内容正文:
第7单元 生物的变异与进化
探究案1 基因突变和基因重组
探究案2 染色体变异与育种
探究案3 人类遗传病
探究案4 现代生物进化理论
患有重度白癜风和家族遗传红斑狼疮
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白癜风是一种比较常见的后天色素性皮肤病,表现为局限性或泛发性皮肤黏膜色素完全脱失。由于皮肤的黑素细胞功能消失引起,但机制还不清楚。全身各部位可发生,常见于指背、腕、前臂、颜面、颈项及生殖器周围等。女性外阴部亦可发生,青年妇女居多。性别无明显差异,各年龄组均可发病,但以青少年好发。皮损为色素脱失斑,常为乳白色,也可为浅粉色,表面光滑无皮疹。白斑境界清楚,边缘色素较正常皮肤增加,白斑内毛发正常或变白。病变好发于受阳光照射及磨擦损伤部位,病损多对称分布。白斑还常按神经节段分布而呈带状排列。除皮肤损害外,口唇、阴唇、龟头及包皮内侧黏膜也常受累。
红斑狼疮(LE)是一种典型的自身免疫性结缔组织病,多见于15~40岁女性。红斑狼疮是一种疾病谱性疾病,可分为盘状红斑狼疮(DLE)、亚急性皮肤型红斑狼疮(SCLE)、系统性红斑狼疮(SLE)、深在性红斑狼疮(LEP)、新生儿红斑狼疮(NLE)、药物性红斑狼疮(DIL)等亚型。
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1、变异的类型
一、生物的变异
可遗传变异 不可遗传的变异
影响因素
遗传物质
变异方向
遗传情况
应用价值 是育种的原始材料,能从中选育出符合人类需要的新类型或新品种 无育种价值,但在生产上可利用优良环境条件来影响性状的表现获取高产优质产品
发生改变
不发生改变
不定向
定向
变异能在后代中再次出现;
有可能遗传给后代
变异性状仅限于当代表现;
不能遗传给后代
水、肥、阳光特别充足时,温度改变、激素处理等引起的变异
射线、化学诱变剂等处理引起的变异
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【例1】在北京培育出优质甘蓝品种,叶球最大的只有3.5 kg,当引种到拉萨后,由于昼夜温差大,日照时间长,叶球可重达7kg左右,但再引种回北京后,叶球又只有3.5kg,从甘蓝引种过程看出 ( )
A.甘蓝具有遗传性,而不具有变异性
B.仅由环境条件引起的变异不遗传
C.环境改变使生物产生可遗传的变异
D.甘蓝的形态发生变化不属于变异
B
病毒、原核生物
进行无性生殖的真核生物
进行有性生殖的真核生物
只有基因突变
只有基因突变和染色体变异
基因突变、染色体变异、基因重组
2、各种生物可遗传变异的来源
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【例2】已知家鸡的突变类型无尾(M)对普通类型有尾(m)是显性。现用普通有尾鸡自由交配产生的受精卵来孵小鸡,在孵化早期向卵内注射一点点胰岛素,孵化出的小鸡就表现出无尾性状。请设计实验探究是胰岛素诱发基因突变的结果还是胰岛素只是影响胚胎发育的结果?(请写出实验方案,并预测实验结果得出结论)
3、实验设计:可遗传变异与不可遗传变异的判定
实验方案:让上述注射胰岛素后产生的无尾鸡,成熟后雌、雄交配所产受精卵正常孵化(不注射胰岛素);观察后代相关性状的表现情况。
实验结果与结论:如果后代出现无尾鸡,则证明胰岛素的作用是诱导基因发生突变;
如果后代全部表现出有尾性状,则证明胰岛素的作用并非诱导基因突变,只是影响了鸡的胚胎发育的正常进行。
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镰状细胞贫血
1、实例一:
二、基因突变
血红蛋白 正常 异常
氨基酸
谷氨酸
缬氨酸
mRNA
DNA
C T T
突变
红细胞 圆饼状 镰刀型
G A A
G U A
C A T
G A A
G T A
(属常染色体隐性遗传病)
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正常红细胞
镰状红细胞
二、基因突变
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ATGC
TACG
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ATAGC
TATCG
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ATGC
TACG
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AGC
TCG
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ACGC
TGCG
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ATGC
TACG
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增添
缺失
替换
2、概念:
DNA分子中发生碱基对的 、 或 ,
而引起基因碱基序列的改变。
思考:上述几种突变的方式,哪种方式引起的变异最小?
替换
增添
缺失
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(基因中若干碱基对的改变都属于基因突变)
二、基因突变
2、概念:
DNA分子中发生碱基对的 、 或 ,
而引起基因碱基序列的改变。
替换
增添
缺失
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(基因中若干碱基对的改变都属于基因突变)
淀粉分支酶基因
基因碱基序列改变
插入一 段碱基序列
皱粒豌豆的形成
皱粒豌豆
圆粒豌豆
编码CFTR蛋白的基因
基因碱基序列改变
缺失3个碱基对
囊性纤维化
患者支气管
正常支气管
【例3】下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变,导致