XXXX基因突变和基因重组染色体变异

第一讲:生物的变异2015备考·最新考纲：1.基因重组及其意义(Ⅱ)。2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。3.染色体结构变异和数目变异(Ⅰ)。4.实验：低温诱导染色体加倍。基因突变和基因重组第一部分表现型＝基因型＋环境条件不可遗传的变异（改变）（改变）（改变）基因突变基因重组染色体变异可遗传的变异（仅环境条件改变）基因突变一：生物的变异不遗传的变异可遗传的变异基因重组染色体变异由于环境因素影响，遗传物质没有改变生殖细胞内遗传物质的改变所有生物都可通过基因突变产生新基因，使本物种基因库增加“原始材料”，促进生物进化发展；基因重组和染色体变异是真核生物特有的。病毒原核生物―→只有基因突变(为什么？)■基因突变---生物变异的根本来源，也是生物变异的主要来源。基因突变实例---镰刀型细胞贫血症正常圆饼型的红细胞异常镰刀状的红细胞－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸—mRNAGUAGAACTTGAADNACATGTA根本原因直接原因镰刀型细胞贫血症是由碱基对被替换引起的一种遗传病，是由于基因的分子结构发生了改变产生的。┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷┯┯┯┯┯ＡＴＡＧＣＴＡＴＣＧ┷┷┷┷┷┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷┯┯┯ＡＧＣＴＣＧ┷┷┷┯┯┯┯ＡＣＧＣＴＧＣＧ┷┷┷┷┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷增添缺失替换DNA分子中发生碱基对的、和，而引起的的改变。替换增添缺失基因结构1、基因突变的概念2、基因突变的类型：请思考：由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？3、基因突变发生的时期：A有丝分裂间期（体细胞）B减数第一次分裂间期（生殖细胞）但一般不能传给后代可以通过受精作用直接传给后代特别注意：1、基因突变主要发生于有丝分裂间期和减数第一次分裂间期，实际上可以发生于有丝分裂和减数分裂的各个时期。2、基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的内部结构，使一个基因变成它的等位基因（A→a或a→A）。外因物理因素：化学因素：生物因素：紫外线X射线其它各种辐射亚硝酸碱基类似物4、基因突变发生的原因？病毒内因①DNA分子复制错误②DNA碱基组成改变特别提醒：①无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。②基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的结构，即由A→a或a→A，而A、a的本质区别是其基因分子结构发生了改变，即基因中脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序发生了改变。5、基因突变的结果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.6、基因突变有什么特点：①在生物界普遍存在；基因突变发生的时期与突变性状在生物体的表现部位及范围大小有没有关系？突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。基因突变发生在生物个体发育的什么时期？哪些细胞能发生基因突变？任何时期主要是分裂间期的细胞有③突变率低②在生物体内随机发生④大多数突变是有害的任何一种生物都是长期自然选择的结果，也是长期进化的产物。它们与环境取得了高度的协调。⑤基因突变是不定向的等位基因是如何产生的？基因突变▲根据对性状类型的影响，可将基因突变分为①显性突变：a-A②隐性突变：A—a▲根据诱变时的状态，可将基因突变分为①自然突变：在自然状态下发生的基因突变②诱发突变：在人工条件下诱发的突变。也叫“人工诱变”。7、基因突变分类：若突变性状为优良性状，如何获得纯种？(1)基因突变改变生物性状：基因突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质的功能改变，从而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫血症。(2)基因突变不改变生物性状①突变发生在基因的非编码区域。②若该亲代DNA上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来。③根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。④性状表现是遗传物质和环境因素共同作用的结果，但在某些环境条件下，基因改变了可能并不会在性状上表现出来。(3)基因突变对后代性状的影响①基因突变发生在体细胞有丝分裂过程中，突变可通过无性生殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。②基因突变发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中，可能通过有性生殖传给后代。③生殖细胞的突变率一般比体细胞的突变率高，这是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境变化更加敏感。8、基因突变对性状的影响：9、基因突变的意义2、是生物变异的根本来源3、是生物进化的原始材料1、是新基因产生的途径特别提醒：(1)可遗传的变异≠遗传给后代。例如，基因突变一定是可遗传的变异，但若发生在体细胞中，一般不会通过有性生殖遗传给后代，若发生在生殖细胞中可以遗传。(2)环境因素引起的变异≠不可遗传的变异。单纯由环境引起的变异，遗传物质并未发生改变的才是不可遗传变异。例射线、太空环境、化学诱变剂等引起的一般会导致遗传物质的改变，属于可遗传变异；而水、肥、阳光、温度、激素或手术处理引起的性状改变，遗传物质不改变，属于不可遗传变异。例生长素处理得到无子果实；赤霉素处理使植株长高(tt矮秆长高后基因型仍为tt)；多指切除后变成正常指(基因型仍为TT或Tt)；骨髓移植治疗血友病(血型可以改变，但精卵原细胞基因型不变)。(3)不同生物可遗传变异的来源：病毒和原核生物的可遗传变异只有一种：基因突变。真核生物的可遗传变异来源有：基因突变、基因重组、染色体变异1、4个与基因突变有关的易错点(1)无丝分裂、原核生物的二分裂及病毒DNA复制时均可发生基因突变。(2)基因突变一定会导致基因结构的改变，但却不一定引起生物性状的改变。(3)基因突变的利害性取决于生物生存的环境条件。如昆虫突变产生的残翅性状在陆地上为不利变异，而在多风的岛屿上则为有利变异。易错警示！2．验证生物变异是基因突变还是环境影响：一般不用杂交。可以把突变植株与原始亲本种植在相同的环境条件下，观察比较两者的表现型是否相同，若相同则说明变异是由环境引起的。3、基因突变就是“DNA中碱基对的增添、缺失、替换”基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失、替换①基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变。②有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA，RNA中碱基的增添、缺失、改变引起病毒性状变异，广义上也称基因突变。4、基因突变只发生在分裂间期引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素。外部因素对DNA的损伤不仅发生在间期，而是在各个时期都有；另外，外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基序列，并不是通过DNA的复制来改变碱基对，所以基因突变不只发生在间期。5、将基因突变的结果“产生新基因”与“产生等位基因”混淆不同生物的基因组组成不同，病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突变可产生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突变产生的是一个新基因。■基因重组---生物变异的重要来源，是生物多样性的重要原因之一.1、概念:在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的重新组合.2、类型:3、意义:通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源是生物多样性的重要原因之一.①基因的自由组合:②基因的交叉互换:非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体上非姐妹染色体之间发生局部互换.③基因工程:注意：现代基因重组的内涵已经扩大！特别提醒：(1)受精过程中未进行基因重组。(2)亲子代之间差异主要是基因重组造成的。(3)基因重组只能产生新基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状。比较项目基因突变基因重组定义时期类型结果意义应用碱基对的替换、增添或缺失而引起的基因结构的改变有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合分裂间期复制过程减Ⅰ前期、后期自然突变、诱发突变MⅡ后期随机重组、MI前期交换重组、基因工程产生新基因产生新的基因型生物进化的根本来源形成生物多样性的重要原因之一诱变育种杂交育种4、基因突变和基因重组的比较1、基因突变的原因是：A.染色体上的DNA变成了蛋白质B.染色体上的DNA变成了RNAC.染色体上的DNA减少了或增多了D.染色体上的DNA结构发生了局部改变巩固基础、快速答题2、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3.下列关于自然突变的叙述错误的是A．自然突变的频率低B．自然突变只产生在个别生物个别基因C．自然突变是不定向的，一般是有害的D．基因突变是变异的主要来源，是生物进化的重要因素之一4、在一个种群中发现两种突变的性状，其中A种群性状无论繁殖几代都不变，而B种突变性状繁殖到第三代又有37.5%的性状回复到原来的性状，以上A、B突变分别属于（）A．隐性突变和显性突变B．人工诱变和染色体变异C．显性突变和隐性突变D．都是隐性突变或者都是显性突变A2、野生果蝇约有0.1%的突变个体是宇宙辐射引起的，这种突变为A．隐性突变B．显性突变C．诱发突变D．自然突变D5、某种群中发现一突变性状，连续培养三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，该突变为（）A．显性突变（d→D）B．隐性突变(D→d)C．显性突变和隐性突变D．人工诱变A6育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是()A．这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B．该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C．观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置D．将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系B7.诱发突变与自然突变相比，正确的是A．都是有利的B．都是定向的C．都是隐性突变D．诱发突变率高8、下图为一个二倍体生物细胞内的同源染色体对数的变化曲线。基因重组最可能发生在()A．AB段B．CD段C．FG段D．HI段有丝分裂减数分裂M1MⅡ9、变异是生物的基本特征之一，下列不属于细菌产生的可遗传变异的有()①基因突变②基因重组③染色体变异④环境条件的变化⑤染色单体互换⑥非同源染色体上非等位基因自由组合A．①②③B．④⑤⑥C．②③④⑤⑥D．①②③④10、下列有关基因重组的说法中，正确的是()A．基因重组是生物体遗传变异的主要方式之一，可产生新的基因B．同源染色体指的是一条来自父方，一条来自母方，两条形态大小一定相同的染色体C．基因重组仅限于真核生物细胞减数分裂过程中D．基因重组可发生在四分体时期的同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换判一判1.基因突变是由于DNA片段的增添、缺失和替换引起的基因结构的改变()2.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()3.基因突变一定是可遗传变异，但不一定遗传给后代()4.无论是低等还是高等生物都可能发生基因突变()5．基因突变只能定向形成新的等位基因()6．基因突变对生物的生存往往是有利的()7．不同基因突变的概率是相同的()8．一个基因可以向多个方向突变()9．在没有外来因素影响下，基因突变不会自行发生()10．细胞分裂的中期一定不发生基因突变()××××××√√√√碱基对不定向有害的概率都很低，但不一定相同会基因突变可发生于生长发育的任何时期。通常发生于分裂间期变异类型比较项目基因突变基因重组染色体变异实质基因（内部）结构的改变（点质变,数目不变）原有基因之间的重新组合.点的结合或交换(点的质与量均不变)染色体结构或数目变化.“线段”发生结构或数目的变化适用范围任何生物均可发生（主要在间期）真核生物有性生殖减数分裂（MI前、后期）真核生物核遗传中发生产生结果产生新基因，新基因表达新性状，总基因数目不变。只改变基因型，不产生新基因，不产生新性状，但能重组性状可引起基因“数量”上的变化意义生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料形成生物多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义对生物进化有一定意义育种应用诱变育种杂交育种单倍体、多倍体育种■三种可遗传变异的比较把基因视为染色体上的一个位“点”，染色体视为点所在的“线段”第二部分染色体变异一、染色体结构变异二