变异育种遗传病.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,必修,3,遗传与进化,四单元 生物的变异,五单元 人类遗传病,生物变异的来源,G,A,A,C,T,T,DNA,mRNA,谷氨酸,缬氨酸,氨基酸,蛋白质,正常,异常,GAA,G,U,A,G,T,A,C,A,T,突变,分析镰刀型细胞贫血症病因,基因的分子结构发生了改变,基因突变,基因突变的实质,（,1,）,碱基对的,改变,正常,突变,正常,突变,蛋白质性状改变,蛋白质性状不变,（,2,）,碱基对的,增添、缺失,DNA,TAC CAT TAG GAT CCC ATT,mRNA,AUG GUA AUC CUA GGG UAA,起始密码,缬,氨酸,异亮氨酸,亮,氨酸,甘,氨酸,终止密码,DNA,TAC,C,CA TTA GGA TCC CAT T,mRNA,AUG GGA AAU CCU AGG GUA,起始密码,甘,氨酸,天冬,氨酸,脯,氨酸,精,氨酸,缬,氨酸,DNA,TAC CAT AGG ATC CCA TT,mRNA,AUG GUA UCC UAG GGU,起始密码,缬,氨酸,丝,氨酸,终止密码,增添,C,缺失,T,正常,异常,异常,基因突变的特点,普遍存在,：,种类：自然突变和诱发突变,随机发生：,发生时间,：个体发育的任何时期。,发生时间的早晚与个体突变的范围成反比。,发生场所,：体细胞（不遗传）,生殖细胞（可遗传）,频率低：,高等生物生殖细胞：,10,-5,10,-8,大多有害：,遗传病,;,少数有利：植物的抗病性、耐旱性、微生物的,抗药性。,不定向性：,可有多个突变方向，产生多个等位基因。,基因重组：,1.,概念：,生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。,2.,发生时间：,减数分裂形成配子时,3.,类型：,P,Yy,Rr,黄圆,F,1,F,2,YY,RR,yy,rr,黄圆,绿皱,YY,RR,1,yy,Rr,2,Yy,rr,2,Yy,RR,2,YY,Rr,2,Yy,Rr,4,yy,RR,1,YY,rr,1,yy,rr,1,非同源染色体上非等位基因自由组合,6/16,F,1,配子,Yr,yR,yr,YR,1,2,A,B,B,A,1,2,B,B,A,A,非姐妹染色单体,交叉互换,四分体时期,A,B,a,b,四分体时期，非姐妹染色单体交叉互换，同源染色体上非等位基因重组,个别染色体,的增减变化,染色体组的,倍性变化,染色体缺失、重复、倒位、易位,主要原因,单体,缺体,三体,非,整倍体,单倍体（雄蜂,X=16,）,二倍体（果蝇,2X=8,）,三倍体（香蕉,3X=33,）,四倍体（洋葱,4X=32,）,六倍体（小麦,6X=42,）,整倍体,数目变异,结构变异,名称,变异类型,染色体变异的类型,染色体组：,果蝇,有,4,对同源染色体,（,1,）染色体组概念：,P48,细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。,一个染色体组包括：,、,、,、,X,（或,Y,）,（,2,）染色体组的特点：,全为非同源染色体；,染色体形态、功能各异；,携带全部遗传信息。,下图所示四个细胞内各含有几个染色体组,A B C D,2,个组,3,个组,3,个组,1,个组,二倍体：,由受精卵发育而成的，,体细胞,中含有两个染色体组的个体。,例：几乎全部动物和过半数的高等植物,如,:,人、果蝇、玉米等。,二倍体生物配子中的全部染色体为一个染色体组。,多倍体：,定义：,由受精卵发育而成，,体细胞中含有三个或三个以上,染色体组的个体。,多倍体优缺点：,茎杆粗壮，叶片、果实和种子较大,糖类、蛋白质等营养物质含量增加,发育延迟，结实率降低,多倍体形成主要原因：,外界环境,或,内部因素,不能形成,纺锤体,染色体复制,加倍后不分离,染色体加倍的细胞,多倍体,有丝,分裂时：,发育,配子,单倍体,（,3,）产生,自然,:,人工,:,（,2,）特点：,植株弱小、高度不育,单倍体育种,单性生殖的结果。如雄蜂,单倍体,（,1,）定义：,由配子发育而成，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。,比较：单倍体、二倍体和多倍体,单倍体,二倍体,多倍体,配子,发育,受精卵,（含,2,个染色体组）,（含,3,个或以上染色体组）,（含,1,个或几个染色体组）,六倍体普通小麦体细胞中有,42,条染色体，,个染色体组，用其,花粉,培育成的植株,体细胞有,条染色体，含,个,染色体组，叫,。,发育,与染色体组无关,六,21,三,单倍体,基因重组,基因突变,染色体数量变异（整倍性）,多倍体,单倍体,发生时期,减数第一次分裂,细胞分裂间期,DNA,复制,细胞分裂期,某些生物进行单性生殖时,产生机理,非同源染色体上非等位基因的自由组合（减一后）；,同源染色体上非等位基因的交叉互换（减一前联会）,DNA,上发生碱基对的增添、减少、改变，从而引起,DNA,碱基序列即遗传信息的改变。,由于细胞分裂受阻，体细胞中染色体组成倍的增加,直接由生物的配子，如未受精卵细胞、花粉粒发育而来，使染色体组数成倍减少。,是否有新基因产生,没有产生新基因，但产生了,新的基因组合类型,直接,产生了新基因,没有产生新基因，但增加了某一基因的数量,没有产生新基因,在生物进化中地位,生物变异的重要来源，提供生物进化的原始材料,生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料,新物种形成的一种方式,对生物进化的意义不大,生产实践中的应用,杂交育种,诱变育种,多倍体育种,单倍体育种,三种可遗传变异的比较,遗传变异与育种,抗锈病,不抗锈病,F,3,F,n,TT,不再发生性状分离,连续自交,Tt,抗锈病,F,1,Tt,抗锈病,TT,Tt,Tt,tt,F,2,T,t,T,t,配子,基因分离定律在杂交育种中的应用,Tt,在,Fn,代,所占比例：,1/2,n,TT+tt,在,Fn,代,所占比例：,1-1/2,n,欲培育的性状为,隐性,性状,则隐性性状一出现，即为纯合体（可稳定遗传）,欲培育的性状为,显性,性状,则需要连续多年的自交，淘汰隐性性状的个体，直至基本不再发生性状分离,DDTT,ddtt,P,易倒伏抗锈病,抗倒伏易染病,DdTt,易倒伏抗锈病,F,1,易倒抗病,抗倒抗病,易倒易病,抗倒易病,F,2,1/3ddTT,2/3ddTt,D_T_,9,D_tt,3,ddT,_,3,ddtt,1,选种,选择,抗倒抗病性状,连续自交,直至不再发生,性状分离,基因自由组合定律与杂交育种,多倍体育种,人工诱导多倍体,方法：,用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,原理：,秋水仙素能抑制纺锤体形成,萌发的,种子或,幼苗,(,二倍体,),染色体正常复制，染色体不分离,（,4N,）,多,倍,体,区分：二倍体,秋水仙素,二倍体,生长素,四,倍,体,二,倍体 无籽番茄,秋水仙素,分裂前期细胞,(2N),不能形成纺锤丝,实例：三倍体,无籽西瓜、异源八倍体小黑麦,三倍体无籽西瓜的培育过程,第一年：母本：二倍体幼苗（,2N,）,秋水仙素,四倍体,父本：二倍体,（,4N,）（,2N,）,（四倍体瓜,4N,）,三倍体种子,（,3N,）,第二年：,联会紊乱,授粉,三倍体无籽西瓜,三倍体植株,单倍体育种,利用单倍体培养纯合子,过程,:,二倍体,植物,减数,分裂,单倍体,幼苗,二倍,纯合体,优点：,明显缩短育种年限,F,1,花粉,离体,培养,秋水仙,素处理,自,交,种,子,DDTT,ddtt,P,易倒伏抗锈病,抗倒伏易染病,DdTt,易倒伏抗锈病,F,1,单倍体育种,减数分裂,F,1,花粉,DT,Dt,dT,dt,离体培养,单倍体幼苗,DDTT,DDtt,ddTT,ddtt,DT,Dt,dT,dt,秋水仙素,二倍纯合体,选择抗倒抗病性状稳定遗传,第,一,年,第,二,年,杂交育种,诱变育种,多倍体育种,单倍体育种,处理,原理,优点,缺点,杂交,射线、激光,化学药剂,秋水仙素处理,萌发种子或幼苗,花药离体培养,秋水仙素处理,基因重组,基因突变,染色体变异,时间长,产生新基因、新性状，缩短育种年限，大幅度改良某些性状,茎秆粗，,果大，,营养物丰富,成功率高,突变个体少，有利个体少，需大量处理,发育延迟，结实率低,明显缩短育种年限,方法复杂成活率低,常染色体显性遗传病,常染色体隐性遗传病,X,连锁显性遗传病,X,连锁隐性遗传病,Y,连锁遗传病,单基因病,染色体病,结构异常,数目异常,遵循,孟德尔,定律,多基因病,:,多基因和多环境因素共同作用,遗传规律不明显,遗传病的,主要类型,受环境影响,多个性状改变,三种遗传病的比较,遗传病,单基因病,多基因病,染色体病,病因,单个致病基因控制,多个治病基因，多种环境因素影响,染色体结构变异、数目变异,(,非整倍体,),性状特点,单个性状变异,单个性状变异为主，多有并发症,多个性状变异,群体发病率,低,高,低,遗传特点,遵循孟德尔定律,遗传规律不明显,不遵循孟德尔定律,发病高峰期,出生,儿童期,出生、中老年,胚胎期（流产）,类型,实例,人群发病特点,家族遗传特点,常染色体,显性,并指症、,多指症、,软骨发育不全（侏儒症一种）,男女患者数相近,无隔代遗传现象，患者的双亲中必有患者,父母患病女儿正常，一定是常染色体显性遗传病,隐性,白化病、,先天聋哑、,苯丙酮尿症,男女患者数相近,常有隔代遗传现象,父母正常女儿患病，一定是常染色体隐性遗传病,X,染色体,显性,抗维生素,D,佝偻病,女患者多于男患者,无隔代遗传现象，患者的双亲中必有患者,交叉遗传,男患者的母亲和女儿一定都患病,隐性,红绿色盲、,血友病、,进行性肌营养,不良,男患者多于女患者,常有隔代遗传现象,交叉遗传,女患者的父亲和儿子一定都患病,Y,染色体,外耳道多毛症,只有男性患病,父子相传,常见单基因遗传病比较,单基因遗传病判定口诀,父母正常女儿病，常染色体隐性病,父母患病女正常，常染色体显性病,亲有子无为显性，显性遗传看男患，母女正常非伴性,亲无子有为隐性，隐性遗传看女患，父子正常非伴性,针对系谱图的解题思路,每个性状单独分析,判断性状的显隐关系：,判断基因所在染色体（常染色体、,X,、,Y,）,写出隐性性状个体的基因型,写出显性性状个体的基因框架（基因式）,判断显性个体的基因型及比例,分析问题所包含的事件及相互关系并计算概率,