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第四章 生物的变异表现型表现型基因型基因型 + 环境条件环境条件（改变改变）（改变改变）（改变）（改变）变异变异的类的类型型可遗传的变异可遗传的变异：不遗传的变异：不遗传的变异：基因突变基因突变染色体畸变染色体畸变基因重组基因重组仅仅由环境不同引起，遗传物质没仅仅由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。有改变，不能进一步遗传给后代。由于由于生殖细胞中生殖细胞中遗传物质发生了遗传物质发生了改变改变，其后代将，其后代将继承这种改变继承这种改变生物变异的类型生物变异的类型1 1、下面叙述的变异现象，可遗传的是、下面叙述的变异现象，可遗传的是 A A由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状 B B果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状 C C开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花白花C精典例题精典例题一、基因重组一、基因重组1 1、概念、概念: :具有不同遗传性状的雌、雄个体进行具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖过程有性生殖过程时时, ,控制不同性状的基因控制不同性状的基因重新组合，重新组合，导致后代不同于亲本类型导致后代不同于亲本类型的现象或过程。的现象或过程。2 2、类型、类型: :基因的自由组合基因的自由组合: :基因的互换基因的互换: :非同源染色体上的非等位基因的非同源染色体上的非等位基因的自由组合自由组合同源染色体上的非姐妹染色单体之同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换间发生局部互换.(.(交叉互换交叉互换) )后一页后一页非同源染色体上的非同源染色体上的 非等位基因自由组合非等位基因自由组合YyrRYyRrYr和和yRYR和和yrAabBAaBb同源染色体的非姐妹染色单体同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换之间的局部交换思考思考:一种具有一种具有20对对等位基因等位基因（这（这20对对等位基因分别位于等位基因分别位于 20对同源染色体上）对同源染色体上）的生物进行杂交时，的生物进行杂交时，F2可能出现的表可能出现的表现型就有现型就有 种。种。220=10485763 3、意义、意义: :通过有性生殖过程实现的，基因重组的通过有性生殖过程实现的，基因重组的结果导致结果导致生物性状的多样性生物性状的多样性，为动植物，为动植物育种和生物进化育种和生物进化提供丰富的物质基础。提供丰富的物质基础。基因重组能否产生新的基因？能否产生新基因重组能否产生新的基因？能否产生新的基因型？的基因型？ 1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。对病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀型细胞贫血镰刀型细胞贫血症症。这样的红细胞容易破裂。这样的红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血使人患溶血性贫血,严重时严重时会导致死亡会导致死亡.一、基因突变一、基因突变(一一)基因突变的实例基因突变的实例为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？ 1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀年，英国科学家英格拉姆发现镰刀状细胞贫血症患者血红蛋白异常，一条多肽状细胞贫血症患者血红蛋白异常，一条多肽链上的链上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代取代。正常正常异常异常脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 思考与讨论思考与讨论CTTCTTGAAGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常GUAGUACATCATGTAGTA突变突变GAAGAA_原因原因_原因原因 镰刀型细胞贫血症是由于基因中的碱基对发生了镰刀型细胞贫血症是由于基因中的碱基对发生了_产生的。产生的。病因：病因：替换替换根本根本直接直接相应性状的改变相应性状的改变相应蛋白质的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变相应氨基酸的改变mRNAmRNA分子中的碱基发生变化分子中的碱基发生变化DNADNA分子中的碱基对发生变化分子中的碱基对发生变化具体变化过程具体变化过程: :增增添添缺缺失失替替换换机理：机理：DNADNA分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的 、 和和 ，而引起的而引起的基因结构基因结构的改变。的改变。 增添增添缺失缺失替换替换（二）基因突变的概念：（二）基因突变的概念：基因内部核酸分子上的基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变特定核苷酸序列发生改变的现象或过程的现象或过程思考与讨论：思考与讨论：基因碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质基因碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质（性状）的改变？（性状）的改变？2 2、在一个、在一个DNADNA分子中如果插入了一个碱基对，则分子中如果插入了一个碱基对，则 A.A.不能转录不能转录 B.B.不能翻译不能翻译 C.C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变在转录时造成插入点以后的遗传密码改变3 3、若某基因原为、若某基因原为303303对碱基，现经过突变，成为对碱基，现经过突变，成为300300个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白质分子相比较，差异可能为成的蛋白质分子相比较，差异可能为 A A只相差一个氨基酸，其他顺序不变只相差一个氨基酸，其他顺序不变 B B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变 C C长度不变，但顺序改变长度不变，但顺序改变 D DA A、B B都有可能都有可能DD精典例题精典例题( (三三) )基因突变发生的时间？基因突变发生的时间？ WhyWhy？细胞周期中的分裂间期细胞周期中的分裂间期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中可以发生基因突变中可以发生基因突变（但一般不能传给后代）（但一般不能传给后代）中也可以发生基因突变中也可以发生基因突变（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） DNA DNA在进行复制时发生错误在进行复制时发生错误. .4 4、人类能遗传给后代的基因突变常、人类能遗传给后代的基因突变常发生在发生在 A.A.减数第一次分裂减数第一次分裂 B.B.四分体时期四分体时期 C.C.减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期 D.D.有丝分裂间期有丝分裂间期C精典例题精典例题( (四四) )基因突变的结果和意义基因突变的结果和意义产生新基因产生新基因引发生物变异引发生物变异生物变异的生物变异的根本根本来源，来源，为进化提供原材料，为进化提供原材料，常见突变性状：常见突变性状：棉花棉花 ：正常枝：正常枝短果枝短果枝 果蝇果蝇 ：红眼：红眼白眼白眼 长翅长翅残翅残翅家鸽家鸽 ：羽毛白色：羽毛白色灰红色灰红色人人 ：正常色觉：正常色觉色盲色盲 正常肤色正常肤色白化病白化病基因突变的结基因突变的结果往往使一个果往往使一个基因变成它的基因变成它的等位基因等位基因,即即产生了新的基产生了新的基因因.基因突变的意义基因突变的意义: :(五)基因突变的类型 形态突变形态突变 生化突变生化突变 致死突变致死突变蛋白质蛋白质消化吸收消化吸收细胞内苯丙氨酸细胞内苯丙氨酸苯丙酮酸苯丙酮酸酪氨酸酪氨酸苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶( (六六) ) 基因突变的因素基因突变的因素物理因素物理因素化学因素化学因素生物因素生物因素基因突变的因素基因突变的因素各种射线的照射、温度剧变各种射线的照射、温度剧变等等亚硝酸和碱基类似物等亚硝酸和碱基类似物等病毒和某些细菌等病毒和某些细菌等放射性污染放射性污染（七）海洋污染（七）海洋污染油污海鸟油污海鸟惨死沙滩惨死沙滩 早晨起床，早晨起床， 掀开黑心棉做的被子，掀开黑心棉做的被子，用致癌牙膏刷完牙，用致癌牙膏刷完牙，喝了杯掺了三聚氰胺的牛奶，喝了杯掺了三聚氰胺的牛奶，吃一根柴油炸的洗衣粉油条，吃一根柴油炸的洗衣粉油条，外加一个苏丹红咸鸭蛋，外加一个苏丹红咸鸭蛋，在票贩子那儿买了张车票，在票贩子那儿买了张车票，赶到地下烟厂上班。赶到地下烟厂上班。9：30偷偷用山寨手机看股票，偷偷用山寨手机看股票，中午在餐馆点了盘用地沟油炒的避孕药喂的黄膳，中午在餐馆点了盘用地沟油炒的避孕药喂的黄膳，一盘敌敌畏喷过的白菜，一盘敌敌畏喷过的白菜，盛两碗陈化粮米饭；盛两碗陈化粮米饭；晚餐蒸一盘瘦肉精养大的死猪肉做的腊肉，晚餐蒸一盘瘦肉精养大的死猪肉做的腊肉，沾上点毛发勾兑的毒酱油，沾上点毛发勾兑的毒酱油，拌盘福尔马林泡过的海蜇皮，拌盘福尔马林泡过的海蜇皮，抓两个添加了漂白粉的大馒头，抓两个添加了漂白粉的大馒头，喝两杯富含甲醇的白酒喝两杯富含甲醇的白酒唉，这日子过得真叫爽唉，这日子过得真叫爽七、基因突变的特点、普遍性、普遍性: :基因突变可发生在任何生物的任何时期基因突变可发生在任何生物的任何时期突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。、多方向性：、多方向性： 基因突变是基因突变是不定不定向向的。的。、可逆性：、可逆性：基基 因因突变率突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因4105果蝇的褐眼基因果蝇的褐眼基因3105玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因110小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人类色盲基因人类色盲基因3105小资料小资料、稀有性：、稀有性： 突变率突变率低低；白化苗白化苗、有害性：有害性：大多数突变是大多数突变是有害有害的的白化病白化病为什么呢？为什么呢？ 任何一种生物都是长期进化过程的产任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们物，它们 与环境取得了高度的协调。与环境取得了高度的协调。基因突变和重组引起的变异有什么区别基因突变和重组引起的变异有什么区别? ?1 1基因突变：基因突变： 基因基因_改变，它改变，它_新的基因新的基因 发生时期：发生时期：_ 特点：特点：普遍性、普遍性、多方向性、多方向性、_、 多数有害、多数有害、可逆性。可逆性。2 2基因重组：基因重组： 控制不同性状的控制不同性状的_，_新基因，可新基因，可形成新的形成新的_。 发生时期：发生时期：_ 特点：特点：_内部结构内部结构能产生能产生细胞分裂间期（细胞分裂间期（DNADNA复制时）复制时）稀有性稀有性基因重新组合基因重新组合 不产生不产生基因型基因型有性生殖过程中有性生殖过程中( (减数第一次分裂减数第一次分裂) )变异非常丰富变异非常丰富1 1、某自花传粉植物连续几代开红花，一、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，次开出一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是其原因是 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A2 2、上眼睑下垂是一种显性遗传病、上眼睑下垂是一种显性遗传病, ,某一男性患某一男性患者者, ,其父母正常，请判断这人性状最可能是其父母正常，请判断这人性状最可能是 A.A.伴性遗传伴性遗传 B.B.常染色体遗传常染色体遗传 C.C.基因突变基因突变 D.D.基因重组基因重组C3.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输给一个血型相同的正常人输给一个血型相同的正常人,将使正常人将使正常人B A、 基因产生突变基因产生突变,使此人患病使此人患病 B、无基因突变、无基因突变,性状不遗传给此人性状不遗传给此人 C、基因重组、基因重组,将病遗传给此人将病遗传给此人 D、无基因突变、无基因突变,此人无病此人无病,其后代患病其后代患病5 5、生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生、生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源于物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源于 A.A.基因重组基因重组 B.B.基因突变基因突变 C.C.染色体变异染色体变异 D.D.环境变化环境变化A4 4、若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变、若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变 异主要来自异主要来自 A.A.基因突变基因突变 B.B.基因重组基因重组 C.C.环境影响环境影响 D.D.染色体变异染色体变异B 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，结出的是粒多饱给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱满的种子，但是满的种子，但是再把这些种子种下去结出再把这些种子种下去结出的仍就是普通的种子的仍就是普通的种子 不可遗传的变异不可遗传的变异 太空椒（经过太空遨游，也就是经太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）和普通椒相比，太空椒具有过辐射的）和普通椒相比，太空椒具有明显的优势，果实肥大，明显的优势，果实肥大，把其种下去后把其种下去后结出的仍是太空椒结出的仍是太空椒可遗传的变异可遗传的变异
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