生物的變異

1、變 異,1.概念：2.類型：,生物的親代與子代之間以及子代個體之間性狀上的差異。,變異,,不可遺傳變異,可遺傳變異,,3.表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件,（環(huán)境變化，遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變）,（遺傳物質(zhì)發(fā)生改變）,交叉互換型自由組合型重組DNA技術(shù),染色體結(jié)構(gòu)變異,染色體數(shù)目變異,缺失、重復(fù)、易位、倒位,基因突變：,基因重組,染色體變異,,,,,生物變異的根本來源,非整倍地增減整倍地增減,2024/2/23,2024/2/23,遺傳物

2、質(zhì)發(fā)生改變,遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變,變異能在后代中再次出現(xiàn),變異性狀僅限于當(dāng)代表現(xiàn),是育種的原始材料，能從中選育出符合人類需要的新類型或新品種,無育種價值，但在生產(chǎn)上可利用優(yōu)良環(huán)境條件來影響性狀的表現(xiàn)獲取高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,環(huán)境條件的影響,2024/2/23,2024/2/23,4.生物分類與可遺傳變異的關(guān)系：,病毒原核生物,,真核生物,,只有基因突變,,,,基因突變基因重組染色體變異,基因突變?nèi)旧w變異,有性生殖,無性生殖,生物,5.正

3、確理解“可遺傳”與“可育”：（1）確認(rèn)是否為可遺傳變異的唯一依據(jù)是看“遺傳物質(zhì)是否發(fā)生變化”。（2）三倍體無子西瓜、騾子、單倍體等均表現(xiàn)“不育”，但它們均屬可遺傳變異——其遺傳物質(zhì)已發(fā)生變化，若將其體細(xì)胞培養(yǎng)為個體，則可保持其變異性狀。這與僅由環(huán)境引起的不可遺傳變異有著本質(zhì)區(qū)別。（3）無子番茄的“無子”原因是植株未受粉，生長素促進(jìn)了果實(shí)發(fā)育，這種“無子”性狀不是由于遺傳物質(zhì)改變而引起的，是不可遺傳的變異。將無子番茄進(jìn)行組織培養(yǎng)時，若能

4、正常受粉，則可結(jié)“有子果實(shí)”。,所有生物都可通過基因突變產(chǎn)生新基因，使本物種基因庫增加“原始材料”，促進(jìn)生物進(jìn)化發(fā)展；基因重組和染色體變異是真核生物特有的。,2024/2/23,2024/2/23,反 饋 檢 測1.變異分為 和 ?？蛇z傳變異包括 、 、 。 和 均屬于突變。其中在光學(xué)顯微鏡下可見的可遺傳變異

5、為 ，分子水平發(fā)生的變異為 ，只在減數(shù)分裂過程發(fā)生的變異為 ，真、原核生物和病毒共有的變異類型為 。2.“環(huán)境條件改變引起的變異”一定就是“不可遺傳的變異”嗎？3.下列變異屬于可遺傳變異的是（ ）①玉米單株自交后代出現(xiàn)白化苗，后代仍白花 ②由于水肥充足，玉米的穗大粒多 ③四倍體西瓜的產(chǎn)生 ④豌豆的黃皺和綠圓新類型的出現(xiàn)

6、 ⑤舊社會婦女纏足而產(chǎn)生的“小腳” A. ①③⑤ B. ②④⑤ C. ①③④ D. ②③④特別提醒：水、肥、陽光特別充足時，溫度改變、激素處理等引起的變異一般是不遺傳的變異，但射線、太空、化學(xué)誘變劑等處理引起的變異一般為可遺傳的變異。確認(rèn)是否為可遺傳的變異的唯一依據(jù)是看“遺傳物質(zhì)”是否發(fā)生變化。,可遺傳變異,不遺傳的變異,基因突變,基因重組,染色體變異,基因突變,染色體變異,染色體變異,基因突變

7、和基因重組,基因重組,基因突變,不一定,C,2024/2/23,2024/2/23,一、基因突變的實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥1.癥狀： (1)細(xì)胞形態(tài)：患者紅細(xì)胞為 。 (2)特點(diǎn)：易發(fā)生紅細(xì)胞 ，使人患溶血性貧血，嚴(yán)重時會導(dǎo) 致死亡。2.發(fā)病機(jī)理（圖解）：,中央微凹的圓餅狀,彎曲的鐮刀狀,正常,異常,谷氨酸,纈氨酸,GAA,GUA,彎曲的鐮刀狀,破裂,患者貧血的直接原因是血紅蛋白

8、結(jié)構(gòu)異常,即血紅蛋白分子上一個氨基酸的替換；根本原因是基因突變,即基因上一個堿基對的替換.,突變,3.原因：,①,②,③,正常,貧血,光學(xué)顯微鏡下能否觀察到紅細(xì)胞形狀的變化？,2024/2/23,2024/2/23,1. 概念：2. 時期：3. 本質(zhì)：4. 結(jié)果：5. 類型：6. 突變的遺傳性：7. 原因：8. 特點(diǎn)：9. 意義：10. 應(yīng)用：,DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變

9、，叫基因突變。,基因結(jié)構(gòu)的改變,產(chǎn)生了新基因，即該基因的等位基因（真核生物）。,顯性突變和隱性突變；自然突變和誘發(fā)突變。,常發(fā)生于DNA復(fù)制時（主要發(fā)生在有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂前的間期）,基 因 突 變,普遍性、隨機(jī)性、低頻性、不定向性、多害少利性,基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，是生物進(jìn)化的原始材料。是生物多樣性的根本原因。,外因（物理、化學(xué)、生物因素）+內(nèi)因（復(fù)制偶發(fā)錯誤堿基組成改變）,若發(fā)生在配子中

10、，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不會傳遞給子代。,人工誘變育種,2024/2/23,2024/2/23,,,,替換,增添,缺失,,,,,,導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,基因突變是DNA分子水平上基因內(nèi)部堿基對種類和數(shù)目的改變，基因的數(shù)目和位置并未改變；基因突變一定會導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，但不一定引起生物性狀的改變；基因突變≠DNA中堿基對的增添、缺失、替換。,2024/2/23,2024/2/23,基因突變對性狀的影響1.對基

11、因結(jié)構(gòu)中堿基對的替換、增添和缺失對生物性狀的影響大小,小,大,不影響插入位置前的序列，只影響插入位置后的序列,不影響缺失位置前的序列，只影響缺失位置后的序列,大,只改變1個氨基酸或不改變,也可使翻譯提前終止,增添或缺失位置增加或缺失一個氨基酸對應(yīng)的序列,小,提醒：增添或缺失的的位置不同，影響結(jié)果也不一樣：最前端--氨基酸序列全部改變或不能表達(dá)（形成終止密碼子）；在中間某個位置會造成肽鏈提前中斷（形成終止密碼子）或插入點(diǎn)后氨基酸序列改變；

12、在該序列最后則不影響表達(dá)或使肽鏈延長。因此增添或缺失的位置越靠前，對肽鏈的影響越大。,2024/2/23,2024/2/23,2.基因突變未引起生物性狀改變的原因：(1)突變可能發(fā)生在沒有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(2)突變部位可能在非編碼部位(內(nèi)含子和非編碼區(qū))。(3)密碼子具有簡并性，有可能翻譯出相同的氨基酸(從密碼子與氨 基酸的對應(yīng)關(guān)系分析)。（基因突變后形成的密碼子與原密碼子 決定的是同一種氨基酸）。(4)由純合

13、子的顯性基因突變成雜合子中的隱性基因(從基因型與表 現(xiàn)型的關(guān)系分析)。(5)體細(xì)胞中某基因發(fā)生改變，生殖細(xì)胞中不一定出現(xiàn)該基因。(6)性狀表現(xiàn)是遺傳基因和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，在某些環(huán)境 條件下，改變了的基因可能并不會在性狀上表現(xiàn)出來等。,2024/2/23,2024/2/23,基因突變與生物變異、進(jìn)化的關(guān)系,原因：基因突變 mRNA上密碼子改變 編碼的氨基酸改變 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能改變

14、生物性狀改變,,,,,1．如圖為人WNK4基因部分堿基序列及其編碼蛋白質(zhì)的部分氨基酸序列示意圖。已知WNK4基因發(fā)生了一種突變，導(dǎo)致1169位的賴氨酸變?yōu)楣劝彼?。該基因發(fā)生的突變是(　 ),A．①處插入堿基對G－C B．②處堿基對A－T替換為G－CC．③處缺失堿基對A－T D．④處堿基對G－C替換為A－T,知識拓展： 基因結(jié)構(gòu)改變類型的“二確定”1.確定突變的形式：若只是一個氨基酸發(fā)生改變，則一般為堿基對

15、 的替換；若氨基酸序列發(fā)生大的變化，則一般為堿基對的增添或 缺失。2.確定替換的堿基對：一般根據(jù)突變前后轉(zhuǎn)錄成mRNA的堿基序列判 斷，若只相差一個堿基，則該堿基所對應(yīng)的基因中的堿基即為替 換堿基。,B,2024/2/23,2024/2/23,2．如圖所示為結(jié)腸癌發(fā)病過程中細(xì)胞形態(tài)和部分染色體上基因的變化。下列表述正確的是(　　),A．圖示中與結(jié)腸癌有關(guān)的基因互為等位基因B．結(jié)腸癌的發(fā)生是多個基因突變累積的結(jié)果C．圖

16、中染色體上基因的變化說明基因突變是隨機(jī)和定向的D．上述基因突變可傳遞給子代細(xì)胞，從而一定傳給子代個體,B,1.基因突變常發(fā)生在間期，也能發(fā)生在其他各時期，只是突變率更低。 2.在個體發(fā)育過程中，基因突變發(fā)生得越早，影響范圍越大。3.基因突變中，只要是基因分子結(jié)構(gòu)內(nèi)的變化，1個堿基對的改變叫基因突變，1000個堿基對的改變也叫基因突變。 4.密碼子的簡并性，增大了翻譯過程的容錯性，提高了翻譯的速率。5.RNA病毒中，基因突變指R

17、NA中堿基的替換、增添和缺失，其突變率遠(yuǎn)大于DNA突變率。,2024/2/23,2024/2/23,歸納提升 基因突變的“一定”和“不一定”1.基因突變一定會引起基因結(jié)構(gòu)的改變，即基因中堿基排列順序的 改變。2.基因突變不一定會引起生物性狀的改變。3.基因突變不一定都產(chǎn)生等位基因。 病毒和原核細(xì)胞的基因組結(jié)構(gòu)簡單，基因數(shù)目少，而且一般是單個存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突變可產(chǎn)生

18、它的等位基因，而原核生物和病毒基因突變產(chǎn)生的是一個新基因。4.基因突變不一定都能遺傳給后代。（1）基因突變?nèi)绻l(fā)生在有絲分裂過程中，一般不遺傳，但有些植物可能通過無性生殖傳遞給后代。（2）如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代。,2024/2/23,2024/2/23,精要點(diǎn)撥： 基因突變類型及判定方法1.類型： 顯性突變：aa→Aa(當(dāng)代表現(xiàn)性狀)。 隱性突變：AA→Aa(當(dāng)

19、代不表現(xiàn)，一旦表現(xiàn)即為純合子)。2.判定方法： ①選取突變體與其他已知未突變體雜交，據(jù)子代性狀表現(xiàn)判斷。 ②讓突變體自交，觀察子代有無性狀分離而判斷。,3.一只雌鼠的一條染色體上某基因發(fā)生了突變，使野生型(一般均為純合子)變?yōu)橥蛔冃?。讓該雌鼠與野生型雄鼠雜交，F(xiàn)1的雌、雄鼠中均有野生型和突變型。由此可以推斷，該雌鼠的突變?yōu)椋?） A.顯性突變 B.隱性突變 C.Y染色體上的基因突變

20、 D.X染色體上的基因突變,A,2024/2/23,2024/2/23,4.基因突變對后代的影響：（1）如基因突變發(fā)生在有絲分裂過程中，可以通過無性生殖傳遞后代。由于多數(shù)生物進(jìn)行有性生殖，所以體細(xì)胞突變，對后代影響較小。（2）如果基因突變發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代。對于進(jìn)行有性生殖的生物來說，對后代影響大。（3）生殖細(xì)胞的突變率一般比體細(xì)胞的突變率高，這是因?yàn)樯臣?xì)胞在減數(shù)分裂時對外界環(huán)境變化更加敏感。,2

21、024/2/23,2024/2/23,基因突變原理的應(yīng)用——誘變育種,1.原理： 利用 因素處理生物，使它發(fā)生基因突變。2.方法： 物理方法： 。 化學(xué)方法： 等處理。3.過程：4.意義：5.實(shí)例：,物理或化學(xué),輻射誘變、激光誘變,秋水仙素、亞硝酸,提高變異頻率，創(chuàng)造動物、植物和微生物新品種。,“黑農(nóng)五號”大豆、高

22、產(chǎn)青霉菌的選育。,2024/2/23,2024/2/23,1.基因突變是分子水平上的變化，不改變?nèi)旧w上基因的位置和數(shù) 量，只改變基因的結(jié)構(gòu)，即由A→a或a→A，而A、a的本質(zhì)區(qū)別 是其基因分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，即基因中脫氧核苷酸種類、數(shù) 量、排列順序發(fā)生了改變。2.基因突變一定是可遺傳變異，因?yàn)檫z傳物質(zhì)改變了；但基因突變 產(chǎn)生的新基因新性狀不一定傳遞給后代，若發(fā)生在體細(xì)胞中，一 般不會傳遞給子代，而發(fā)生在

23、配子中可以。3.基因突變?nèi)舭l(fā)生在體細(xì)胞有絲分裂過程中，這種突變可通過無性 繁殖傳給后代，但不會通過有性生殖傳給后代。4.基因突變?nèi)舭l(fā)生在精子或卵細(xì)胞形成的減數(shù)分裂過程中，這種突 變可通過有性生殖傳給后代。5.基因突變?nèi)菀装l(fā)生在具有DNA復(fù)制功能的細(xì)胞中(具有分裂能力 的細(xì)胞)，已高度分化的失去分裂能力的細(xì)胞因其不發(fā)生DNA復(fù) 制， 故不容易發(fā)生基因突變。所以細(xì)胞發(fā)生基因突變的概率為： 生殖細(xì)胞>

24、體細(xì)胞，分裂旺盛的細(xì)胞>停止分裂的細(xì)胞。6.無絲分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA復(fù)制時均可發(fā)生基因突 變（一切生物均可發(fā)生基因突變）。7.基因突變的利害性取決于生物生存的環(huán)境條件。,2024/2/23,2024/2/23,8. 基因突變?nèi)舭l(fā)生在配子中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代；若發(fā)生 在體細(xì)胞中，一般不會傳遞給子代。但有些植物的體細(xì)胞發(fā)生基 因突變，可通過無性生殖傳遞。9. 基因突變常發(fā)生于DNA復(fù)制

25、時期。 原因：在DNA復(fù)制時，穩(wěn)定的雙螺旋首先解開形成單鏈DNA，這時 DNA的穩(wěn)定性會大大下降，極易受到外界因素干擾使原來的堿基 序列發(fā)生變化，導(dǎo)致基因發(fā)生突變。10. 基因突變不只發(fā)生在分裂間期。 原因：引起基因突變的因素分為外因和內(nèi)因。外因?qū)NA的損 傷不僅發(fā)生在間期，而是在各個時期都有；另外，外因還可直接 損傷DNA分子或改變堿基序列，并不是通過DNA的復(fù)制來改變 堿基

26、對，所以基因突變不只是發(fā)生在間期。11. 基因突變的結(jié)果是產(chǎn)生新基因，并不全是產(chǎn)生等位基因。 原因：不同生物的基因組組成不同，病毒和原核細(xì)胞的基因組 成結(jié)構(gòu)簡單，基因數(shù)目少，而且一般是單個存在的，不存在等 位基因。因此，真核生物基因突變可產(chǎn)生它的等位基因，而原 核生物和病毒基因突變產(chǎn)生的是一個新基因。,2024/2/23,2024/2/23,12. 基因突變一定導(dǎo)致所攜帶的遺傳信息改變，但性狀不

27、一定改變。 （基因突變一定會導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，但不一定引起生物性狀的 改變。）原因：(1)突變可能發(fā)生在沒有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(2)突變部位可能在非編碼部位(內(nèi)含子和非編碼區(qū))。(3)基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。(4)由純合子的顯性基因突變成雜合子中的隱性基因。(5)體細(xì)胞中某基因發(fā)生改變，生殖細(xì)胞中不一定出現(xiàn)該基因。(6)性狀表現(xiàn)是遺傳基因和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，在某些環(huán)境 條

28、件下，改變了的基因可能并不會在性狀上表現(xiàn)出來等。13.基因突變的隨機(jī)性體現(xiàn)在兩個方面：(1)時間上的隨機(jī)：即基因突變可發(fā)生于生物個體發(fā)育的任何階段，甚至在于衰老的個體中也很容易發(fā)生，如老年人易得皮膚癌等。(2)部位上的隨機(jī)：基因突變既可發(fā)生于體細(xì)胞，也可發(fā)生于生殖細(xì)胞。若為前者，一般不傳遞給后代；若為后者，則可通過生殖細(xì)胞，進(jìn)而通過生殖傳向子代。另外，基因突變可以發(fā)生在不同的DNA分子上，也可發(fā)生在同一DNA分子的不同部位。,2024

29、/2/23,2024/2/23,1.對基因突變中堿基對的增添、缺失和替換與氨基酸、蛋白質(zhì)和 性狀的關(guān)系,小,大,大,只改變1個氨基酸或不改變,插入位置前不影響，影響插入后的序列,缺失位置前不影響，影響缺失后的序列,若開始增添1個堿基對，可再增添2個、5個即3n+2或減少1個、4個即3n+1(n≥0，且為整數(shù)),若開始缺失1個堿基對，可再減少2個、5個即3n+2或增添1個、4個即3n+1(n≥0，且為整數(shù)),提醒:增添或缺失的的位

30、置不同，影響結(jié)果也不一樣：最前端——氨基酸序列全部改變或不能表達(dá)（形成終止密碼子）；在中間某個位置會造成肽鏈提前中斷（形成終止密碼子）或插入點(diǎn)后氨基酸序列改變；在該序列最后則不影響表達(dá)或使肽鏈延長。,圖解引起基因突變的因素及其作用機(jī)理,2024/2/23,2024/2/23,1.概念：2.本質(zhì)：3.結(jié)果：4.類型：5.時期：6.原因：7.特點(diǎn)：8.意義：9.應(yīng)用：,基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，

31、控制不同性狀的基因的重新組合。,基因的重新組合,產(chǎn)生新的基因型,自由組合型、交叉互換型、重組DNA技術(shù),減Ⅰ后期、減Ⅰ前期的四分體時期、目的基因?qū)爰?xì)胞后,同源染色體分開，等位基因分離，非同源染色體自由組合，導(dǎo)致非同源染色體上的非等位基因間的重組；同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組。,發(fā)生于真核生物有性生殖的核遺傳中；只產(chǎn)生新的基因型，并未產(chǎn)生新的基因；兩個親本雜合性越高，基因重組產(chǎn)生變異的可能性越大。,基

32、 因 重 組,基因重組是生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因，對生物的進(jìn)化也具有重要意義。,雜交育種,與基因突變意義的區(qū)別,,2024/2/23,2024/2/23,自由組合型：位于非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體的 自由組合而發(fā)生重組,2024/2/23,2024/2/23,交叉互換型：位于同源染色體上的非等位基因隨四分體的非姐妹染

33、 色單體的交叉互換而發(fā)生重組。（重組的是非等位基 因，交叉互換的是等位基因）,,2024/2/23,2024/2/23,如圖a、b為二倍體生物細(xì)胞分裂不同時期的細(xì)胞圖像，請據(jù)圖回答：,(1)圖a處于何種時期？圖中的1、2號染色體發(fā)生了何種變異？a圖發(fā)生基因重組的原因是什么？(2)圖b處于何時期？該細(xì)胞名稱是什么？在該時期細(xì)胞中可發(fā)生何 類變異？b圖發(fā)生基因重組的

34、原因是什么？(1)圖a處于四分體時期(減數(shù)第一次分裂前期)，圖中1、2號染色體因交叉互換發(fā)生了基因重組。等位基因隨非姐妹染色單體交換。(2)圖b處于減數(shù)第一次分裂后期，該細(xì)胞名稱為初級精母細(xì)胞，該時期細(xì)胞可能會發(fā)生非同源染色體上的非等位基因間的自由組合。非等位基因隨非同源染色體自由組合。,2024/2/23,2024/2/23,減Ⅰ后期,減Ⅰ四分體時期,目的基因?qū)爰?xì)胞后,同源染色體分開，等位基因分離，非同源染色體自由組合，導(dǎo)致

35、非同源染色體上的非等位基因間的重組,同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換，導(dǎo)致染色單體上的基因重新組合,目的基因經(jīng)運(yùn)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，導(dǎo)致目的基因與受體細(xì)胞中的基因發(fā)生重組,發(fā)生于真核生物有性生殖的核遺傳中；只產(chǎn)生新的基因型，并未產(chǎn)生新的基因；兩個親本雜合性越高，基因重組產(chǎn)生變異的可能性越大。,1.基因重組未產(chǎn)生新基因，只是原有基因的重新組合，產(chǎn)生了新 的基因型。基因重組使控制不同性狀的基因重新組合，因此會 產(chǎn)生不同于親本的新

36、類型，但只是原有的不同的性狀的重新組 合，并不會產(chǎn)生新的性狀。2.基因重組發(fā)生的時間是減數(shù)第一次分裂的后期和四分體時期， 而不是受精作用過程中。3.自然條件下，能發(fā)生基因重組的生物類型是進(jìn)行有性生殖的真 核生物，細(xì)菌等原核生物、病毒和進(jìn)行無性生殖的真核生物都 不會發(fā)生基因重組。4.基因重組在人工操作下也可實(shí)現(xiàn)，如基因工程、肺炎雙球菌轉(zhuǎn) 化中都發(fā)生了基因重組。5.基因重組與基因突變的區(qū)別：基因重組不同于基因突變

37、，基因 重組是基因的重新組合，產(chǎn)生了新的基因型，基因突變是基因 結(jié)構(gòu)的改變，產(chǎn)生了新的基因，產(chǎn)生出新的遺傳物質(zhì)。6.基因突變能產(chǎn)生新基因，是生物變異的根本來源；基因重組能 產(chǎn)生新基因型，是生物變異的重要來源，兩者都為進(jìn)化提供原 材料。,2024/2/23,2024/2/23,基因突變與基因重組的對比和判斷方法,2024/2/23,2024/2/23,2024/2/23,2024/2/23,變異類型的判斷,根據(jù)圖示確定細(xì)

38、胞分裂的類型和變異的類型：,有絲分裂基因突變,減數(shù)分裂基因突變或基因重組,2024/2/23,2024/2/23,識圖析圖由圖獲得的信息：1.圖中無同源染色體、著絲點(diǎn)斷裂、均等分裂， 應(yīng)為次級精母細(xì)胞或第一極體。2.造成B、b不同的原因有基因突變（間期）或 交叉互換（前期）。 ①若為體細(xì)胞有絲分裂（如根尖分生區(qū)細(xì)胞、受精卵等）則只 能是基因突變造成的； ②若為減數(shù)分裂，則原因是基因突變（間期）或基因重組

39、（減 Ⅰ前期）。 ③若題目中問造成B、b不同的根本原因，應(yīng)考慮可遺傳變異中 的最根本來源——基因突變； ④若題目中有××分裂××時期提示，如減Ⅰ前期造成的則考 慮交叉互換，間期造成的則考慮基因突變。,2024/2/23,2024/2/23,基因突變和基因重組的判斷方法1.根據(jù)親代基因型判定：(1)如果親代基因型為BB或bb，則引起B(yǎng)與 b不同的原因是基因突變。

40、(2)如果親代基因型為Bb，則引起B(yǎng)與b 不同的原因是基因突變或交叉互換。2.根據(jù)細(xì)胞分裂方式判定：(1)如果是有絲分裂中姐妹染色單體上 基因不同，則為基因突變的結(jié)果。(2)如果是減數(shù)分裂過程中姐 妹染色單體上基因不同，可能是基因突變或交叉互換的結(jié)果。3.根據(jù)染色體圖示判定：(1)如果是有絲分裂后期圖中，兩條子染 色體上的兩基因不同，則為基因突變的結(jié)果。(2)如果是減數(shù)第 二次分裂后期圖中，兩條子染色體(同白或同

41、黑)上的兩基因不 同，則為基因突變的結(jié)果。(3)如果是減數(shù)第二次分裂后期圖中， 兩條子染色體(顏色不一致)上的兩基因不同，則為交叉互換(基 因重組)的結(jié)果。,2024/2/23,2024/2/23,基因重組的三點(diǎn)提醒(1)多種精子和多種卵細(xì)胞之間有多種結(jié)合方式，導(dǎo)致后代性狀多種多樣，但不屬于基因重組。(2)雜合子自交，后代發(fā)生性狀分離，根本原因是等位基因的分離，而不是基因重組。(3)“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”、轉(zhuǎn)基因技術(shù)

42、等屬于廣義的基因重組。,2024/2/23,2024/2/23,構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),必背答題語句1．基因突變的準(zhǔn)確描述是：由DNA分子中堿基對的替換、增添和缺失而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。2．基因突變的隨機(jī)性的表述是：基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期，可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上，也可以發(fā)生在同一DNA分子的不同部位。3．基因重組的準(zhǔn)確描述是：在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。4．同無性生殖相比，有

43、性生殖產(chǎn)生的后代具有更大的變異性，其根本原因是：產(chǎn)生新的基因組合機(jī)會多。,2024/2/23,2024/2/23,2024/2/23,2024/2/23,染色體變異,染色體變異,染色體結(jié)構(gòu)變異：,缺失、重復(fù)、易位、倒位,貓叫綜合征,個別染色體數(shù)目增減,以染色體組的形式成倍增減,如：21三體綜合征,染色體組,分類,概念特征,二倍體多倍體單倍體,概念特點(diǎn)應(yīng)用,染色體數(shù)目變異,,,,,,,,一、染色體結(jié)構(gòu)變異的產(chǎn)生與類型：1.

44、 產(chǎn)生原因與結(jié)果：（1）產(chǎn)生原因：在某些自然或人為因素的作用下，染色體可能發(fā)生斷裂，斷裂端具有愈合和重接的能力。當(dāng)染色體在不同區(qū)段發(fā)生斷裂后，在同一條染色體內(nèi)或不同染色體之間以不同的方式重接時就會導(dǎo)致各種結(jié)構(gòu)變異的出現(xiàn)。（2）結(jié)果：染色體結(jié)構(gòu)變異都會使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的改變。（3）對生物體的影響： 大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)變異對生物是不利的，有的甚至?xí)?dǎo)致生物體的死亡。如貓叫綜合征。2

45、. 類型：,,,,缺失、重復(fù)、易位、倒位,結(jié)果,基因的數(shù)目減少基因的數(shù)目增多(同一條染色 體上存在了等位基因或 相同基因)發(fā)生在非同源染色體之間基因的數(shù)目沒有變化，基因的排列順序發(fā)生改變,①缺失 ②倒位 ③重復(fù) ④易位,染色體易位是指 之間交換染色體片段導(dǎo)致染色體結(jié)構(gòu)變異，而交叉互換是指聯(lián)會的同源染色體的 之間發(fā)生互換

46、導(dǎo)致基因重組。同源染色體非姐妹染色單體之間的交叉互換，只是改變了非等位基因間的連鎖關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了基因重組，并未改變?nèi)旧w形態(tài)、大小及基因數(shù)目，所以不是染色體結(jié)構(gòu)變異。顯微鏡下不能看到。,非同源染色體,非姐妹染色單體,易位和交叉互換的區(qū)別,染色體結(jié)構(gòu)變異,基因重組,非同源染色體之間,同源染色體的非姐妹染色單體之間,非等位基因,等位基因,光鏡下能看到,光鏡下看不到,染色體結(jié)構(gòu)變異使排列在染色體上的“基因的數(shù)目或排列順序”發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性

47、狀的變異?；蛲蛔兪恰盎蚪Y(jié)構(gòu)”的改變，包括DNA分子中堿基對的替換、增添和缺失。基因突變導(dǎo)致“新基因”的產(chǎn)生，染色體結(jié)構(gòu)變異未形成新的基因。如圖所示：,基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異的判斷,甲,乙,丙,丁,缺失,重復(fù),倒位,基因突變,,,均可在顯微鏡下觀察到；均未產(chǎn)生新基因，但卻發(fā)生了基因數(shù)目或順序變化。,顯微鏡下不能觀察到；產(chǎn)生新基因。,,D,1.已知某物種一條染色體上依次排列著A、B、C、D、E五個基 因，下面列出的若干種變化中可使

48、基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的是 ( ),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,關(guān)于缺失問題：DNA分子上若干基因的缺失，屬于染色體變異； DNA分子上基因內(nèi)部若干堿基對的缺失，屬于基因突變。,染色體結(jié)構(gòu)變異和基因突變的區(qū)別,1.變異范圍不同：（1）基因突變是在DNA分子水平的變異，只涉及基因內(nèi)部一個或 幾個堿基的改變，這種變化在光學(xué)顯微鏡下觀察不到。（2）染色體結(jié)構(gòu)的變異是在染色體水平上的變異，涉及染色體

49、 的某一片段的改變，這一片段可能含有若干個基因，這種 變化在光學(xué)顯微鏡下可觀察到。2.變異的方式不同：（1）基因突變包括基因中堿基對的增添、缺失或替換三種類型。（2）染色體結(jié)構(gòu)變異包括染色體片段的缺失、重復(fù)、倒位和易 位。3.變異的結(jié)果不同：（1）基因突變是基因結(jié)構(gòu)的改變。包括DNA堿基對的替換、增添 和缺失。基因突變導(dǎo)致新基因的產(chǎn)生，染色體結(jié)構(gòu)變異未 形成新的基因。（2）染色體結(jié)構(gòu)變

50、異使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順 序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。,2024/2/23,2024/2/23,例1：觀察下列甲、乙、丙三幅圖示，請分析：,(1)圖甲、圖乙均發(fā)生了某些片段的交換，其交換對象分別是什 么？它們屬于何類變異？(2)圖丙①～④的結(jié)果中哪些是由染色體變異引起的？它們分別屬 于何類變異？能在光鏡下觀察到的是哪幾個？(3)圖丙①～④中哪類變異沒有改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和排列順 序？

51、,通過圖示辨析染色體結(jié)構(gòu)的變異,規(guī)律方法： 利用四個“關(guān)于”區(qū)分三種變異(1)關(guān)于“互換”：同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換，屬于基因重組；非同源染色體之間的互換，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位。(2)關(guān)于“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重復(fù)(增加)，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異；DNA分子上若干堿基對的缺失、增添，屬于基因突變。(3)關(guān)于變異的水平：基因突變、基因重組屬于分子水平的變化，在光學(xué)

52、顯微鏡下觀察不到；染色體變異屬于細(xì)胞水平的變化，在光學(xué)顯微鏡下可以觀察到。(4)關(guān)于變異的“質(zhì)”和“量”：基因突變改變基因的質(zhì)，不改變基因的量；基因重組不改變基因的質(zhì)，一般不改變基因的量，轉(zhuǎn)基因技術(shù)會改變基因的量；染色體變異不改變基因的質(zhì)，會改變基因的量或基因的排列順序。,,染色體數(shù)目變異,個別染色體增減以染色體組的形式成倍增減,二、染色體數(shù)目的變異：,正常,增多,減少,正常,成倍增多,成倍減少,個別變異,整組變異,2024/2/2

53、3,2024/2/23,二、染色體數(shù)目的變異：,1、染色體組：概念、特點(diǎn)（P86）（1）特點(diǎn)：①一個染色體組中不含同源染色體。 ②一個染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同。 ③一個染色體組中含有控制一種生物性狀的一整套基因，但 不能重復(fù)。（2）染色體組數(shù)量的判斷方法： ①細(xì)胞內(nèi)同一形態(tài)的染色體共有幾條，就含有幾個染色體組； ②根據(jù)基因型判斷：控制同一性狀的基因（讀音相同的大小

54、 寫字母）出現(xiàn)幾次，就有幾個染色體組。 ③根據(jù)染色體的數(shù)目和染色體的形態(tài)數(shù)來推算。染色體組的 數(shù)目=染色體數(shù)/染色體形態(tài)數(shù)。,2024/2/23,2024/2/23,規(guī)律總結(jié)　染色體組概念辨析(1)從本質(zhì)上看，全為非同源染色體，無同源染色體。(2)從形式上看，所有染色體形態(tài)和大小各不相同。(3)從功能上看，攜帶著控制一種生物生長、發(fā)育、遺傳和變異 的全部遺傳信息。(4)從物種類型上

55、看，每種生物的染色體數(shù)目、大小、形態(tài)都與 其他物種不同。,2024/2/23,2024/2/23,細(xì)胞分裂圖像中染色體組數(shù)的判斷方法 以生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，判斷題目中所給圖像中的染色體組數(shù)。如下圖所示：,1.圖甲為減數(shù)第一次分裂的前期，染色體4條，生殖細(xì)胞中染色體2 條，該細(xì)胞中有2個染色體組，每個染色體組有2條染色體。2.圖乙為減數(shù)第一次分裂的末期或減數(shù)第二次分裂的前期，染色體 2條，生殖細(xì)胞中染色體2

56、條，該細(xì)胞中有1個染色體組，每個染 色體組有2條染色體。3.圖丙為減數(shù)第一次分裂的后期，染色體4條，生殖細(xì)胞中染色體2 條，該細(xì)胞中有2個染色體組，每個染色體組有2條染色體。4.圖丁為有絲分裂的后期，染色體8條，生殖細(xì)胞中染色體2條，該 細(xì)胞中有4個染色體組，每個染色體組有2條染色體。,甲 乙 丙

57、 丁,單倍體、二倍體和多倍體的區(qū)分 如圖表示生物體細(xì)胞中所含的染色體，據(jù)圖確定生物的倍性和每個染色體組所含有的染色體數(shù)目。,甲代表的生物可能是二倍體或單倍體，其每個染色體組含1條染色體；乙代表的生物可能是三倍體或單倍體，其每個染色體組含2條染色體；丙代表的生物可能是二倍體或單倍體，其每個染色體組含3條染色體；丁代表的生物可能是單倍體，其每個染色體組含4條染色體。,1.染色體組：概念、特點(diǎn)、判斷2.單倍體基因組：（

58、1）無性別區(qū)分的生物：一個染色體組的染色體上所有的基因。（2）有性別區(qū)分的生物： 常染色體的一半 + XY（ZW）性染色體上的所有基因。3.單倍體、二倍體、多倍體：概念、特點(diǎn)、應(yīng)用,二、染色體數(shù)目的變異：,1.單倍體、二倍體和多倍體的判斷：（1）如果生物體由受精卵發(fā)育而成，其體細(xì)胞中有幾個染色體 組，該生物就是幾倍體。（2）如果生物體是由生殖細(xì)胞——卵細(xì)胞或花粉直接發(fā)育而 成，則無論體細(xì)胞中含有幾個

59、染色體組，都叫單倍體。2.單倍體易錯點(diǎn)：(1)單倍體往往是由配子不經(jīng)受精作用直接發(fā)育成的生物個體。(2)單倍體不一定只含1個染色體組，可能含同源染色體，可能 含等位基因，也有可能可育并產(chǎn)生后代。,3.多倍體形成的原因： 低溫或秋水仙素抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向兩 極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。4.單倍體與體細(xì)胞中染色體組數(shù)為奇數(shù)的多倍體高度不育的原 因： 進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時，同源染色體無法

60、正常聯(lián)會或聯(lián)會 紊亂，不能產(chǎn)生正常配子。5.多倍體形成時為什么要強(qiáng)調(diào)“處理萌發(fā)的種子或幼苗”？ 萌發(fā)的種子或幼苗是植物體的分生組織部位，或者說是細(xì)胞 有絲分裂旺盛的部位，通過秋水仙素處理后，才能使植物體 產(chǎn)生的新細(xì)胞染色體數(shù)目加倍，從而形成多倍體。6.單倍體育種為什么能縮短育種年限？ 單倍體經(jīng)秋水仙素處理后就可獲得穩(wěn)定遺傳的純合子，一般 可用兩年時間完成，而常規(guī)的育種方法一般要連續(xù)自交、逐 代選擇淘汰，所

61、以獲得一個純系一般需5～8年時間。,2024/2/23,2024/2/23,,2024/2/23,2024/2/23,,DDTT,ddtt,DdTt,DdTt,第一年,第二年,×,兩個純合子雜交,（種子）,（植物體）,花粉,單倍體,純合子,①花藥離體培養(yǎng),②秋水仙素處理,減數(shù)分裂,DT,Dt,dT,dt,DT,Dt,dT,dt,①,①,①,①,①,②,②,②,②,②,DDTT,DDtt,ddTT,ddtt,,,,,,,,,,,

62、,,,,,,,低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化,一、實(shí)驗(yàn)原理： 用低溫處理植物 細(xì)胞，能夠抑制 的形成，以致影響染色體被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個子細(xì)胞，使植物細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。（著絲點(diǎn)分裂嗎？）二、材料用具：洋蔥或大蔥、蒜 卡諾氏液、改良苯酚品紅染液（堿性染料）、體積分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸溶液、體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液、蒸餾水。三、方法步驟：

63、 1.誘導(dǎo)培養(yǎng)：培養(yǎng)不定根， 。 2.材料處理：用卡諾氏液 ，用體積分?jǐn)?shù)為 沖洗2次。 3.制作裝片： 。 4.觀察比較：先低倍鏡在高倍鏡。四、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

64、視野中既有 細(xì)胞，也有 的細(xì)胞。,分生組織,紡錘體,低溫誘導(dǎo)（4℃）,固定細(xì)胞形態(tài),95%的酒精,解離、漂洗、染色、制片,正常的二倍體,染色體數(shù)目發(fā)生改變,2024/2/23,2024/2/23,1.試劑及用途： (1)卡諾氏液的作用：固定細(xì)胞的形態(tài)； (2)改良苯酚

65、品紅溶液的作用：使染色體著色； (3)解離液的作用：使組織中的細(xì)胞相互分離開； (4)本實(shí)驗(yàn)酒精的作用：洗卡諾氏液、與鹽酸共同構(gòu)成解離液。2.根尖培養(yǎng)： (1)培養(yǎng)不定根：要使材料濕潤以利生根； (2)低溫誘導(dǎo)時，應(yīng)設(shè)常溫、低溫4℃、0℃三種，以做對照，否則 實(shí)驗(yàn)設(shè)計不嚴(yán)密。3.選材時必須選用能夠進(jìn)行分裂的分生組織的原因：不分裂的細(xì)胞 染色體不復(fù)制，不會出現(xiàn)染色體數(shù)目加倍的情況。4.顯微鏡下觀察到的細(xì)胞是已被鹽

66、酸殺死的細(xì)胞，不會觀察到染色 體數(shù)目動態(tài)的變化。,2024/2/23,2024/2/23,低溫誘導(dǎo)染色體加倍實(shí)驗(yàn)與觀察細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)的操作步驟基本相同，但也有不同。,問題探究：(1)本實(shí)驗(yàn)是否溫度越低效果越顯著？ (2)觀察時是否所有細(xì)胞中染色體均已加倍？(1)不是，必須為“適當(dāng)?shù)蜏亍?，以防止溫度過低對根尖細(xì)胞造成傷害。 (2)不是，只有少部分細(xì)胞實(shí)現(xiàn)“染色體加倍”，大部分細(xì)胞 仍為二倍體分裂狀況。,

67、2024/2/23,基因突變、基因重組和染色體變異的比較,2024/2/23,2024/2/23,2024/2/23,2024/2/23,歸納1、三種變異的共同點(diǎn)： 基因突變、基因重組、染色體變異都會引起遺傳物質(zhì)的改變，都是可遺傳變異，但不一定遺傳給后代。2、三種變異的實(shí)質(zhì)解讀： 若把基因視為染色體上的一個位“點(diǎn)”，染色體視為點(diǎn)所在的“線段”，則：基因突變——“點(diǎn)”的變化(點(diǎn)的質(zhì)變，但數(shù)目不變)；基因重組——“點(diǎn)”

68、的結(jié)合或交換(點(diǎn)的質(zhì)與量均不變)；染色體變異——“線段”發(fā)生結(jié)構(gòu)或數(shù)目的變化；染色體結(jié)構(gòu)變異——線段的部分片段重復(fù)、缺失、倒位、易位(點(diǎn)的質(zhì)不變，數(shù)目和位置可能變化)；染色體數(shù)目變異——個別線段增添、缺失或線段成倍增減(點(diǎn)的質(zhì)不變，數(shù)目變化)。,無子西瓜與無子番茄培育過程及遺傳特點(diǎn)比較,染色體變異,秋水仙素,聯(lián)會紊亂，不能產(chǎn)生配子,遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，可遺傳給后代,遺傳物質(zhì)不變，不能遺傳給后代,未受精,生長素,生長素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育,無

69、子西瓜培育過程中果實(shí)各部分染色體分析(P89),四倍體植株上,三倍體植株上,4,4,3,3,3,無,2024/2/23,2024/2/23,無子西瓜培育過程中父本與母本的選擇與處理1.用一定濃度的秋水仙素溶液滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖，原因芽尖有絲分裂旺盛。用秋水仙素處理獲得四倍體植株。2.用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗使之成為四倍體時，處理的對象應(yīng)是“幼苗或萌發(fā)的種子”。因?yàn)槊劝l(fā)的種子和幼苗具有分生能力，細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，秋水仙素處理

70、后可達(dá)到使產(chǎn)生的新細(xì)胞染色體數(shù)目加倍的目的。3.用四倍體植株作母本，用二倍體植株作父本，進(jìn)行雜交獲得三倍體種子，種植獲得三倍體植株。4.無子西瓜的培育過程中，兩次傳粉的目的：第一次傳粉是為了雜交得到三倍體種子，第二次傳粉是為了刺激子房發(fā)育成果實(shí)。5.三倍體西瓜無種子的原因：三倍體植株不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞，因此不能形成種子。但并不是絕對一顆種子也沒有，其原因是進(jìn)行減數(shù)分裂時，有可能形成正常的卵細(xì)胞。6.每年都要制種很