基因突变和基因重组上课课件 精选文档

1、第五章基因突变及其其他变异,第,1,节,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。,变异能否遗传？,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,。,红,花,的,后,代,变,成,了

2、,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,表现型,基因型,环境,（不遗传的变异）,诱,因,（改变）,（改变）,（改变）,判断：,仅环境因素引起的变异,一定不能,遗传。,基因重组,染色体变异,基因突变,（遗传物质未发生改变）,（遗传物质发生改变）,（可遗传的变异）,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,我帅,呆！,哼,一、基因突变,镰刀型细胞贫血症,（一）基因突变的实例,资料：,1910,年，一个黑人青年到医院看病，检,查发现他患的

3、是当时人们尚未认识的一种特殊,的贫血症，他的红细胞不是正常的圆饼状，而,是弯曲的镰刀状，人们称这种病为镰刀型细胞,贫血症。,这种病患者一旦缺氧，红细胞变成长,镰刀型。病重时，红细胞受机械损伤而破裂的,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,正常血红蛋白究竟出了什么问题？,缬氨酸,组氨酸,亮氨酸,苏氨酸,脯氨酸,谷氨酸,谷氨酸,赖氨酸,缬氨酸,组氨酸,亮氨酸,苏氨酸,脯氨酸,缬氨酸,谷氨酸,赖氨酸,1 2 3 4 5 6 7 8,（正常血红蛋白）,（异常血红蛋白）,C T T,G A A,谷氨酸,缬氨酸,DNA,mRNA,氨基酸,蛋白质,正

4、常,异常,GUA,C A T,G T A,突变,GAA,_,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,探究,第,6,位上的,谷氨酸,被,缬氨酸,取代的根本原,因是什么,？,A,T,T,A,替换,直接,原因,决,定,谷氨酸,缬氨酸,缺失,A T C C G C,T A G G C G,C C G C,G G C G,A,T,T,A,C C G C,G G C G,A,T,T,A,A,T,A,C C G C,T,G G C G,DNA,片段,碱基对的,增添,、,缺,失,或,替换,，改变了,基因的结构。,A,T,C C G C,T,A,G G C G,

5、C C G C,G,G C G,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？,DNA,A U,C,C G C,A,U,U,C G C,异亮氨酸,精氨酸,异亮氨酸,mRNA,A T,C,C G C ,T A,G,G C,G ,正常,T A,A,G C,G,A T,T,C G C,碱基对替换,精氨酸,探究,碱基对改变一定会导致蛋白质的结构,改变吗？,A,T,C C G C ,T,A,G G C,G ,正常,mRNA,DNA,mRNA,DNA,氨基酸,氨基酸,A,U,C C G C ,异亮氨酸,精氨酸,A C C G,C ,苏氨酸,丙氨酸,A,C C G C ,T G G C

6、 G ,碱基对缺失,1,、,概念,：,DNA,分子中发生,碱基对,的,_,、,_,和,_,，而引起的,_,的改变。,增添,缺失,替换,基因结构,（二）基因突变的概念,思考：,1,、哪一种基因突变对生物性状的影响最小？,碱基对的替换,2,、基因突变不改变生物性状的原因有哪些？,一种氨基酸可能有几种密码子,显性纯合子突变成杂合子（,AAAa,）,A,A,A,a,A,a,a,a,a,A,一个基因突变后产生的是它的等位基因,（三）基因突变的结果,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,，

7、产生了,新基因,，并且,通常会引起一定的表现型的变化,.,思考：突变后的基因会遗传给后代么？,想一想,:,基因,突变一般会发,生在什么时侯,呢？,有丝分裂的,间期,减数第一次分裂,间期,DNA,复制,时期,（四）基因突变的时间,基因突变若发生在,配子,中,（,减数分裂,时产生,）,将遵循遗传规律,传递给后代,。,若发生在,体细胞,（,有丝分裂,），,一般,不能遗传,。,有些植物体细胞发生基因,突变，可以通过无性繁殖传递。人体,某些体细胞的基因（原癌基因和抑癌,基因）突变，有可能发展成,癌细胞,。,（五）基因突变的原因,自发突变：,自然,条件下,DNA,偶尔,复制错误,例如：果蝇的白眼，水稻的矮

8、秆等。,诱发突变：,物理因素,化学因素,生物因素,提高,突变,频率,X,射线、激光等,亚硝酸、碱基类似物等,病毒、某些细菌等,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,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（,A1 a1,、,a2,）,复制,引起,（五）基因突变的特点,细

9、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：,一、在生物界普遍存在,普遍性,玉米白化苗,人类多指,探究,基因突变有何特点？,短腿安康羊（中）,开花结果,的植株,胚,幼苗,具根茎叶,的植株,分化出花,芽的植株,受精卵,基因突变发生在生物个体发育的什么时期？,任何时期,二、在生物个体发育的如何时期发生,随机性,基,因,突变率,大肠杆菌组氨酸缺陷型基因,2,10,果蝇的白眼基因,4,10,5,果蝇的褐眼基因,3,10,5,玉米的皱缩基因,1,10,小鼠的白化基因,1,10,5,人类色盲基因,3,

10、10,5,小资料,三、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,四、大多数突变是有害的,多害性,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？,高产大豆,高产青霉菌株,有,利,的,基,因,突,变,五、,基因突变是不定向的,多向性,经诱变处理的紫色种子产,生的子代种子,基因突变还有何特点？,如老鼠灰毛基因,A,+,突变,A,Y,(,黄毛,),a,(,黑毛,),灰,老,鼠,黑,老,鼠,黄老鼠,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,.,（六）

11、基因突变的意义,批判性思维,有人认为，自然条件下基因突变率很多低，,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,为这样的看法正确吗？为什么？,这种看法不正确。对于生物个体而言，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，,其中有不少突变是有利突变，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。,（,P82,）,“,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,制不同形状的基因的重新组合。,（一）基因重组的

12、概念,方式,、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,减数第一次分裂后期,非同源染色体上的非等位基因自由组合,b,B,B,b,Ab,和,aB,AB,和,ab,（二）基因重组发生时期,B,b,b,B,B,b,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,3,、两个亲本的遗传物质差距越大，基,因重组的类型就越多。,（三）基因重组的特点,1,、,变异概率高，几乎,100%,2,、,只有通过有性生殖过程才能实现的。,思考与讨论,（,P83,）,1.2,种精子；,2,种卵细胞。,23,23,2.,需要有,2 +1,个个体；不可

13、能。,46,3 .,生物体的性状是由基因控制的。在减数分,裂形成生殖细胞的过程中，随着同源染色体,的分离，位于非同源染色体上的非等位基因,进行重新组合。人的基因约有,3,万多个，因,此，形成生殖细胞的类型也非常多，由生殖,细胞通过受精作用形成的受精卵的类型也就,非常多。所以，人群中个体性状是多种多样,的。,意义,基因重组中有无新的基因产生？,有无新的基因型和表现型形成？,是,生物变异,的来源之一，,是,生物多样性,的来源之一，,对,生物的进化,具有重要的意义。,思考,（四）基因重组的意义,基因突变,基因重组,本质,结果,发生,时间,及原,因,条件,意义,发生,可能,基因的分子结构发生改变。,不

14、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。,不同生物的可遗传变异来

15、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,课后练习,（,P84,）,基础题,1.,（,1,）,；（,2,）；（,3,）。,2.C,。,3.B,。,4.A,。,拓展题,1.,放疗或化疗的作用是通过一定量的辐射或,化学药剂干扰肿瘤细胞和癌细胞进行,DNA,分,子的复制，使其产生基因突变，从而抑制其,分裂的能力，或者杀死癌细胞。放疗的射线,或化疗的药剂，既对癌细胞有作用，也对正,常的体细胞有作用，因此，放疗或化疗后病,人的身体是非常虚弱的。,2.,镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的,抵抗力，这说明，在易患疟疾的地区，镰,刀型细胞的突变具有有利于

16、当地人生存的,一方面。虽然这个突变体的纯合体对生存,不利，但其杂合体却有利于当地人的生存。,课,堂,练,习,D,1.,下列现象中属于可遗传的变异的是（,）,A,、玉米由于水肥充足而长得穗大粒足,B,、人由于晒太阳皮肤变黑,C,、无籽番茄没有种子,D,、人类的色盲病,3.,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,C,2.,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

17、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,4.,下图中，基因,A,与,a,1,a,2,a,3,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,A,a,1,a,2,a,3,D,在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，,而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是,（,）,致使（,),基因,基因,基因,某化合物,酶,酶,酶,鸟氨酸,瓜氨酸,精氨酸,6.,下图所示某一红色链孢霉合成精氨酸过程：,如果酶,和酶,正常，酶,活性丧失则能否合成,鸟氨酸和精氨酸,? (,）,原因是（,),基因,发