高中物理 4.4 基因突变和基因重组课件 苏教版必修2.ppt

第四章遗传的分子基础 第4节基因突变和基因重组 学习目标 1 说明基因和遗传信息产关系 2 概述遗传信息的转录和翻译过程 3 说明遗传密码和中心法则 4 简述基因工程的基本原理及其应用 重点 1 基因突变的概念 时间 发生原因 特点及意义 2 基因重组的概念 发生时期及意义 3 说明重组dna技术的一般过程 难点 1 基因突变的原因及特点 2 基因突变和基因重组的意义 3 说明重组dna技术的一般过程 红花的后代变成了蓝紫色 上述变异性状的后代为何仍然是蓝紫色花呢 遗传物质发生了改变 蓝紫色花的后代仍是蓝紫色 想一想 上述甘蓝品种的引种过程中 有没有变异现象的发生 这种变异性状能遗传给子代吗 为什么 分析 是环境因素引起的 自身的遗传物质没有改变 甘蓝 3 5kg 7kg 拉萨 3 5kg 北京 资料 在北京培育的优质甘蓝品种 叶球最大的有3 5kg 当引种到拉萨后 由于昼夜温差大 日照时间长 光照强 叶球可重达7kg左右 但再引回北京后 叶球又只有3 5kg 探究一基因突变 阅读课本p76 p78边做边学相关内容 并结合图4 16和图4 17 思考并小组讨论下列问题 基因突变的实例 镰刀型细胞贫血症 正常血红蛋白第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代 正常血红蛋白究竟出了什么问题 谷氨酸 缬氨酸 dna mrna 氨基酸 蛋白质 正常 异常 原因 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 病因 根本 第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么 直接原因 决定 谷氨酸 缬氨酸 缺失 碱基对的增添 缺失或替换 改变了基因的结构 基因碱基对还有哪几种变化 从而导致蛋白质的改变 增添 dna 异亮氨酸 精氨酸 异亮氨酸 mrna 精氨酸 碱基对改变一定会导致蛋白质的结构改变吗 1 基因突变可间接引起密码子改变 最终表现蛋白质结构和功能改变 影响生物性状 如镰刀型细胞贫血症 2 基因突变并非必然导致性状改变 其原因是 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 突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变 如aa aa 不直接编码氨基酸的基因片段 dna片段 发生改变 基因突变与性状的关系 细菌无抗药性 抗药性棉花正常枝 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 常见突变性状 a 普遍性 基因突变有何特点 基因突变发生在生物个体发育的什么时期 任何时期 任何细胞 b 在生物个体发育的如何时期发生 随机性 小资料 c 突变率低 低频性 自然状态下 基因突变的频率是很低的 d 基因突变的 多害少利性 探究二基因重组 阅读课本p79 p80继续探究的相关内容 思考并小组讨论下列问题 基因重组的理解 成因 同源染色体上的等位基因交叉互换 非同源染色体上的非等位基因自由组合 基因的自由组合 基因的交叉互换 发生时期 减数第一次分裂前期 后期 不同生物的可遗传变异来源 病毒 基因突变 原核生物 基因突变 真核生物 基因突变 基因重组 染色体变异 思维拓展 产生新的基因 基因分子结构改变 而产生新的基因型 不产生新的基因 基因分子结构不变 但重组产生新的基因型 区别 1 对重组dna技术的理解 探究三重组dna技术 阅读课本p80 p82继续探究的相关内容 思考并小组讨论下列问题 2 重组dna技术的操作工具 1 限制性内切酶 存在位置 主要在微生物体内 特性 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 并在特定的位点切割dna分子 实例 ecor 限制酶能专一识别gaattc序列 并在g a之间将这段序列切开 切割结果 产生带有黏性末端的dna片段 2 dna连接酶在dna分子连接过程中 黏合脱氧核糖和磷酸之间的缺口 3 载体 质粒 本质 小型的dna分子 作用 a 将目的基因送到受体细胞中去 b 可使目的基因在受体细胞内进行大量复制 3 重组dna技术的一般过程 主干知识整合 一 基因突变1 变异的类型 1 不遗传的变异 环境因素的影响造成 不涉及 的改变 2 可遗传的变异 改变引起的 来源有基因突变 基因重组 染色体变异等 2 概念 由于dna分子中碱基对的增添 缺失或 而引起的基因结构的改变 遗传物质 遗传物质 改变 4 类型 自然突变和诱发突变 5 特点 随机性 多害少利性 不定向性 6 意义 是生物变异的 为生物进化提供了最初的原材料 是生物进化的重要因素之一 7 人工诱变在育种上的应用 1 诱变因素 因素 各种射线 辐射诱变 激光 激光诱变 因素 秋水仙素 硫酸二乙酯等 普遍性 低频性 根本来源 物理 化学 2 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 3 优点 提高 使后代变异性状尽快稳定 加速育种进程 地改良某些性状 4 缺点 诱发产生的突变 的个体往往不多 需处理大量材料 变异频率 大幅度 有利 二 基因重组1 概念 生物体进行 的过程中 控制不同性状的非等位基因的重新组合 2 类型 1 非同源染色体上的非等位基因 2 同源染色体上的非等位基因 3 途径 有性生殖 减数分裂 4 意义 1 为生物 提供了极其丰富的来源 2 形成生物 的重要原因之一 3 对于生物的 具有十分重要的意义 有性生殖 自由组合 交叉互换 变异 多样性 进化 三 重组dna技术1 概念 将从一个生物体内分离得到或人工合成的 导入另一个生物体中 使后者获得 或表达 的技术 目的基因 新的遗传性状 所需要的产物 限制性内切酶 dna连接酶 质粒 噬菌体 3 应用 1 生产基因工程药物和疫苗 如治疗糖尿病的 治疗侏儒症的人生长激素 防治乙肝的疫苗等 2 定向地改造动植物 如我国培育出的转基因抗虫作物 转基因抗虫棉 转基因奶牛 转基因鱼等 胰岛素 1 一个碱基可加到dna分子上或从dna分子中除去 这种生物体dna碱基数目的变化是 a 细菌转化b 基因的自由组合c 基因突变d 等位基因的分离 解析 基因突变的方式至少有两大类 一类是碱基替换 即一个碱基被另一个碱基所代替 另一类是碱基对数目的增减 即增加或减少一个或几个碱基对 课堂巩固 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 解析 变异是生物的基本特征之一 如果仅由环境条件改变引起的变异是不遗传的 也不是变异的主要原因 引起可遗传变异的原因有三 基因突变的频率极低 染色体变异也少见 而基因重组是有性生殖的生物必然发生的过程 如果生物的染色体多 携带的基因更多 那么变异也就更多 因此 基因重组成为亲代与子代之间差异的主要原因 3 昆虫学家用人工诱变方法使昆虫产生基因突变 导致酯酶活性的升高 该酶可催化分解有机磷农药 近年来已将控制酯酶合成的基因分离出来 通过生物工程技术将它导入细菌体内 并与细菌的dna分子结合起来 经这样处理的细菌能够繁殖 请根据上述资料回答问题 1 人工诱变在生产实践中已得到广泛的应用 因为它能提高基因突变的频率 通过人工选择 2 酯酶的化学本质是蛋白质 基因控制酯酶的合成要经过两个过程 3 通过生物工程产生的细菌 其后代同样能分泌酯酶 这是由于 4 请你具体说出一项上述科研成果的实际应用 解析 1 在自然状态下 生物基因突变的频率是很低的 但使用人工诱变的方法来处理生物 能大大提高其变异频率 并可从中选出对人类有利的突变性状 2 酯酶的本质是蛋白质 蛋白质的合成需要转录和翻译两个过程 3 生物工程将 目的基因 整合到细菌的dna分子中去 并随细菌dna分子的复制而复制 并在后代中表达出现 4 酯酶能分解有机磷农药 可将通过基因工程产生的含酯酶的细菌放到污水中 让其分解有机磷农药 治理