山东省沂水县高中生物 第五章 基因突变及其他变异 5.1 基因突变与基因重组上课课件 新人教版必修2.ppt

5.1基因突变和基因重组,第5章基因突变及其他的变异,变异的类型,可遗传的变异：,不遗传的变异：,仅仅由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。,由于遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变,生物变异的类型,普通的小麦种子种植在水，肥，光充足的土壤中，结出的是粒多饱满的种子，但是再把这些种子种在普通土壤中仍就是普通的种子,不遗传的变异,黑老鼠,灰老鼠,黄老鼠,太空南瓜王（经过太空遨游，也就是经过辐射的）把其种下去后结出的仍是太空南瓜王,可遗传的变异,科学史一,1910年赫里克医生接诊了一位黑人贫血病患者。所有治疗贫血病的药物对他无效。镜检时发现其红细不是正常的圆饼状，而是镰刀形，后称之镰刀型细胞贫血症。,正常异常,正常血红蛋白,异常血红蛋白,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。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。,科学史二,直接原因：血红蛋白分子的多肽链上一个谷氨酸被缬氨酸替换。,病因分析,异常蛋白质,镰刀型细胞,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。,缺失,（正常基因片段）,替换,增添,12345,基因突变的实质,（一）、基因突变的概念:,一、基因突变,指发生在基因水平上的变异。是由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变。,若DNA碱基对替换，是否一定引起蛋白质结构的改变？,基因突变的本质是：,？,基因结构的改变，产生了新基因，出现新性状。,甲乙丙丁,DNA碱基对替换，不一定引起蛋白质结构的改变。,结论:,碱基对的增添、缺失,DNA,TACCATTAGGATCCCATT,mRNA,AUGGUAAUCCUAGGGUAA,DNA,TACCCATTAGGATCCCATT,mRNA,AUGGGAAAUCCUAGGGUA,DNA,TACCATAGGATCCCATT,mRNA,AUGGUAUCCUAGGGU,议一议,（二）基因突变发生时间？细胞分裂间期DNA复制时（三）基因突变可以发生在生殖细胞，也可以发生在体细胞,那么基因突变都会遗传给后代吗？前者可以；后者一般不能。（四）某自花传粉观赏植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，如何培育更多开白花的植株？用无性繁殖的方法（嫁接、扦插等）。,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),1.在生物的个体发育过程中，基因突变发生的时期越早，该生物体表现突变部位的范围越大还是越小？,思考与讨论：,2.基因突变可能发生在哪些细胞中？,3.基因突变都能传递给后代吗？,突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。,体细胞和生殖细胞均可,生殖细胞可以，体细胞一般不能传递,二、基因突变的原因,（一）自发突变（内因）：自然条件下DNA偶尔复制错误（二）诱发突变（外因）：,提高突变频率,X射线、激光等,亚硝酸、碱基类似物等,病毒、某些细菌等,基因突变的原因：,外因：一定的环境条件（生物因素、物理因素、或化学因素）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,（三）、基因突变的特点,普遍性：随机性：不同发育阶段、不同DNA、DAN不同部位均可发生。不定向性：低频性：多害少利性：,想一想,基因突变的低频性和普遍性矛盾吗？,不矛盾。,因为一个基因的突变频率虽然很低，但一个种群中个体数可以很多，一个细胞中也有许多基因。,白眼,W,血红眼,Wb1,象牙眼,Wi,樱红眼,Wc,杏红眼,Wa,伊红眼,Wc,浅黄色眼,Wb,微色眼,Wt,蜜色眼,Wh,珍珠眼,Wp,珊瑚色眼,W,结论四：基因突变的方向是不确定的，可逆的,资料：,高产大豆高产青霉菌株,大南瓜,太空椒（左）,有利的基因突变,白化病患者,有害的基因突变,白化玉米苗,畸形的雏鸭,人类的多指,（四）、基因突变的意义,产生新基因生物变异的根本来源形成新性状生物进化的原始材料,（五）人工诱变育种上的应用-诱变育种,1、太空种子为什么会发生变异的呢？依据什么原理？2、太空种子发生的变异都是我们需要吗？为什么？3.人工诱变育种有什么优缺点？,诱变育种小结,利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变。,原理：基因突变优点：提高变异频率，加速育种进程，创造新类型缺点：成功率低,有利个体往往不多需大量处理材料实例：,青霉素高产菌株“黑农五号”大豆,？,某生物发生了基因突变，能否说其性状一定发生改变？,小组讨论：,不能,突变后转录形成的密码子决定的是同一种氨基酸不表达的基因发生突变突变被显性性状掩盖（AAAa或AaAA）,想一想,1、基因自由组合定律中，哪些基因可以进行重新组合呢？2、非等位基因伴随什么进行重新组合呢？3、非同源染色体在什么时期重新组合？,回顾孟德尔自由组合定律。,2、类型：,1、概念：在生物进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的自由组合。,基因自由组合：,基因交叉互换：,二、基因重组,3、意义：,生物变异的来源之一，对生物多样性的重要意义。,非同源染色体上的非等位基因自由组合,同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换,1324,1423,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.,产生新的基因,产生新的基因型,碱基对的增添、缺失、改变,基因自由组合；基因交叉互换等,间期DNA复制时,减数第一次分裂,变异的根本来源；进化的原材料,生物变异来源之一生物多样性重要原因,低频但普遍,有性生殖中普遍,基因突变-基因重组,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了改变,产生了新的基因,最后出现了新的性状.,基因重组:基因的重新组合,产生的新的基因型,使之性状重新组合.,练一练,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,1、右图中，基因A与a1a2a3之间的关系，不能表现的是,2、若某基因原为303对碱基，现经过突变，相邻3个碱基对缺失，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，氨基酸顺序有改变C长度不变，但顺序改变DA、B都有可能,3、下面叙述的变异现象，可遗传的是A由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状B果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状C通过美容手术，单眼皮能变成双眼皮D开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花,D,4、人类能遗传给后代的基因突变常发生在A.减数第一次分裂B.四分体时期C.减数第一次分裂的间期D.有丝分裂间期,c,5.诱发突变与自然突变相比，正确的是A都是有利的B都是定向的C都是隐性突变D诱发突变率高,D,6.大丽花的红色(C)对白色(c)为显性，一株杂合的大丽花植株有许多分枝，盛开众多红色花朵，其中有一朵花半边红色半边白色，这可能是哪个部位的C基因突变为c造成的？,