生物生物變異的來源浙科必修

1、 太空椒（經(jīng)過太空遨游，也就是經(jīng)太空椒（經(jīng)過太空遨游，也就是經(jīng) 過輻射的）和普通椒相比，太空椒具有過輻射的）和普通椒相比，太空椒具有 明顯的優(yōu)勢，果實肥大，明顯的優(yōu)勢，果實肥大，把其種下去后把其種下去后 結(jié)出的仍是太空椒結(jié)出的仍是太空椒 可遺傳的變異可遺傳的變異 1 1、下面敘述的變異現(xiàn)象，可遺傳的是、下面敘述的變異現(xiàn)象，可遺傳的是 A A由于水肥充足而造成的小麥粒大粒多性狀由于水肥充足而造成的小麥粒大粒多性狀 B B果樹修剪后所形成的樹冠具有特定的形狀果樹修剪后所形成的樹冠具有特定的形狀 C C開紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開開紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開 白花白花 C 精典例題精

2、典例題 第一節(jié)第一節(jié) 生物變異的來源生物變異的來源 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 Y y r R Y y R r Yr 和和 yR YR 和和 yr A a b B Aa Bb 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 思考思考:一種具有一種具有20對對等位基因等位基因（這（這20對對 等位基因分別位于等位基因分別位于 20對同源染色體上）對同源染色體上） 的生物進行雜交時，的生物進行雜交時，F(xiàn)2可能出現(xiàn)的表可能出現(xiàn)的表 現(xiàn)型就有現(xiàn)型就有 種。種。 220=1048576 5 5、意義、意義: : 通過有性生殖

3、過程實現(xiàn)的，基因重組的通過有性生殖過程實現(xiàn)的，基因重組的 結(jié)果導(dǎo)致結(jié)果導(dǎo)致生物性狀的多樣性生物性狀的多樣性，為動植物，為動植物 育種和生物進化育種和生物進化提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。 基因重組能否產(chǎn)生基因重組能否產(chǎn)生新的基因新的基因？ 能否產(chǎn)生能否產(chǎn)生新的基因型新的基因型？ 否否 能能 1910年，赫里克醫(yī)生的診所來了一位黑人病人，年，赫里克醫(yī)生的診所來了一位黑人病人， 病人臉色蒼白，四肢無力，是嚴重的貧血病患者。對病人臉色蒼白，四肢無力，是嚴重的貧血病患者。對 病人做血液檢查時發(fā)現(xiàn)，紅細胞在顯微鏡不是正常的病人做血液檢查時發(fā)現(xiàn)，紅細胞在顯微鏡不是正常的 圓餅形，而是又長又彎的鐮

4、刀形，稱圓餅形，而是又長又彎的鐮刀形，稱鐮刀形細胞貧血鐮刀形細胞貧血 癥癥。這樣的紅細胞容易破裂。這樣的紅細胞容易破裂,使人患溶血性貧血使人患溶血性貧血,嚴重時嚴重時 會導(dǎo)致死亡會導(dǎo)致死亡. 二、基因突變二、基因突變 資料：基因突變的實例資料：基因突變的實例 為什么谷氨酸會被纈氨酸取代呢？為什么谷氨酸會被纈氨酸取代呢？ 1956年，英國科學家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀年，英國科學家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀 狀細胞貧血癥患者血紅蛋白異常，一條多肽狀細胞貧血癥患者血紅蛋白異常，一條多肽 鏈上的鏈上的谷氨酸谷氨酸被被纈氨酸纈氨酸取代取代。 正常正常 異常異常 脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸纈氨酸纈

5、氨酸谷氨酸谷氨酸 思考與討論思考與討論 CTTCTT GAAGAA 谷氨酸谷氨酸纈氨酸纈氨酸 DNADNA mRNAmRNA 氨基酸氨基酸 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 正常正常異常異常 GUAGUA CATCAT GTAGTA 突變突變 GAAGAA _原因原因 _原因原因 鐮刀型細胞貧血癥是由于基因中的堿基對發(fā)生了鐮刀型細胞貧血癥是由于基因中的堿基對發(fā)生了 _產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。 病因：病因： 替換替換 根本根本 直接直接 T T A A 增增 添添 缺缺 失失 替替 換換 1、概念：、概念：基因內(nèi)部核酸分子上的基因內(nèi)部核酸分子上的特定核苷酸序列特定核苷酸序列 發(fā)生改變發(fā)生改變的現(xiàn)象或過程的現(xiàn)象或過程 二、基

6、因突變二、基因突變 3 3、基因突變的類型、基因突變的類型 P P77 77 形態(tài)突變：影響生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)形態(tài)突變：影響生物的形態(tài)結(jié)構(gòu) 生化突變：影響生物的代謝過程生化突變：影響生物的代謝過程(人類的人類的苯丙酮尿癥）苯丙酮尿癥） 致死突變：導(dǎo)致個體活力下降，甚至死亡致死突變：導(dǎo)致個體活力下降，甚至死亡 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 消化吸收消化吸收 細胞內(nèi)苯丙氨酸細胞內(nèi)苯丙氨酸苯丙酮酸苯丙酮酸 酪氨酸酪氨酸 苯丙氨酸羥化酶苯丙氨酸羥化酶 4、基因突變的特點、基因突變的特點 P77 普遍性普遍性: : 基因突變可發(fā)生在任何生物、任何時期的基因突變可發(fā)生在任何生物、任何時期的 任何細胞內(nèi)任何細胞內(nèi) 突變發(fā)生的時

7、間越早，表現(xiàn)突變的部分越多，突變發(fā)生的時間越早，表現(xiàn)突變的部分越多， 突變發(fā)生的時期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少。突變發(fā)生的時期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少。 多方向性：多方向性： 基因突基因突 變是變是不定向不定向的，可以向不的，可以向不 同方向突變成它的等位基同方向突變成它的等位基 因。因。 可逆性：可逆性： 基基 因因突變頻率突變頻率 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410 5 果蠅的褐眼基因果蠅的褐眼基因310 5 玉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110 5 人類色盲基因人類色盲基因310 5 小資料小資料 稀

8、有性：稀有性：自然狀態(tài)下，自然狀態(tài)下， 突變頻率突變頻率低低； 白化苗白化苗 有害性：有害性：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化過程的產(chǎn)任何一種生物都是長期進化過程的產(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)。 5 5、 誘發(fā)基因突變的因素誘發(fā)基因突變的因素 物理因素物理因素 化學因素化學因素 生物因素生物因素 誘發(fā)基因突變誘發(fā)基因突變 的因素的因素 各種射線的照射、溫度劇變各種射線的照射、溫度劇變 等等 亞硝酸和堿基類似物等亞硝酸和堿基類似物等 病毒和某些細菌等病毒和某些細菌等 CTTCTT GAAGA

9、A 谷氨酸谷氨酸纈氨酸纈氨酸 DNADNA mRNAmRNA 氨基酸氨基酸 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 正常正常異常異常 GUAGUA CATCAT GTAGTA 突變突變 GAAGAA _原因原因 _原因原因 鐮刀型細胞貧血癥是由于基因中的堿基對發(fā)生了鐮刀型細胞貧血癥是由于基因中的堿基對發(fā)生了 _產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。 病因：病因： 替換替換 根本根本 直接直接 T T A A 鐮刀形細胞貧血癥病因示意圖鐮刀形細胞貧血癥病因示意圖 1 1、在一個、在一個DNADNA分子中如果插入了一個堿基對，則分子中如果插入了一個堿基對，則 A.A.不能轉(zhuǎn)錄不能轉(zhuǎn)錄 B.B.不能翻譯不能翻譯 C.C.在轉(zhuǎn)錄時造成插入點以前的遺

10、傳密碼改變在轉(zhuǎn)錄時造成插入點以前的遺傳密碼改變 D.D.在轉(zhuǎn)錄時造成插入點以后的遺傳密碼改變在轉(zhuǎn)錄時造成插入點以后的遺傳密碼改變 2 2、若某基因原為、若某基因原為303303對堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，成為對堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，成為 300300個堿基對，它合成的蛋白質(zhì)分子與原來基因合個堿基對，它合成的蛋白質(zhì)分子與原來基因合 成的蛋白質(zhì)分子相比較，差異可能為成的蛋白質(zhì)分子相比較，差異可能為 A A只相差一個氨基酸，其他順序不變只相差一個氨基酸，其他順序不變 B B長度相差一個氨基酸外，其他順序也有改變長度相差一個氨基酸外，其他順序也有改變 C C長度不變，但順序改變長度不變，但順序改變 D DA A、

11、B B都有可能都有可能 D D 精典例題精典例題 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, , ，是變異的，是變異的根本根本來源。來源。 發(fā)生時期：發(fā)生時期：_ 特點：普遍性、多方向性、特點：普遍性、多方向性、_、 多數(shù)有害、可逆性。多數(shù)有害、可逆性。 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，可形成新的新基因，可形成新的_,_,是是 變異的變異的主要主要來源。來源。 發(fā)生時期：發(fā)生時期：_ 特點：特點：_ 內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 能產(chǎn)生能產(chǎn)生 細胞分裂間期（細胞

12、分裂間期（DNADNA復(fù)制時）復(fù)制時） 稀有性稀有性 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 減數(shù)第一次分裂減數(shù)第一次分裂( (有性生殖過程中有性生殖過程中) ) 變異非常豐富變異非常豐富 請討論：請討論： Q1Q1：染色體結(jié)構(gòu)變異對生物都是有害的嗎？：染色體結(jié)構(gòu)變異對生物都是有害的嗎？ 大多有害、少數(shù)有利大多有害、少數(shù)有利 Q2Q2：染色體變異與基因突變相比，哪一種變異對：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？引起的性狀變化較大一些？為什么？ 每條染色體上含有許多基因，染色體變異每條染色體上含有許多基因，染色體變異 會引起多個基因的變化，所以引起

13、的性狀會引起多個基因的變化，所以引起的性狀 變化較大一些變化較大一些 果蠅的復(fù)眼 野生型：橢圓眼野生型：橢圓眼變異型：棒狀眼變異型：棒狀眼 由果蠅的X染色體上某個區(qū)段 發(fā)生重復(fù)引起。 鞏固訓練: 1.下列變異中下列變異中,不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是不屬于染色體結(jié)構(gòu)變異的是 ( ) A.染色體缺失某一片段染色體缺失某一片段 B.染色體增加了某一片段染色體增加了某一片段 C.染色體中染色體中DNA的一個堿基發(fā)生了改變的一個堿基發(fā)生了改變 D.染色體某一片段位置顛倒了染色體某一片段位置顛倒了180 請思考：請思考： Q1:Q1:果蠅體細胞有幾條染色體？果蠅體細胞有幾條染色體？ 8 8條條 Q2:Q2:

14、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:雄果蠅的體細胞中共有哪幾對同源染色體雄果蠅的體細胞中共有哪幾對同源染色體? ? 和和、和和、和和、X X和和Y Y X XY Y Y Y X X Q4Q4：雄果蠅產(chǎn)生的精子中有哪幾條染色體？這些染色體：雄果蠅產(chǎn)生的精子中有哪幾條染色體？這些染色體 在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上有什么特點？這些染色體之間在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上有什么特點？這些染色體之間 是什么關(guān)系？它們是否攜帶著控制生物生長發(fā)育的全是什么關(guān)系？它們是否攜帶著控制生物生長發(fā)育的全 部遺傳信息？部遺傳信息？ 減數(shù)分裂減

15、數(shù)分裂 Q5Q5：如果將果蠅：如果將果蠅 的精子中的染的精子中的染 色體看作一色體看作一 組，那么果蠅組，那么果蠅 的體細胞中有的體細胞中有 幾組染色體？幾組染色體？ 4 4、染色體組、染色體組 認真分析下圖的對照圖，從認真分析下圖的對照圖，從A A、B B、C C、D D中確認出表示含中確認出表示含 一個染色體組的細胞，是圖中的一個染色體組的細胞，是圖中的 對一個個體稱單倍體還是幾倍體，關(guān)鍵看什么？對一個個體稱單倍體還是幾倍體，關(guān)鍵看什么？ 關(guān)鍵看它是由關(guān)鍵看它是由受精卵發(fā)育而成的個體受精卵發(fā)育而成的個體， 還是還是由配子發(fā)育而成的個體由配子發(fā)育而成的個體。由受精卵發(fā)育。由受精卵發(fā)育 而成的

16、個體叫幾倍體，由配子發(fā)育而成的個而成的個體叫幾倍體，由配子發(fā)育而成的個 體叫單倍體。體叫單倍體。 Q Q：一倍體一定是單倍體嗎？單倍體一定是一倍體嗎？：一倍體一定是單倍體嗎？單倍體一定是一倍體嗎？ 一倍體一定是單倍體；單倍體不一定是一倍體。一倍體一定是單倍體；單倍體不一定是一倍體。 二倍體二倍體：具有兩個染色體組的細胞或體細胞中含兩個染色體組具有兩個染色體組的細胞或體細胞中含兩個染色體組 的個體的個體 多倍體多倍體：體細胞中含有三個或三個以上的：體細胞中含有三個或三個以上的 染色體組的個體。染色體組的個體。 5 5、一倍體、二倍體、多倍體和單倍體、一倍體、二倍體、多倍體和單倍體 例如：人、果蠅

17、、玉米等大多數(shù)生物例如：人、果蠅、玉米等大多數(shù)生物 例如：香蕉、馬鈴薯例如：香蕉、馬鈴薯 一倍體一倍體：只有一個染色體組的細胞或體細胞：只有一個染色體組的細胞或體細胞 中含單個染色體組的個體中含單個染色體組的個體 由受由受 精卵精卵 發(fā)育發(fā)育 而來而來 單倍體：單倍體：體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體 由配子直接發(fā)育而來由配子直接發(fā)育而來 體細胞中的體細胞中的 染色體數(shù)染色體數(shù) 配子中的配子中的 染色體數(shù)染色體數(shù) 體細胞中體細胞中 的染色體的染色體 組數(shù)組數(shù) 配子中的配子中的 染色體組染色體組 數(shù)數(shù) 屬于幾倍體屬于幾倍體 生物生物 豌豌 豆豆 7 2

18、 普通小普通小 麥麥 42 3 小黑麥小黑麥 28八倍體八倍體 比較項目比較項目 生物種類生物種類 14 1 二倍體二倍體 六倍體六倍體 21 56 8 4 6 1 1、某自花傳粉植物連續(xù)幾代開紅花，一、某自花傳粉植物連續(xù)幾代開紅花，一 次開出一朵白花，白花的后代全開白花，次開出一朵白花，白花的后代全開白花， 其原因是其原因是 A A基因突變基因突變 B B基因重組基因重組 C C基因分離基因分離 D D環(huán)境影響環(huán)境影響 A 2 2、上眼瞼下垂是一種顯性遺傳病、上眼瞼下垂是一種顯性遺傳病, ,某一男性患某一男性患 者者, ,其父母正常，請判斷這人性狀最可能是其父母正常，請判斷這人性狀最可能是

19、A.A.伴性遺傳伴性遺傳 B.B.常染色體遺傳常染色體遺傳 C.C.基因突變基因突變 D.D.基因重組基因重組 C 3.如果將一個鐮刀型細胞貧血癥的患者血液如果將一個鐮刀型細胞貧血癥的患者血液, 輸給一個血型相同的正常人輸給一個血型相同的正常人,將使正常人將使正常人 B A、 基因產(chǎn)生突變基因產(chǎn)生突變,使此人患病使此人患病 B、無基因突變、無基因突變,性狀不遺傳給此人性狀不遺傳給此人 C、基因重組、基因重組,將病遺傳給此人將病遺傳給此人 D、無基因突變、無基因突變,此人無病此人無病,其后代患病其后代患病 5 5、生物界是千姿百態(tài)，多種多樣的，這都要建立在生、生物界是千姿百態(tài)，多種多樣的，這都要

20、建立在生 物豐富變異的基礎(chǔ)上。生物豐富的變異主要來源于物豐富變異的基礎(chǔ)上。生物豐富的變異主要來源于 A.A.基因重組基因重組 B.B.基因突變基因突變 C.C.染色體變異染色體變異 D.D.環(huán)境變化環(huán)境變化 A 4 4、若一對夫婦所生育子女中，性狀差異甚多，這種變、若一對夫婦所生育子女中，性狀差異甚多，這種變 異主要來自異主要來自 A.A.基因突變基因突變 B.B.基因重組基因重組 C.C.環(huán)境影響環(huán)境影響 D.D.染色體變異染色體變異 B 太空椒（經(jīng)過太空遨游，也就是經(jīng)太空椒（經(jīng)過太空遨游，也就是經(jīng) 過輻射的）和普通椒相比，太空椒具有過輻射的）和普通椒相比，太空椒具有 明顯的優(yōu)勢，果實肥大，

21、明顯的優(yōu)勢，果實肥大，把其種下去后把其種下去后 結(jié)出的仍是太空椒結(jié)出的仍是太空椒 可遺傳的變異可遺傳的變異 1 1、下面敘述的變異現(xiàn)象，可遺傳的是、下面敘述的變異現(xiàn)象，可遺傳的是 A A由于水肥充足而造成的小麥粒大粒多性狀由于水肥充足而造成的小麥粒大粒多性狀 B B果樹修剪后所形成的樹冠具有特定的形狀果樹修剪后所形成的樹冠具有特定的形狀 C C開紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開開紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開 白花白花 C 精典例題精典例題 第一節(jié)第一節(jié) 生物變異的來源生物變異的來源 A a b B Aa Bb 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 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