必修二5.1基因突变和基因重组

生物界中的变异现象,什么叫“生物的变异”？,生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。,基因突变,生物的变异,不可遗传的变异可遗传的变异,基因重组,染色体变异,生物体内遗传物质没有改变,生殖细胞内遗传物质的改变,一、基因突变,镰刀型细胞贫血症,实例,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。,正常血红蛋白第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代。,探究镰刀型细胞贫血症形成的原因是什么？,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引起的一种遗传病。,病因：,DNA分子中碱基对替换,根本,第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？,分析：,直接原因,决定,谷氨酸缬氨酸,替换,增添,缺失,DNA片段,DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失，而引起基因结构的改变。,探究DNA分子中的碱基对有哪几种变化，从而导致基因结构的改变？,1、基因突变的概念：,2、基因突变的时间,有丝分裂的间期和减数第一次分裂间期,DNA复制时期,3、基因突变的原因及结果,（1）外因：（2）内因：,物理因素：X射线、激光等,化学因素：亚硝酸、碱基类似物等,生物因素：病毒、某些细菌等,自发产生基因突变，DNA复制时也会偶尔发生错误，DNA的碱基组成发生改变等。,一个基因突变后产生的是它的等位基因,遗传信息改变,DNA,DNA,差错,内因：,碱基变化,外因：,物理因素,化学因素,生物因素,脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变,碱基对的替换、增添、缺失,基因结构发生改变,产生等位基因（A1a1、a2）,复制,引起,注意：基因突变是染色体的某一位点上基因的改变,使一个基因变成它的等位基因（Aa或aA）,不改变染色体上基因的数量，只改变基因的内部结构，并且通常会引起一定的表现型（性状）的变化.,思考：基因突变是否一定改变生物的性状呢？,DNA,异亮氨酸,精氨酸,异亮氨酸,mRNA,精氨酸,正常,mRNA,DNA,mRNA,DNA,氨基酸,氨基酸,异亮氨酸,精氨酸,苏氨酸,丙氨酸,碱基对缺失,1、多数基因突变并不引起性状的改变。,2、少数基因突变引起性状的改变，如：人类的镰刀型细胞贫血症,（1）由于一种氨基酸可由多种密码子决定，因此某些基因突变并不一定引起生物性状变异。（2）某些突变虽改变了蛋白质中的个别氨基酸的种类但并不影响该蛋白质的功能。（3）隐性突变在杂合状态下，也不会引起性状的改变。,4、探究：基因突变对性状（蛋白质）的影响？,5、探究：突变后的基因会遗传给后代么？,(1)若发生在配子中（即减数分裂过程中），将遵循遗传规律传给后代,(2)若发生在体细胞中（即有丝分裂过程中），一般不遗传，但植物体细胞的基因突变可通过无性繁殖传递，人体某些细胞的突变可能发展成癌细胞。,6、基因突变的类型：,（1）自然突变：自然发生的。,例如：,果蝇的白眼,肉质牛和产奶多的牛,（2）诱发突变：人为条件下产生的。,7、基因突变的特点,基因突变在生物界中是普遍存在的。,唇裂,花芽在分化时发生基因突变,基因突变是随机的。,A,基因突变是不定向的。,小资料,自然状态下，基因突变的频率是很低的。,白化苗,镰刀形红细胞,白化病患者,有害的基因突变,畸形的雏鸭,人类的多指,并指,高产大豆高产青霉菌株,有利的基因突变,基因突变是多害少利的。,7、基因突变的意义,基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料.,批判性思维：有人认为，自然条件下基因突变率很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，因此，它不可能为生物进化提供原材料。你认为这样的看法正确么？为什么？,这种看法不正确。对生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少是有利突变，对生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。,替换增添缺失,结构,等位基因,间,间,不定向性多害少利性,物理化学,根本,生物,诱变育种:（1）常用的方法：物理因素：X射线、r射线、紫外线等化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等,8、基因突变的应用,（2）优点：提高突变频率，创造新性状，培育优良品种.,（3）遇到的问题1、成功率低2、有利个体不多，需大量处理材料,“一母生九仔，连母十个样”这种差异怎么造成的？,二、基因重组,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,基因重组的概念,减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合,A,a,b,B,A,a,B,b,Ab和aB,AB和ab,基因重组发生时期,减数第一次分裂前期（四分体时期）同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换,基因重组是通过有性生殖来实现的,两个亲本的遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多,基因重组的特点,是生物变异的来源之一是形成生物多样性的重要原因对生物的进化也具有重要的意义,基因重组的意义,有性,基因,基因型,前,后,高,非,非等位,非,主要,基因的分子结构发生改变。,不同基因的重新组合。,细胞分裂间期由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基对的替换、缺失或增添,减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换；减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合。,外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。,有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。,新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料。,是生物变异的重要来源，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化也具有重要的意义,突变频率低，但普遍存在,有性生殖中非常普遍,产生了新基因，出现了新性状。,不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。,1.下列现象中属于可遗传变异的是（A）玉米由于水肥充足而长得穗大粒足；（B）人由于晒太阳而皮肤变黑；（C）无子番茄没有种子；（D）镰刀型细胞贫血症。,D,2、生物变异的根本来源是A基因重组B染色体数目变异C染色体结构变异D基因突变,D,课堂练习,4、一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变异主要来自A.基因突变B.基因重组C.环境影响D.染色体变异,3、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,C,B,6、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,5、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,7.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,D,二、填空题1、DNA分子中发生碱基对的替换、增添和_，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。2、基因突变一般发生在_期。3、基因突变的特点有普遍性，低频性，不定向性，随机性，_性。4、基因重组是指在生物体进行_生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。,缺失,有丝分裂间期和减数第一次分裂间期,有害,有性,在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，而没有精氨