高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)-生物變異課件

生物變異

生物變異的類型：

不遺傳變異：遺傳物質(zhì)沒有改變，僅由環(huán)境引起。非等位基因自由組合狹義基因重組基因重組等位基因互換廣義基因重組：見后敘述可遺傳變異基因突變突變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)變異染色體變異染色體數(shù)目變異高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異生物變異

基因重組

基因重組是指一個基因的DNA序列是由兩個或兩個以上的親本DNA組合起來的?；蛑亟M是遺傳的基本現(xiàn)象，病毒、原核生物和真核生物都存在基因重組現(xiàn)象。減數(shù)分裂或體細(xì)胞有絲分裂均有可能發(fā)生基因重組?；蛑亟M的特點是雙DNA鏈間進行物質(zhì)交換。真核生物，重組發(fā)生在減數(shù)分裂期同源染色體的非姊妹染色單體間，細(xì)菌可發(fā)生在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中。人為條件下可以在基因工程中實現(xiàn)。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于基因突變

自然界生物性狀突變的現(xiàn)象：果蠅眼色貓眼色的變異花色體細(xì)胞突變柑桔體細(xì)胞突變1.基因突變廣泛存在：不同皮色的老鼠高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于基因突變

基因突變的時期：

生物個體發(fā)育的任何時期中均可發(fā)生突變，即體細(xì)胞和性細(xì)胞均能發(fā)生突變。性細(xì)胞的突變率高于體細(xì)胞：性細(xì)胞在減數(shù)分裂末期對外界環(huán)境條件的敏感性較大；性細(xì)胞發(fā)生的突變可以通過受精過程直接傳遞給后代。突變后的體細(xì)胞常競爭不過正常細(xì)胞，會受到抑制或最終消失需及時與母體分離無性繁殖經(jīng)有性繁殖傳遞給后代。

許多植物的“芽變”就是體細(xì)胞突變的結(jié)果：發(fā)現(xiàn)性狀優(yōu)良的芽變及時扦插、壓條、嫁接或組織培養(yǎng)繁殖和保留。

芽變在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有著重要意義，不少果樹新品種就是由芽變選育成功的，如：溫州密桔溫州早桔。但芽變一般只涉及某一性狀，很少同時涉及很多性狀。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于基因突變

基因突變的時期：體細(xì)胞基因突變通常獨立發(fā)生：

某一基因位點的一個等位基因發(fā)生突變時，不影響另一個等位基因，即等位基因中兩個基因一般不會同時發(fā)生突變(AA，aa)。

①隱性突變：AAAa為隱性突變，當(dāng)代不表現(xiàn)，F(xiàn)2表現(xiàn)。

aaAa為顯性突變，當(dāng)代即能表現(xiàn)。

②顯性突變：aaAa，當(dāng)代即能表現(xiàn)，與原性狀并存，形成鑲嵌現(xiàn)象或嵌合體。

突變早，鑲嵌范圍大，如葉芽發(fā)生突變突變枝。

突變遲，鑲嵌范圍小，突變范圍局限于一個花朵或果實，甚至僅限于它們的一部分。

如：番茄果肉、蘋果的半紅半黃現(xiàn)象。

觀賞桃花，一朵花上有不同顏色。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于基因突變

基因突變的一般特征：

1.重復(fù)性：同一生物不同個體間可以多次發(fā)生同樣的突變。2.可逆性：象許多生化反應(yīng)過程一樣是可逆的。顯性基因A通過正突變形成的隱性基因a又可經(jīng)過反突變又形成顯性基因A。3.基因突變的方向不定，可多方向發(fā)生。復(fù)等位基因：指位于同一基因位點上各個等位基因的總體。復(fù)等位基因并不存在于同一個體中(同源多倍體除外)，而是存在于同一生物群內(nèi)。復(fù)等位基因的出現(xiàn)增加生物多樣性提高生物的適應(yīng)性提供育種工作更豐富的資源使人們在分子水平上進一步了解基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)。4.突變的有害性：多數(shù)突變對生物的生長和發(fā)育往往是有害的。

某一基因發(fā)生突變長期自然選擇進化形成的平衡關(guān)系就會被打破或削弱進而打亂代謝關(guān)系引起程度不同的有害后果一般表現(xiàn)為生育反?；?qū)е滤劳?。高中生物核心概念高考?fù)習(xí)—生物變異關(guān)于基因突變

基因突變的一般特征：

4.突變的有害性：多數(shù)突變對生物的生長和發(fā)育往往是有害的。

————有害性可能是致死的，即導(dǎo)致個體死亡的突變。

致死基因（lethalalleles）：指可以導(dǎo)致個體死亡的基因，包括隱性致死基因（recessivelethalalleles）和顯性致死基因（dominantlethalalleles）。(1)．植物：最常見的為隱性白化突變。

這種白化苗不能正常形成葉綠素，當(dāng)子葉或胚乳中養(yǎng)料耗盡時，幼苗死亡。(2)．動物：①.純合顯性致死(小鼠毛色遺傳)：黑色黃色，但無黃色純合體。②．雜合顯性致死突變：顯性致死突變在雜合狀態(tài)時即可死亡。不會產(chǎn)生純合體。③．純合隱性致死突變：人的“異染白癡腦病”由aa基因控制（隱性純合致死）。④．伴性致死突變：致死突變可發(fā)生在常染色體上，也能發(fā)生在性染色體上，致死突變發(fā)生在性染色體上可引起伴性致死?！蛔冇泻π缘南鄬π裕焊叨挵挘河泻π裕喊捴暝诟叨捜后w中受光不足、發(fā)育不良；有利性：矮稈株在多風(fēng)或高肥地區(qū)有較強抗倒伏性、生長茁壯。禾谷類作物的落粒性對生物有利、對人類無益。水稻、玉米、高粱雄性不育對生物不利、對人類有益，可以省去制種時的去雄麻煩。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異例：高稈矮稈，其原因：

①．由基因突變而引起；

②．因土壤瘠薄或遭受病蟲為害而生長不良等。

鑒定方法：可將變異體與原始親本在同一栽培條件下比較。

矮稈后代為高稈，則不是突變，由環(huán)境引起。

后代仍為矮稈，則是基因突變引起的。關(guān)于基因突變

基因突變的鑒定（舉例）:㈠、突變發(fā)生的鑒定:

經(jīng)誘變產(chǎn)生的變異是否屬于真實的基因突變，是顯性突變還是隱性突變、突變頻率的高低，都應(yīng)進行鑒定。

∵由基因發(fā)生某種化學(xué)變化而引起的變異是可遺傳，而由一般環(huán)境條件導(dǎo)致的變異是不遺傳的。

高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于基因突變

基因突變的鑒定（舉例）:

㈡、顯、隱性的鑒定:

顯性突變和隱性突變的區(qū)分，可利用雜交試驗加以鑒定。如：

突變體矮稈株×原始品種(高)

↓

F1高稈

↓

F2有高稈、也有矮稈，說明該突變屬于隱性突變。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于基因突變

基因突變的分類：

轉(zhuǎn)換：同型堿基對替換T顛換：異型堿基對替換A倒位：ATCGAT堿基缺失：ATCGAT堿基插入：ATCGAT高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于基因突變

自然條件下各種動、植物發(fā)生基因突變頻率不高，可保持生物種性的相對穩(wěn)定性。但不利于動、植物育種。

穆勒和斯特德勒（1927）用X射線研究人工誘變，證實人工誘發(fā)基因突變可以大大提高突變率。

一、物理因素誘變:物理因素各種電離輻射＋非電離輻射。1．電離輻射誘變：——誘變中常用的射線

射線穿透力輻射源應(yīng)用時間照射方法X較強X光機早（1927）外照射

強60Co、137Cs較早外照射

弱32P、35S、14C、65Zn較遲內(nèi)照射（浸泡或注射）中子弱核反應(yīng)堆或加速器，如釙-鈹中子彈較近外照射高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于基因突變

2．非電離輻射誘變：主要是紫外線照射，其波長較長(3800－150?)、穿透力弱，一般應(yīng)用于微生物或高等生物的配子誘變。3．綜合效應(yīng)誘變：在太空中進行的空間誘變是一項有效的人工誘變技術(shù)。

太空中大量存在著各種物理射線可誘發(fā)突變，其它諸如失重、超凈、無地球磁場影響以及衛(wèi)星發(fā)射和返回時的劇烈震動等因素也是產(chǎn)生誘變的重要原因。上述誘變因素的共同作用也會影響誘變效果。

高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于基因突變

二、化學(xué)因素誘變:1.妨礙DNA某一成分的合成，引起DNA變化：妨礙合成嘧啶：5-氨基尿嘧啶、8-乙氧基咖啡堿；妨礙嘌呤合成：6-巰基嘌呤。2.堿基類似物替換：如5-溴尿嘧啶(5-BU)、5-溴去氧尿核苷(5-BudR)、2-氨基嘌吟(2-AP)；

誘變原理：化學(xué)藥物分子結(jié)構(gòu)與DNA堿基相似，在不妨礙基因復(fù)制的情況下能滲入到基因分子中。在DNA復(fù)制時引起堿基配對差錯，最終導(dǎo)致堿基對的替換，引起突變。3.直接改變DNA某些特定的結(jié)構(gòu)：DNA誘變劑——與DNA起化學(xué)反應(yīng)并改變堿基氫鍵特性的物質(zhì)。4.引起DNA復(fù)制的錯誤：誘變劑：2-氨基吖啶、吖啶橙、ICR-170等。

能嵌入DNA雙鏈中的堿基之間，引起單一核酸的缺失或插入，造成突變。5．抗生素：如重氮絲氨酸、鏈霉素和絲裂霉素C等。

抗生素的誘變作用：破壞基因分子結(jié)構(gòu),造成染色體的斷裂而引起突變。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體結(jié)構(gòu)變異

一、缺失——染色體的某一區(qū)段丟失。

缺失雜合體中，聯(lián)會時形成環(huán)狀或瘤狀突起(見下圖)，但易與重復(fù)相混淆。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體結(jié)構(gòu)變異

一、缺失——染色體的某一區(qū)段丟失。缺失對個體的生長和發(fā)育不利：

①．缺失純合體很難存活；

②．缺失雜合體的生活力很低；

③．含缺失染色體的配子一般敗育；

④．缺失染色體主要是通過雌配子傳遞。貓叫綜合癥（第5號染色體短臂缺失）：嬰兒啼哭如貓叫，一般伴隨有小頭癥和智力遲鈍。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體結(jié)構(gòu)變異

二、重復(fù)——染色體多了與自己相同的某一區(qū)段。在雜合體中，重復(fù)區(qū)段會突出環(huán)或瘤；不能同缺失雜合體的環(huán)或瘤相混淆(染色體長度不同)。擾亂基因的固有平衡體系引起表現(xiàn)型變異（如果蠅的棒眼遺傳）高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體結(jié)構(gòu)變異

三、倒位——染色體某一區(qū)段的正常順序顛倒了。倒位染色體的聯(lián)會和鑒定：

①.很長倒位區(qū)段：倒位區(qū)反轉(zhuǎn)過來與正常染色體的同源區(qū)段進行聯(lián)會，倒位區(qū)段以外的部分只有保持分離。

②.較短倒位區(qū)段：倒位雜合體聯(lián)會在倒位區(qū)段內(nèi)形成“倒位圈”。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體結(jié)構(gòu)變異

倒位雜合體形成敗育的交換配子①．臂間倒位雜合體產(chǎn)生大量缺失和重復(fù)染色單體②．臂內(nèi)倒位雜合體產(chǎn)生雙著絲點染色單體，

隨著出現(xiàn)后期Ⅰ橋高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體結(jié)構(gòu)變異

②．臂內(nèi)倒位雜合體產(chǎn)生雙著絲點染色單體，隨著出現(xiàn)后期Ⅰ橋①．臂間倒位雜合體產(chǎn)生大量缺失和重復(fù)染色單體高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體結(jié)構(gòu)變異

四、易位——染色體一個區(qū)段移接在非同源的另一個染色體上。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體結(jié)構(gòu)變異

四、易位——染色體一個區(qū)段移接在非同源的另一個染色體上。易位染色體的聯(lián)會高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體數(shù)目變異

一、染色體的整倍數(shù)變異1．染色體組：維持生物體生命活動所需的最低限度的一套基本染色體，或稱為基因組，以X表示。2、染色體組的基本特征：各染色體形態(tài)、結(jié)構(gòu)不同，其上攜帶基因不同；

染色體組是一個完整而協(xié)調(diào)的體系，缺少一個就會造成不育或性狀的變異。3．不同種屬染色體組的染色體數(shù)：

一個染色體組所包含的染色體數(shù)，不同種屬間可能相同，也可能不同。

例：大麥屬X=7稻屬X=12煙草屬X=12茶屬X=15

小麥屬X=7棉屬X=13高梁屬X=10蔥屬X=84．二倍體生物：2n=2X，n=X高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體數(shù)目變異

一、染色體的整倍數(shù)變異5.整倍體的同源性和異源性：

(1)同源多倍體：指增加的染色體組來自同一物種，一般是由二倍體的染色體直接加倍產(chǎn)生的。

(2)異源多倍體：指增加的染色體組來自不同物種，一般是由不同種屬間的雜交種染色體加倍形成。

設(shè)：三個二倍體種，染色體組(X)分別以A、B、E表示,X=3

2n＝2X＝2A＝(a1a2a3)(a1a2a3)＝a1a1a2a2a3a3＝6

2n＝2X＝2B＝(b1b2b3)(b1b2b3)＝b1b1b2b2b3b3＝6

2n＝2X＝2E＝(e1e2e3)(e1e2e3)＝e1e1e2e2e3e3＝6

①同源四倍體：

AAAA2n＝4X＝4A＝AAAA＝12

BBBB2n＝4X＝4B＝BBBB＝12

EEEE2n＝4X＝4E＝EEEE＝12

②同源三倍體：

AAAA×AA

AAA

2n＝3X＝3A＝AAA＝9

BBBB×BBBBB

2n＝3X＝3B＝BBB＝9

EEEE×EE

EEE

2n＝3X＝3E＝EEE＝9高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體數(shù)目變異

一、染色體的整倍數(shù)變異高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體數(shù)目變異

一、染色體的整倍數(shù)變異

異源四倍體、同源異源八倍體：

AA×BB

加倍

ABAABB（2n＝4X＝AABB＝12）

加倍

AAAABBBB(同源異源八倍體)

2n=8X=24

異源六倍體：

AABB×EE

加倍

ABEAABBEE（2n＝6X＝AABBEE＝18）

如：六倍體小麥（2n＝6X＝AABBDD＝42）高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體數(shù)目變異

一、染色體的整倍數(shù)變異高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體數(shù)目變異

二、染色體的非整倍數(shù)變異比該物種中正常合子染色體數(shù)(2n)多或少一個至幾個染色體的個體。

超倍體：染色體數(shù)>2n，多倍體、二倍體中均能發(fā)生。

亞倍體：染色體數(shù)<2n，通常在多倍體中發(fā)生。

遺傳學(xué)上有代表性的非整倍體只有以下幾種：

三體：2n+1＝a1a1a2a2a3a3a3＝7

雙三體：2n+1+1＝a1a1a2a2a2a3a3a3＝8

四體：2n+2＝a1a1a2a2a3a3a3a3＝8

單體：2n-1＝a1a1a2a2a3＝5

雙單體：2n-1-1＝a1a1a2a3＝4

缺體：2n-2＝a1a1a2a2＝4高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體數(shù)目變異

三、單倍體

1.概念：單倍體──指具有配子染色體數(shù)(n)的個體。

①二倍體植物：n=X單倍體水稻、玉米的單倍體就是一倍體(n=X=12、10)。

②多倍體生物：n≠X

普通煙草的單倍體含二個染色體組(n=2X=TS=24)；

普通小麥的單倍體含三個染色體組(n=3X=ABD=21)。

③單倍體表現(xiàn)出高度不育：

∵在單倍體植株內(nèi)，染色體都是成單的，表現(xiàn)為高度不育，幾乎不能產(chǎn)生種子。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體數(shù)目變異

三、單倍體

2.單倍體的形成：

高等生物中所有單倍體幾乎都來源于不正常的生殖過程。

如：孤雌生殖、孤雄生殖。

自然界：大部分單倍體是孤雌生殖所形成的。

組培技術(shù)：花藥培養(yǎng)、小孢子培養(yǎng)產(chǎn)生的。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體數(shù)目變異

四、同源多倍體的形態(tài)特征：

巨大性：染色體倍數(shù)越多核和細(xì)胞越大器官越大。

①.外形：葉片、花朵、花粉粒、莖粗和果實等器官都隨著染色體組(X)數(shù)目的增加而遞增。

染色體組的倍數(shù)是否越高越有利呢？

染色體組的倍數(shù)性有一定限度，超過限度其器官和組織就不再增大，甚至導(dǎo)致死亡。如：甜菜最適宜的同源倍數(shù)是三倍（含糖量、產(chǎn)量）；玉米同源八倍體植株比同源四倍體短而壯，但不育；②.氣孔和保衛(wèi)細(xì)胞：氣孔和保衛(wèi)細(xì)胞大于二倍體，單位面積內(nèi)的氣孔數(shù)小于二倍體。

高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體數(shù)目變異

五、同源三倍體在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用：

同源三倍體具有高度不育的特性。

例：無籽西瓜（X=11）

二倍體(2n=2X=22)

↓加倍

同源四倍體×二倍體

(2n=4X=44)↓

同源三倍體西瓜(無籽)

2n=3X=33

人工創(chuàng)造的同源三倍體：葡萄、香蕉等。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體數(shù)目變異

六、普通小麥的演化過程

一粒小麥×擬斯卑爾脫山羊草

2n=AA=14

↓

2n=BB=14

F12n=2X=AB=14

↓加倍

二粒小麥的異源四倍體×方穗山羊草

2n=4X=AABB=28

↓

2n=2X=DD=14

F12n=3X=ABD=21

↓加倍

異源六倍體

2n=6X=AABBDD=42

↓基因突變、長期演化

普通小麥

2n=6X=AABBDD=42高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異關(guān)于染色體變異——染色體數(shù)目變異

中國農(nóng)科院鮑文奎先生育成的異源八倍體小黑麥，具有穗大、粒大、抗病和抗逆性強的特點。

普通小麥×黑麥

2n=AABBDD=42

↓

2n=RR=14

F12n=ABDR不育

↓加倍、選育

異源八倍體小黑麥(Triticale)

2n=8X=AABBDDRR=56

云貴種植有一定的增產(chǎn)效果。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實驗實驗原理微核是指獨立于細(xì)胞核外的圓形、橢圓形或無規(guī)則的小核，其直徑小于細(xì)胞核的1/3，可以是染色體斷片，也可以是整條染色體。自然狀態(tài)下，生物體產(chǎn)生微核的概率很小，在某些有害理化因素的影響下，微核的產(chǎn)生率會大大增加。當(dāng)這些有害因素?fù)p傷真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)時細(xì)胞核中的染色體會發(fā)生斷裂時，這些染色體片段不能隨有絲分裂進入子細(xì)胞，留在細(xì)胞質(zhì)中，就構(gòu)成了微核。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實驗高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實驗

微核是常見的遺傳毒理學(xué)指標(biāo)之一，指示染色體或紡錘體的損傷。由于這種損傷會因細(xì)胞受到的外界誘變因子作用的加劇而加劇，而微核產(chǎn)生的數(shù)量又可與誘變因子劑量的多少呈正相關(guān)，因此可用微核出現(xiàn)的頻率來評價環(huán)境誘變因子對生物遺傳物質(zhì)的損傷程度。通常計算微核數(shù)目的多少用微核千分率MCN(平均每千個細(xì)胞出現(xiàn)微核的細(xì)胞個數(shù))來表示。蠶豆根尖微核實驗具有準(zhǔn)確、快速、操作簡便、有明顯劑量-效應(yīng)關(guān)系、適合大批量樣品檢測等優(yōu)點，在環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用廣泛。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實驗實驗材料微核實驗通常使用蠶豆做實驗材料,實驗選大小均勻、飽滿、表面光滑的個體。選用培養(yǎng)的洋蔥根尖也可（見教材）。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實驗實驗過程①蠶豆萌發(fā)蠶豆于24℃用自來水浸泡36h,濕紗布包裹催芽36h。選已發(fā)芽的蠶豆放入墊有濕脫脂棉的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)36h。其間每12h用水沖洗1次,換水培養(yǎng)。在發(fā)芽良好的種子中間選擇根長整齊一致,根長約1.5～2.0cm的蠶豆隨機分組。高中生物核心概念高考復(fù)習(xí)—生物變異利用蠶豆根尖微核技術(shù)探究環(huán)境污染情況的實驗實驗過程②誘變劑配制用蒸餾水將四氯乙烯（污水中常見的一種持久性有機污染物）分別配制成0.1mg/L、1mg/L、10mg/L、100m