基因突变和基因重组(16).ppt

龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会 打洞，这说明生物具有_的现象。遗传 一猪生九仔，连母十个样，这说 明生物具有_的现象。变异 生物界中的变异现象 生物界中的变异现象 什么叫“生物的变异”？ 是指亲子间和子代个体间的差异。 变异能否遗传？ 是否所有的变异都能遗传给后代？ 复习思考 1主要的遗传物质是_。 2决定生物性状的基本单位是_。 DNA 基因 思考讨论 严格地讲，世界上有没有两个完全相同的生物？ 为什么？ 表现型基因型环境 讨论一：三者之间的关系是怎样的？在它们之 间填写内容？ 生物的表现 生物的变异 表现型 基因型 环境 （不能遗传的变异） （遗传的变异） 单击画面继续一些变异性状 （改变）（改变）（改变） 讨论二：变异的类型有哪些？ 变异的类型： 表现型 基因型 环境 = + （改变） （改变） （改变） 不遗传的变异 可遗传的变异 三种来源： 基因突变 基因重组 染色体变异 讨论：是不是环境因素引起的变异就一定不能遗传呢？讨论：是不是环境因素引起的变异就一定不能遗传呢？ 诱 因 由环境不同引起，遗传物 质没有改变，不能进一步 遗传给后代。 由遗传物质发生 了改变，其后代 将继承这种改变 。 第5章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组 一.基因突变 基因突变的例子 1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人， 病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者 。医生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个 病人无效。对病人做血液检查时发现，红细胞在 显微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀 形，称镰刀状细胞贫血症。 动一下脑:为什么会出现这样的性状? 1949年，美国鲍林博士首先意 识到，红细胞中血红蛋白分子的异常 引起红细胞变形. 血红蛋白究竟出了什么问题？ 为什么谷氨酸会被缬氨酸取 代呢？ 1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀 型细胞贫血症患者血红蛋白的肽链上，有一 处的谷氨酸被缬氨酸取代。 正常 异常 脯氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸缬氨酸谷氨酸 血红蛋白 正常 异常 氨基酸谷氨酸缬氨酸 mRNA DNA CTT 红细胞 圆饼状 镰刀型 镰刀型细胞贫血症病因分析 GAAGUA CAT GAAGTA DNA的碱基对发生了替换 思考 DNA中碱基对的替换可以引起DNA结构 的改变,从而引起生物性状的改变.那么如果发 生碱基对的增添或缺失,是否也可能引起生物 性状的改变呢? 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 失或改变，改变了 遗传信息。 A T C C G C T A G G C G C C G C G G C G DNA A U C C G C A A C C G C 异亮氨酸 精氨酸天冬酰氨 mRNA A T C C G C T A G G C G 正常 T T G G C G A A C C G C 碱基对替换 精氨酸 DNA A U C C G C A C C G C 苏氨酸丙氨酸 mRNA A T C C G C T A G G C G 正常 异亮氨酸 精氨酸 碱基对缺失 A C C G C T G G C G A T A C C G C T A G G C G T A T G G C G DNA A T C C G C A U C C G C A U A C C G C mRNA 正常碱基对增添 异亮氨酸 精氨酸异亮氨酸 脯氨酸 基因突变的实例碱基数目增减 肽链： 起始-缬-异亮-亮-甘-终止 mRNA：-AUG-GAU-AUC-CUC-GGG-UAA- 肽链： 起始-甘-天冬-脯-精-缬- -TAC-CCA-TTA-GGA-GCC-CAT- -ATG-GGA-TAT-CCT-CGG-GTA- DNA mRNA：-AUG-GGA-UAU-CCU-CGG-GUA- -TAC-CAT-TAG-GAG-CCC-ATT- -ATG-GAT-ATC-CTC-GGG-TAA- DNA 突变前突变后 +C +G此处插入一个碱基对 单击画面继续突变的概念 DNA A U C C G C A U U C G C 异亮氨酸 精氨酸 异亮氨酸 mRNA A T C C G C T A G G C G 正常 T A A G C G A T T C G C 碱基对替换 精氨酸 例:自然界中, 一种生物某一基因及突变基因决定的蛋白质的部分 氨基酸序列如下: 正常基因 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因 1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因 2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因 3 精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 酪氨酸 丙氨酸 根据上述氨基酸序列确定这 3 种突变基因 DNA 分子的改变是 A.突变基因1和2为一个碱基的替换,突变基因3为一个碱基的增添 B.突变基因2和3为一个碱基的替换,突变基因1为一个碱基的增添 C.突变基因1为一个碱基的替换,突变基因2和3为一个碱基的增添 D.突变基因2为一个碱基的替换,突变基因1和3为一个碱基的增添 A (08广东生物)25如果一个基因的中部缺失 了1个核苷酸对.可能的后果是（多项选择） A没有蛋白质产物 B翻译为蛋白质时在缺失位置终止 C所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸 D翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸 序列发生变化 基因突变的概念 由于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.就叫做基因突变. 讨论 2、基因突变发生的时期？ 3、基因突变都会遗传给后代吗？取决 于？ 1.由于碱基对的改变，是否一定会引起 蛋白质的改变？ 基因突变的时间基因突变的时间 ： 细胞分裂的间期 A.有丝分裂间期 B.减数第一次分裂间期 体细胞中可以发生基因突变 产生生殖细胞可以发生基因突变 但一般不能传给后代（产生性原细胞时可以）但一般不能传给后代（产生性原细胞时可以） 可以通过受精作用直接传给后代 DNA在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂 后进行修复时发生错误。 不遵循遗传规律 遵循遗传规律 基因基因A A （DNADNA分子复制时）分子复制时） 外界因外界因 素诱导素诱导 碱基碱基序列改变序列改变 遗传信息改变遗传信息改变 基因基因a1a1或或a2a2 突突 变变 基因突变是染色体上某一个位点上基因的改 基因突变是染色体上某一个位点上基因的改 变，使变，使一个基因一个基因变成它的变成它的等位基因等位基因。 例 如 3 小麦从高秆变成矮秆 1 2 基因突变的结果： 基因突变的结果： 基因突变的原因基因突变的原因 物理因素物理因素 化学因素化学因素 病毒因素病毒因素 紫外线 X射线 其它各种辐射 亚硝酸 碱基类似物 苯环类似物 致癌物质有亚硝 酸胺，石棉，3,4 -苯并芘，黄曲霉 素，苯，甲苯， 二甲苯，甲醛， 苏丹红，丙烯酰 胺，孔雀石绿、 萘、铅，硫酸钴 ，硝基苯，硝基 甲烷等。 复制偶发错误 碱基组成改变 内部因素内部因素 外外 部部 因因 素素 1、在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对，则 A.不能转录 B.不能翻译 C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变 2、若某基因原为303对碱基，现经过突变，成为 300个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合 成的蛋白质分子相比较，差异可能为 A只相差一个氨基酸，其他顺序不变 B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变 C长度不变，但顺序改变 DA、B都有可能 精典例题 基因突变的特点 普遍性 如: 棉花 正常枝短果枝 果蝇 红眼白眼 长翅残翅 家鸽 羽毛白色灰红色 人 正常色觉色盲 正常肤色白化病 随机性-个体发育的任何时期和部位 不定向性-产生一个以上的等位基因 自然状态下,突变率很低- 10-5_10-8 等位基因是如何产生的？一个基因可以 向不同方向发生突变，产生一个以上的 等位基因。但是，每一个基因的突变都 只能限定在其相对性状的范围内，不会 超出限制。 基 因突变率 大肠杆菌组氨酸缺陷型基因2 10 果蝇的白眼基因4 10 5 果蝇的褐眼基因3 10 5 玉米的皱缩基因1 10 小鼠的白化基因1 10 5 人类色盲基因3 10 5 小 资 料 基因突变的特点突变频率低 思考 基因突变对于该生物本身来说是有害还 是有利? 答答: : 大多数是有害的大多数是有害的, ,因为基因突变可能因为基因突变可能 破坏生物体与环境的协调关系破坏生物体与环境的协调关系, ,导致生物导致生物 体不能适应环境体不能适应环境. . 基因突变的意义 产生新基因 生物变异的根本来源 生物进化的原始材料 小结： 基因突变的概念: 基因突变的原因: 基因突变的特点: 基因突变的意义: “一猪生九仔，连母十个样”，这种 个体的差异，主要是什么原因产生的? 基因重组 基因重组基因重组 1.基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程 中，控制不同性状的基因重新组合。 基因重组 是通过 有性生殖 过程实现 的 2 类型: 基因的自由组合: 非同源染色体上 的非等位基因的组合. 基因的互换: 同源染色体上的非姐妹 染色单体之间发生局部互换. 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。 3 3、意义、意义 : : 通过有性生殖实现基因重组为生物变异 提供了极其丰富的来源,是生物多样性的 重要原因之一. 比如说，一 对具有20对等 位基因（这20 对等位基因分 别位于 20对同 源染色体上） 的生物进行杂 交时，F2可能 出现的表现型 就有 220=1048576种 。 重组DNA技术（ 转基因技术） 控制不同性状的基因重新组合，不产生 新基因，可形成新的基因型。 发生时期：有性生殖过程中。 特点是：非常丰富。 基因重组能否产生新的基因？ 2. 进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存 在着一定的差异的主要原因是 （ ） A. 基因重组 B. 基因突变 C. 染色体变异 D. 生活条件改变 1. 一种植物在正常情况下只开红花，但偶 然会出现一朵白花，如果将白花种子种下 去，它的后代全部开白花，出现这种现象 的原因是( ） A. 自然杂交 B. 自然选择 C. 基因突变 D. 基因重组 课 堂 练 习 C A 4. 利用激光对DNA进行修复，生物学上称之 为 （ ） A. 基因突变 B. 基因重组 C. 基因互换 D. 染色体变异 3.下列有关基因突变的说法，不正确的是( ) A. 自然条件下，一种生物的突变率是很低的 B. 生物所发生的基因突变一般都是有利的 C. 基因突变在自然界的中广泛存在 D. 基因突变可产生新的基因，是生物变异的 主要来源 B A 5. 下图中，基因A与a1a2a3之间的 关系，不能表现的是 ( ) 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转化 D. 图中基因的遗传遵循自由组合定律 A a1 a2 a3 D 在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸， 而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是 （ ） 致使（ ) 基因 基因 基因 某化合物 酶 酶 酶 鸟氨酸 瓜氨酸 精氨酸 6. 下图所示某一红色链孢霉合成精氨酸过程： 如果酶和酶正常，酶活性丧失则能否合成 鸟氨酸和精氨酸? ( ） 原因是（ ) 基因发生突变，酶缺乏 不能形成精氨酸 能合成鸟氨酸不能合成精氨酸 酶失活，鸟氨酸不能合成瓜氨酸，因 此精氨酸的合成缺乏原料。 再见 基因与性状之间的关系基因与性状之间的关系 逆转录 RNADNA蛋白质 转录转录 翻译翻译 DNADNA复制复制RNA RNA复制复制 基因性状 基因型 表现型 决定决定 结构基因 结构蛋白 调节基因 细胞结构 细胞代谢 酶或激素 性状 直接控制作用 间接控制作用 表达 信息 选择 信息 利用手术去掉鱼尾纹后显得美丽动人， 她的后代会出现鱼尾纹吗？ 引起突变的原因引起突变的原因-人类史上人类史上 的灾难的灾难 一九四五年八月六日，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。八月九日，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。 战战 争争 与与 生生 态态 破破 坏坏 引起突变的原因引起突变的原因-人类史上的灾难人类史上的灾难 一九八六年四月二十六日凌晨，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