基因突变与基因重组综述（ppt 40页）.ppt

1.基因控制性状的两条途径?2.用图解表示中心法则.,基因突变和基因重组,遗传:后代与亲代之间性状相似.变异:后代个体之间以及后代与亲代之间性状差异.,表现型,基因型,+环境条件,（改变）,（改变）,（改变）,复习:表现型与基因型的关系,引入:生物体遗传性状的改变就是生物的变异,生物变异的类型,不可遗传的变异:,可遗传的变异:,仅由环境条件引起的变异.,由细胞内遗传物质变化引起的变异.,遗传变异三种来源,基因突变基因重组染色体变异,由于DNA分子中碱基对的增添缺失或替换而引起基因结构的改变。,非同源染色体上非等位基因的自由组合；同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部交换,染色体结构或数目改变,资料一：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有7斤，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14斤左右。但再引回北京后，叶球又只有7斤。,资料二：太空椒与普通青椒对比，果实明显增大，将太空椒的种子种植下去，仍然是肥大果实。,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。,正常型红细胞,镰刀型细胞贫血症红细胞,一、基因突变,(一)基因突变的实例,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。,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。,镰刀型贫血症简介,血红蛋白究竟出了什么问题？,为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？随着分子遗传学的崛起，已经查明DNA分子中的一组碱基由CTT变成CAT。,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,mRNA,谷氨酸,氨基酸,血红蛋白,分析镰刀型细胞贫血症病因,相应性状的改变,相应蛋白质的改变,相应氨基酸的改变,mRNA分子中的碱基发生变化,DNA分子中的碱基对发生变化,具体变化过程:,这种变化可否遗传?如何遗传？,可以遗传,突变后的DNA分子复制,通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞,并将突变基因传给下一代.,增添,缺失,改变,DNA分子中发生碱基对的、和，而引起的的改变。,增添,缺失,改变,基因结构,（一）基因突变的概念：,思考与讨论：,由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？,基因突变都会遗传给后代吗？,1.生物变异的类型及原因2.基因突变的概念,(二)基因突变发生的时间？Why？,细胞周期中的分裂间期,A.有丝分裂间期,B.减数第一次分裂间期,体细胞,生殖细胞,中可以发生基因突变,（但一般不能传给后代）,中也可以发生基因突变,（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。,(三)基因突变的原因,物理因素,化学因素,生物因素,基因突变的原因,X射线、激光等,亚硝酸和碱基类似物等,病毒和某些细菌等,(四)基因突变的类型,1、按来源分_与_,2、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,诱发突变,有利突变,有害突变,有害突变,打破生物对环境的适应性,为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变?如此的话基因突变对生物岂不是没有意义?,产生新基因,引发生物变异,为进化提供原始材料,3、按现条件分显性突变和隐性突变,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,你认为突变有什么特点？,常见突变性状：,一在生物界普遍存在；,讨论与思考,短腿安康羊（中）,玉米白化苗,人类多指,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表现部位及范围大小有没有关系？,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？哪些细胞能发生基因突变？,任何时期,分裂间期的细胞,有,二在生物体内随机发生；,小资料,三突变率低；,白化苗,四大多数突变是有害的,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。,五基因突是不定向的,(五)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:,低频性:,多害少利性：,一个基因可以产生一个以上的等位基因,不定向性：,基因突变的意义,是新基因产生的途径；生物变异的根本来源；是生物进化的原始材料。,基因重组：,1、概念：,2、类型：,生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合,基因重组发生在减数分裂过程。,一类是自由组合型,是非同源染色体的非等位基因的自由组合；另一类是交叉互换型,是同源染色体上非姐妹染色单体发生局部交换，这些染色单体上的基因重新组合。,非同源染色体上的非等位基因自由组合,一种具有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种。,A,a,b,B,A,a,B,b,Ab和aB,AB和ab,220=1048576,A,a,b,B,A,a,B,b,同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换,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.,基因重组能否产生新的基因？,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_新的基因发生时期：_特点：普遍性、随机性、_、多数有害、不定向性。2基因重组：控制不同性状的_，_新基因，可形成新的_。发生时期：_特点：_,内部结构,能产生,细胞分裂间期（DNA复制时）,突变率低,基因重新组合,不产生,基因型,有性生殖过程中(减数分裂),非常丰富,基因工程的概念,基因工程又叫做重组DNA技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。,重组DNA技术,生物体外,基因,DNA分子水平,人类需要的基因产物,剪切,拼接,导入,表达,基因重组(广义),基因工程的概念,例：基因工程培育抗虫棉的简要过程,苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,与运载体结合,棉细胞,导入,抗虫棉(产生抗虫蛋白),二、基因工程操作的工具:,1、基因的“剪刀”限制