人教版5.1基因突变和基因重组--张丁丁.ppt

第一节 基因突变和基因重组 生物界中的变异现象 想一想：上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现 象的发生？ 这种变异性状能遗传给子代吗？为什么? 分析：是环境因素引起的 ，自身的遗传物质没有 改变。 甘蓝 3.5kg 7kg 拉萨 3.5kg 北京 资料：在北京培育的优质北京甘蓝品种，叶球最大的有3.5KG， 当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强， 叶球可重达7KG左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5KG。 红花的后代变了蓝紫色 上述变异性状的后代 为何仍然是蓝紫色花呢？ 遗传物质发生了改变 蓝紫色花的后代仍是蓝紫色 表现型 基因型 环境 （不可遗传的变异 ） 诱因 （改变）（改变）（改变） 基因突变 基因重组 （遗传物质未发生改变） （遗传物质发生改变） （可遗传的变异） 染色体变异 一、基因突变1.基因突变的实例镰刀型细胞贫血症 正常红细胞镰刀型贫血症 资料：1910年，一个黑人青年到赫里克医生的诊所看病，检查 发现他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红 细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，人们称这种病为 镰刀型细胞贫血症。这种病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀 型。病重时，红细胞受机械损伤而破裂的现象，引起严重贫血 而造成死亡。 一.基因突变 正常血红蛋白第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代。 探究探究 正常血红蛋白究竟出了什么问题？ 缬氨酸组氨酸 亮氨酸苏氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸 缬氨酸组氨酸 亮氨酸苏氨酸脯氨酸缬氨酸谷氨酸赖氨酸 1 2 3 4 5 6 7 8 （正常血红蛋白） （异常血红蛋白） CTT GAA 谷氨酸缬氨酸 DNA mRNA 氨基酸 蛋白质正常异常 GUA CAT GTA突变 GAA _原因 镰刀型细胞贫血症是由 引起的一种遗传病。 病因 ： DNA分子中碱基对替换 根本 探究探究 第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？ 分析： A T T A 替换 直接原因 决定 谷氨酸缬氨酸 替换 增添 缺失 A T C C G C T A G G C G C C G C G G C G A T T A C C G C G G C G A T T A A T A C C G C T G G C G DNA片段 碱基对的增添、缺 失或替换，改变了 基因的结构。 A T C C G C T A G G C G C C G C G G C G 探究探究 DNA分子中的碱基对有哪几种变化，从而 导致基因结构的改变？ 2.基因突变的概念 DNA分子中发生碱基对的替换、 增添和缺失，而引起的基因结构的 改变，叫基因突变 例1.(选择填空)某生物发生了基因突变后, 基因结构（或遗传信息） ； 基因 数量 ； 性状 。 (填一定不变或一定改变或可能改变) 例2.血红蛋白基因转录的模板链上的CTT变成 CAT,则结果谷氨酸变成了缬氨酸,那如果 CTT突变成了CTC，其结果如何？ 性状不变 一定改变 一定不变 可能改变 T A G G C G A U C C G C A U A C C G C mRNA 碱基对增添 A T A C C G C T A T G G C G 异亮氨酸脯氨酸 探究：碱基对增添会导致蛋白质的结构改变吗？ DNA A T C C G C 正常 异亮氨酸 精氨酸氨基酸 探究探究 碱基对的缺失会导致蛋白质的变化吗? A T C C G C T A G G C G 正常 mRNA DNA mRNA DNA 氨基酸 氨基酸 A U C C G C 异亮氨酸 精氨酸 A C C G C 苏氨酸 丙氨酸 A C C G C T G G C G 碱基对缺失 思考： 1.哪一种基因突变对生物性状的影响 最小？ 一种氨基酸可能有几种不同的密码子 显性纯合子突变成杂合子（AAAa） 环境因素的影响等等 碱基对的替换 2.发生基因突变后不改变生物性状的 原因有哪些？ 例3(08上海高考)下列大肠杆菌某基因的碱基序列的 变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的 是（不考虑终止密码子）（ ） A第6位的C被替换为T B第9位与第10位之间插入1个T C第100、101、102位被替换为TTT D第103至105位被替换为1个T 有丝分裂间期 减数第一次分裂的间期 体细胞可以发生基因突变 生殖细胞中也可以发生基因突变 （但一般不能传给后代） （可以通过受精作用直接传给后代） 3.基因突变发生的时间 1.“神七” 带一批种子上天进行育种，选择的 是“干种子”还是“萌动的种子”？为什么？ 2.DNA的复制发生在什么时间？ 分裂间期 体细胞可以发生基因突 变吗？ 生殖细胞可以发生基因 突变吗？ 体细胞发生的基因突变 可以传给后代吗？ 生殖细胞发生的基因突 变可以传给后代吗？ 1. 基因突变是不是都具遗传性？ 若发生在配子中，可遗传； 若发生在体细胞中，一般不能遗传； 有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无 性繁殖传递。 2. 为什么在强烈的日光下要涂抹防晒霜？ 做X射线透视的医务人员要穿防护衣？ 4. 基因突变的原因 （1）物理因素：X射线、紫外线、激光等 （2）化学因素：亚硝酸、碱基类似物、 烟碱、秋水仙素、黄曲霉毒素等 （3）生物因素：病毒、某些细菌等 内部因素： 外部因素： （1）DNA分子复制偶尔发生错误 （2）DNA的碱基组成发生改变 引起突变的原因-人类史上的灾难 1945年8月6日，美国为迫使日本迅速投降，在日本 广岛投掷了人类史上第一颗原子弹。当场炸死七万余人 ，负伤失踪者五万余人。8月9日，美国又在日本长崎投 下第二颗原子弹，造成九万五千人伤亡。原子弹迅速结 束了第二次世界大战，也拉开了人类核灾难的序幕。当 地居民长期受到辐射远期效应的影响，肿瘤、白血病的 发病率明显增高，对人们的健康和生存造成很大威胁。 * 引起突变的原因-人类史上的灾难 1986年3月26日凌晨，前苏联乌克兰境内切尔诺贝利核电站 发生大爆炸。前后已有近万人死于这起事故，数十万人受到辐 射伤害。造成直接经济损失数十亿美元，间接经 济损失数千 亿美元。其后患将会影响人类一百年，是已知的世界最大核事 故。这次事故在世界上造成的巨大影响，使各国重新考虑核能 的安全性并加强了这方面的国际合作。 （1）在生物界普遍存在(普遍性）； 短腿安康羊（中 ） 玉米白化苗 人类多指 5.5.基因突变的特点 （2）在生物体内随机发生（随机性）； 判断：互为等位基因所含碱基对数目一定相同（ ） （3）(不定向性)：一个基因可 以产生一个以上的等位基因 显性突变 隐性突变 （4）突变率低（低频性）； 错 白化苗 （5）大多数突变是有害的（多害少利性） 白化病 为什么呢？ 任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们 与环境取得了高度的协调。 6.基因突变的意义 基因 突变 新基因（等位基因） 基因型（改变） 表现型（改变） 可以产生新的基因（等位基因） 是生物变异的 根本来源，为生 物的进化提供了 最初的原始材料 。 n例4(08广东高考)有关基因突变的叙述， 正确的是（ ） A不同基因突变的频率是相同的 B基因突变一定会引起生物性状的改变 C一个基因可以向多个方向突变 D 细胞分裂的中期不发生基因突变 2.将F2中的黄色皱粒豌豆种植下去，子代中会有黄色皱 粒豌豆吗？为什么？ 思考： 1.子二代中与亲本表现型不同的个体有 和 。 自身的遗传物质发生了改变 绿色圆粒黄色皱粒 3.F2出现不同亲本性状的原因？ 有性生殖 二.基因重组 1.概念 基因重组是通过 过程实现的 2.类型 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. （）非同源染色体上的非等位基因自由组合 （2）同源染色体的非姐妹染色单体之间的局 部交换 非同源染色体上的 非等位基因自由组合 B a A b a B A b 同源染色体的非姐妹染色单体 之间的局部交换 A a A a Bb A a b B A a Bb （3）重组DNA技术：通俗的说，就是 按照人们的意愿，把一种生物的某种基 因提取出来，在生物体外重组，然后放 到另一种生物的细胞里，定向地改造生 物的性状。 不产生新基因，可形成新的基因型 3.基因重组的结果 思考:你能从基因重组的角度解释人群中个体性 状的多种多样吗? 因减数分裂形成的配子,染色体组成具 有多样性,导致不同配子遗传物质的差 异,加上受精过程中卵细胞和精子的结 合的随机性,同一双亲的后代必然呈现 多样性. 通过有性生殖过 程实现的基因重组, 为生物变异提供了极 其丰富的来源.这是 形成生物多样性的重 要原因之一,对于生 物进化具有十分重要 的意义. 4.基因重组的意义 例5（08宁夏）以下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非姊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同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关 基因突变基因重组 本质质 基因的分子结结构发发生改变变，产产 生了新基因，出现现了新的性状。 不同基因的重新组组合，不产产生 新基因，而是产产生新的基因型， 使不同性状重新组组合。 发发生时时 间间 及原因 细细胞分裂间间期DNA分子复制时时， 由于外界理化因素或自身生理因 素引起的碱基对对