第四节 基因突变和基因重组课件

基因突变和基因重组第1课时第四节基因突变和基因重组1、中心法则的内容

2、基因、蛋白质、性状的关系

蛋白质DNA逆转录

RNA翻译转录

控制酶的合成基因性状

控制蛋白质的结构

复习第四节基因突变和基因重组思考：DNA能够准确复制的原因？◆DNA分子独特的__________结构为复制提供了精确的模板；◆通过__________

_

保证了复制能够准确地进行双螺旋碱基互补配对原则第四节基因突变和基因重组思考：什么是生物的变异？

生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在性状差异的现象。第四节基因突变和基因重组◆判断以下两个事例中变异的原因，并判断该变异是否能遗传？事例1：两同卵双胞胎兄弟，哥哥长期在室内工作，弟弟长期在野外工作，弟弟与哥哥相比脸色较黑。事例2：一对正常夫妇，生了一个白化病孩子。思考：变异有哪些类型？不能遗传的变异可遗传的变异仅由环境因素影响造成生殖细胞的遗传物质改变基因突变基因重组染色体变异第四节基因突变和基因重组1.人类镰刀型细胞贫血症病因分析：病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—……

－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸—…正常异常一基因突变第四节基因突变和基因重组①从遗传信息传递看是：

；从遗传物质改变看是：

。

②是

；③是

。GTAGAACATCTT谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸血红蛋白正常异常GUADNA复制GAA直接原因：根本原因：血红蛋白结构改变（一个谷氨酸被缬氨酸替换）控制血红蛋白的基因突变（一个碱基对替换）思考与讨论②③①基因突变转录翻译第四节基因突变和基因重组┯┯┯┯

ＡＴＧＣ

ＴＡＣＧ

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ＡＴＡＧＣ

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ＡＣＧＣ

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ＡＴＧＣ

ＴＡＣＧ

┷┷┷┷增添缺失替换指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2.基因突变的概念：一基因突变第四节基因突变和基因重组一基因突变思考：基因突变能遗传吗？配子中基因突变可遗传；体细胞中基因突变一般不能遗传植物的体细胞发生突变可通过无性繁殖传递基因突变的体细胞可能发展为癌细胞

思考：生物体内发生的基因突变是否都能引起生物表现型的改变？为什么？①因密码子的简并性，基因突变改变的密码子，可能决定的氨基酸与原来一样②基因型AA突变为Aa第四节基因突变和基因重组思考：基因突变一般发生于哪个过程？什么时期最易发生基因突变？DNA分子复制过程中有丝分裂分裂间期和减数第一次分裂间期

第四节基因突变和基因重组引起基因突变的外因是……？1、二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导致以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。2、苏丹红的致癌原理：苏丹红进入人体后，在过氧化物酶的作用下形成苯和萘环羟基衍生物，进一步生成自由基，自由基可以与DNA、RNA等结合，从而产生致癌作用。3、乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝细胞的基因，使肝细胞发生变异。肝脏炎症的不断刺激，使肝细胞进一步变异，肝细胞不凋亡，而且不断地再生，就形成了肿瘤。二基因突变的原因物理因素化学因素生物因素第四节基因突变和基因重组

三基因突变的种类自然突变诱发突变第四节基因突变和基因重组四基因突变的特点事例1：无论低等还是高等生物都可以发生基因突变，基因突变在自然界的物种中广泛存在。白眼果蝇短腿的安康羊白化苗普遍性白化病第四节基因突变和基因重组事例3：控制小鼠毛色的灰色基因既可以突变成黄色基因，也可以突变成黑色基因。果蝇的眼色遗传中，野生型的红眼果蝇，其红眼基因既可以突变为白眼基因，也可以突变为其他多种颜色基因。不定向性(、）Aa1a2a3事例2：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。随机性四基因突变的特点：多向可逆第四节基因突变和基因重组事例6：使生物产生新的性状，适应改变的环境，对生物有益，小麦的矮杆抗病等。白化病患者白化玉米苗畸形的雏鸭人类的多指多害少利性事例5：破坏生物体与现有环境的协调关系，对生物有害四基因突变的特点：事例4：据估计，在高等生物中，大约十万个到一亿个生殖细胞中，才会有一个生殖细胞发生基因突变，突变率是10－5～10-8。低频性第四节基因突变和基因重组

多害少利性①②③④⑤不定向性低频性随机性不同发育阶段、不同DNA、DNA不同部位均可发生。普遍性（生物界中普遍存在）四基因突变的特点：第四节基因突变和基因重组基因突变能产生

（为原基因的等位基因），这就可能产生一种新的

。新基因五基因突变结果

性状基因突变新基因（等位基因）基因型（改变）表现型（可能改变）第四节基因突变和基因重组六基因突变的意义是

产生的途径，是生物变异的

，为生物的进化提供了最初的

。根本来源原材料新基因基因突变率很低，但每个种群有许多个体，每个个体有许多细胞，每个细胞内有成千上万基因，所以每一代都会产生大量的突变。每代基因突变数=每个基因突变率×每个个体的基因数×种群的个体数第四节基因突变和基因重组提高突变频率，加速育种进程，大幅度改良生物性状。处理的材料量大青霉素高产菌株获得七诱变育种优点：缺点：实例：第四节基因突变和基因重组七诱变育种分析下列过程：种子搭载人造卫星到太空→返回地面种植→性状稳定的新品种该途径获得的新品种的育种方法是

，利用的原理是

。搭载的种子应当是

（填“干燥的”“萌动的”或“休眠的”）；种子返回地面种植后，其变异

（填“全是对人类有益的”“不全是对人类有益的”或“全是对人类有害的”），所以要对其进行

。诱变育种基因突变萌动的不全是对人类有益的筛选第四节基因突变和基因重组小结基因突变概念：原因：特点：意义：普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性生物变异的根本来源、进化提供了最初的原材料。外：物、化、病毒内：DNA复制错误第四节基因突变和基因重组基因突变和基因重组第2课时第四节基因突变和基因重组1.概念

一基因重组在生物体进行

的过程中，控制

的重新组合。有性生殖不同性状的基因讨论：是否所有的生物都可能发生基因重组？有性生殖的真核生物第四节基因突变和基因重组2.类型自由组合（非同源染色体上的非等位基因）

一基因重组减Ⅰ后期第四节基因突变和基因重组（同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换）交叉互换2.类型

一基因重组AaAaBbAabBAaBb减Ⅰ前（四分体）期第四节基因突变和基因重组基因重组_________的多样性配子结合的随机性生物体的多样性①形成生物多样性的原因之一3.意义配子种类

一基因重组②对于生物的进化具有十分重要的意义

③是杂交育种的重要依据第四节基因突变和基因重组抗虫棉普通棉花(无抗虫特性)苏云金芽孢杆菌提取抗虫基因棉花细胞(含抗虫基因)棉花植株(有抗虫特性)重组DNA导入形成二基因工程第四节基因突变和基因重组二基因工程1.基因工程:又叫做

，是把从一个生物体内分离得到的或人工合成的

导入到另一个生物体，定向的使后者获得新性状或表达所需产物的技术。DNA重组技术目的基因第四节基因突变和基因重组二基因工程用限制性核酸内切酶切断DNA

用DNA连接酶连接

提取目的基因目的基因与——————的结合目的基因导入

。目的基因的检测和表达2.步骤运载体受体细胞第四节基因突变和基因重组基因突变基因重组染色体变异概念DNA分子中发生

的替换、增添和缺失，而引起的基因结构改变控制不同性状的

的重新组合染色体结构或数目变化而引起的变异光镜适用范围产生结果产生新的

，基因

改变，

不变只改变

，基因种类和数目

基因的

改变，如增添或缺失几个基因意义生物变异的

来源，提供生物进化的

。形成多样性的重要原因，对生物进化有意义对生物进化有一定意义共同点都会引起遗传物质的改变，均可遗传给后代碱基对基因否否能所有生物（包括病毒）真核生物有性生殖过程中真核生物基因种类数量基因型不变数量、排序三可遗传变异的比较

根本原材料第四节基因突变和基因重组四生物变异在育种上的应用杂交育种诱变育种原理方法优点缺点例基因突变基因重组反复（筛选）自交→纯种激光、射线或化学药品处理可集中优良性状育种年限长

提高突变频率加速育种进程有利变异少，需处理大量实验材料矮杆抗病水稻高产青霉菌株亲本杂交→F1自交→F2（筛选）自交→第四节基因突变和基因重组四生物变异在育种上的应用单倍体育种多倍体育种原理方法优点缺点例染色体变异

培养→；→

处理幼苗（人工诱导染色体加倍）→纯种花粉离体单倍体秋水仙素明显缩短育种年限技术复杂矮杆抗病水稻

或

处理萌发种子或幼苗染色体变异器官大和营养物质含量高适用于植物，动物方面难于开展三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦秋水仙素低温第四节基因突变和基因重组第四节基因突变和基因重组

蛋白质DNA逆转录

RNA翻译转录DNA复制RNA复制第四节基因突变和基因重组第四节基因突变和基因重组不一定。原因是当GTA//CAT或GTG//CAC中的第三对碱基A//T→G//C或G//C→A//T变化后，产生的遗传密码为CAC或CAU，仍然是组氨酸的密码子，因而不影响产生正常的血红蛋白第四节基因突变和基因重组第四节基因突变和基因重组有性生殖生物减数分裂配子减数第一次分裂减数第二次分裂包括包括间期前期中期后期末期

复制发生包括

复制蛋白质合成

差错发生联会四分体

发生同源染色体分离，

染色体上的基因随之变化第四节基因突变和基因重组配子中基因突变——体细胞中基因突变——若植物的体细胞发生突变——人体某些体细胞的基因突变——可遗传一般不能遗传可通过无性繁殖传递可能发展为癌细胞第四节基因突变和基因重组两个芥酸含量中等的品种HHgg和hhGG，要获得HHGG新品种，最快的方法是：；获得hhgg新品种，最简洁的方法是：

。PHHgg×hhGGF1

HhGg↓第1年↓×F2H_G_H_gghhG_hhgg

第2年第年减数分裂雄配子HGHghGhg单倍体HGHghGhg↓花药离体培养↓秋水仙素第1年第2年HHgghhGGhhgg纯合体HHGG

能明显缩短育种年限连续多代自交，淘汰不需要类型单倍体育种杂交育种杂交育种单倍体育种第四节基因突变和基因重组ATGCTACGCATGCTACGTACCATGG第四节基因突变和基因重组（1）图甲中①②表示的遗传信息传递过程分别是①

，②

；①过程发生的时间是

，主要场所是

。（5）若正常基因片段中的CTT突变成CTC，由此控制的生物性状是否可能发生变化？（2）α链碱基组成

，β链碱基组成

。DNA复制

转录有丝分裂间期或减数第一次分裂间期细胞核CATGUA不会，基因突变后密码子由GAA变为GAG，编码后形成的氨基酸都是谷氨酸，所以性状不会发生变化第四节基因突变和基因重组（3）镰刀型细胞贫血症致病基因位于

染色体上，属于

性遗传病。（4）图乙中，Ⅱ6的基因型是

，要保证Ⅱ9婚配后代不患此病，从理论上说其配偶的基因型必须为

。常隐BbBB第四节基因突变和基因重组例题：下列表示某种农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三种品种,根据上述过程,回答下列问题:⑴用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为_______,方法Ⅱ称为_________,由Ⅰ和Ⅱ培育⑤所用的育种方法是；所依据的原理是________

.杂交自交杂交育种基因重组第四节