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1、第四节第四节 生物的变异生物的变异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由于环境因素由于环境因素影响，生物体影响，生物体内遗传物质没内遗传物质没有改变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水、肥、水、肥、光照光照充足充足水、肥、水、肥、光照光照不足不足体细胞遗传物质的改变可以遗传吗？体细胞遗传物质的改变可以遗传吗？基因突变基因突变镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症实例实例正常红细胞正常红细胞患者红细胞患者红细胞血红蛋白血红蛋白 正常正常 异常异常氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸mRNADNA
2、CTT突变突变 红细胞红细胞 圆饼状圆饼状 镰刀型镰刀型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 基因突变基因突变DNAA U C C G C A A C C GC 异亮氨酸异亮氨
3、酸 精氨酸精氨酸天冬酰氨天冬酰氨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转录转录转录转录替换替换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 缺失缺失转录转录转录转录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
4、 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 脯氨酸脯氨酸增添增添转录转录转录转录思考：有没有可能基因突变了思考：有没有可能基因突变了 但没引起性状的改变。但没引起性状的改变。DNAA U C 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替换替换思考：上述几种突变的方式，思考：上述几种突变的方式，哪种方式引起的变异最小呢？哪种方式引起的变异最小呢？基因突变的概念基因
5、突变的概念 由于由于DNADNA分子中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,并且通常会并且通常会引起一定的表现型的变化引起一定的表现型的变化.基因突变的意义基因突变的意义 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化学因素：亚硝酸：亚硝酸
6、 碱基类似物等碱基类似物等生物因素生物因素：病毒：病毒 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你认为突变有什么特点？你认为突变有什么特点？常见突变性状：常见突变性状：一一 在生物界普遍存在；在生物界普遍存在；以植物的个体发育为例：以植物的个体发育为例：开花结果开花结果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶具根茎叶的植株的植株分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵基因突变发生的时期与突变性状在生物体基因突变发生的时期与突变性状在生物体的表
7、现部位及范围大小有没有关系？的表现部位及范围大小有没有关系？有什么关系？有什么关系？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。基因突变发生在生物个体发育的什么时期？基因突变发生在生物个体发育的什么时期？哪些细胞能发生基因突变？哪些细胞能发生基因突变？各个时期各个时期分裂间期的细胞分裂间期的细胞有有二二 在生物体内随机发生；在生物体内随机发生；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
8、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3105小资料小资料三三 突变率低；突变率低；白化苗白化苗四四 大多数突变是大多数突变是有害有害的的白化病白化病为为什什么么呢呢？任何一种生物都是长期进化过程的产任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们物，它们 与环境取得了高度的协调。与环境取得了高度的协调。原鸡原鸡蛋鸡蛋鸡肉鸡肉鸡药药鸡鸡斗斗鸡鸡五五 基因突是基因突是 不定向不定向的的 虽然虽然基因突变基因突变是是不定向不定向的，而且大的，而且大多数是多数是有害有害的，但的，但人工选择人工选择是是定向定向的，的，我们可以选择我们可以选择有
9、利有利变异，经多代积累便变异，经多代积累便可以获得可以获得优良优良品种。品种。人工诱变：人工诱变：概概 念念 人工诱变是指利用人工诱变是指利用物理因素或物理因素或化学因素化学因素来处理生物，使生物发生来处理生物，使生物发生基因突变，从而基因突变，从而提高突变率提高突变率，创，创造更多人类可供选择的变异类型，造更多人类可供选择的变异类型，从而从而更快更快选育出优良品种。选育出优良品种。人工诱变的成人工诱变的成 就就:这种太空南瓜王最大这种太空南瓜王最大能长到能长到200200多公斤，多公斤，在生长繁殖期高峰时，在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大南瓜每天能增大5 5公斤。公斤。最初的青霉菌分泌青霉
10、素的产量只有最初的青霉菌分泌青霉素的产量只有2020单位单位/ml/ml,后来人们通过物理射线处后来人们通过物理射线处理青霉菌，选育出了高产菌珠，目前理青霉菌，选育出了高产菌珠，目前青霉素的产量已达青霉素的产量已达6000060000单位单位/ml/ml.我国通过诱变培育出了数百个抗病力强、我国通过诱变培育出了数百个抗病力强、产量高、品质好的农作物新品种。产量高、品质好的农作物新品种。“一猪生九仔，连母十个样一猪生九仔，连母十个样”，这种个，这种个体的差异，主要是体的差异，主要是什么原因什么原因产生的产生的?有性生殖有性生殖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 过程实现的过程实
11、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一种具有一种具有20对对等位基因等位基因（这（这20对等位基因分别位于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，对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出可能出现的表现型就有现的表现型就有220=1048576种。种。AabBAaBbA
12、b和和aBAB和和abAabBAaBb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 通过有性生殖过程通过有性生殖过程通过有性生殖过程通过有性生殖过程实现的基因重组实现的基因重组实现的基因重组实现的基因重组,为为为为生物生物生物生物变异变异变异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生物多样生物多样生物多样性性性性的重要原因之一的重要原因之一的重要原因之一的重要原因之一,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要具有十分重要的意义的意
13、义的意义的意义.意义意义小小 结结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）来源诱因课课 堂堂 练练 习习1.一种植物在正常情况下只开红花，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
14、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
15、 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。同学们再见！同学们再见！