新人教版高中生物必修二第5章第1节基因突变和基因重组PPT课件.ppt

第五章基因突变和其他变异,1变异的概念生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。,一、生物的变异概念及分类,变异的类型,可遗传的变异：,不可遗传的变异：,基因突变,染色体变异,基因重组,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。,由于细胞中遗传物质发生了改变，其后代一般将继承这种改变。,2、生物变异的类型,普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中，给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱满的种子，但是再把这些种子种下去结出的仍就是普通的种子,不可遗传的变异,普通的小麦,高产的小麦,分析：是环境因素引起的，自身的遗传物质没有改变。,太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）和普通椒相比，太空椒具有明显的优势，果实肥大，把其种下去后结出的仍是太空椒,可遗传的变异,说明：可遗传的变异不一定遗传给后代，如果可遗传的变异发生在体细胞中，正常情况下不遗传给后代。但是只要遗传物质发生改变一定就是可遗传的变异。,水、肥、阳光特别充足时，温度改变、激素处理等引起的变异一般是不可遗传的变异，但射线、太空、化学诱变剂等处理引起的变异一般为可遗传的变异。,病毒和细菌、蓝藻等原核生物的可遗传的变异只有一种：基因突变。,（不可遗传的变异）,（改变）,（改变）,（改变）,（遗传物质未发生改变）,（遗传物质发生改变）,（可遗传的变异）,遗传物质改变引起的变异一定是可遗传变异，而环境改变引起的变异不一定是不遗传变异，对吗？为什么？,思考与讨论：,对,典例1、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用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无子D开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花,答案：D,跟踪训练,有关酶的合成来控制代谢，进而控制性状,子代玉米苗有高茎植株，说明生长素类,类似物引起的变异能够遗传,子代玉米苗全部是矮茎植株，说明生,长素类似物引起的变异不能遗传,子代玉米植株全是矮茎,适宜浓度的生长素类似物能促进细胞的伸长、,生长，但不能改变细胞的遗传物质,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,二.基因突变,镰刀型贫血症是一种异常血红蛋白病。一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，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。患者不能进行激烈运动，长期遭受慢性贫血折磨。常在幼年发现。,1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀状细胞贫血症患者血红蛋白有两条肽链上，第6位上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,镰刀型细胞贫血症的病因：,为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？也就是说发生氨基酸替换的根本原因是什么？,谷氨酸,缬氨酸,DNA,mRNA,氨基酸,蛋白质,正常,异常,镰刀型细胞贫血症是由DNA分子中碱基对替换引起的一种遗传病。,决定,镰刀型细胞贫血症的根本原因：,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。,增添,缺失,改变,思考与讨论：,1、由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？,不一定改变性状，主要原因：一种氨基酸可以由多种密码子决定，当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物性状的改变。隐性突变在杂合子中不引起性状的改变。DNA中的非编码序列“突变”不引起性状变异。某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的种类，但并不影响该蛋白质的功能。,2.哪一种基因突变对生物性状的影响最小？,碱基对的替换,基因突变发生在有丝分裂过程中(即体细胞中），一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。如果发生在减数分裂过程中（即配子中），可以通过配子传递给后代。,4、基因突变都会遗传给后代吗？,不一定。,3、基因突变是否会改变基因的数量呢？,不会，它仅仅是基因内部的结构改变。,1、赖氨酸的密码子有如下几种：UUA、UUG、CUU、CUA、CUG，当某基因片段中的GAC突变为AAC时，这种突变的结果对该生物的影响是（）A一定是有害的B一定是有利的C有害的概率大于有利的概率D既无利也无害,跟踪训练,D,2、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3、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，其他顺序不变C长度相差若干个氨基酸，其他顺序不变DA、B、C都有可能,D,D,4(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TB第9位与第10位之间插入1个TC第100、101、102位被替换为TTTD第103至105位被替换为1个T,B,“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？,思考与讨论：,萌动的种子,因为只有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，才有可能发生突变。,有丝分裂间期,减数第一次分裂前的间期,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）,分裂间期,3.基因突变发生的时间,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：,DNA分子复制偶尔发生错误，DNA碱基组成发生改变等,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。,5、基因突变的类型,1、按来源分：,2、按突变后对生物个体的影响分：,自然突变,诱发突变,有利突变,不利突变,(1)显性突变：如aA，该突变一旦发生即可表现出相应性状。(2)隐性突变：如Aa，突变性状一旦在生物个体中表现出来，该性状即可稳定遗传。,3、按表现条件分：,隐性突变,显性突变,（1）在生物界普遍存在(普遍性）；,6.基因突变的特点,（2）在生物体内随机发生（随机性）；,自然界的物种中广泛存在,可发生在个体发育的任何时期,基因突变发生的时期与突变性状在生物体的表现部位及范围大小有没有关系？,有,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。,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？,A、幼苗的体细胞B、早期叶芽的体细胞C、花芽分化时的细胞D、杂合植株产生的性细胞,C,跟踪训练,白化苗,（5）大多数突变是有害的（多害少利性）,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。,（4）突变率低（低频性）；,自然界突变率很低：105-10-8,判断：互为等位基因的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,错,2关于基因突变的说法中，不正确的是()基因突变是广泛存在的，并且对生物自身大多是有害的基因突变一定能够改变生物的表现型人工诱变所引起的基因突变或染色体的变异都是有利的由环境引起的变异是不能够遗传的基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变就是基因突变紫外线照射使人患皮肤癌和人由于晒太阳而使皮肤变黑都属于可遗传变异ABCD答案：C,跟踪训练,3、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,D,4育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是(),A这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置D将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系,答案B,7.基因突变的意义,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。,思考：,既然自然状态下基因突变率很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，为什么还能为生物进化提供原材料呢？,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。,成功率低,有利个体往往不多需大量处理材料,8、人工诱变在育种上的应用,人工诱变意义:,是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法,（2）优点：,提高突变率，缩短育种周期,大幅度改良某些性状,（3）缺点:,物理因素：X射线、射线、紫外线、激光等化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等,（1）常用的方法：,人工诱变的概念:,利用物理因素（如X射线、r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。,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。,（4）实例：“黑农五号”大豆、高产青霉菌株、太空椒,思考：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,“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,三.基因重组,1.概念,基因重组是通过有性生殖过程实现的,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,减数分裂的第一次分裂的后期,减数分裂的第一次分裂的前期,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,4。基因重组的应用：基因工程育种、杂交育种等,不产生新基因，可形成新的基因型。,3.基因重组的结果,5.基因重组的意义,通过有性生殖过程实现的基因重组,为生物变异提供了极其