生物變異的來源

1、生物變異的來源相應(yīng)性狀的改變相應(yīng)性狀的改變相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變相應(yīng)氨基酸的改變相應(yīng)氨基酸的改變mRNAmRNA分子中的堿基發(fā)生變化分子中的堿基發(fā)生變化DNADNA分子中的堿基對發(fā)生變化分子中的堿基對發(fā)生變化具體變化過程具體變化過程: :這種變化可否遺傳這種變化可否遺傳? ?如何遺傳？如何遺傳？可以遺傳可以遺傳突變后的突變后的DNADNA分分子復(fù)制子復(fù)制, ,通過減通過減數(shù)分裂形成帶有數(shù)分裂形成帶有突變基因的生殖突變基因的生殖細(xì)胞細(xì)胞, ,并將突變并將突變基因傳給下一代基因傳給下一代. .生物變異的來源增增添添缺缺失失改改變變DNADNA分子中發(fā)生分子中發(fā)生堿基對堿基對的的 、 和和

2、 ，而引起的而引起的 的改變。的改變。 增添增添缺失缺失改變改變基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)（一）基因突變的概念：（一）基因突變的概念：生物變異的來源思考與討論：思考與討論：由于堿基對的改變，是否一定會引起蛋白質(zhì)的由于堿基對的改變，是否一定會引起蛋白質(zhì)的改變？改變？基因突變都會遺傳給后代嗎？基因突變都會遺傳給后代嗎？不一定不一定生物變異的來源( (二二) )基因突變發(fā)生的時(shí)間？基因突變發(fā)生的時(shí)間？細(xì)胞周期中的細(xì)胞周期中的分裂間期分裂間期A.A.有絲分裂間期有絲分裂間期B.B.減數(shù)第一次分裂間期減數(shù)第一次分裂間期體細(xì)胞體細(xì)胞生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞中可以發(fā)生基因突變中可以發(fā)生基因突變（但一般不能傳給后代）（但一般不

3、能傳給后代）中也可以發(fā)生基因突變中也可以發(fā)生基因突變（可以通過受精作用直接傳給后代）（可以通過受精作用直接傳給后代） DNA DNA在進(jìn)行復(fù)制時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤或由于某種原因斷裂后在進(jìn)行復(fù)制時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤或由于某種原因斷裂后進(jìn)行修復(fù)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。進(jìn)行修復(fù)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。生物變異的來源( (三三) )基因突變的原因基因突變的原因物理因素物理因素化學(xué)因素化學(xué)因素生物因素生物因素基因突變的原因基因突變的原因X X射線、激光等射線、激光等亞硝酸和堿基類似物等亞硝酸和堿基類似物等病毒和某些細(xì)菌等病毒和某些細(xì)菌等生物變異的來源(四)基因突變的類型1 1、按來源分、按來源分_與與_2 2、按突變后對生物個(gè)體的影響分、按突變后

4、對生物個(gè)體的影響分 與與_,_,對生物體而言，多數(shù)為對生物體而言，多數(shù)為_。自然突變自然突變誘發(fā)突變誘發(fā)突變有利突變有利突變 有害突變有害突變有害突變有害突變打破生物對環(huán)境的適應(yīng)性打破生物對環(huán)境的適應(yīng)性為何基因突變對生物體而言，多數(shù)為有害突變?yōu)楹位蛲蛔儗ι矬w而言，多數(shù)為有害突變? ? 如此的話基因突變對生物豈不是沒有意義如此的話基因突變對生物豈不是沒有意義? ?產(chǎn)生新基因產(chǎn)生新基因引發(fā)生物變異引發(fā)生物變異為進(jìn)化提供原始材料為進(jìn)化提供原始材料3 3、按表現(xiàn)條件分、按表現(xiàn)條件分顯性突變顯性突變和和隱性突變隱性突變生物變異的來源棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蠅果蠅 紅眼紅眼白眼白眼 長翅

5、長翅殘翅殘翅家鴿家鴿 羽毛白色羽毛白色灰紅色灰紅色人人 正常色覺正常色覺色盲色盲 正常膚色正常膚色白化病白化病你認(rèn)為突變有什么特點(diǎn)？你認(rèn)為突變有什么特點(diǎn)？常見突變性狀：常見突變性狀：一一 在生物界普遍存在；在生物界普遍存在；討論與思考討論與思考短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）玉米白化苗玉米白化苗人類多指人類多指生物變異的來源以植物的個(gè)體發(fā)育為例：以植物的個(gè)體發(fā)育為例：開花結(jié)果的植株開花結(jié)果的植株胚胚幼苗幼苗具根莖葉的植株具根莖葉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c.基因突變發(fā)生的時(shí)期與突變性狀在生物基因突變發(fā)生的時(shí)期與突變性狀在生物體的表現(xiàn)部位及范圍大小有沒有關(guān)系？體的表現(xiàn)部位

6、及范圍大小有沒有關(guān)系？d.有什么關(guān)系？有什么關(guān)系？突變發(fā)生的時(shí)間越早，表現(xiàn)突變的部分越多，突變發(fā)生的時(shí)間越早，表現(xiàn)突變的部分越多，突變發(fā)生的時(shí)期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少。突變發(fā)生的時(shí)期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少。a.基因突變發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的什么時(shí)期？基因突變發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的什么時(shí)期？b.哪些細(xì)胞能發(fā)生基因突變？哪些細(xì)胞能發(fā)生基因突變？任何時(shí)期任何時(shí)期分裂間期的細(xì)胞分裂間期的細(xì)胞有有二二 在生物體內(nèi)隨機(jī)發(fā)生；在生物體內(nèi)隨機(jī)發(fā)生；生物變異的來源基基 因因突變率突變率大腸桿菌組氨酸缺陷型基因大腸桿菌組氨酸缺陷型基因210果蠅的白眼基因果蠅的白眼基因4105果蠅的褐眼基因果蠅的褐眼基因3105玉

7、米的皺縮基因玉米的皺縮基因110小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人類色盲基因人類色盲基因3105小資料小資料三三 突變率突變率低低；生物變異的來源白化苗白化苗四四 大多數(shù)突變是大多數(shù)突變是有害有害的的白化病白化病為什么呢？為什么呢？ 任何一種生物都是長期進(jìn)化過程的產(chǎn)任何一種生物都是長期進(jìn)化過程的產(chǎn)物，它們物，它們 與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)。與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)。生物變異的來源五五 基因突是基因突是 不定向不定向的的生物變異的來源(五)基因突變的特點(diǎn)自然界的物種中廣泛存在自然界的物種中廣泛存在可發(fā)生在任何時(shí)期可發(fā)生在任何時(shí)期自然界突變率很低：自然界突變率很低：10105 5- - 1010-

8、8-8( (打破對環(huán)境的適應(yīng)性打破對環(huán)境的適應(yīng)性) )多數(shù)有害多數(shù)有害, ,少數(shù)有利少數(shù)有利 普遍性普遍性: :隨機(jī)性隨機(jī)性: :低頻性低頻性: :多害少利性多害少利性：一個(gè)基因可以產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因一個(gè)基因可以產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因 不定向性不定向性：生物變異的來源(六)基因突變的意義 生物變異的生物變異的根本來源根本來源，為生物進(jìn)化提，為生物進(jìn)化提供了最初的原始材料供了最初的原始材料,能使生物的性狀出能使生物的性狀出現(xiàn)差別，以適應(yīng)不同的外界環(huán)境，是生現(xiàn)差別，以適應(yīng)不同的外界環(huán)境，是生物進(jìn)化的重要因素之一。物進(jìn)化的重要因素之一?；蛲蛔兊慕Y(jié)果：基因突變的結(jié)果： 使一個(gè)基因變成它的使一個(gè)基

9、因變成它的等位基因等位基因 生物變異的來源非同源染色體上的非同源染色體上的 非等位基因自由組合非等位基因自由組合一種具有一種具有20對對等位基因等位基因（這（這20對等位基因分別位于對等位基因分別位于 20對同源染色體上）的生物進(jìn)行雜交時(shí)，對同源染色體上）的生物進(jìn)行雜交時(shí)，F(xiàn)2可能出可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型就有現(xiàn)的表現(xiàn)型就有 種。種。AabBAaBbAb和和aBAB和和ab上一頁上一頁220=1048576生物變異的來源AabBAaBb同源染色體的非姐妹染色單體同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換之間的局部交換上一頁上一頁生物變異的來源二、基因重組二、基因重組1 1、概念、概念: : 在生物進(jìn)行在

10、生物進(jìn)行有性生殖過程有性生殖過程中中, ,控制不同控制不同性狀的基因的自由組合性狀的基因的自由組合. .2 2、類型、類型: :基因的自由組合基因的自由組合: :基因的互換基因的互換: :非同源染色體上的非等位基因的非同源染色體上的非等位基因的自由組合自由組合同源染色體上的非姐妹染色體之間同源染色體上的非姐妹染色體之間發(fā)生局部互換發(fā)生局部互換. .生物變異的來源3 3、意義、意義: :通過有性生殖實(shí)現(xiàn)基因重通過有性生殖實(shí)現(xiàn)基因重組為生物變異提供了極其組為生物變異提供了極其豐富的來源豐富的來源, ,是生物多樣是生物多樣性的重要原因之一性的重要原因之一. .基因重組能否產(chǎn)生新的基因？基因重組能否產(chǎn)

11、生新的基因？生物變異的來源基因突變和重組引起的變異有什么區(qū)別基因突變和重組引起的變異有什么區(qū)別? ?1 1基因突變：基因突變： 基因基因_改變，它改變，它_新的基因新的基因 發(fā)生時(shí)期：發(fā)生時(shí)期：_ 特點(diǎn)：普遍性、隨機(jī)性、特點(diǎn)：普遍性、隨機(jī)性、_、 多數(shù)有害、不定向性。多數(shù)有害、不定向性。2 2基因重組：基因重組： 控制不同性狀的控制不同性狀的_，_新基因，可新基因，可形成新的形成新的_。 發(fā)生時(shí)期：發(fā)生時(shí)期：_ 特點(diǎn)：特點(diǎn)：_內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生能產(chǎn)生細(xì)胞分裂間期（細(xì)胞分裂間期（DNADNA復(fù)制時(shí)）復(fù)制時(shí)）突變率低突變率低基因重新組合基因重新組合 不產(chǎn)生不產(chǎn)生基因型基因型有性生殖過程中有性生

12、殖過程中( (減數(shù)分裂減數(shù)分裂) )非常豐富非常豐富生物變異的來源二、染色體變異二、染色體變異1.1.染色體結(jié)構(gòu)的變異染色體結(jié)構(gòu)的變異2.2.染色體數(shù)目的變異染色體數(shù)目的變異染色體組染色體組二倍體和多倍體二倍體和多倍體人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用人工誘導(dǎo)多倍體在育種上的應(yīng)用單倍體單倍體染色體變異與基因突變相比，哪一種變異對引染色體變異與基因突變相比，哪一種變異對引起的性狀變化較大一些？為什么？起的性狀變化較大一些？為什么？生物變異的來源大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物有害，有的大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物有害，有的甚至導(dǎo)致生物體死亡。甚至導(dǎo)致生物體死亡。生物變異的來源染色體結(jié)構(gòu)變異圖解染色體結(jié)構(gòu)變異圖

13、解1 12 23 34 4生物變異的來源請思考：請思考：Q1:Q1:果蠅體細(xì)胞有幾條染色體？果蠅體細(xì)胞有幾條染色體？8 8條條Q2:Q2:號和號和號染色體是什么關(guān)系號染色體是什么關(guān)系?號和號和號呢號呢? ?同源染色體同源染色體非同源染色體非同源染色體Q3:Q3:雄果蠅的體細(xì)胞中共有哪幾對同源染色體雄果蠅的體細(xì)胞中共有哪幾對同源染色體? ?和和、和和、和和、X X和和Y Y 生物變異的來源生物變異的來源正常正常增多增多減少減少個(gè)別變異個(gè)別變異整組變異整組變異成倍增多或減少成倍增多或減少染色體數(shù)目的變異染色體數(shù)目的變異生物變異的來源( (二二) )染色體組倍性增減染色體組倍性增減 細(xì)胞中的一組非同

14、源染色體，細(xì)胞中的一組非同源染色體，其形態(tài)和功能其形態(tài)和功能各不相同各不相同，但攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺，但攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳變異的傳變異的全部遺傳信息全部遺傳信息。1.1.染色體組：染色體組：例：分析對照圖，從例：分析對照圖，從A B C DA B C D中確認(rèn)出表示標(biāo)中確認(rèn)出表示標(biāo)含一個(gè)染色體組的細(xì)胞，是圖中的（）含一個(gè)染色體組的細(xì)胞，是圖中的（）B BABCD對照對照生物變異的來源3.3.多倍體多倍體(1)(1)定義：體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體定義：體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體 組的的個(gè)體組的的個(gè)體(2)(2)成因：外界環(huán)境條件影響了有絲分裂時(shí)紡錘成因：外界

15、環(huán)境條件影響了有絲分裂時(shí)紡錘 體的形成，使染色體不能被拉向兩極，體的形成，使染色體不能被拉向兩極， 細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞。細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞。(3)(3)應(yīng)用：應(yīng)用：用途：多倍體育種用途：多倍體育種( (多倍體植物各器官都比多倍體植物各器官都比 較大，營養(yǎng)物質(zhì)的含量也較高，但發(fā)較大，營養(yǎng)物質(zhì)的含量也較高，但發(fā) 育延遲，結(jié)實(shí)率低。育延遲，結(jié)實(shí)率低。) )方法原理：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗方法原理：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗2.2.二倍體：二倍體：體細(xì)胞中含兩個(gè)染色體組的個(gè)體體細(xì)胞中含兩個(gè)染色體組的個(gè)體如：香蕉、馬鈴薯如：香蕉、馬鈴薯生物變異的來源細(xì)胞中的一組細(xì)胞中的一組非同源

16、染色體非同源染色體，形態(tài)和功能各不形態(tài)和功能各不相同相同，但攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳，但攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的和變異的全部信息全部信息。特點(diǎn)：特點(diǎn)： a它們它們形態(tài)大小、功能各不相同形態(tài)大小、功能各不相同 b.但是但是攜帶著攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、控制一種生物生長發(fā)育、遺傳變異的遺傳變異的全套遺傳信息全套遺傳信息生物變異的來源ABCD例例1、某生物正常體細(xì)胞的染色體數(shù)目為、某生物正常體細(xì)胞的染色體數(shù)目為8條，條，下圖中，表示含有一個(gè)染色體組的細(xì)胞是下圖中，表示含有一個(gè)染色體組的細(xì)胞是C例例2、某生物的基因型為、某生物的基因型為AAaaBbbbCCCc，那么，那么它

17、有多少個(gè)染色體組它有多少個(gè)染色體組A、2、 B、3 C、4 D、8染色體組數(shù)的判斷辦法：染色體組數(shù)的判斷辦法：1、圖形題就看同源染色體的條數(shù)、圖形題就看同源染色體的條數(shù)2、基因型題就看同種類型字母的個(gè)數(shù)、基因型題就看同種類型字母的個(gè)數(shù)生物變異的來源a：細(xì)胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個(gè)染色體組。b：控制同一性狀的基因（不分大小寫）有幾個(gè)，就有幾個(gè)染色體組。 AAaBB bcC C染色體組數(shù)的判斷辦法：染色體組數(shù)的判斷辦法：生物變異的來源DDdd AABBdd Aaa ABDR 4個(gè)個(gè) 2個(gè)個(gè) 3個(gè)個(gè)1個(gè)個(gè)AAaBBbCCcDDd2個(gè)個(gè)3個(gè)個(gè)生物變異的來源二倍體：多倍體：多倍體：體細(xì)胞中有

18、兩個(gè)染色體組的個(gè)體。體細(xì)胞中有兩個(gè)染色體組的個(gè)體。 體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上的染色體組的體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上的染色體組的個(gè)體。個(gè)體。絕大多數(shù)的動物和半數(shù)以上的高等植物，都是二倍體絕大多數(shù)的動物和半數(shù)以上的高等植物，都是二倍體人：人：2N=46 2N=46 果蠅：果蠅：2N=8 2N=8 水稻：水稻：2N=242N=24 香蕉：三倍體香蕉：三倍體 馬鈴薯：四倍體馬鈴薯：四倍體 普通小麥：六倍體普通小麥：六倍體 小黑麥：八倍體小黑麥：八倍體 帕米爾高原的植物帕米爾高原的植物,65%,65%的種類是多倍體的種類是多倍體生物變異的來源5 5、單倍體、單倍體概念：概念：體細(xì)胞中含有本物種體細(xì)胞中

19、含有本物種配子配子染色體數(shù)目的個(gè)體。染色體數(shù)目的個(gè)體。配子配子發(fā)育成的個(gè)體發(fā)育成的個(gè)體直接直接生物變異的來源 生物幾倍體判別不能只看細(xì)胞內(nèi)含有多少個(gè)染色體組，還要考慮生物個(gè)體發(fā)育的直接來源。A、如果生物體由受精卵發(fā)育而成，生物體細(xì)胞內(nèi)有幾個(gè)染色體組就叫幾倍體。B、如果生物體是由配子卵細(xì)胞或花粉直接發(fā)育而成，無論細(xì)胞內(nèi)含有幾個(gè)染色體組，都叫單倍體。幾倍體判別？生物變異的來源卵細(xì)胞精子單倍體受精卵生物體2N 二倍體3N 三倍體4N 四倍體6N 六倍體直接發(fā)育 玉米是二倍體，它的體細(xì)胞中含有 染色體組，20個(gè)染色體，它的單倍體植株體細(xì)胞含 染色體組， _染色體。 又如普通小麥?zhǔn)橇扼w，它的體細(xì)胞中含有 染色體組，42個(gè)染色體，它的單倍體植株體細(xì)胞中含有 染色體組， 染色體。 可見，單倍體植株的染色體數(shù)目總是正常植株染色體數(shù)目的一半。2個(gè)1個(gè)10個(gè)6個(gè)3個(gè)21個(gè)生物變異的來源注意:1、體