高中生物课件生物变异的来源.ppt
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- 高中生物 课件 生物 变异 来源
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1、这种太空南瓜王最大能这种太空南瓜王最大能长到长到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。正常绵羊和短腿安正常绵羊和短腿安康羊(中)康羊(中)早衰人早衰人太空南瓜王太空南瓜王表现型表现型基因型基因型 +环境条件环境条件(遗传物质改变改变)(改变改变)(改变)(改变)什么变异?什么变异?生物体性状生物体性状(表现型表现型)的改变就是的改变就是生物的变异生物的变异亲代与子代间或者子代个体之间存在差异的现象。亲代与子代间或者子代个体之间存在差异的现象。第一节第一节 生物变异的来源生物变异的来源可遗传变异可遗传变异生殖细胞内遗传物
2、质生殖细胞内遗传物质发生改变而引起的发生改变而引起的不遗传变异不遗传变异环境因素影响而造成的环境因素影响而造成的变异的类型变异的类型实例一实例一:普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中,普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中,给予充足的阳光和水分,结出的是粒多饱满的种给予充足的阳光和水分,结出的是粒多饱满的种子,但是子,但是再把这些种子种下去结出的仍就是普通再把这些种子种下去结出的仍就是普通的种子。的种子。不遗传的变异不遗传的变异 环境因素环境因素判断下列现象是否属于变异,如果是,引起判断下列现象是否属于变异,如果是,引起变异的原因是什么?变异的原因是什么?实例二实例二:纯合的黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌:纯
3、合的黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,豆杂交,F2带出现黄色皱粒豌豆和绿色圆粒带出现黄色皱粒豌豆和绿色圆粒豌豆豌豆可遗传的变异可遗传的变异 基因重组基因重组可遗传变异的三种来源可遗传变异的三种来源:基因重组基因重组基因突变基因突变染色体畸变染色体畸变广广义义上上的的突突变变基因重组基因重组“一母生九仔,连母十个样一母生九仔,连母十个样”,这种个,这种个体的差异,主要是什么原因产生的体的差异,主要是什么原因产生的?一、基因重组一、基因重组1 1、概念、概念:在生物进行在生物进行有性生殖有性生殖过程中过程中,控制不同性状的基因的控制不同性状的基因的重新组合,导致后代不同于亲本类型的现象或过程。重新组
4、合,导致后代不同于亲本类型的现象或过程。2 2、类型、类型:3 3、意义、意义:通过通过有性生殖有性生殖实现的基因重组,是生物实现的基因重组,是生物多样性多样性的原因的原因之一,为动植物育种和生物的进化提供丰富的物质基之一,为动植物育种和生物的进化提供丰富的物质基础。础。基因重组能否产生新的基因?基因重组能否产生新的基因?不产生新的基因,只产生新的基因型不产生新的基因,只产生新的基因型(1 1)减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期:非同源染色体非同源染色体上的上的非等位基因非等位基因自自由组合由组合 (2 2)减数第一次分裂前期减数第一次分裂前期:同源染色体上同源染色体上的的非姐妹染色单体非姐
5、妹染色单体发生染色体片段的交换发生染色体片段的交换(3 3)基因工程(转基因技术)基因工程(转基因技术)人工重组人工重组注意没有特别说明指前面两注意没有特别说明指前面两种类型(种类型(自然状态下自然状态下),涉),涉及至少及至少两对两对等位基因等位基因 特别提醒:特别提醒:1、基因重组的来源有广义和狭义之分。广义的基因重组指有基因就有基因重组,狭义的基因重组指交叉互换 2、高中教学阶段涉及的基因重组是介于广义和狭义之间。基因重组的原因基因重组的原因 基因的自由组合基因的自由组合 交叉互换交叉互换自然条件自然条件人工条件人工条件基因工程(基因工程(如发荧光的烟草如发荧光的烟草)特例特例:R型转化
6、为型转化为S型菌型菌关于基因重组的叙述,正确的是()A.有性生殖可导致基因重组B.等位基因的分离可导致基因重组C.非等位基因的自由组合和互换可导致基因重组D.无性生殖可导致基因重组A思考:基因重组不能产生新基因,思考:基因重组不能产生新基因,产生新产生新 基因的是什么变异呢?基因的是什么变异呢?1 1、基因突变的概念:、基因突变的概念:P77P77DNA分子中发生碱基对的 、和 ,而引起的 的改变。缺失缺失增加增加替换替换基因结构基因结构二、基因突变二、基因突变(D)(d1)(d2)(d3)注意:一个基因发生基因突变,只能变注意:一个基因发生基因突变,只能变成它的成它的等位基因,基因数目不变等
7、位基因,基因数目不变请思考:请思考:1、DNA中碱基对的替换,是否一定会引起蛋白质的改变?中碱基对的替换,是否一定会引起蛋白质的改变?2 2、DNADNA分子中发生一对碱基对的替换、增加或缺失,分子中发生一对碱基对的替换、增加或缺失,这三种情况,哪一种对其控制合成的蛋白质的结构影响这三种情况,哪一种对其控制合成的蛋白质的结构影响最小?最小?2 2、基因突变、基因突变常常发生在细胞周期的发生在细胞周期的:细胞细胞分裂间期分裂间期(DNADNA复制时)复制时)A.A.有丝分裂间期有丝分裂间期B.B.减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞(一般不能传给后代)(一般不能传给后
8、代)(可以通过受精作用直接传给后代)(可以通过受精作用直接传给后代)但但体细胞发生的基因突变,也属于可遗传变体细胞发生的基因突变,也属于可遗传变异异,因为其遗传物质已发生改变,因为其遗传物质已发生改变产生新的基因(等位基因)产生新的基因(等位基因)3 3、基因突变的类型、基因突变的类型:5 5、基因突变的结果:、基因突变的结果:物理因素物理因素化学因素化学因素生物因素生物因素6 6、诱发基因突变的因素:、诱发基因突变的因素:4 4、基因突变的特点:、基因突变的特点:普遍性普遍性多方向性多方向性可逆性可逆性有害性有害性稀有性稀有性 形态突变形态突变 生化突变生化突变 致死突变致死突变分类依据?分
9、类依据?7 7、基因突变按、基因突变按来源来源分为,自发突变和诱发突变分为,自发突变和诱发突变果蝇的红眼基因可以突变为白果蝇的红眼基因可以突变为白眼基因,白眼基因也可以突变眼基因,白眼基因也可以突变为红眼基因为红眼基因高等动物的突变率为高等动物的突变率为10105 510108 8注意:诱发突变可提高突注意:诱发突变可提高突变频率,但突变仍然是不变频率,但突变仍然是不定向的,不是定向的。定向的,不是定向的。自然界所有生物都能发生基因突变有人认为,自然条件下基因突变率很低,有人认为,自然条件下基因突变率很低,而且大多数基因突变对生物体是有害的,而且大多数基因突变对生物体是有害的,因此它不可能为生
10、物进化提供原材料。你因此它不可能为生物进化提供原材料。你认为这样的看法正确吗?认为这样的看法正确吗?这种看法是不对的,对于生物个体而言,发这种看法是不对的,对于生物个体而言,发生自然突变的频率是很低的,但是一个往往生自然突变的频率是很低的,但是一个往往由许多个体组成,就整个物种而言,在漫长由许多个体组成,就整个物种而言,在漫长的生物进化历程中产生的突变还是很多的,的生物进化历程中产生的突变还是很多的,其中有不少突变是有利的,对生物的进化有其中有不少突变是有利的,对生物的进化有重要意义,所以基因突变还是能够为生物的重要意义,所以基因突变还是能够为生物的进化提供原材料进化提供原材料可以产生可以产生
11、新的基因新的基因,是生物变异的,是生物变异的根本根本来源,来源,为生物进化和选育新品种具有非常重要意义。为生物进化和选育新品种具有非常重要意义。8 8、基因突变的意义、基因突变的意义基因突变的实例基因突变的实例镰刀型红细胞贫血症镰刀型红细胞贫血症常染色体隐性遗传病常染色体隐性遗传病正常红细胞(正常红细胞(圆盘形圆盘形)镰刀型红细胞(镰刀型红细胞(镰刀形镰刀形)9.9.基因突变的机理基因突变的机理镰刀型细胞贫血症是镰刀型细胞贫血症是20世纪初才被人们发现的一种遗传病。世纪初才被人们发现的一种遗传病。1910年年,一一个黑人青年到医院看病个黑人青年到医院看病,他的症状是发烧和肌肉疼痛他的症状是发烧
12、和肌肉疼痛,经过检查发现经过检查发现,他患他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症,他的红细胞不是正常的圆饼他的红细胞不是正常的圆饼状状,而是弯曲的镰刀状。后来而是弯曲的镰刀状。后来,人们就把这种病称为镰刀型细胞贫血症。人们就把这种病称为镰刀型细胞贫血症。镰刀型细胞贫血症主要发生在黑色人种中镰刀型细胞贫血症主要发生在黑色人种中,在非洲黑人中的发病率最高在非洲黑人中的发病率最高,在意大利、希腊等地中海沿岸国家和印度等地在意大利、希腊等地中海沿岸国家和印度等地,发病人数也不少发病人数也不少,在我国在我国的南方地区也发现有这类病例。的南方地区也发现有这类病例。
13、正常血红蛋白正常血红蛋白异常血红蛋白异常血红蛋白分析分析镰刀型细胞贫血症病因镰刀型细胞贫血症病因GTACATGUA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNA(血红蛋白血红蛋白基因)基因)mRNA血红蛋白血红蛋白链第链第六位氨基酸六位氨基酸血红蛋白结构血红蛋白结构GAACTTGAA_原因原因_原因原因根本根本直接直接变异类型:变异类型:基因突变(碱基对的基因突变(碱基对的替换替换)除了碱基对的替换外,碱基对的增加或缺失,都能引起基因突变。除了碱基对的替换外,碱基对的增加或缺失,都能引起基因突变。基因突变的本质DNA复制 正常进行 正常DNA(遗传)发生差错个别碱基对的增加、缺失或替换 基因结构改变(遗传信息
14、的改变)mRNA上碱基排列顺序的改变 蛋白质中氨基酸排列顺序的改变(遗传性状改变)思考:遗传信息的改变一定会导致遗传性状性状改变吗?显性突变:aa Aa隐性突变:AA Aa什么变异类型?什么变异类型?例.基因突变的普遍性是指()A.在一个生物体内基因突变的概率是很低的B.生物界中基因突变是广泛存在的C.基因突变后会产生等位基因D.大多数基因突变对生物体是有害的B以下关于生物变异的叙述,正确的是()A、基因突变都会遗传给后代 B、基因碱基序列发生改变,不一定导致性状改变C、基因重组是变异的根本原因 D、任何基因重组只发生在生殖细胞形成过程中B除了可以考虑虽然密码子改变了决定的可能还是同一种氨基酸
15、外,还可以考虑产生的是隐性基因,虽然导致了转录翻译成的蛋白质变了,但是性状可能没变,杂合子仍然表现为显性性状。如AA Aa3 3、某自花传粉植物连续几代开红花,一次、某自花传粉植物连续几代开红花,一次开出一朵白花,白花的后代全开白花,其原开出一朵白花,白花的后代全开白花,其原因是因是 A A基因突变基因突变 B B基因重组基因重组 C C基因分离基因分离 D D环境影响环境影响ADNA分子经过诱变,某位点上的一个正常碱基(高为P)变成了尿嘧啶,该DNA连续复制两次,得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U-A,A-T,G-C,C-G,推测”P”可能是()A.胸腺嘧啶 B.腺嘌呤 C.
16、胸腺嘧啶或腺嘌呤 D.胞嘧啶或鸟嘌呤 D某基因的一个片段中的 DNA链在复制时一个碱基由GC,该基因复制三次后发生突变的基因占该基因总数的()(A)100%(B)50%(C)25%(D)12.5%B下列不容易发生基因突变的细胞是()A.神经细胞 B.正在进行有丝分裂的皮肤生发层细胞 C.蛙受精卵 D.正进行减数分裂的精原细胞 错误理解:基因突变错误理解:基因突变只只在有分裂能力的细胞中在有分裂能力的细胞中发生发生。产生新的基因(基因分子结构改变),而产生新的基因型不产生新的基因(基因分子结构不变),但重组产生新的基因型基因突变和基因重组有什么区别和联系基因突变和基因重组有什么区别和联系?通过基
17、因突变产生新基因,为基因重组提通过基因突变产生新基因,为基因重组提供大量可供自由组合的新基因,基因突变供大量可供自由组合的新基因,基因突变是基因重组的基础是基因重组的基础基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质发生时发生时间及原间及原因因意义意义发生可发生可能性能性基因的分子结构发生改基因的分子结构发生改变,变,产生产生了了新基因新基因,出,出现了新的性状。现了新的性状。细胞分裂间期细胞分裂间期DNA分子分子复制时,由于外界理化复制时,由于外界理化因素或自身生理因素引因素或自身生理因素引起的碱基对的替换、增起的碱基对的替换、增加或加或缺失。缺失。不不产生新基因产生新基因,而是产生,而是产生新的
18、基因型,使不同性状新的基因型,使不同性状重新组合。重新组合。减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期中,中,随着同源染色体的分开,随着同源染色体的分开,位于非同源染色体上的非位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合。等位基因进行了自由组合。四分体时期四分体时期非姐妹染色单非姐妹染色单体的交换带来的等位基因体的交换带来的等位基因的交换。的交换。生物变异的生物变异的根本来源根本来源,是生物进化的原材料。是生物进化的原材料。生物变异的生物变异的来源之一来源之一,是形,是形成生物多样性的重要原因。成生物多样性的重要原因。有性生殖中非常普遍。有性生殖中非常普遍。突变频率低,但普遍存在。突变频率低,但普遍
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