,由受精卵发育来的个体，体细胞中含有几个染色体组， 就叫几倍体
13、；而由配子直接发育来的，都只能叫单倍体 。,总结,变异,可遗传的变异,不遗传的变异,基因突变,基因重组,染色体畸变,数目变异,结构变异,缺失,重复,倒位,易位,非整倍体变异,整倍体变异,二倍体,多倍体,单倍体,环境条件引起的，不涉及遗传物质的变化,非同源染色体上的非等位基因的自由组合,同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生染色体片段的交换.,碱基对的缺失、增加或替换,思考：基因突变、基因重组、染色体畸变导致生物变异的原因各是什么？,基因突变：DNA碱基对的增添、缺失和替换基因结构改变新基因（遗传信息改变）蛋白质结构改变生物性状改变,基因重组：控制不同性状的基因重新组合产生新的基因型生物性状重新组
14、合,染色体畸变：染色体结构和数目变异染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变导致性状的变异,基因突变和基因重组在光学显微镜下无法直接观察到，而染色体畸变可以用显微镜直接观察。,1.下列细胞中不是二个染色体组的是( )A、Aa B、AABb C、AaBB D、AAa2.大麦的一个染色体组有7条染色体，在四倍体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察到的染色体数是( )A、7条 B、14条C、28条 D、56条3.认真分析下图的对照图，从A、B、C、D中确 认出表示含一个染色体组的细胞，是图中的,D,D,B,4、基因突变和染色体变异的一个重要区别是 A基因突变在光镜下看不见 B染色体变异是定向的，基因突变是不
15、定向的 C基因突变是可以遗传的 D染色体变异是不能遗传的,5、引起生物可遗传的变异的原因有3种，即基因重组、基因突变和染色体变异。以下几种生物性状的产生，来源于同一种变异类型的是 果蝇的白眼 豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒 八倍体小黑麦的出现 人类的色盲 玉米 的高茎皱形叶 人类的镰刀型细胞贫血症 A B C D,A,C,6、二倍体生物中，可能含有一个染色体组的细胞是 A.子房壁细胞 B.珠被细胞 C.花粉细胞 D.柱头细胞,7、下列细胞中，属于果蝇配子并能形成受精卵的是 A.甲与乙 B.乙与丙 C.乙与丁 D.丙与丁8、就二倍体而言，下列组合中属于配子的是 A、AABB B、Aa C、AB D、A
16、a,C,C,C,1.基因重组发生在（ ）A.减数分裂形成配子的过程中B.受精作用形成受精卵的过程中C.有丝分裂形成子细胞的过程中D.果树嫁接时占木和接穗愈合的过程2、基因突变的原因是（ ） A.染色体上的DNA变成了蛋白质 B.染色体上的DNA变成了RNA C.染色体上的DNA减少了或增多了 D.染色体上的DNA结构发生了局部改变,A,3.一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,练习：,D,B,4、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
17、 D环境影响3、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4、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（ ） A.遗传性状改变 B.遗传密码改变 C.遗传信息改变 D.遗传规律改变,A,C,A,基因的分子结构发生了改变，产生了新基因，出现了新性状,基因的重新组合，产生了新的基因型，使之性状重新组合,细胞分裂间期DNA分子复制时，诱发因素引起的碱基对的替换、增添或缺失,减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合；减数分裂四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，,外界条件的变化和内部因素的相互作用,有性生殖过程中，减数分裂形成生殖细胞和受精作用,生物变异的根本来源，是生物进化的原材料,是生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因,频率低，但普遍存在,在有性生殖中非常普遍,
