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第四章 生物的变异 第一节 生物变异的来源 生物变异的类型： 资料一：三位同学在抄写英语句子“THE CAT SAT ON THE MAT”(猫坐在草席上)时，分别抄成了下列句子。把抄写的句子和原句进行比较，看看意思是否发生变化。 THE KAT SAT ON THE MAT. THE HAT SAT ON THE MAT. THE CAT ON THE MAT. 一、基因突变 4.基因突变的类型 基因突变 5.基因突变的特点 6. 基因突变的原因 ① 物理因素（X射线、紫外线等，温度剧变等） ② 化学因素（亚硝酸、碱基类似物等） ③ 生物因素（麻疹病毒等） 7.基因突变的机理（以镰刀型细胞贫血症为例） 二、基因重组 途径1：减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合 3.基因重组的特点 * * 变异的类型 可遗传的变异： 不遗传的变异： 基因突变 染色体畸变 基因重组 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。 由于细胞中遗传物质发生了改变，其后代可继承这种改变。 来源 表现型 基因型 + 环境条件 （改变） （改变） （改变） 可遗传的变异 不遗传的变异 基因突变、基因重组、染色体畸变 诱因 二者的关系： 讨论：若DNA复制过程中，发生了类似的错误，DNA分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化？这些变化可能对生物体产生什么影响？ 1.基因突变的概念 基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。 2.基因突变的发生时间 细胞有丝分裂间期、减数分裂间期DNA复制时． 基因突变是指由于DNA分子中发生碱基对的缺失、增加或替换而引起的核苷酸序列的变化，因而引起基因结构的改变。 ┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷ ┯┯┯ＡＧＣＴＣＧ┷┷┷ ┯┯┯┯ＡＣＧＣＴＧＣＧ┷┷┷┷ 增加 替换 缺失 （D） （d1） （d2） （d3） ┯┯┯┯┯ＡＴＡＧＣＴＡＴＣＧ┷┷┷┷┷ 3.基因突变的实质 形态突变：主要影响生物的形态结构 生化突变：影响生物的代谢过程，导致特定生化功能的改变或丧失。 致死突变：导致个体活力下降，甚至死亡。 按影响分 按来源分 自然突变：自然状态下发生的基因突变。 诱发突变：人工条件下诱发的基因突变。 ①普遍性（随机性）：从低等到高等，所有生物都可发生基因突变。时间、部位上的随机 ②稀有性（低频性）：10-5~10-8（高等生物） ③可逆性：显性基因可以突变为隐性基因，隐性基因可以突变为显性基因 ④有害性：（多害少利性）多数是有害的，破坏了生物与环境的协调 ⑤多方向性：（不定向性）一个基因A可以突变成多个等位基因a1、a2、a3…… （1）外因（诱因） （2）内因 DNA复制出现差错 DNA mRNA 肽链 G A A C T T G A A 谷氨酸 正常肽链 G T A C A T A T → → T A G U A 缬氨酸 异常肽链 转录 翻译 正常红细胞 镰形红细胞 8、基因突变的结果和意义 基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供原材料。 基因突变的结果往往使一个基因变成它的等位基因,即产生了新的基因. 基因突变的意义: 思考与讨论： 基因碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质（性状）的改变？ 不一定 1.概念：具有不同遗传形状的雌雄个体进行有性生殖时，控制不同形状的基因重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。 实现：主要是通过有性生殖过程实现的 途径1：基因自由组合（后期I ） 途径3：转基因技术（DNA重组技术） 途径2：交叉互换（四分体时期） 2.原因：在减数分裂时（有性生殖过程中）， 控制不同性状的基因重新组合。 思考：一种具有1对等位基因（这对等位基因分别位于 1对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出现的表现型就有2种。若2对、3对……甚至n对，情况有如何 2 22 23 …… 2n 途径2：四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉交换 为生物变异提供了极其丰富的来源，是形成生物多样性的重要原因之一，对于生物进化具有十分重要的意义。 基因重组产生新的基因型 两个个体杂合程度越高，遗传物质差距越大，基因重组产生变异的可能性越大。 4.基因重组的结果和意义 本质 联系 意义 发生 可能 适用 范围 发生 时间 基因重组 基因突变 基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现新性状 不同基因的重新组合，不产生新基因，但产生新的基因型，使性状重组 分裂间期DNA复制时 减数第一次分裂 所有生物 真核生物、有性生殖、核遗传 可能性很小 非常普遍 生物变异的根本来源，也是生物进化的重要因素之一，通过诱变育种可培育新品种 生物变异的