生物变异的来源
生物变异的来源
卵细胞
=
配子染色体数
（三）染色体数目的变异 ⒈ 非整倍体变异 细胞内个别染色体数目的增加或减少
先天愚型(21-三体综合征)
卵巢发育不全症 (Turner综合征)
2007年1月9日，一则来自多哈亚运 会的报道在国际体坛引起关注。 印度选手桑蒂获得800米银牌 后不久，她的奖牌被亚奥理事会收 回。随后，印度奥林匹克协会对外 界做出了这样的说明：25岁的桑蒂 并没有通过亚运会赛后的性别检测， 他们将对此事作进一步的调查。 这就是说，桑蒂有可能是一名 男性，她以女性的身份参加了亚运 会800米赛跑。然而，桑蒂和她的 家人却坚持认为桑迪没有错，桑迪 (Santhi Soundarajan)本人甚至说，她 不理解自己为什么受到责难。
↓
遗传信息 (改变)
A
位 基 因
↓
突变基因 （a）
A a
⑴内因——基因结构的可变性 ⑵外因——诱变因素 物理因素：各种射线如紫外线等 化学因素：亚硝酸盐、秋水仙素等 生物因素：各种病毒和某些细菌 ⑶复制过程是诱变因素起作用的有利时机
（三）基因突变的特点
⒈普遍性 —在自然界的物种中广泛存在
⑴自发突变 ⑵诱发突变
1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀型细 胞贫血症患者血红蛋白（共四条肽链）中的 两条肽链上，第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代。
缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷 氨酸——赖氨酸··正常 ·· ··
缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷 氨酸——赖氨酸··异常 ·· ··
杂交育种
单倍体育种
P DDTT × ddtt F1 ddT_ ddtt 花粉 DdTt DT Dt DT dT dT dt
P DDTT × ddtt
生物变异的来源(上课用)
3、在某一个基因的编码区插入一个碱基对，在插入位点附近， 再发生下列哪种变化，可能对它编码的蛋白质结构影响最小 A、置换单个碱基对 B、增加4个碱基对 D C、缺失3个碱基对 D、缺失4个碱基对
小结：
基因突变是DNA分子中发生碱基对的替换、 增添和缺失，而引起基因结构的改变。 具有①普遍性 ②多方向性 ③稀有性或 低频性④可逆性 ⑤有害性的特点。 基因突变一般需要诱因，但最终是通过 内因起作用的。 基因突变对生物个体的影响可大可小， 可好可坏，但对生物进化而言却意义重大。
经典例题 1、在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对，则 A.不能转录 B.不能翻译 D C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变 2、若某基因原为303对碱基，现经过突变，成为300个碱基对， 它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白质分子相比较， 差异可能为 A．只相差一个氨基酸，其他顺序不变 D B．长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变 C．长度不变，但顺序改变 D．A、B都有可能
2、基因突变的时间： 细胞分裂的间期
DNA在进行复制时发生错误 A.有丝分裂间期 体细胞
（但一般不能传给后代）
B.减数第一次分裂前的间期 生殖细胞
（可以通过受精作用直接传给后代）
常见突变性状：果蝇：红眼——白眼 长翅——残翅 人 ：正常肤色—白化病 3、基因突变的结果：
使一个基因变成它的等位基因, 即产生了新的基因。
1、基因突变的概念：
A T C A C G C G C C T A G T G G C C G G
DNA分子上碱基对的缺失、增加或替换都可以引起核苷 酸序列的变化，因而引起基因结构的改变。
思考： 基因突变后，生物的性状是否一定改变？
生物变异的来源
基因突变与性状改变的关系
(1)从突变发生的部位看
基因2 α DNA β
AGGCTT………………GGCCAG ………………TACGGACT……
TCCGAA………………CCGGTC ………………ATGCCTGA……
缺失位置前不影响，影 响缺失位置后的序列 插入位置前不影响，影 响插入位置后的序列
…ATG … … … … … … … CTA TAG CCC … …
…TAC … … … … … … … GAT ATC GGG… …
转录
…AUG … … … … … … … CUA UAG CCC … … 翻译 起始密码子
【题组训练】 听课手册P081
1．下列关于基因重组的叙述中，正确的是 A．有性生殖过程中可发生基因重组
A
B．等位基因的分离可导致基因重组 C．非等位基因的自由组合和互换可导致基因重组
D．无性繁殖可导致基因重组
2．已知某雄蛙的基因型为DdRr,它的一个精原细 胞经减数分裂产生了基因组成分别为DR、Dr、dR 、dr的4个精子,据此可作出的判断是 C
染色体组
发育起点
自然成因
秋水仙素处理 配子 无论含有几 均为单倍体 个染色体组 先看发 育起点 受精卵 再看染色 体组数目 2个 二倍体
3个 多倍体 或以上
概念辨析
a、二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只 含一个染色体组。 b、如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体， 其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们 可以称它为二倍体或三倍体。 c、单倍体中可以只有一个染色体组，也可以有 多个染色体组
生物变异的因素
生物变异的因素
生物变异受到多种因素的影响，以下是其中的一些主要因素：
1. 遗传因素：生物的基因组是决定其遗传特征的基础，不同基因组的生物之间会有不同的表型表现。
2. 环境因素：生物的生存环境中的因素，如气候、土壤、水质等，会对其体内代谢、行为模式等方面产生影响，从而导致某些表型差异的出现。
3. 自然选择：自然选择是指种群中的某些个体更适合适应环境，从而更容易生存繁殖下一代。
自然选择会促进适应性特征的积累，并使得不适应性特征逐渐消失。
4. 遗传漂变：由于基因突变、基因重组等随机事件的发生，种群中一些基因型的频率发生变化，从而导致表型差异的出现。
5. 基因流动：种群之间的基因交换，在一定程度上增加了生物变异的可能性。
6. 人类干预：人类对生物的人工选择、基因编辑、栽培驯化等干预方式，也可以导致特定表型的选择和不断的改变。
高中生物必修二学案：第四章 第一节 第一课时 基因重组和基因突变 Word版含答案
第一节生物变异的来源第一课时基因重组和基因突变1．生物的变异可分为不遗传的变异和可遗传的变异。
2．基因重组包括非同源染色体上的非等位基因重组、同源染色体上的非姐妹染色体之间发生染色体片段交换引起的重组。
基因重组可以产生新的基因型，是生物变异的主要来源。
3．基因突变是指在各种因素的作用下，引起基因结构的改变，包括DNA碱基对的增加、缺失或替换。
基因突变可以产生新的基因，是生物产生变异的根本原因。
4．根据基因突变对表现型的影响，可将基因突变分为形态突变、生化突变和致死突变。
5．基因突变主要表现为普遍性、多方向性、稀有性、可逆性和有害性等特点。
6．诱发基因突变的因素主要有物理因素、化学因素和生物因素。
对应学生用书P641．生物变异的概述(1)变异的种类：可遗传的变异和不遗传的变异。
(2)变异的原因：①环境条件的改变引起表现型的改变，其遗传物质不变；②基因重组；③基因突变和染色体畸变。
2．基因重组(1)基因重组的概念：生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合，导致后代产生不同于亲本类型的现象或过程。
(2)基因重组的类型：(3)基因重组的意义：基因重组是通过有性生殖过程实现的，能够产生子代基因型和表现型(性状)的多样化，为动植物育种和生物进化提供丰富的物质基础。
1．变异种类的案例分析：①在北京培育出的优质包心菜品种，叶球最大的只有3.5kg，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大，日照时间长，光照强，叶球可重达7kg左右。
但再引回北京后，叶球又只有3.5 kg。
这种现象属于什么变异？②随着“神舟5号”飞船升空，包心菜种子已先后多次利用返回式卫星搭载升空、经过种植选育，先已成功培育出能代代相传的高产超大包心菜。
这种现象属于什么变异？提示：①为不遗传的变异；②为可遗传的变异。
2．请判断下列两种现象产生的原因是否属于基因重组并分析原因。
①紫花豌豆自交后代出现紫花和白花豌豆。
②黄色圆形豌豆自交后代中出现黄皱、绿圆和绿皱豌豆。
生物变异的来源课件ppt课件
引起突变的原因-----人类史上的灾难
一九八六年四月二十六日凌晨，前苏联乌克兰境内切尔诺 贝利核电站发生大爆炸。前后已有近万人死于这起事故，数 十万人受到辐射伤害。造成直接经济损失数十亿美元，间接 经 济损失数千亿美元。其后患将会影响人类一百年，是已知 的世界最大核事故。这次事故在世界上造成的巨大影响，使 各国重新考虑核能的安全性并加强了这方面的国际合作。
体组的个体。 例如：人、果蝇、玉米等大多数生物
多倍体：由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个 或三个以上的染色体组的个体。
例如：香蕉、马铃薯
三倍体、四倍体……
5、单倍体
（1）概念： 体细胞中含有本物种配子 染色体数目的个体
（2）单倍体植株特点 弱小，且高度不育
（3）单倍体育种：明显缩短育种年限
请判断： a、二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中
Ⅱ
Ⅲ
ⅣⅣ
Ⅱ
Ⅲ
X
Y
Ⅱ Ⅳ Ⅲ
X
染色体组
Ⅲ Ⅳ Ⅱ
Y
雌果蝇染色体组图解
Ⅱ
Ⅲ
ⅣⅣ
Ⅱ
Ⅲ
X
X
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
X
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
X
3.染色体组
细胞中的一组非同源染色体，形态和功能各不 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。
特点： a它们形态大小、功能各不相同 b.但是携带着控制一种生物生长发育、
遗传变异的全套遗传信息
只含一个染色体组。
b、如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体， 其体细胞中就含有两个或三个染色体组， 我们可以称它为二倍体或三倍体。
c、单倍体中可以只有一个染色体组， 也可以有多个染色体组
生物变异的根本来源是什么
生物变异的根本来源是什么生物变异的根本来源是：基因突变，因为可遗传的变异有三种来源：基因突变，基因重组，染色体变异。
但是后两种变异只是染色体之间的重组互换，从根本上来说只是基因突变在时间上的积累。
生物变异的根本来源是什么1个基因内部可以遗传的结构的改变。
又称为点突变，通常可引起一定的表型变化。
广义的突变包括染色体畸变。
狭义的突变专指点突变。
实际上畸变和点突变的界限并不明确，特别是微细的畸变更是如此。
野生型基因通过突变成为突变型基因。
突变型一词既指突变基因，也指具有这一突变基因的个体。
基因突变可以发生在发育的任何时期，通常发生在DNA复制时期，即细胞分裂间期，包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
同时基因突变和脱氧核糖核酸的复制、DNA损伤修复、癌变和衰老都有关系，基因突变也是生物进化的重要因素之一，所以研究基因突变除了本身的理论意义以外还有广泛的生物学意义。
基因突变为遗传学研究提供突变型，为育种工作提供素材，所以它还有科学研究和生产上的实际意义。
生物变异的要素1、生物变异的主要原因要考虑内因和外因。
①内因：遗传物质（dna）的突变（突变包括基因突变、基因重组、染色体变异。
），遗传物质主要决定生物表型（外表特征，如双眼皮儿还是单眼皮儿）。
②外因：环境的改变2、生物变异的原因：最终是为了更好的适应环境。
生物变异有哪几种变异分为基因突变染色体变异基因重组染色体变异包括染色体数目变异和结构变异如形成多倍体21三体。
生物变异可分为可遗传的变异和可遗传的变异。
变异因环境因素不可遗传，变异因遗传物质变化可遗传。
遗传性变异可分为突变和重组。
基因突变包括单个碱基的添加、删除和替换；染色体变异分为结构变异和号变异，其中结构变异包括添加、缺失、易位和倒位，号变异分为个体。
而基因组形式的添加或缺失（如多倍体和单倍体）重组包括减数分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体的交叉交换，减数分裂后期非同源染色体重组的基因重组。
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小鼠毛色：A+ Ay a （灰） （黄） （黑）
复等位基因
3. 稀有性
基 因 突变率
2×10－６ 4×10－5 3×10－5 1×10－６ 1×10－5 3×10－5 大肠杆菌组氨酸缺陷型基因 果蝇的白眼基因 果蝇的褐眼基因 玉米的皱缩基因 小鼠的白化基因 人类色盲基因
4.可逆性
CTT 突变 GAA CAT GTA
17个优良牧草育种材料 太空诱变育种遨游归来
新华网 （ 2003-12-12 08:41:23 ）稿件来源： 科技日报 12月2日，在北京市公证处办完公证后，作空间诱变育 种的17个牧草品种重回中国农业大学草地研究所。这些珍 贵的育种材料乘DZ2型专用搭载盒，于11月3日由“长征2 号丁”运载火箭发射的第18颗返回式卫星发射升空，17种 牧草在太空中遨游18天后将扎根祖国大地。 此次搭载是中国农业大学草地研究所和北京飞鹰绿色食 品有限公司进行合作研究的紫花苜蓿、冰草、野牛草Ⅰ、 野牛草Ⅱ、马蔺、胡枝子、新麦草、蓝茎冰草等10个种、 17个品种，总重量186.28克，这次搭载植物的特点是时间 长、牧草种类多。有两个品种的牧草种子搭载前还作了不 同含水量的处理。 (记者 范建 通讯员 才杰)
第四章 生物的变异
第一节 生物变异的来源
蒜黄
蒜苗
不遗传的变异
表现型 （改变）
基因型 （改变）
环境条件（改变）
基因突变 可遗传的变异 染色体变异 来源 基因重组
一基因突变
突变（mutation）这个概念最初是由荷兰植物学家德 弗里斯（H· Devries）在1901年提出来的，当时他把在 月见草中观察到的偶然出现的、巨大的、可遗传的变 化称为突变。后来知道，德弗里斯在月见草中观察到 的"突变"是染色体畸变而非基因突变。
A T C C G C ·· · DNA T A G G C G ·· ·
碱基对增添
A T A C C G C ·· · T A T G G C G ·· ·
· mRNA A U C C G C ·· 异亮氨酸 精氨酸
A U A C C G C·· · 异亮氨酸 脯氨酸
G A T
G A C C T G
基因突变（gene mutation）指由于基因内部核酸分子 上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。DNA分 子上碱基对的缺失、增加或替换，都可以引起核苷酸 序列的变化，因而引起基因结构的改变。
DNA片段
A A C C G C T T T G G C G A
C C G C A T C C G C 缺失 A T C C G C T A G G C G G G C G T A G G C G
DNA
C T A
mRNA G A U 氨基酸 天冬氨酸
G A C
天冬氨酸
基因突变的结果
基因突变产生新的基因,使一个基 因变成它的等位基因,并且通常会引 起一定的表现型的变化.
形态突变： 影响生物的形态结构，可以从表现型的明显差异来识别。
新加坡国立大学儿科部门的科研人员在肥胖儿童身上发现他们体 内的MC3R或者MC4R基因产生了基因突变。 《联合早报》何文欣 (2002-08-13) /pages3/newtech130802.html
A A C C G C·· · 天冬酰氨 精氨酸
正常
A T C C G C ·· · DNA T A G G C G ·· ·
碱基对缺失
A T C C G C ·· · G G C G ·· ·
· mRNA A U C C G C ·· 异亮氨酸 精氨酸
A
C C G C ·· · 丙氨酸
苏氨酸
正常
如：棉花的短果枝，水稻的矮杆、糯性，果蝇的白眼、 残翅，家鸽羽毛的灰白色，人的色盲、糖尿病、白化 病、血友病等遗传病。
从低等生物到高等生物均可发生 个体发育的不同阶段均可发生 不同个体的任何细胞内均可发生
2. 多方向性
染色体上某一位置的基因可以向不同的方向 突变成它的等位基因。
人的ABO血型: IA 、 IB 、 Ii
意义
基因突变可以产生新的基因，是生 物变异的根本来源,为生物进化提供了 最初的原材料.
The end
thanks
短腿羊是怎么来的 1791年，在美国新英格兰的一户农民 赛斯· 怀特（Seth Wright）家的羊群里， 发现了一只背长腿短且略弯曲的雄绵羊。 由于腿短，它跳不过羊圈篱笆，故而易于 圈养。经过怀特的精心选育，一个新的绵 羊品种--安康羊（Ancon sheep）产生了。 达尔文对此很感兴趣，曾将该例收录在他 的著作《动物和植物在家养下的变异》一 书中。但安康羊在1870年左右绝种了。这 种短腿羊，最初是在其亲代的生殖细胞中 的基因产生了变化而导致的。基因的变化 称为基因突变（gene mutation）。大约在 1920年左右，挪威一户农民的羊群里，又 突然出现了一只短腿羊，这是因为又新产 生了一次基因突变。由此又重新育成了一 个短腿绵羊的新品种。
诱发基因突变的因素
物理因素：射线照射，温度剧变
化学因素：亚硝酸、碱基类似物 生物因素：麻疹病毒等，毒素或代谢产 物对DNA分子有诱变作用。
太空育种
太空诱变育种研究 四川农业大学玉米研究所于1994和1996年率先在国内开展玉米空 间诱变育种研究，从中获得一份具有矮化作用的由隐性单基因控制的 细胞核雄性不育新材料。为遗传学研究和育种利用提供宝贵资源。该 不育材料的雄穗不发达，分枝少，分枝顶端有退化迹象，不育株无任 何花药外露。不育花药瘦瘪细小，只有可育花药的1/3大小。挤压不育 花药使其破裂，没有花粉散出，相反可育花药内充满正常可染的花粉 粒。该不育材料败育彻底，育性表现稳定，不受光、温等环境条件影 响，是一个“无花粉型”的雄性不育。
DNA
红细胞
圆饼状
镰刀状
5. 有害性
2003年8月28日，吉隆坡宠 物展上展出了一只珍贵的加 拿大无毛猫。据说在1966年 的多伦多市，一头家猫产下 一只没有毛的小猫，这个自 然的基因突变便诞生了今天 为人认识的加拿大无毛猫。 [路透社照片]
桂龙新闻网 （2003年08月29日20:55:25) /news-2001/200110/01100812.htm 寻常草蛇基因突变长出两脑袋
碱基对的增添、缺 失或替换，改变了 遗传信息。
A T C C G G C A C C T A G G G G G T C C
正常
A T C C G C ·· · DNA T A G G C G ·· ·
碱基对改变
A A C C G C ·· · T T G G C G ·· ·
· mRNA A U C C G C ·· 异亮氨酸 精氨酸
科学家发现导致早老症的基因变异 April 18,2003 遗传密码里一个字母的错误， 就能使人在十几年里过完一生 。据估计在世界 范围内，平均每４００万到８００万个新生儿 中就有１人患有此症。患病的孩子虽然出生时 看似正常，但一年多后就会出现加速衰老症状， 皮肤出现皱纹，头发掉落，患上老年人常见的 心血管疾病、关节僵硬等。他们衰老速度相当 于正常儿童的５至１０倍，通常在１３岁左右 因心脏病发作或中风等而死亡。 最早于１８８６年发现 ， 美国国家人类基因组研究所所长柯林 斯博士领导的小组最新研究显示，人体１号染色体上编码“核纤 层蛋白Ａ”的基因发生变异，可能是导致早老症的最常见原因。 柯林斯等共对２０名患早老症的儿童进行了研究，结果发现其中 １８人的“核纤层蛋白Ａ”基因编码中，一个正常的胞嘧啶（Ｃ） 都被错误地“拼写”成了胸腺嘧啶（Ｔ）。这个基因帮助形成细 胞核周围的核膜，在早老症病人体内，它的变异导致细胞核畸形。
生化突变：
影响生物的代谢过程，导致某个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。
镰刀型细胞贫血症
镰刀型细胞贫血症病因分析
DNA mRNA 氨基酸 血红蛋白 红细胞 CTT 突变 GAA CAT GTA GUA 缬氨酸 异常 镰刀状
GAA
谷氨酸 正常 圆饼状
基因突变的特点 1. 在生物界普遍存在
在第二次世界大战临近结束的1945年8 月，美国先后向日本广岛和长崎投下了两 颗原子弹，造成约10.6万人死亡，约13万 人受伤。当时缪勒就指出：原子弹爆炸产 生的放射性污染将给广岛和长崎幸存居民 的后代带来难以预料的影响。缪勒不幸言 中了。在战后的20多年里，广岛和长崎先 后出生了数以百计死胎和智障、肢体畸型 的新生儿。