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第一课时基因突变、基因重组和染色体变异生物界中的变异现象什么叫“生物的变异”？生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。表现型基因型环境不遗传的变异（改变）（改变）（改变）基因重组染色体变异基因突变（遗传物质未发生改变）(遗传物质发生改变）可遗传的变异一、基因突变1、概念：DNA分子中发生碱基对的_____、____和_____，而引起的的改变。增添缺失替换基因结构┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷┯┯┯┯┯ＡＴＡＧＣＴＡＴＣＧ┷┷┷┷┷┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷┯┯┯ＡＧＣＴＣＧ┷┷┷┯┯┯┯ＡＣＧＣＴＧＣＧ┷┷┷┷┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷增添缺失替换基因突变是否改变染色体上基因的数量和位置？3、时间：2、结果：产生新的等位基因主要在DNA复制时期如有丝分裂间期和减Ⅰ间期（1）真核生物（)；（2）原核生物（）；（3）病毒（）。有丝分裂、减数分裂、无丝分裂二分裂增殖物理因素：化学因素：生物因素：紫外线X射线其它各种辐射亚硝酸碱基类似物苯环类似物复制偶发错误碱基组成改变内部因素：外部因素引起基因突变的因素4．基因突变的原因病毒①普遍性:②随机性:③低频性:④多害少利性：5．基因突变的特点生物界中广泛存在个体发育的任何时期和部位自然界突变率很低：10－5~10-8有害的基因突变畸形的雏鸭人类的多指人类的并指镰刀形红细胞①普遍性:②随机性:③低频性:④多害少利性：⑤不定向性：5．基因突变的特点生物界中广泛存在个体发育的任何时期和部位自然界突变率很低：10－5~10-8多数有害,少数有利基因突变还有何特点？如老鼠灰毛基因A+突变AY(黄毛)a(黑毛)灰老鼠黑老鼠黄老鼠①普遍性:②随机性:③低频性:④多害少利性：⑤不定向性：5．基因突变的特点生物界中广泛存在个体发育的任何时期和部位自然界突变率很低：10－5~10-8A＝a1或A＝a2多数有害,少数有利6.基因突变的意义基因突变新基因(等位基因)基因型(改变)表现型(改变)•产生新基因•生物变异的根本来源•生物进化的原始材料知识点一表格化学因素：有亚硝酸、硫酸二乙酯等。（2）人工诱导基因突变常用方法：物理因素：包括X射线、紫外线、激光等；生物因素：病毒、细菌等。7、基因突变的应用——人工诱变育种（1）原理：运用物理因素或化学因素提高突变率,诱发基因突变,获得优良品种.高产大豆高产青霉菌株有利的基因突变有利的基因突变（4）诱变意义:是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法①成功率低,有利变异个体往往不多，处理的材料量大（育种规模大）②诱变的各种因素都是致癌因素，如有泄漏将造成人体伤害或环境污染(2)优点：①提高突变率，创造新类型，缩短育种周期②大幅度改良某些性状(3)缺点:⑤性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。1、基因突变一定会引发性状的改变吗？①突变后的密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸。②该碱基位于基因的非编码序列(内含子和非编码区)③隐性突变易错必明不一定④由于某些性状由多基因决定，某基因的改变了，但共同作用于此性状的其他基因未改变，其性状可能也不改变。2、基因突变是否一定传递给子代？(1)如果基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可以通过传递给后代。(2)如果基因突变发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。(3)无丝分裂、原核生物的二分裂、病毒遗传物质复制时均可发生基因突变(4)基因突变不改变染色体上基因的数量和位置，只改变其基因结构。(5)自然状态下病毒和原核生物的变异方式仅基因突变。无性生殖“一母生九仔，连母十个样”这种差异怎么造成的？二、基因重组在生物进行生殖的过程中，控制不同性状的基因的。1、基因重组的概念有性重新组合真核2、基因重组类型和发生时期①减数第一次分裂前期（四分体时期）：染色体上的染色单体之间的交叉互换，导致染色体上基因的重新组合。②减数第一次分裂后期：染色体自由组合，导致上的基因自由组合。③DNA分子重组技术。同源非姐妹非同源染色体同源非等位非等位非同源③DNA分子重组技术目的基因经过运载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因重组。目的基因通过有性生殖过程实现的基因重组,为生物变异提供了极其丰富的来源.这是形成的重要原因之一,对于生物进化具有十分重要的意义.3、基因重组的意义生物多样性①肺炎双球菌的转化及病毒遗传物质的整合也属于基因重组。②基因重组产生了新的基因型，但未改变基因的“质”和“量”。③基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源，是形成生物多样性的重要原因。④基因重组只能发生在进行有性生殖的同种生物之间；在减数分裂过程中实现的，而不是在精子与卵细胞的结合过程中实现的。⑤自然状态下，原核生物不发生基因重组。特别提醒(一)染色体结构变异(二)染色体数目变异(三)染色体变异在育种中的应用三、染色体变异染色体的某一片段缺失消失1、缺失abcdefbacdef(一)染色体结构变异如：猫叫综合症猫叫综合症症状：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号染色体部分缺失染色体中增加某一片段重复２、重复abcdefbbabcdefb(一)染色体结构变异染色体的某一片段位置颠倒180°3、倒位abcdefefbcdeaf颠倒(一)染色体结构变异染色体的某一片段移接到另一条染色体上4、易位abcdefghijklabcabcklghdefji移接(一)染色体结构变异非同源易位与交叉互换的区别•相互易位发生在之间，交叉互换发生在之间。•相互易位可以发生在分裂和分裂中，交叉互换发生在分裂时。•相互易位在光学显微镜下，交叉互换一般在光学显微镜下。非同源染色体同源染色体的非姐妹染色单体有丝减数减数可见不可见核心突破缺失重复倒位易位染色体结构的变异导致生物变异的原因是什么？基因数目改变基因位置改变(一)染色体结构变异概念：（二）染色体数目的变异：非整组变异：类型指细胞内染色体数目的增添或缺失。整组变异：细胞内个别染色体的增加或减少；细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少。概念：细胞内某一号或几号染色体的数量增多或减少。后果：因为染色体上的基因能控制蛋白质的合成，某号染色体增多或减少后将导致相应蛋白质的增多或减少，从而导致新陈代谢的严重紊乱，造成细胞死亡或严重的功能缺陷。正常增多减少（一）非整组变异唐氏症起因与染色体数发生错误第21号染色体多一条智障“天才”舟舟■姓名:胡一舟■出生:1978年4月1日■智商：30重度弱智（正常人的最低70）■演出:自1999年1月在保利剧场进行第一场指挥表演以来，至今已演出20场，与国内外十余家交响乐团进行过合作。病因：常染色体变异,比正常人多了一条21号染色舟舟是一个先天智力障碍(三体综合症)患者例：21三体综合征(如图，又称先天性愚型或唐氏综合症)是由于患者细胞内多了一条21号染色体造成的。患者眼间宽、眼角上斜、口常半张，身体发育缓慢、智力极度低下，许多在10岁前夭折。性腺发育不良（特纳氏综合症）单体（2n-1)此外，17号及14号染色体增多一条的患者生理和智力都严重不正常。人类其它染色体数目发生变化的病例极少发现，很可能这些染色体数目改变是致死的！概念：体细胞内染色体组增多或减少。后果：在植物及低等动物中比较常见，由于基因控制的蛋白质成比例增多或减少，一般对生存没有显著影响。在高等植物，染色体组增多的植株一般具有大型性，各器官粗大，成熟推迟；染色体组减少的植株则生长瘦弱。（二）整组变异XYⅡⅣⅢ♂特点：(1)它们在形态和功能上___________(2)携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息。我们把这样一组染色体叫做一个染色体组。（形状、大小各不相同的一组染色体)各不相同1、染色体组雄果蝇的精子中含有一组非同源染色体。果蝇细胞中的一组________染色体，它们在_____和______上各不相同，但是携带着控制生物生长发育的_________，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。（1）染色体组的概念非同源形态功能全部信息①据“染色体形态”判断——细胞内同种形态染色体有几条就含几个染色体组（2）染色体组的确认方法3个4个1个4个②据“基因型”判断——控制同一性状的基因有几个就含几个染色体组AAaaAABBDDAaaABCD四个染色体组两个染色体组三个染色体组一个染色体组（2）染色体组的确认方法③据“染色体数/染色体形态数”值——比值是几，即含几个染色体组。如：果蝇8条/4种形态=2个染色体组（2）染色体组的确认方法例如：人、果蝇、玉米等。自然界中，几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。2、二倍体和多倍体由发育而成的，体细胞中含有染色体组的个体。①二倍体：受精卵两个例如：香蕉（三倍体）、马铃薯（四倍体）等。由发育而成的，体细胞中含有染色体组的个体。②多倍体：受精卵多个2、二倍体和多倍体多倍体植株的特点：2.茎杆粗壮，叶片、果实和种子都一般比较大；糖类、蛋白质等含量增高.3.但发育延迟，结实率低。1.多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见凡是不以种子为收获目标的植物都可以考虑进行多倍体育种。（1）人工诱导多倍体的形成：常用方法有哪些？低温和秋水仙素处理法（2）秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？方法：用秋水仙素处理____________或_______。原理：当秋水仙素作用于正在______的细胞时，能够抑制________的形成，导致________不能_________，从而引起细胞内染色体__________。染色体数目加倍的细胞继续进行_______分裂，将来就可能发育成_________植株。萌发的种子幼苗分裂纺锤体染色体移向两极数目加倍有丝多倍体多倍体植株的特点和形成多倍体育种方法萌发的种子或幼苗染色体数目加倍秋水仙素或低温处理多倍体植株发育细胞融合也可得到多倍体如二倍体如何培育得到三倍体植株？万山之母---帕米尔高原＊据统计,帕米尔高原上的植物65%以上是多倍体。由发育而成的个体。①定义：配子3、单倍体②单倍体植株特点：弱小，且高度不育Q：一个染色体组生物一定是单倍体吗？单倍体一定只有一个染色体组吗？二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素处理二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株♀♂杂交×自然长成四倍体植株上结的果实：胚、胚乳、种皮和果皮各有几个染色体组？无籽西瓜①②③④⑤⑥4n4n2个2n2n二倍体植株的花粉(n)+花粉(n)受精极核(5n)+花粉(n)受精卵(3n)胚胚乳种皮果皮(5n)(3n)4n4n二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素处理二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株♀♂三倍体西瓜种子杂交×自然长成四倍体植株上结的果实：胚、胚乳、种皮和果皮各有几个染色体组？胚乳种皮果皮胚受精极核珠被子房壁受精卵5n4n4n3n5n4n4n3n种子果实无籽西瓜二倍体西瓜幼苗二倍体西瓜幼苗秋水仙素处理二倍体西瓜植株四倍体西瓜植株♀♂联会紊乱三倍体西瓜种子无子西瓜杂交杂交×自然长成二倍体西瓜植株第一年第二年无籽西瓜在人工去雄的番茄花的雌蕊柱头上，涂抹一定浓度的生长素类似物，可以得到无子番茄。下列有关无子番茄和无子西瓜的叙述，正确的是（）A．无子番茄性状能遗传B．若取无子番茄植株进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子C．无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株所结果实中有种子D．若取无子西瓜进行无性繁殖，长成的植株子房壁细胞含有四个染色体组BYRyRYryr黄色圆粒（YyRr）花药（配子）单倍体植株正常二倍体（纯合体）YYRRyyRRYYrryyrr黄圆绿圆黄皱绿皱秋水仙素诱导加倍YRyRYryr花药离体培养单倍体育种aaB_aabb矮抗矮不抗ABAbaBab单倍体ABAbaBab花粉离体培养秋水仙素处理自交取花粉AABBAAbbaaBBaabb高抗高不抗矮抗矮不抗新品种aaBB矮抗杂交AABB×aabb矮不抗高抗AaBb高抗杂交AABB×aabb矮不抗高抗AaBb高抗A_B_A_bbaaB_aabb高抗高不抗矮抗矮不抗aaB