一轮复习基因突变基因重组染色体变异省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

基因突变基因突变生生物物变变异异 不遗传变异不遗传变异 可遗传变异可遗传变异 基因重组基因重组染色体变异染色体变异因为环境原因因为环境原因影响，生物体影响，生物体内遗传物质没内遗传物质没有改变有改变第第1页页不一样生物可遗传变异起源：不一样生物可遗传变异起源：病毒病毒基因突变基因突变原核生物原核生物基因突变基因突变真核生物真核生物基因突变、基因重组、基因突变、基因重组、染色体变异染色体变异第第2页页基因突变基因突变镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症实例实例 镰刀型贫血症是一个异镰刀型贫血症是一个异常血红蛋白病。一旦缺氧，常血红蛋白病。一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，患者红细胞变成长镰刀型，血液粘性增加，引发红细胞血液粘性增加，引发红细胞堆积，造成各器官血流阻塞。堆积，造成各器官血流阻塞。而出现脾脏肿大，四肢骨骼、而出现脾脏肿大，四肢骨骼、关节疼痛，血尿和肾功效衰关节疼痛，血尿和肾功效衰竭等症状，病重时，红细胞竭等症状，病重时，红细胞受机械损伤而破裂产生溶血受机械损伤而破裂产生溶血现象，引发严重贫血而造成现象，引发严重贫血而造成死亡死亡。第第3页页血红蛋白血红蛋白谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸氨基酸氨基酸mRNADNA突变突变 红细胞红细胞 圆饼状圆饼状 镰刀型镰刀型镰刀型细胞贫血症病因分析镰刀型细胞贫血症病因分析GAAGUACTTGAACATGTA正常正常异常异常基因碱基序基因碱基序列代表了遗传信列代表了遗传信息，序列改变了，息，序列改变了，遗传信息也改变遗传信息也改变了，经过转录、了，经过转录、翻译形成蛋白质翻译形成蛋白质也就发生了改变，也就发生了改变，性状自然会发生性状自然会发生改变。可见，基改变。可见，基因结构改变会使因结构改变会使生物发生变异。生物发生变异。第第4页页改变改变增添增添缺失缺失CTTCGCGAAGCGTCGCAGCGCGTATCGCAGCGCGTAATATCGCTAGCGDNA片段片段CTTCGCGAGGCGTCGCAACG基因突变概念基因突变概念因为因为DNADNA分子中发生碱基正确替换分子中发生碱基正确替换,增添和缺失增添和缺失,而引发基因结构改变而引发基因结构改变.就叫做基因突变就叫做基因突变.第第5页页思索思索1：某对基因增添、缺失、：某对基因增添、缺失、替换哪一个改变对蛋白质结构替换哪一个改变对蛋白质结构影响最小？影响最小？替换替换第第6页页结果结果 基因突变是染基因突变是染色体上某一位色体上某一位点上基因改变。点上基因改变。基因突变使一个基因突变使一个基因变成它基因变成它等位等位基因基因,而且通常而且通常会引发一定表现会引发一定表现型改变型改变.第第7页页思索思索2：基因突变是否一定会造成性状改变？原：基因突变是否一定会造成性状改变？原因是什么？因是什么？1、发生基因突变碱基位于基因结构非编码区或发生发生基因突变碱基位于基因结构非编码区或发生在真核生物基因结构内含子内在真核生物基因结构内含子内2、因为各种密码子决定一样一个氨基酸，因为各种密码子决定一样一个氨基酸，所以一些所以一些基因突变也不引发生物性状改变。比如：基因突变也不引发生物性状改变。比如：UUU和和UUG都是苯丙氨酸密码子，当都是苯丙氨酸密码子，当U和和G相互置换，不会改变密相互置换，不会改变密码子功效，因为决定氨基酸还是苯丙氨酸。码子功效，因为决定氨基酸还是苯丙氨酸。3、隐性突变在杂合状态下也不会引发性状改变，隐性突变在杂合状态下也不会引发性状改变，比比如在豌豆中，高茎基因如在豌豆中，高茎基因D对矮茎基因对矮茎基因d是显性；若在基因是显性；若在基因型为型为DD受精卵中，有一个受精卵中，有一个D突变为突变为d，则该受精卵基因，则该受精卵基因型为型为Dd，但矮茎基因在杂合状态下，其性状不能表示。，但矮茎基因在杂合状态下，其性状不能表示。第第8页页思索思索3：基因突变是可遗传变异起：基因突变是可遗传变异起源，基因突变一定能遗传吗？源，基因突变一定能遗传吗？若发生在配子中，若发生在配子中，可可遗传；遗传；若发生在体细胞中，若发生在体细胞中，普通不能普通不能遗传；遗传；有些植物体细胞发生基因突变，可经有些植物体细胞发生基因突变，可经过无性繁殖传递。过无性繁殖传递。第第9页页思索思索4 4：基因突变发生于什么时候：基因突变发生于什么时候？细胞周期中分裂间期（细胞周期中分裂间期（DNADNA分子复制时）分子复制时）有丝分裂间期（体细胞）有丝分裂间期（体细胞）减数第一次分裂间期（生殖细胞）减数第一次分裂间期（生殖细胞）但普通不能传给后代但普通不能传给后代可经过受精作用直接传给后代可经过受精作用直接传给后代第第10页页意义意义基因突变是生物变异根原来源；基因突变是生物变异根原来源；为生物进化提供了最初原材料。为生物进化提供了最初原材料。引发突变原因引发突变原因物理原因：物理原因：X X射线射线 激光等激光等化学原因：亚硝酸化学原因：亚硝酸 碱基类似物等碱基类似物等生物原因：病毒生物原因：病毒 一些细菌等一些细菌等基因突变可产生新基因、新性状基因突变可产生新基因、新性状基因突变结果：基因突变结果：使一个基因变成它使一个基因变成它等位基因等位基因 第第11页页基因突变特点：基因突变特点：普遍性普遍性随机性随机性低频性低频性多害少利性多害少利性不定向性不定向性任何生物任何生物时期、个体、细胞、基因时期、个体、细胞、基因不一样基因突变频率不不一样基因突变频率不一样一样产生一个以上等位基因产生一个以上等位基因第第12页页化学原因：化学原因：有亚硝酸、硫酸二乙酯等。有亚硝酸、硫酸二乙酯等。（1 1）人工诱导基因突变惯用方法：）人工诱导基因突变惯用方法：物理原因：物理原因：包含包含X X射线、紫外线、激光等；射线、紫外线、激光等；生物原因：生物原因：病毒、细菌等。病毒、细菌等。基因突变在育种上应用基因突变在育种上应用第第13页页（4 4）诱变意义）诱变意义:是创造动、植物新品种和微生物新类型是创造动、植物新品种和微生物新类型主要方法主要方法基因突变在育种上应用基因突变在育种上应用成功率低成功率低,有利变异个体往往不多，需有利变异个体往往不多，需大量处理生物材料。大量处理生物材料。（2 2 2 2）优点：优点：提升突变率，提升突变率，创造新类型创造新类型大幅度改良一些性状大幅度改良一些性状（3 3 3 3）缺点缺点:第第14页页“一猪生九仔，连母十个样一猪生九仔，连母十个样”，这种个，这种个体差异，主要是什么原因产生体差异，主要是什么原因产生?基因重组基因重组第第15页页二、基因重组二、基因重组1 1、概念、概念:在生物进行在生物进行有性生殖过程有性生殖过程中中,控制不一控制不一样性状基因自由组合样性状基因自由组合.2 2、类型、类型:基因自由组合基因自由组合:交叉交换交叉交换:非同源染色体上非等位基因自由组合非同源染色体上非等位基因自由组合同源染色体上非姐妹染色体之间发生局部同源染色体上非姐妹染色体之间发生局部交换交换.3、范围、范围:进行有性生殖真核生物进行有性生殖真核生物第第16页页非同源染色体上非同源染色体上非非等位基因自由组合等位基因自由组合一个含有一个含有20对对等位基因等位基因（这（这20对等位基因分别位于对等位基因分别位于 20对同源染色体上）生物进行杂交时，对同源染色体上）生物进行杂交时，F2可能出现可能出现表现型就有表现型就有 种。种。AabBAaBbAb和和aBAB和和ab220=1048576第第17页页AabBAaBb同源染色体非姐妹染色单体同源染色体非姐妹染色单体之之间局部交换间局部交换第第18页页3 3、意义、意义:经过有性生殖实现基因重经过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其组为生物变异提供了极其丰富起源丰富起源,是生物多样性主是生物多样性主要原因之一要原因之一.基因重组能否产生新基因？新基因重组能否产生新基因？新基因型？基因型？新基因型新基因型第第19页页基因重组广义了解：基因重组广义了解：(1)(1)基因工程也属于控制不一样性状基因基因工程也属于控制不一样性状基因重新组合，属于非自然基因重组，能够重新组合，属于非自然基因重组，能够发生在不一样种生物之间，能够定向改发生在不一样种生物之间，能够定向改变生物性状。变生物性状。(2)(2)肺炎双球菌转化也属于基因重组。肺炎双球菌转化也属于基因重组。(3)(3)基因重组产生了新基因型，但未产生基因重组产生了新基因型，但未产生新基因。新基因。第第20页页 基因突变基因突变 基因重组基因重组本质本质原因原因时间时间意义意义可能性可能性产生新产生新基因基因产生新产生新基因型基因型碱基对增碱基对增添、添、缺失、改缺失、改变变基因基因自由组合自由组合；基因基因交叉交换交叉交换等等间期间期DNADNA复制复制时时减数第一次分裂减数第一次分裂（前后）（前后）变异根原来变异根原来源；进化原源；进化原材料材料生物变异起源之一生物变异起源之一生物多样性主要原因生物多样性主要原因低频率但普遍低频率但普遍有性生殖中普遍有性生殖中普遍基因突变基因突变-基因重组基因重组第第21页页三、染色体变异三、染色体变异（一）概念：光学显微镜可见染色体结构改变和数目标变化染色体结构改变：染色体结构改变：染色体结构改变：染色体结构改变：缺失、重复、倒位、易位缺失、重复、倒位、易位缺失、重复、倒位、易位缺失、重复、倒位、易位染色体数目改变染色体数目改变个别染色体增加或降低个别染色体增加或降低个别染色体增加或降低个别染色体增加或降低以染色体以染色体以染色体以染色体组形式成组形式成组形式成组形式成倍增加或倍增加或倍增加或倍增加或降低降低降低降低染色体组染色体组染色体组染色体组二倍体二倍体二倍体二倍体多倍体及形成多倍体及形成多倍体及形成多倍体及形成单倍体及形成单倍体及形成单倍体及形成单倍体及形成第第22页页（二）染色体结构变异：（二）染色体结构变异：1 1 1 1、缺失：、缺失：、缺失：、缺失：染色体中某染色体中某染色体中某染色体中某一片段缺乏，片段上基因一片段缺乏，片段上基因一片段缺乏，片段上基因一片段缺乏，片段上基因也随之降低。也随之降低。也随之降低。也随之降低。2 2 2 2、重复：、重复：、重复：、重复：染色体中染色体中染色体中染色体中增加了某一片段。增加了某一片段。增加了某一片段。增加了某一片段。3 3 3 3、倒位：、倒位：、倒位：、倒位：染色体中染色体中染色体中染色体中某一片段位置颠倒了某一片段位置颠倒了某一片段位置颠倒了某一片段位置颠倒了1801801801800 0 0 0。4 4 4 4、易位：、易位：、易位：、易位：染色体某染色体某染色体某染色体某一片段移接到另一条一片段移接到另一条一片段移接到另一条一片段移接到另一条非同源染色体上。非同源染色体上。非同源染色体上。非同源染色体上。第第23页页（三）染色体数目变异：（三）染色体数目变异：1 1 1 1、细胞内、细胞内、细胞内、细胞内个别个别个别个别染色体增加或降低：染色体增加或降低：染色体增加或降低：染色体增加或降低：(1)(1)(1)(1)增加：增加：增加：增加：如如如如21212121三体综合症三体综合症三体综合症三体综合症（先天性愚型）（先天性愚型）（先天性愚型）（先天性愚型）21212121号染色体多了号染色体多了号染色体多了号染色体多了一条一条一条一条(2)(2)(2)(2)降低：如性腺发育不良，（少一条性染色体）降低：如性腺发育不良，（少一条性染色体）降低：如性腺发育不良，（少一条性染色体）降低：如性腺发育不良，（少一条性染色体）2 2 2 2、细胞内染色体数目以、细胞内染色体数目以、细胞内染色体数目以、细胞内染色体数目以染色体组染色体组染色体组染色体组形式形式形式形式成倍成倍成倍成倍地增加地增加地增加地增加 或降低。或降低。或降低。或降低。第第24页页3.3.染色体组染色体组雌果蝇产生配子雄果蝇产生配子雄果蝇产生配子雄果蝇产生配子雄果蝇产生配子第第25页页A A A A一个染色体组中不含同源染色体。一个染色体组中不含同源染色体。一个染色体组中不含同源染色体。一个染色体组中不含同源染色体。B B B B一一一一个个个个染染染染色色色色体体体体组组组组中中中中所所所所含含含含染染染染色色色色体体体体形形形形态态态态、大大大大小小小小和和和和功功功功效效效效各各各各不相同。不相同。不相同。不相同。C C C C一个染色体组中含有控制生物性状一整套基因，一个染色体组中含有控制生物性状一整套基因，一个染色体组中含有控制生物性状一整套基因，一个染色体组中含有控制生物性状一整套基因，但不能重复。但不能重复。但不能重复。但不能重复。（不考虑（不考虑（不考虑（不考虑XYXYXYXY染色体差异）染色体差异）染色体差异）染色体差异）D.D.D.D.二倍体生物生殖细胞中所含有一组染色体二倍体生物生殖细胞中所含有一组染色体二倍体生物生殖细胞中所含有一组染色体二倍体生物生殖细胞中所含有一组染色体概念概念 细胞中一组非同源染色体，它们在形态和功效上各不相同，不过携带着控制一个生物生长发育、遗传和变异全部信息一组染色体。概念变相考法概念变相考法概念变相考法概念变相考法染色体组符合条件：染色体组符合条件：第第26页页甲含有甲含有甲含有甲含有:乙含有乙含有乙含有乙含有:丙含有丙含有丙含有丙含有:3 3 3 3个个个个2 2 2 2个个个个1 1 1 1个个个个判断标准是判断标准是判断标准是判断标准是:1 1 1 1）细胞内）细胞内）细胞内）细胞内形态相同形态相同形态相同形态相同染色体有几条，则含染色体有几条，则含染色体有几条，则含染色体有几条，则含有几个染色体组有几个染色体组有几个染色体组有几个染色体组 .3 1 23 1 23 1 23 1 2判断标准是：判断标准是：判断标准是：判断标准是：2 2 2 2）在细胞或生物体基因型中，控制同一）在细胞或生物体基因型中，控制同一）在细胞或生物体基因型中，控制同一）在细胞或生物体基因型中，控制同一性状基因出现几次，则有几个染色体组。性状基因出现几次，则有几个染色体组。性状基因出现几次，则有几个染色体组。性状基因出现几次，则有几个染色体组。如图所表示三种细胞内各含有几个染色体组呢如图所表示三种细胞内各含有几个染色体组呢如图所表示三种细胞内各含有几个染色体组呢如图所表示三种细胞内各含有几个染色体组呢?有三种生物个体它们基因型分别是有三种生物个体它们基因型分别是有三种生物个体它们基因型分别是有三种生物个体它们基因型分别是AaaBBbccc AaaBBbccc AaaBBbccc AaaBBbccc、AbcdAbcdAbcdAbcd、AaBbCCAaBbCCAaBbCCAaBbCC，这三种生物体细胞内含有染色体组，这三种生物体细胞内含有染色体组，这三种生物体细胞内含有染色体组，这三种生物体细胞内含有染色体组数目分别是：数目分别是：数目分别是：数目分别是：怎样确认染色体组呢？怎样确认染色体组呢？乙乙乙乙丙丙丙丙甲甲甲甲A A A A.a a a a.B B B Bb b b bC C C CC C C CC C C Ca a a aA A A Aa a a aB B B B b b b bB B B BC C C CC C C CA A A Ab b b bC C C Cd d d d第第27页页方法一：依据染色体形态判断：方法一：依据染色体形态判断：方法二：依据基因型判断：方法二：依据基因型判断：形状大小相同染色体有几条，就是有几个染色体组形状大小相同染色体有几条，就是有几个染色体组形状大小相同染色体有几条，就是有几个染色体组形状大小相同染色体有几条，就是有几个染色体组控制同一性状基因有几个，就是有几个染色体组控制同一性状基因有几个，就是有几个染色体组控制同一性状基因有几个，就是有几个染色体组控制同一性状基因有几个，就是有几个染色体组任务任务5、染色体组数量判断方法、染色体组数量判断方法第第28页页【小组讨论小组讨论】请说出下列图所表示细胞中所含染色体组数及每个请说出下列图所表示细胞中所含染色体组数及每个染色体组所含染色体数目染色体组所含染色体数目.(注：图中非等位基因位于非同源染色体注：图中非等位基因位于非同源染色体)1.依据染色体依据染色体形态形态判断：判断：不一样形态不一样形态非同源染色体非同源染色体为一个染色体组为一个染色体组2.依据依据基因型基因型判断：控制判断：控制同一性状同一性状基因个数基因个数4组组(3条条/组组)1组组(4条条)3组组(2条条)戊戊己己庚庚甲甲乙乙丙丙丁丁辛辛壬壬癸癸3组组(3条条/组组)2组组(4条条/组组)1组组(4条条)4组组(1条条)2组组(2条条)4组组(2条条)同一个字母同一个字母（包含大小写）（包含大小写）2组组(2条条)任务任务5、染色体组数量判断方法、染色体组数量判断方法第第29页页4 4 4 4判断标准是判断标准是判断标准是判断标准是:韭菜细胞共有韭菜细胞共有韭菜细胞共有韭菜细胞共有32323232条染色体，有条染色体，有条染色体，有条染色体，有8 8 8 8种形态，则韭菜种形态，则韭菜种形态，则韭菜种形态，则韭菜体细胞中含有几个染色体组呢？体细胞中含有几个染色体组呢？体细胞中含有几个染色体组呢？体细胞中含有几个染色体组呢？3 3 3 3）染色体组数目）染色体组数目）染色体组数目）染色体组数目=染色体数染色体数染色体数染色体数/染色体形态数。染色体形态数。染色体形态数。染色体形态数。第第30页页4.4.与染色体组相关几个概念与染色体组相关几个概念两看两看两看两看一看：一看：一看：一看：二看：二看：二看：二看：受精卵受精卵受精卵受精卵发育发育发育发育生物体生物体生物体生物体生殖细胞生殖细胞生殖细胞生殖细胞 (配子配子配子配子)发育发育发育发育生物体生物体生物体生物体二倍体或多倍体二倍体或多倍体二倍体或多倍体二倍体或多倍体一定是单倍体一定是单倍体一定是单倍体一定是单倍体(不论有几个染色体组不论有几个染色体组不论有几个染色体组不论有几个染色体组)受精卵受精卵受精卵受精卵发育发育发育发育生物体生物体生物体生物体两个染色体组两个染色体组两个染色体组两个染色体组三个或三个以三个或三个以三个或三个以三个或三个以上染色体组上染色体组上染色体组上染色体组二倍体二倍体二倍体二倍体多倍体多倍体多倍体多倍体（1 1）怎样区分单倍体、二倍体、多倍体？）怎样区分单倍体、二倍体、多倍体？第第31页页单倍体单倍体单倍体单倍体多倍体多倍体多倍体多倍体自然条件：自然条件：自然条件：自然条件：人工条件：人工条件：人工条件：人工条件：自然条件：自然条件：自然条件：自然条件：人工条件：人工条件：人工条件：人工条件：普通由普通由普通由普通由未受精卵细胞未受精卵细胞未受精卵细胞未受精卵细胞发育而来。（雄峰）发育而来。（雄峰）发育而来。（雄峰）发育而来。（雄峰）惯用惯用惯用惯用花药离体培养花药离体培养花药离体培养花药离体培养法。法。法。法。因为外界环境条件因为外界环境条件因为外界环境条件因为外界环境条件（低温）（低温）（低温）（低温）剧变，影响了剧变，影响了剧变，影响了剧变，影响了细胞分裂时纺锤体形成细胞分裂时纺锤体形成细胞分裂时纺锤体形成细胞分裂时纺锤体形成而使染色体数目加而使染色体数目加而使染色体数目加而使染色体数目加倍产生。倍产生。倍产生。倍产生。秋水仙素秋水仙素秋水仙素秋水仙素（惯用且最有效）处理萌发（惯用且最有效）处理萌发（惯用且最有效）处理萌发（惯用且最有效）处理萌发种子或幼苗，影响了种子或幼苗，影响了种子或幼苗，影响了种子或幼苗，影响了细胞分裂时纺锤体细胞分裂时纺锤体细胞分裂时纺锤体细胞分裂时纺锤体形成形成形成形成而使染色体数目加倍产生。而使染色体数目加倍产生。而使染色体数目加倍产生。而使染色体数目加倍产生。（2 2）单倍体和多倍体形成）单倍体和多倍体形成）单倍体和多倍体形成）单倍体和多倍体形成多倍体植株特点：多倍体植株特点：多倍体植株特点：多倍体植株特点：茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质丰富，不过营养物质丰富，不过营养物质丰富，不过营养物质丰富，不过发育迟缓发育迟缓发育迟缓发育迟缓坚固率低坚固率低坚固率低坚固率低植株弱小，普通植株弱小，普通植株弱小，普通植株弱小，普通高度不育高度不育高度不育高度不育。单倍体植株特点：单倍体植株特点：单倍体植株特点：单倍体植株特点：第第32页页1.试验原理(1)正常进行有丝分裂组织细胞，在分裂后期着丝点分裂后，子染色体在纺锤体作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去；(2)低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞分裂，造成细胞染色体数目加倍。第第33页页2试验流程第第34页页第第35页页1.为了能观察到细胞在生活状态下内部结构，必须先将细胞固定。2在进行本试验过程中，与观察植物细胞有丝分裂一样，所观察细胞已经被盐酸杀死了，最终在显微镜下看到是死细胞。3选材时候必须选取能够进行分裂分生组织细胞，不分裂细胞染色体不复制，不会出现染色体数目加倍情况。第第36页页类型类型杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种基因工程育种基因工程育种原理原理基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异基因重组基因重组惯用方法将含有不一样优良性状两亲本杂交、连续自交用物理或化学方法处理生物花药离体培花药离体培养养用秋水仙素处理萌发种子或幼苗基因拼接基因拼接优点优点使位于不一样个体优良性状集中于一个个体上提升变异频率加速育种进程显著缩短育种年限器官大型，营器官大型，营养含量高养含量高能够定向改变性状（目标性强），克服远缘杂交不亲和障碍缺点缺点育种时间长育种时间长盲目性大有盲目性大有利变异少需利变异少需大量处理供大量处理供试材料试材料技术复杂，技术复杂，需与杂交育需与杂交育种配合种配合发育延迟，坚固率低技术要求高、可能引发生态危机实例实例实例实例矮抗小麦矮抗小麦高产青霉素高产青霉素菌株菌株矮抗小麦矮抗小麦无子西瓜无子西瓜抗虫棉抗虫棉5.几个主要育种方法比较几个主要育种方法比较第第37页页