第1节基因突变 (2).ppt

哼，什么杀虫药，对付俺老祖宗还差不多！,资料一：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。,资料二：太空椒（普通青椒种子遨游过太空后培育而成）与普通青椒对比，果实明显增大，将太空椒的种子种植下去，仍然是肥大果实。,太空椒,普通青椒,生物变异,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,授课人：喀左四高中胡芷维,1910年，赫里克医生的诊所来了一位病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。医生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病人无效。对病人做血液检查时发现,请思考:为什么会出现这样的性状?,一、基因突变的实例-镰刀型细胞贫血症,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。请思考：血红蛋白究竟出了什么问题？,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。,请思考：为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？,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,直接原因,决定,谷氨酸缬氨酸,病因分析,替换,增添,缺失,DNA片段,碱基对的替换、缺失或增添，改变了基因的结构。,基因突变是指DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变。,1、基因突变,碱基对,替换、增添和缺失,基因结构,基因突变能产生新的基因（通常是等位基因）,概念：,结果：,1、基因突变发生在信息流动的哪个环节中？2、基因突变一般发生在细胞分裂的哪一时期？,思考：,有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期,DNA分子复制时,概念：基因突变是指DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变。,1、基因突变的概念,碱基对,替换、增添和缺失,基因结构,结果：基因突变能产生新的基因（通常是等位基因）,时期：DNA分子复制时,1、碱基对的几种改变方式，一定会引起蛋白质的改变吗？,思考：,当发生替换时，由于密码子的简并性，蛋白质中的氨基酸可能发生变化，也可能不发生变化。,例1：,真核细胞的基因结构,编码区,非编码区,非编码区,与RNA聚合酶结合位点,内含子,外显子,启动子,终止子,发生基因突变的碱基位于基因结构的非编码区或发生在真核生物基因结构的内含子内，此基因转录的信使RNA仍未改变（但前体RNA改变），因而合成的蛋白质也不改变。,例2：,正常TACTGGGCCAACCTAmRNAAUGACCCGGUUGGAU多肽链甲硫-苏-精-亮-天冬氨酸,替换TACGGGGCCAACCTAmRNAAUGCCCCGGUUGGAU多肽链甲硫-脯-精-亮-天冬氨酸,增添TACATGGGCCAACCTAmRNAAUGUACCCGGUUGGAU多肽链甲硫-酪-脯-缬-甘氨酸,思考：,2、相比较而言，一个碱基对的替换、增添和缺失，哪种类型的基因突变对生物的影响比较小？,一个碱基对的替换引起蛋白质的改变最小。,根据对性状类型的影响，可将基因突变分为,显性突变：a-A该突变一旦发生即可表现出相应性状。,隐性突变：A-a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。,根据诱变时的状态，可将基因突变分为,自发突变：在自然状态下发生的基因突变,人工诱变：在人为条件下诱发的突变,2、基因突变的类型,物理因素：,化学因素：,生物因素：,如X射线、射线、紫外线、激光等,亚硝酸、碱基类似物，硫酸二乙酯，秋水仙素等,包括病毒和某些细菌等,外因,内因：,DNA分子复制偶尔发生错误，DNA碱基组成发生改变等。,3、基因突变的原因,夏季涂抹防晒霜青少年少上网，少用手机不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐）,物理因素,物理因素,化学因素,少吃烧烤和油炸食品,化学因素,分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突变的可能，从而防止细胞癌变？,接种乙肝疫苗,生物因素,正常色觉与红绿色盲,细菌无抗药性抗药性玉米白化苗果蝇红眼白眼安康羊短腿人正常色觉色盲,常见突变性状：,特点1：在生物界普遍存在普遍性,4、基因突变的特点,玉米白化苗,果蝇红眼与白眼,短腿安康羊（中）,以植物的个体发育为例：,基因突变发生的时期与突变性状在生物体的范围大小有什么关系？,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。,基因突变发生在生物个体发育的什么时期？什么部位？,任何时期，任何部位,特点2：在生物个体发育的任何时期发生随机性,基因突变都会遗传给后代吗？,不一定。若发生在配子中，可遗传。若发生在体细胞中，一般不能遗传。,有些植物体细胞中的基因突变可通过无性繁殖传递。,经诱变处理的紫色种子产生的子代种子,经诱变处理的黑色家鼠产生的子代,特点3：基因突变的方向不确定不定向性,黑老鼠,黄老鼠,灰老鼠,小资料,特点4：突变率低低频性,自然状态下，基因突变的频率是很低的。,白化苗,特点:5：大多数突变是有害的多害少利性,白化病,为什么呢？,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。,基因突变中，有利突变多，还是有害突变多？,有害的基因突变,畸形的雏鸭,人类的多指,人类的并指,镰刀形红细胞,高产大豆高产青霉菌株,有利的基因突变,1、普遍性,基因突变的特点,2、随机性,3、不定向性,4、低频性,5、多害少利性,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。,基因,新基因（等位基因）,基因型（改变）,表现型（改变）,生物进化,5、基因突变的意义,3原因：外因、内因,4特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性,5意义：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。,2类型：根据对性状类型的影响分为显性突变、隐性突变根据诱变时的状态分为自发突变、人工诱变,2、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,1、基因突变的本质是：A染色体上的DNA变成了蛋白质B染色体上的DNA变成了RNAC染色体上的DNA减少了或增多了D染色体上的DNA结构发生了局部改变,3在一块马铃薯甲虫成灾的地里，喷了一种新的农药后，约98的甲虫死了，约2的甲虫生存下来，生存下来的原因是A有基因突变产生的抗药性个体存在B以前曾喷过某种农药，对农药有抵抗力C约有2的甲虫未吃到沾有农药的叶子D生存下来的甲虫是身强体壮的年轻个体,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,请你开动脑筋，思考：基因突变是否一定会导致性状改变？除了我们课堂上提到的两种，还有什么原因？,1、发生基因突变的碱基位于基因结构的非编码区或发生在真核生物基因结构的内含子内，此基因转录的信使RNA仍未改变（但前体RNA改变），因而合成的蛋白质也不改变，不引起生物性状的改变。2、由于多种密码子决定同样一种氨基酸，因此某些基因突变也不引起生物性状的改变。例如：UUU和UUG都是苯丙氨酸的密码子，当U和G相互置换，不会改变密码子的功能，因为决定氨基酸的还是苯丙氨酸。3、隐性突变在杂合状态下也不会引起性状的改变，例如在豌豆中，高茎基因D对矮茎基因d是显性；若在基因型为DD的受精卵中，有一个D突变为d，则该受精卵的基因型为Dd，但矮茎基因在杂合状态下，其性状不能表达。,4、某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类，但并不影响该蛋白质的功能。例如：由于基因突变使不同生物中的细胞色素c中的氨基酸发生改变，其中酵母菌的细胞色素C肽链的第十七位上是亮氨酸，而小麦是异亮氨酸，尽管有这样的差异，但它们的细胞色素C的功能都是相同的。5、由于某些性状由多基因决定，某基因的改变了，但共同作用于此性状的其他基