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(共52张PPT)
物理因素：例如，紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA。
化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基。
生物因素：某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA，等等。
1927年，美国遗传学家缪勒
果蝇
玉米、大麦
突变体数量大大增加
X射线照射
X射线和γ射线照射
结果
结果
实 验
环境诱发(外因)
自发产生(内因)
诱发突变、提高变异频率的因素
此后发现
因素
：在没有外来因素的影响时，基因突变会由于DNA复制偶尔发生
　错误等原因自发产生。
普遍性
随机性和不定向性
低频性
原因：自然界中诱发基因突变的因素很多，而且基因突变也会自发产生。
原因：DNA碱基组成的改变是随机的、不定向的。
表现：
随机性：基因突变的随机性，表现为基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位。
不定向性：表现为一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。
在自然状态下，基因突变的频率是很低的。
有利性
基因突变有些对生物体有害
原因：可能破坏生物体与现有环境的协调关系
有害性
有些基因突变对生物体是有利的
如：植物的抗病性突变、耐旱性突变、微生物的抗药性突变
中性
有些基因突变对生物体既无害又无益
如：有些基因突变不会导致新形状出现
意义
产生新基因的途径
生物变异的根本来源
生物进化的原材料
更好适应环境
产生新的生物类型
原材料
（1）基因突变一定会引起基因中碱基排列顺序的改变。
（2）基因突变不一定会引起生物性状的改变。
（3）基因突变不一定都产生等位基因。
病毒和原核细胞的基因结构简单，一般单个存在的，不存在等位基因。
因此，病毒和原核生物基因突变产生的是一个新基因，而不是等位基因。
基因突变与基因重组
第二课时
上个世纪，美国经济学家布朗提出过一个疑问：“21世纪谁来养活中国？”他的意思是说，凭着当时的粮食产量，完全无法养活基数庞大并且还在继续增多的中国人口。
杂交水稻之父 · 袁隆平
即便劳动人民不畏艰辛，日出而作，日落而息粮食的增产依然赶不上人口的增长
从1964年起，袁隆平就开始研究杂交水稻，到1975年，他研究出来的新品种就已经在全国推广，并取得了非同凡响的成果。此后十年内中国杂交水稻累计增产超亿吨，每年增产的大米可以多养活6000万人。
通过以上学习，你知道培育杂交水稻的原理吗？
一、基因重组
在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。
前提
本质
B
b
A
D
a
d
非同源染色体
非等位基因
同源染色体
非等位基因
(一)概念：
发生范围:真核生物
有性生殖：由亲本产生的生殖细胞(配子)，经过两性生殖细胞的结合，成为受精卵，再发育成为新的个体的生殖方式。
控制不同性状基因：非等位基因
范围：真核生物
如何实现控制不同性状的基因的重新组合？
减数分裂
一、基因重组
(二)时期：
减数分裂时期（减Ⅰ）
一、基因重组
(三)类型：
A
D
a
d
（1）自由组合型：
Ad和aD
AD和ad
A
D
a
d
减Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因的自由组合。
（1）自由组合型
A
A
B
B
a
a
b
b
A、a为控制同一性状的基因
B、b为控制同一性状的基因
A、a与B、b为控制不同性状的基因
一、基因重组
A
A
B
B
a
a
b
b
控制不同性状的基因组合方式一：aB和Ab
（1）自由组合型
一、基因重组
A
A
B
B
a
a
b
b
控制不同性状的基因组合方式二：ab和AB
与组合方式一不同：
重新组合！
（1）自由组合型
一、基因重组
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
若为3对同源染色体呢？
（1）自由组合型
一、基因重组
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
Abd
aBD
（1）自由组合型
一、基因重组
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
ABd
abD
（1）自由组合型
一、基因重组
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
ABD
abd
（1）自由组合型
一、基因重组
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
AbD
aBd
有8种组合方式，配子种类2n
（1）自由组合型
一、基因重组
基因的自由组合可导致控制不同性状的基因重新组合
若控制不同性状的基因在同源染色体上还能通过自由组合而重新组合吗？
（1）自由组合型
一、基因重组
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
（1）自由组合型
一、基因重组
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
（1）自由组合型
一、基因重组
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
（1）自由组合型
一、基因重组
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
abD
ABd
（1）自由组合型
一、基因重组
A
A
B
B
a
a
b
b
D
D
d
d
abd
ABD
（1）自由组合型
一、基因重组
abD
ABd
abd
ABD
这里哪些基因发生了基因重组？哪些没有发生？
A(a)与D(d)，B(b)与D(d)发生了基因重组
A(a)与B(b) 未发生基因重组
位于同源染色体上的非等位基因有别的方式发生基因重组吗？
（1）自由组合型
一、基因重组
一、基因重组
时期：减数分裂I后期
染色体行为：非同源染色体自由组合
基因行为：非等位基因自由组合
结果：产生不同配子，受精结合产生不同基因型的后代，从而变异。
遗传规律：基因的自由组合定律
染色体间的基因重组
图 解
一、基因重组
A
A
B
a
a
b
B
b
A
A
B
a
a
b
b
B
（2）互换型 ：
可产生的配子类型： AB、ab
互换后，可产生的配子类型：
AB、Ab、aB、ab
四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。
同源染色体的非姐妹染色单体交换片段
ab
AB
（2）互换型
一、基因重组
ab
AB
Ab
aB
新的组合
基因的互换可导致控制不同性状的基因重新组合
（2）互换型
一、基因重组
时期：减数分裂I四分体时期
染色体行为：同源染色体间的非姐妹染色单体的互换
基因行为：等位基因的交换
结果：产生不同配子，受精结合产生不同基因型的后代，从而变异。
遗传规律：基因的连锁交换定律
染色单体上的基因重组
图 解
（2）互换型
一、基因重组
S型菌
荚膜
控制荚膜形成的X基因
加热
杀死
被破坏的S型菌
X基因吸附在R型菌表面
X基因进入R型菌
重组
R型菌转化成S型菌
转基因荧光鼠
（3）不同个体或物种间基因的重组
一、基因重组
一、基因重组
(1)概念：在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。
(2)发生时期：减数分裂时期（减Ⅰ）
(3)类型：基因的自由组合
基因的互换
转基因（DNA重组技术）
发生时期：减数第一次分裂后期
现象：非同源染色体自由组合
结果：非等位基因自由组合
发生时期：减数第一次分裂前期
现象：同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换
结果：等位基因之间发生互换
一、基因重组
思考：下面的情况属于基因重组吗？
1、杂合高茎豌豆（Dd）自交，子代出现高茎和矮茎
2、精子和卵细胞结合形成受精卵
提醒：模拟题考试中强调上述发生在减数分裂过程中的狭义基因重组。广义的基因重组还包括细菌的转化、基因工程。
不属于
不属于
思考
Thinking
一、基因重组
(四) 特点：
①只产生新的基因型，并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状产生。
②发生在有性生殖的遗传中。
③亲本杂合度越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多
一、基因重组
思考：如果自然界未发生过基因突变（均为纯合子），右图中非姐妹染色单体的互换还会导致染色单体上的基因重组吗？
思考
Thinking
一、基因重组
②对于生物的进化具有重要的意义
有性生殖过程中的基因重组
配子种类多样化
基因组合多样化的后代
无法预测的环境变化
适应某种变化的、生存所必需的基因组合生存下来
导致
产生
作用
①生物变异的来源之一
一、基因重组
(五)意义：
有性生殖亲本
多样化配子
多样化个体
受精卵
不同环境
减数分裂
受精作用
发育
适应
（1）生物变异的来源之一；
（2）形成生物多样性的重要原因；
（3）对生物进化有重要意义。
杂合子
随机重组（减I后）
交换重组（减I前）
基因重组
新基因型
新表现型
变异性
多样性
生物进化的原材料
有性生殖
减数分裂
导致
产生
产生
增加
提供
基因突变和基因重组的意义
1
是生物变异的来源之一
2
是生物多样性的来源之一
3
对生物进化具有重要的意义
基因重组的意义
基因突变和基因重组的意义
1
是产生新基因的途径
2
是生物变异的根本来源
3
为生物进化提供了丰富的原材料
基因突变的意义
——杂交育种
(六)应用：
从1964年起，袁隆平就开始研究杂交水稻，到1975年，他研究出来的新品种就已经在全国推广，并取得了非同凡响的成果。此后十年内中国杂交水稻累计增产超亿吨，每年增产的大米可以多养活6000万人。
杂交水稻之父 · 袁隆平
你知道培育杂交水稻的原理吗？
矮杆抗病
DDTT
ddtt
高秆抗病
矮秆不抗病
ddRR
——杂交育种
将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经选择和培育，获得新品种。
(六)应用：
P
DDTT
ddtt
×
DdTt
F1
高秆抗病
矮秆不抗病
矮秆抗病
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
后代全为
矮秆抗病
后代出现
性状分离
操作简单，目的性强；集不同品种的优良性状于一身。
不足：
育种年限长，过程繁琐；只能利用已有的基因重组，不能产生新的基因。
优点：
——杂交育种
(六)应用：
五花鱼
朝天泡眼金鱼
我国是最早养殖和培育金鱼的国家。金鱼的祖先是野生鲫鱼。在饲养过程中，野生鲫鱼产生基因突变，人们选择喜欢的品种培养，并进行人工杂交。例如，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到了五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交，得到了朝天泡眼。
与社会的联系
1. 姐妹染色单体含有等位基因的原因分析
a
A
（1）若为体细胞有丝分裂（如根尖分生区细胞、受精卵等），则只能是基因突变造成的。
（2）若为减数分裂，则原因是基因突变（减数分裂前的间期）或基因重组（减数分裂Ⅰ四分体时期）。
（3）若已知该个体或细胞的基因型为AA，则姐妹染色单体上出现Aa，只能是由基因突变产生。
（4）细胞分裂图判断
a
A
A
a
a
A
A
A
有丝分裂
a
A
A
A
a
A
A
a
1. 姐妹染色单体含有等位基因的原因分析
基因突变
减Ⅰ后期
基因突变
减Ⅰ后期
基因重组
减Ⅱ
基因突变或基因重组
一、基因突变与基因重组比较
基因突变 基因重组
本质
类型
发生时间原因
适用 范围
意义
发生 可能
基因结构改变,产生新的基因
不同基因重新组合，产生新的基因型
主要在细胞分裂间期
由于外界理化因素或自身生理因素引起的基因碱基对的替换、缺失或增添
减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换；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。
所有生物
真核生物有性生殖
细胞核遗传
新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料。
是生物变异的重要来源，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化也具有重要的意义
突变频率低，但普遍存在
有性生殖中非常普遍
主要在细胞分裂前的间期
减数分裂Ⅰ前期、后期
课堂小结
基因重组
基因突变
DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变
普遍性、随机性、不定向性、低频性
概念
特点
意义
原因
外因：诱发突变（物理因素、化学因素、生物因素）
内因：自发突变（DNA分子复制时偶尔发生错误）
是生物变异的根本来源，是产生新基因的途径，为生物的进化提供了丰富的原材料
在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
概念
类型
意义
自由组合、交叉互换
是生物变异的来源之一，提供进化的原材料
诱变育种
杂交育种
　实战训练　
3.下列有关基因重组的说法，不正确的是（ ）
A.基因重组可以产生新的基因
B.基因重组是生物变异的来源之一
C.基因重组可以产生新的基因型
D.基因重组能产生新的性状组合
　实战训练　
4.一对夫妇所生育的子女中，性状差异很多，这种差异主要来自：
A.基因重组 B.基因突变
C.环境影响 D.疾病影响
5.下列有关基因重组的叙述，错误的是（ ）
A.非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B.非姐妹染色单体的交换可引起基因重组
C.纯合体自交因基因重组导致子代性状分离
D.常染色体上的基因能与行染色体上的基因发生基因重组
四分体时期，通过同源染色体的非姐妹染色单体的互换，实现了同源染色体上的非等位基因的重组。
减Ⅰ后期，通过非同源染色体的自由组合，实现了非同源染色体上的非等位基因的重组。
雌雄配子的随机结合不是基因重组；一对等位基因不存在基因重组。
原核细胞、病毒不进行有性生殖，不能发生基因重组。
01
02
03
04
(七)注意事项：

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