第五章 生物的变异.doc

生物变异 一、基因突变 1.概念：DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换，而引起的基因结构的改变 实例：镰刀型细胞贫血症 （1）症状:红细胞呈镰刀状，运输氧气的能力降低，易破裂溶血造成贫血，严重时会导致死亡。 （2）直接原因：红细胞的血红蛋白分子上一个氨基酸发生改变引起的，由正常的谷氨酸变成了不正常的缬氨酸。 （3）根本原因：基因突变，即由基因中的一个碱基对的改变引起的。 【思考】DNA分子碱基对的改变一定会导致生物性状的变化？ 答案:不一定 ①碱基对发生改变的部位可能发生在DNA分子中非基因片段或内含子区域. ②由于密码子的简并性,被替换后转录出密码子与原密码子控制同一种氨基酸 ③有可能突变是一种隐性突变。 【思考】哪种基因突变影响较小? 答案:碱基对的替换影响最小;增添或替换3的倍数的碱基数影响较小. 2.基因突变的原因： (1)外因： 物理因素：如紫外线、X射线 化学因素：如亚硝酸、秋水仙素、黄曲霉素、碱基类似物等 生物因素: 如某些病毒 （2）内因：DNA复制过程中，基因内部脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序发生局部的改变，从而改变了遗传信息。 3.基因突变发生的时间 细胞分裂间期(DNA分子复制过程中解螺旋,容易发生基因突变) A.有丝分裂间期 体细胞 （但一般不能传给后代） B.减数第一次分裂间期 生殖细胞（可以通过受精作用直接传给后代） 4．基因突变的类型 5.基因突变的特点 ①普遍性: 自然界的物种中广泛存在 ②随机性: 可发生在任何时期 ③稀有性: 自然界突变率很低：10－5- 10-8 ④有害性：(打破对环境的适应性)多数有害,少数有利 ⑤不定向性：A＝a1或A＝a2 6.基因突变的意义：可以产生新的基因 是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了最初的原材料。 7．基因突变的应用 诱变育种——用人工诱导基因突变的方法提高变异频率，创造人类需要的变异类型，从中选择、培育出优良的生物品种。 （1）常用的方法： 物理因素：X射线、Y射线、紫外线等； 化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等。 　 （2）优点：提高突变频率，缩短育种周期，大幅度改良某些性状。 （3）缺点：① 成功率低； ② 产生大量不合格突变型； ③ 诱发的个体产生有利的不多，必须处理大量实验材料。 （4）例子：大豆“黑农五号”、青霉菌的选育、太空育种等 基因重组 1、概念： 指在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、类型两种： ①基因的交叉互换: 同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换基因片段. ②基因的自由组合: 非同源染色体上的非等位基因的自由组合 3、发生时期： 减数第一次分裂前期(四分体时期) 减数第一次分裂后期 4、意义：不产生新的基因,可以产生新的基因型,是生物变异的主要来源，对生物的进化具有重要意义 基因突变的原因和特点 ? 基因突变 基因重组 本质 基因分子结构变化，产生新基因（碱基替换|增添|缺失） 并不产生新基因，产生新的基因型，使不同性状发生组合 发生 时间 细胞分裂间期，DNA复制过程中 减数分裂第一次分裂后期（非同源染色体自由组合|交叉互换） 条件 外界环境条件（物理、化学、生物因素）或内部因素 有性生殖过程中减数分裂 意义 是生物变异的根本来源，为生物的进化提供原始材料 生物变异的主要来源,形成生物多样性的重要原因之一 可能性 突变频率低，但普遍存在，变异不定向 有性生殖中非常普遍 适用范围 所有生物均可发生 只适用于真核生物有性生殖的核遗传 拓展： 基因重组中非同源染色体的非等位基因的自由组合符合盂德尔的目由组合定律。同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换，不符合自由组合定律。 染色体变异 基因突变与染色体变异的区别 （1）基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变，是分子水平的变异,而染色体变异是比较明显的染色体结构或染色体数目的变异，属于细胞学水平。 （2）在光学显微镜下可观察到染色体变异。 （3）对生物体的影响 大多数对生物体是不利的,有的甚至会导致生物体死亡。例如，猫叫综合征是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。 染色体结构的变异 （1）缺失：染色体中某一片段的缺失； 例如：猫叫综合征。是人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病，因为患病儿童哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的两眼距离较远，耳位低下，生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍； 果蝇的缺刻翅的形成。 （2）重复：染色体增加了某一片段； 例如：果蝇的棒眼现象就是X染色体上的部分重复引起的。 （3）倒位：染色体某一片段的位置颠倒了180°，造成染