第五章 基因突变及其他变异书本知识.docVIP

第五章 基因突变及其他变异 可遗传变异的三个来源： 基因突变、基因重组和染色体变异 81 基因突变的概念：DNA分子中发生碱基对的 替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变 基因突变发生的时间：有丝分裂或减数第一 次分裂间期。 在光学显微镜下不能观察到。 基因突变的结果:产生新的基因。 81 基因突变对后代性状的影响： 基因突变发生若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。 若发生在体细胞有丝分裂过程中，一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性生殖传给后代。 此外，人体某些体细胞基因的突变，有可能发展为癌细胞。 82 基因突变的特点：低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。 82 基因突变在进化中的意义：是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。 基因突变一定会引起基因结构的改变，但不一定会引起生物性状的改变，原因： 1.不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起基因突变，不引起性状变异。2由于多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也不引起性状的改变。 隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。 83 基因重组的类型：1.减数分裂过程中：同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换（四分体时期）； 2.非同源染色体上非等位基因之间的自由组合（减数第一次分裂后期）； 外源基因的导入也会引起基因重组（基因工程、肺炎双球菌转化实验） 农业生产中常用的类型是：自由组合型 83 基因重组的意义：也是生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要意义 染色体变异 85 基因突变是染色体的某一位点上基因的改变，在光学显微镜下无法直接观察到； 染色体变异可以用显微镜直接观察到，如染色体结构的改变和染色体数目的增减等。 86 染色体结构改变的结果：会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的改变。大多数变异对生物体不利，有的甚至导致生物体死亡。 基因突变？ 86 一般来说，每一种生物的染色体数目都是稳定的，但是在某些特定情况下，生物体的染色体数目会发生改变，从而产生可遗传的变异 86 染色体数目的变异可以分为两种类型： 86 95 染色体组的概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。一类是个别染色体的增加或减少（如21三体、X0）；另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少(多倍体、单倍体)。 87 (1)单倍体：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。即是由生殖细胞——卵细胞或花粉直接发育而成。 (2)二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。 (3)多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。 87 特点 (1)单倍体：植株弱小，高度不育。 (2)多倍体：茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养物质含量高。 87 人工诱导法 (1)单倍体：花药离体培养。 (2)多倍体：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗；低温处理植物分生组织细胞。 87 提醒：单倍体不一定只含1个染色体组，可能含同源染色体，可能含等位基因，也可能可育并产生后代（如四倍体的单倍体） 88 单倍体育种的过程：一般是首先花药离体培养，获得单倍体植株，然后进过人工诱导使染色体加倍，从恢复到正常植株的染色体数目（纯合个体）。 单倍体育种的优点----是明显缩短育种周期，获得纯合体。依据的原理是染色体变异。 拓展： 单倍体育种与多倍体育种方式都出现了染色体加倍情况：的操作对象不同单倍体育种操作对象是单倍体幼苗，通过植物组织培养，得到的植株是纯合子；多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。 88 杂交育种的原理---基因重组 诱变育种的原理---基因突变 单倍体和多倍体育种的原理—染色体变异 杂交育种的方法步骤： 亲本杂交---自交---选种---连续自交。 优点：操作简单，目的性强； 缺点---时间长，需要及时发现优良品种。 三种变异的相关问题分析 (1)关于“互换”问题。 同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换，属于基因重组； 非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。 (2)关于“缺失”问题。 DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异；DNA分子上若干碱基对的缺失，属于基因突变。 (3)关于变异的水平问题。 基因突变、基因重组属于分子水平的变化，光学显微镜下观察不到； 染色体变异属于亚细胞水平的变化，光学显微镜下可以观察到。 (4)关于变异的“质”和“量”问题。 基因突变改变基因的质，不改变基因的量； 基因重组不改变基因的质，一般也不改变基因的量，但转基因技术会改变基因的量； 染色体变异不改变基因的质，但会改变基因的量或改变基因