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1、第四节第四节 生生 物物 的变异的变异水、肥、水、肥、光照光照充足充足水、肥、水、肥、光照光照不足不足可遗传的变异表现型基因型环境条件不遗传的变异基因突变基因重组染色体变异（改变）（改变）（改变）来源诱因基因突变基因突变生生物物的的变变异异 不遗传的变异不遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异 基因重组基因重组染色体变异染色体变异生物体内遗传生物体内遗传物质没有改变物质没有改变生殖细胞内遗生殖细胞内遗传物质的改变传物质的改变环境引起变异环境引起变异一 基因突变镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症镰刀型镰刀型正常圆饼状正常圆饼状血红蛋白血红蛋白氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸缬氨
2、酸缬氨酸mRNADNACTT突变突变 红细胞红细胞镰刀型细胞贫血症病因分析镰刀型细胞贫血症病因分析GAAGUACATGAAGTA正常正常异常异常圆饼状圆饼状镰刀型镰刀型改变改变增添增添缺失缺失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片段片段碱基对的增添、缺碱基对的增添、缺失或改变，改变了失或改变，改变了遗传信息遗传信息A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G 基因突变的概念基因突变的概念 由于由于DNADNA分子中
3、发生碱基对的分子中发生碱基对的增添增添,缺失或改变缺失或改变,而引起的基因结构而引起的基因结构的改变的改变.就叫做基因突变就叫做基因突变.结果结果 基因突变产生基因突变产生新的新的基因基因,使一个使一个基因变成它的基因变成它的等位基因等位基因,并且并且通常通常会会引起一定的表现型的变化引起一定的表现型的变化.意义意义 基因突变是生物变异的基因突变是生物变异的根本来源根本来源,为生物进化提供了最初的为生物进化提供了最初的原材料原材料.引起突变的因素引起突变的因素物理因素：物理因素：X X射线射线、激光等激光等化学因素：亚硝酸化学因素：亚硝酸、碱基类似物等碱基类似物等生物因素：病毒生物因素：病毒、
4、某些细菌等某些细菌等棉花棉花 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病白化病基因突变的特点基因突变的特点1.基因突变在生物界是普遍存在的基因突变在生物界是普遍存在的类型类型:自然突变自然突变,诱发突变诱发突变突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，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。突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。(如发生在植物叶芽和花芽上的突变如发生在植物叶芽和花芽上的突变)2.基因突变是随机的基因突变是随机的发生在生殖
5、细胞中的突变发生在生殖细胞中的突变,可以通过受精作用可以通过受精作用直接传递给后代直接传递给后代,发生在体现报中的一般不能发生在体现报中的一般不能基基 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31053.在自然状态下，基因突变率很低在自然状态下，基因突变率很低4.大多数基因突变对生物大多数基因突变对生物体是有害的体是有害的5.基因突变是不定向的基因突变是不定向的(如小鼠的灰色基因如小鼠的灰色基因(A+
6、)可以突变成黄色可以突变成黄色基因基因(AY),Y也可突变成黑色基因也可突变成黑色基因(a)人工诱变在育种上的应用人工诱变在育种上的应用物理物理:X射线射线 紫外线紫外线 激光等激光等化学化学:亚硝酸亚硝酸 硫酸二乙酯等硫酸二乙酯等概概 念念缺缺 点点方方 法法优优 点点成成 就就提高突变率提高突变率创造新类型创造新类型选育优良品种选育优良品种掺杂有害变异，增加育种难度掺杂有害变异，增加育种难度在人工条件下诱导基因突变在人工条件下诱导基因突变我国的我国的”黑龙五号黑龙五号”大豆大豆,提高青霉素产量提高青霉素产量有性生殖有性生殖二二 基因重组基因重组概念概念基因重组是通过基因重组是通过 过程实现
7、的过程实现的方式方式在生物体进行有性生殖的过程中在生物体进行有性生殖的过程中,控制控制不同性状的基因的重新组合不同性状的基因的重新组合.非同源染色体上的非等位基因自由组合非同源染色体上的非等位基因自由组合同源染色体的非姐妹染色单体之间的局同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换部交换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AabBAaBb同源染色体的非姐妹染色单体同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换之间的局部交换特点特点:产生的变异非常丰富产生的变异非常丰富猫由于基因重组而产生猫由于基因重组而产生的变异的变异当具有当具有10对相对性对相对性状的亲本进行杂交状的
8、亲本进行杂交时时,只考虑基因的自只考虑基因的自由组合所引起的基由组合所引起的基因重组因重组,F2可能出现可能出现的表现型有的表现型有210种种 通过有性生殖过程实现的基因通过有性生殖过程实现的基因通过有性生殖过程实现的基因通过有性生殖过程实现的基因重组重组重组重组,为为为为生物变异生物变异生物变异生物变异提供了极其丰富的提供了极其丰富的提供了极其丰富的提供了极其丰富的来源来源来源来源.这是形成这是形成这是形成这是形成生物多样性生物多样性生物多样性生物多样性的重要原的重要原的重要原的重要原因之一因之一因之一因之一,对于对于对于对于生物进化生物进化生物进化生物进化具有十分重要具有十分重要具有十分重
9、要具有十分重要的意义的意义的意义的意义.意义意义基因突变和基因重组的区别 基因突变基因突变 基因重组基因重组本质本质原因原因时间时间意义意义可能性可能性产生新的产生新的基因基因产生新的产生新的基因型基因型碱基对的碱基对的增添、缺增添、缺失失或或改变改变基因基因自由组合自由组合；基因基因交叉互换交叉互换人工重组人工重组间期间期DNA复制复制时时减数第一次分裂减数第一次分裂生物变异的生物变异的根本来根本来源源；诱变育种诱变育种培育培育新品种新品种生物变异的生物变异的丰富来丰富来源源；杂交育种杂交育种培育培育新品种新品种可能性很可能性很小小非常非常普遍普遍课课 堂堂 练练 习习1.一种植物在正常情况
10、下只开红花，但偶然会出一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出现一朵白花，如果将白花种子种下去，它的后现一朵白花，如果将白花种子种下去，它的后代全部开白花，出现这种现象的原因是代全部开白花，出现这种现象的原因是(）A.自然杂交自然杂交 B.自然选择自然选择 C.基因突变基因突变 D.基因重组基因重组2.进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定的差异的主要原因是一定的差异的主要原因是 （）A.基因重组基因重组 B.基因突变基因突变 C.染色体变异染色体变异 D.生活条件改变生活条件改变CA3.下列有关基因突变的说法，不正确的是下列有关基因突变的说法，不
11、正确的是()A.自然条件下，一种生物的突变率是很低的自然条件下，一种生物的突变率是很低的B.生物所发生的基因突变一般都是有利的生物所发生的基因突变一般都是有利的C.基因突变在自然界的中广泛存在基因突变在自然界的中广泛存在D.基因突变可产生新的基因，是生物变异的基因突变可产生新的基因，是生物变异的 主要来源主要来源B4.利用激光对利用激光对DNA进行修复，生物学上称之进行修复，生物学上称之为为 （）A.基因突变基因突变 B.基因重组基因重组 C.基因互换基因互换 D.染色体变异染色体变异A5.下图中，基因下图中，基因A与与a1a2a3之间的之间的 关系，不能表现的是关系，不能表现的是()A.基因
12、突变是不定向的基因突变是不定向的 B.等位基因的出现是基因突变的结果等位基因的出现是基因突变的结果C.正常基因与致病基因可以转化正常基因与致病基因可以转化D.图中基因的遗传遵循自由组合定律图中基因的遗传遵循自由组合定律Aa1a2a3D在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是（）（）致使（致使（)基因基因 基因基因 基因基因某化合物某化合物酶酶酶酶酶酶鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸6.下图所示某一红色链孢霉合成精氨酸过程：下图所示某一红色链孢霉合成精氨酸过程：如果酶如果酶和酶
13、和酶正常，酶正常，酶活性丧失则能否合成活性丧失则能否合成鸟氨酸和精氨酸鸟氨酸和精氨酸?(）原因是（原因是（)基因基因发生突变，酶发生突变，酶缺乏缺乏不能形成精氨酸不能形成精氨酸能合成鸟氨酸不能合成精氨酸能合成鸟氨酸不能合成精氨酸酶酶失活，鸟氨酸不能合成瓜氨酸，因失活，鸟氨酸不能合成瓜氨酸，因此精氨酸的合成缺乏原料。此精氨酸的合成缺乏原料。DNAA U C C G C A A C C GC 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸天冬酰胺天冬酰胺mRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常T T G G C G A A C C G C 碱基对改变碱基对改变精氨酸精氨酸DNAA U C
14、C G C A U U C G C 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸mRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常T A A G C G A T T C G C 碱基对改变碱基对改变精氨酸精氨酸DNAA U C C G C A C C G C 苏氨酸苏氨酸丙氨酸丙氨酸mRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸碱基对缺失碱基对缺失A C C G C T G G C G A T A C C G C T A G G C G T A T G G C G DNAA T C C G C A U C C G C A U A C C GC mRNA正常正常碱基对增添碱基对增添异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸 脯氨酸脯氨酸安安康康羊羊果蝇的白果蝇的白眼和红眼眼和红眼