基因突变和基因重组(6).ppt

不可遗传的变异 可遗传的变异 染色体变异 基因突变 基因重组 生物变异的类型 1、病例：镰刀型细胞贫血症： 思考两个问题： （1）正常人和镰刀型细胞贫血症病人的红细胞为什么不一样？ （2）镰刀型细胞贫血症的直接原因和根本原因分别是什么？ 镰刀型贫血症:一种异常血红蛋白病，一旦缺 氧，患者红细胞变成镰刀型，血液的粘性增 加，引起红细胞的堆积，导致各器官血流的 阻塞，而出现脾脏肿大，四肢的骨骼、关节 疼痛，血尿和肾功能衰竭等症状，病重时， 红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象，引 起严重贫血而造成死亡。 谷氨酸 正常血红蛋白 缬氨酸 异常血红蛋白 两面凹的圆饼状性状 缬氨酸谷氨酸 CT T G A A DNA G A A mRNA 正常蛋白质蛋白质 翻 译 体 现 CA T G T A G U A 异常蛋白质 镰刀型细胞 基因突变 转 录 DNA的碱基对发生了改变 1）直接原因：血红蛋白分子的多肽链上， 一个谷氨酸被一个缬氨酸替换。 2）根本原因：控制血红蛋白分子的DNA的 碱基序列发生了改变， 变成了 。 C T T G A A C A T G T A （单个碱基替换T A ） 2. 基因突变的实质 碱基对的增添、缺失 DNATAC CAT TAG GAT CCC ATT mRNAAUG GUA AUC CUA GGG UAA 起始 密码 缬氨 酸 异亮 氨酸 亮氨 酸 甘氨 酸 终止 密码 DNATAC CCA TTA GGA TCC CAT T mRNAAUG GGA AAU CCU AGG GUA 起始 密码 甘氨 酸 天冬 氨酸 脯氨 酸 精氨 酸 缬氨 酸 DNATAC CAT AGG ATC CCA TT mRNAAUG GUA UCC UAG GGU 起始 密码 缬氨 酸 丝氨 酸 终止 密码 插入C 丢失T 3、基因突变的概念: 由于DNA分子中发生碱基对的 增添、缺失或改变，而引起的 基因结构的改变 (基因突变的结 果是产生新的基因) 新基因 表现型改变 新的性状 4、基因突变的时间: DNA复制时 有丝分裂间期(体细胞突变) 减数第一次分裂间期 (生殖细胞突变) 5、基因突变的原因： n外因：一定的环境条件（生物因素、物 理因素、或化学因素） n内因：DNA复制过程中，基因内部脱氧 核苷酸的种类、数量或排列顺序发生局 部的改变，从而改变了遗传信息 （1）具普遍性 人的白化病、色盲、糖尿病；果 蝇的白眼、残翅；安康羊的短腿 ；家鸽羽毛的灰红色；玉米的白 化苗；水稻的矮秆、糯性；棉花 的短果枝等) 6、基因突变的特点： （2）随机发生的 -个体发育的任何时期和部位 迟表现突变的部分少，如叶芽突变 枝条各部分；花芽突变仅花部分) 体细胞突变（一般不能遗传给后代） 生殖细胞突变（可通过受精作用遗传给 后代） （3）自然状态下，基因突变频率低 （4）多数是有害的（利少害多） （5）不定向的：往往产生与之对应的 等位基因 某自花传粉植物连续几代开红 花，一次开出一朵白花，白花 的后代全开白花，其原因是 A基因突变 B基因重组 C基因分离 D环境影响 A 巩 固 在正常的绵羊群中，偶然发现一只短腿的绵羊 。通过对短腿绵羊后代进行定向的多项选育， 人们获得了短腿绵羊的新品种。这一短腿性状 出现的原因 A、基因突变 B、基因分离 C、基因互换 D、基因重组 A 基因A与a1、a2、a3之间 的关系如图，该图不能 表明的是 A、基因突变是不定向的 B、等位基因的出现是基因突变的结果 C、正常基因与致病基因可以通过突变而转化 D、这些基因的转化遵循自由组合定律 A a1 a3 a2 思考:显性突变和隐性 突变的区别? D 7、基因突变的意义： 生物变异的根本来源， 为生物进化提供了最初的原始材料。 8、基因突变的种类： 自发突变 人工诱变 9、人工诱变在育种上的应用： （2）优点：提高突变率，加速育种进程,大幅度改良生 物性状。 （3）缺点：处理的材料量大（育种规模大） （1）概念:指利用物理因素(如X射线、射线、紫外线 、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙酯等)来处 理生物，使生物发生基因突变 例： 1、用辐射方法培育“黑农五号”大豆品种 2、用X射线、紫外线照射等方法培育高产青霉菌株 3、太空椒 二、基因重组 概念：在生物体有性生殖过程中, 控制不同性状的基因的重新组合 。 1、基因重组的三种类型: (1) 生物体进行有性生殖的过程中(减数第 一次分裂后期),控制不同性状的基因的重新 组合. 间期 Y y R r 减数第一 次分裂 Y Y R R y y r r Y Y R R r r y y 减数第二 次分裂 Y R Y R 减数第二 次分裂 y r y r 减数 第一 次 分裂 Y Y r r y y R R y R y R 减数 第二 次 分裂 Y r Y r 减数 第二 次 分裂 B v B V V b b v B VV b v b v B (2)减数第一次分裂前期,四分体时期,非姐妹 染色单体上对等片段的交叉互换,导致基因 重组. (3) 基因工程与农牧业、食品工业 生长快、肉质好的转基 因鱼(中国) 乳汁中含有人生长激素 的转基因牛(阿根廷) (4) 环境保护 1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来 利用基因工程培育的“指示生物”能十 分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境 污染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染 物。 通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因 工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃 类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解 DDT等毒害物质。 2、基因重组的意义: 通过有性生殖过程实现的基因重组， 为生物变异供了丰富的来源，这是形 成生物多样性的重要原因之一，对于 生物进化具有重要意义。（如 “一母 生九子，九子各不同”的主要原因 基因重组） 转鱼抗寒基 因的番茄 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 n基因突变和基因重组的比较 基因突变:基因的分子结构发生