8.3 变异

染色体数目变异——整倍化的变异
判断染色体 组数、每组染 色体条数
基因型：
AAAaBBbb
• • •
三 组； 染色体组数___ 每组染色体条数___ 五 条； 十五 条染色体。 共有_____
四 个染色体组。 ___
多倍体：染色体数目整倍化变异
二倍体生物： 体细胞含两个染色体组。(如人类、哺乳动物)
基因重组
┯┯┯┯ ＡＣＧＣ ＴＧＣＧ ┷┷┷┷
┯┯┯ ＡＧＣ ＴＣＧ ┷┷┷
维多利亚女王家族照片
英国皇族中的血友病系谱图
基因突变：特点
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
多倍体:
体细胞中含有三个或三个以上的染色体组。
香蕉 （三倍体）
无籽西瓜 （三倍体）
普通小麦 （六倍体）
多倍体：来源
资料：新疆帕米尔高原上的植物有 65%的种类是多倍体
多倍体生物是 怎样产生的？
资料：人为对植物施用秋水仙素，使生物 体细胞内染色体数加倍
秋水仙素： 阻止纺锤体形成
纺锤丝牵引， 染色体平均分 配到子细胞
（N、3N、5N、7N……）
多倍体：应用
如何使西瓜体细胞中染色体含 量加倍？(多倍体育种的措施) 三倍体的西瓜是怎么来的？
无籽西瓜（三倍体）
三倍体植株在结无籽西瓜时为 何先要用花粉进行刺激？
生长素促进子房发育为果实 无籽番茄的原理：
无籽西瓜的原理： 奇数倍体不育
染色体畸变
单倍体:
生物体体细胞中含有的染色体数目与本物种配 子染色体数目相同。
变异的 重要 来源
基因突变：基因的核苷酸序列发生改 进化的 重要 变，产生新基因、新性状。 原因
包括结构和数目的变异。 染色体畸变：
环境因素造成 ——不可遗传变异
各种育种方法的比较
育种方法 杂交育种 诱变育种 单倍体育 种 多倍体育 种 基因工程 育种 原理 特点
各种育种方法的比较
育种方法 杂交育种 诱变育种 单倍体育 种 多倍体育 种 基因工程 育种 原理 基因重组 基因突变 染色体畸变 染色体畸变 特点
二、基因突变
1910年，赫里克医生的诊所来了一位病人，病人脸色 苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。医生使用所有能 镰刀型红细胞会相互勾结，阻塞毛细血管使组织缺氧。 1949年，美国鲍林博士首先意识到，镰刀型 治疗贫血病的药物，但对这个病人无效。对病人做血液检 为什么会出现镰刀型的红细胞呢? 并且，镰刀型红细胞受机械损伤而容易破裂，使人患溶血 红细胞中血红蛋白分子的异常引起红细胞的变形。 查时发现，红细胞在显微镜下不是正常的圆饼形，而是又 性贫血，严重时会导致死亡。 血红蛋白究竟出了什么问题？ 长又弯的镰刀型，称镰刀型细胞贫血症。
基因重组：概念及应用
基因重组：
有性生殖时，控制不同性状 的基因重新组合，结果使后代中 出现不同于亲本的类型。
红色A 黄色a 圆锥形E 灯笼形e 两对基因分别位于两对同源染色体上
红色圆锥形
黄色灯笼形
红色灯笼形？
红色A 黄色a 圆锥形E 灯笼形e 两对基因分别位于两对同源染色体上
P：
红色圆锥形 AAEE
黄色灯笼形 aaee
F1： AaEe
F1红色圆锥椒(AaEe)的初级精母细胞
A a E e
AE ae AAee Ae aE
A a
e E
非同源染色体 自由组合
非等位基因 自由组合
多种类型 的配子
联会时同源染色体非姐妹染色单体可能交换
红色A
黄色a
A A a
a
A A
a
a
辣味B 甜味b
B
bB
b
B
b B
亲本型
你是一个育种专家： 现你有不甜而多汁(aaBB)品种的水蜜桃，能否以 这种水蜜桃为原料，培育出甜而多汁的水蜜桃？
这一育种过 程的原理？ 自然界基因突变的速率 有何特点？你采取什么措 施加速突变的发生？
人工诱变
物理因素：紫外线，激光，各种电离辐射，失重
化学因素：
变异—— 子代与亲代的性状不同的现象。
染色体畸变：
结构变异： 缺失 重复 数目变异： 非整倍化变异 易位 倒位
整倍化变异
染色体畸变
染色体数目变异——整倍化的变异
怎样判断多少 条染色体是 “一组”？
染色体组
果蝇的染色体示意图
染色体组
染色体组的概念：
细胞中的一组形态和功能 上各不相同的非同源染色体。
染色体畸变
遗传物质改变 ——可遗传变异
变 异 的 原 因
基因重组：控制不同性状的基因的重 新组合，产生新的基因型 (性状)。
变异的 重要 来源
基因突变：基因的核苷酸序列发生改 进化的 重要 变，产生新基因、新性状。 原因 染色体畸变：
环境因素造成 ——不可遗传变异
比较基因重组和基因突变的异同？
正常红细胞
镰刀型红细胞
1956年，英国科学家英格拉姆对镰刀型细胞贫 血症患者血红蛋白与正常的血红蛋白进行对比分析 研究：
正常肽链
异常肽链 …－苏氨酸－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—… …－苏氨酸－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸—…
为什么谷氨酸会被缬氨酸取代？
产生异常红细胞的直接原因是血红蛋白 氨基酸 的改变
DNA 分子中发生了什么变化？ 根本原因是控制血红蛋白的 DNA的碱基对 的改变
8.3
变异
变异—— 子代与亲代的性状不同的现象。
哪些因素影响生 物体的性状？
遗传物质(内因)
环境因素(外因)
变异—— 子代与亲代的性状不同的现象。
遗传物质改变 ——可遗传变异
变 异 的 原 因

基因重组：

基因突变：
染色体畸变：
环境因素造成 ——不可遗传变异
一、基因重组
同一对父母生出的 兄弟姐妹之间为什么 会有差异？
b
重组型 AB、ab 如果没有交换则产生配子： 如果发生交换则产生配子： AB、ab、Ab、aB
P F1
AABB 红色辣味 AaBb 红色辣味
联会
aabb 黄色甜味
联会
不交换
交换
配子
AB、ab
AB、ab 、Ab、aB
红辣 黄甜 红甜 黄辣
F2
红辣 黄甜
基因重组：来源
基因重组的原因： 在减数 ____分裂中染色体的 自由组合和________, 交换 ________ 使控制不 同性状的基因之间发生重新组合 ________， 结果使后代产生新的基因型 ______。
基因重组
各种育种方法的比较
育种方法 杂交育种 诱变育种 单倍体育 种 多倍体育 种 基因工程 育种 原理 基因重组 基因突变 特点 优良基因组合在一起，提高物种综 合优势。但育种年限较长。 提高基因突变频率，大幅改良某些 性状。但有利个体不多，工作量大。
染色体畸变 可获得纯合体，明显缩短育种年限。 染色体畸变 能获得某些特殊优良性状，如无籽 西瓜。 克服远缘杂交的不亲和性。应注意 生态安全。
那么有没有其他方 法可将不甜多汁(aabb) 转变成甜而多汁？
变异—— 子代与亲代的性状不同的现象。
遗传物质改变 ——可遗传变异
变 异 的 原 因

基因重组：控制不同性状的基因的重
新组合，产生新的基因型 (性状)。

基因突变：
新基因是如何创造 出来的？
染色体畸变：
环境因素造成 ——不可遗传变异
基因突变：特点
资料：A基因可以突变为a，a基因也可以突变为A
A基因可以突变为A1、A2、A3、A4基因……
可逆性 ④_______ 不定向性 ⑥__________
资料：多数对生物的性状既没有表现出有利也没有 表现有害，对生物的生存和繁殖能力没有影响
多为中性 ⑤突变 _____________
基因突变：应用
A
减数分裂 单倍体育种 形成配子
多倍体育种
甜 A
甜 AA
非甜 a
甜 Aa
a
举一反三： 能否将杂合的甜、多汁AaBb水蜜桃培育成纯种的 甜而多汁AABB的水蜜桃？
变异—— 子代与亲代的性状不同的现象。
遗传物质改变 ——可遗传变异
变 异 的 原 因
基因重组：控制不同性状的基因的重 新组合，产生新的基因型 (性状)。
频率低 普遍性 ②自然状况下突变________ ①________
基因突变：特点
发生在任意生物体个体
发生在个体发育的任何时期
发生在该生物体的任意细胞 发生在体细胞：不可遗传 发生在生殖细胞： 可遗传 通常发生在细胞周期的间期 发生在细胞的任意DNA片段中
随机性 ③_________
细胞不分裂 直接形成子细胞
染色体数量加倍
多倍体：特点
优点：粗壮、产量提高、 抗性增强 缺点：生长较慢，结实率低
普通 小麦 (6N)
多倍体：特点
为什么奇数倍 体结实率低？
在减数第一次分裂后期… 奇数倍体生物,减数分 裂时同源染色体联会紊 乱,不能形成正常配子
故奇数倍体生物是高 度不育的。
香蕉（3N）
DNA （基因）
转录
… … …
G A A C T T
G A A
… …
… …
G T A
C A T G U A
…
…
…
决 定
mRNA
翻译
…
…
… 谷氨酸 …
… 缬氨酸 …
蛋白质
表现
正常蛋白质