基因突变和基因重组.ppt

第1节基因突变和基因重组,第5章基因突变及其变异,玫瑰为什么不一样,红,鹦鹉体色的变异一对绿色的鹦鹉产下的卵孵出了4只体色迥异的小鹦鹉。,表现型基因型环境,=+,（改变）（改变）（改变）,影响生物表现型的内外因素,变异的类型：,表现型基因型环境,=+,（改变）（改变）（改变）,基因重组基因突变染色体变异,讨论：是不是环境因素引起的变异就一定不能遗传呢？,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。,基因与性状之间的关系,一、基因突变,这种太空南瓜王最大能长到200多公斤，在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5公斤。,正常绵羊和短腿安康羊（中）,正常型红细胞(左)与镰刀型红细胞(右),正常人的红细胞是圆饼状的，镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲的镰刀状的。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。,血红蛋白是由四条多肽链组成.研究证明，在整个多肽链的574个氨基酸中，病者与正常人的573个氨基酸是相同的。所不同的是一个谷氨酸被缬氨酸替代，因而引起血红蛋白结构异常。,谷氨酸,正常,原因分析：,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。,原因分析：,2）根本原因：控制合成血红蛋白分子的DNA的碱基序列发生了改变。,即：镰刀型细胞贫血症是由_引起的一种遗传病，是由于基因_发生了改变导致血红蛋白分子改变而产生的。,基因突变,分子结构,增添,缺失,替换,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,基因突变的概念：,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）,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。,基因A,（DNA分子复制时）,外界因素诱导,碱基序列改变,遗传信息改变,基因a1或a2,基因突变是染色上某一个位点上基因的改变，使一个基因变成它的等位基因。,基因突变的结果：,基因突变的意义：基因突变通常会引起一定的表现型变化，因而会产生一些新性状。基因突变是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了最初的原材料。,物理因素：如X射线、射线、紫外线、激光等。,化学因素：是指能够与DNA分子起作用而改变DNA分子性质的物质，如亚硝酸、碱基类似物等。,生物因素：包括病毒和某些细菌等。,基因突变的原因：,基因突变的类型1,（1）碱基置换突变,请思考：基因突变了,性状一定会改变吗？,（2）移码突变,按来源分_与_,按突变后对生物个体的影响分_与_,对生物体而言，多数为_。,自然突变,人工诱变,有利突变,有害突变,有害突变,基因突变的类型2,基因突变的特点,自然界的物种中广泛存在,可发生在任何时期,自然界突变率很低：105-10-8,(打破对环境的适应性)多数有害,少数有利,普遍性:,随机性:,稀有性:,有害性：,不定向性：Aa1或Aa2,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。,1、基因突变的普遍性与低频率性是否矛盾？2、基因突变的随机性与“基因突变发生在DNA分子复制时”是否矛盾？,思考与讨论,基因突变可发生在生物个体发育的任何时期；可以是体细胞中，也可以是生殖细胞中。,（随机性）,这里的“随机”是针对生物个体而言的,指的是可随机发生在生物体的不同生长(生活)时段;但是对细胞来说,却只能发生在正进行DNA分子复制的细胞中.,这种说法不正确。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但一个物种是由很多个体组成，且经漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要的意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。,打破对环境的适应性,产生新基因,引发生物变异,为进化提供原始材料,成功率低,有利个体往往不多，产生大量不合格突变型诱变的各种因素都是致癌因素，如有泄漏将造成人体伤害或环境污染会出现返祖现象,人工诱变在育种上的应用,诱变意义:,是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法（举例）,（2）优点：,提高突变率，缩短育种周期,大副度改良某些性状,（3）缺点:,（1）常用的方法：物理因素：X射线、射线、紫外线等化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等,应用：1945年爱尔兰科学家费来明发明青霉素以来，世界各地科学家用紫外线照射的方法处理青霉，将青霉素的产量提高了几千倍，价格下降到原来的几万分之一。,“一母生九仔，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,1、概念:,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的自由组合.,2、类型:,基因的自由组合:,基因的互换:,非同源染色体上的非等位基因的自由组合,同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换.,二、基因重组,3、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）,产生新基因,不产生新基因，可产生新基因型,普遍性、随机性、低频性、多数有害性、不定向性,有性生殖过程中；形成的变异丰富,随机发生在DNA分子复制时或修复时,有性生殖减数分裂产生配子时,基因突变与基因重组的比较,基因突变和重组引起的变异有什么区别?,1基因突变：基因_改变，它_新的基因