第1节 基因突变和基因重组幻灯片

1、翠园中学生物组,第一节、基因突变和基因重组,教,学,重,点,1,镰刀型贫血症形成的原因,2,基因突变的原因及其特点,3,基因突变和基因重组的区别,及其意义,翠园中学生物组,第一节、基因突变和基因重组,一、基因突变,二、基因重组,课堂练习,问题探讨,翠园中学生物组,翠园中学生物组,问题探讨,有性生殖的生物在通过减数分裂形成配子的过程,中，要进行染色体的复制，实质是遗传物质,DNA,的,复制,能保证,DNA,复制的准确,性，使亲子代间的遗传信息保持一致,碱基互补配对原则,假如在,DNA,分子的复制过程中，碱基互补配对发,生了错误,DNA,分子携带的遗传信息将会发生怎样,的变化？这些变化可能对生物体

2、产生什么影响,可能发生基因突变，使生物产生可遗传的变异,返回,翠园中学生物组,翠园中学生物组,正常,圆饼状,镰刀型细胞贫血症,镰刀状,缬,组,亮,苏,脯,谷,谷,赖,缬,组,亮,苏,脯,缬,谷,赖,一、基因突变,镰刀型贫血症,一,基因突变的实例,翠园中学生物组,人的红细胞的主要成分是血红蛋白，共含有,4,条,肽链。镰刀型贫血症的直接原因是血红蛋白,链上,第六位的,谷氨酸,被,缬氨酸,所取代，那么它的根本原,因是什么,翠园中学生物组,DNA,mRNA,氨基酸,序,列,蛋白质,转,录,翻,译,决,定,正常,谷氨酸,G_A,A,镰刀型贫血症,缬氨酸,G_A,U,T,A,镰刀型贫血症的原因,镰,刀,型

3、,贫,血,症,的,直,接,原,因,是,血,红,蛋,白,分,子,中,的,谷,氨,酸,被,缬,氨,酸,所,取,代,根,本,原,因,是,控,制,血,红,蛋,白,合,成,的,基,因,突,变,C,T,T,C,A,T,突变,翠园中学生物组,控制血红蛋白合成的基因中的一个碱基,T,被,A,替换后,导致性状的改变（出现镰刀型贫血症），那么是不是基,因中所有的碱基的改变都会导致性状的改变呢,例某基因片段的模板链的碱基序列是,TGC,其中的,C,被,G,取代成为,TGG,后，该基因所控制合成的蛋白质的结构发,生了改变没有,基因中某一个碱基的替换，一定会使基因的遗传信息,发生改变，但生物体的性状不一定发生改变,那么

4、基因中的碱基增添或缺失又会怎样,都是苏氨酸,思考与讨论,翠园中学生物组,例：某,DNA,的模板链末端的碱基序列是ACG,TCAATCC,，若复制时第一个碱基“A”丢失或,增加一个“A”，其指导合成的蛋白质会怎样呢,正常DNA A C G T C A A T C C,转,录,肽链,mRNA,U G C A G U U A G G,半胱氨酸,丝氨酸,终止,丢失一个“A” C G T C A A T C C,肽链,mRNA,G C A G U U A G G,丙氨酸,缬氨酸,翻,译,精氨酸,翠园中学生物组,增加一个,A,A,A C G T C A A T C C,肽链,mRNA,U,U G C A

5、G U U A G G,亮氨酸,谷氨酰胺,概念,DNA,分子中发生碱基对的,改变,替换、置换,增,添,和,缺失,引起基因结构的改变，称基因突变,细胞学基础,分裂间期,DNA,复制发生差错,产生新的等位基因，形成新的性状,结果,亮氨酸,翠园中学生物组,结论,DNA,分子结构的改变只有发生在基因的片段,才会引起基因突变,问题,DNA,分子中碱基对的增添、缺失或改变一定,会引起基因突变吗,基因突变发生在配子中，将遵循遗传规律传递给,后代；若发生在体细胞中，一般不会遗传，但植物,可通过无性繁殖传递，人体某些体细胞的基因突变,有可能导致癌变,翠园中学生物组,二）、基因突变的概念,ATCTTCG,TAGA

6、AGC,ATC,A,TCG,TAG,T,AGC,碱基的,改变,ATC TCG,TAG AGC,碱基的,缺失,ATCT,G,TCG,TAGA,C,AGC,碱基的,增添,基因突变是指基因中碱基对的,而引起,的改变,改变、缺失、增添,基因结构,翠园中学生物组,三,基因突变的原因,外,来,因,素,物理因素,各种辐射,损伤细胞,内的,DNA,基,因,突,变,化学因素,亚硝酸、碱基类似,物,改变核酸中的碱基,生物因素,某些病毒的遗传物质能,影响宿主细胞的,DNA,生物内部因素,使,DNA,复制发生差错，导致,DNA,的碱基组成发生改变,翠园中学生物组,四,基因突变的特点,1,普遍性,2,随机性,生物个体发

7、育的任何时期,可以发生在细胞内的不同,DNA,分上,或同一,DNA,分子的不同部位上,诱发突变因素多、又能自发突变，所以,所有的生物都有突变发生的可能,体细胞的基因突变,生殖细胞的基因突变,遗传给后代,不遗传给后代,广泛性,翠园中学生物组,基因突变的结果,产生它的等位基因,5,低频率性,突变率低,生殖细胞的突变频率为,10,5,10,8,6,多害少利性,3,不定向性,多方向性,产生一个以上的等位基因,4,可逆性,A,a,1,a,2,a,3,a,5,a,7,a,8,a,6,a,4,翠园中学生物组,基因突变多数是有害的,翠园中学生物组,五,基因突变的意义,突变有,有害突变,也有,有利突变,还有,既

8、无害,也无益的突变,具有随机的不定向性、突变频率低,和普遍性等特点,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,翠园中学生物组,六）人工诱变在育种上的应用,人工诱变,人为,的条件发生基因突变,方法,物理因素,射线,紫外线,激光等,化学因素,亚硝酸,硫酸二乙酯等,优点,缺点,有利的个体不多，需大量处理材料,增加育种难度,1,提高突变率,2,创造新类型,培育优良品种,翠园中学生物组,黑珍珠玉米,黑珍珠玉米,是广东省农科院蔬菜研究所最新育成,的玉米新品种，黑珍珠黑糯玉米其籽粒,黑色，皮薄，适口性好，糯甜香软，营,养丰富，与一般的白糯玉米比较，含有,更丰富的蛋白质和维生素，

9、具有抗衰老,的功效，是理想的保健食品,翠园中学生物组,翠园中学生物组,太空蔬,菜的成,果标本,我国工作,者在迎接,太空种子,太空茄子,中国首批太空,实验育种动物,太空玉米,返回,翠园中学生物组,翠园中学生物组,二,基,因,重,组,生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状,的基因重新组合,基因,重组,性状,重组,新的表现型,2,n,种,新的基,因,型,来源,减,后期非同源染色体,自由组合,减前期四分体中非姐,妹染色单体的交叉互换,意义,生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义,基因自由组合,基因交叉互换,翠园中学生物组,P,黄色圆粒,绿色皱粒,黄色圆粒,F,1,F,2,黄色,圆粒,绿色,圆粒

10、,黄色,皱粒,绿色,皱粒,基因自由组合,翠园中学生物组,基因交叉互换,翠园中学生物组,3,提示：可以从染色体上基因的多样性、减数分裂,过程中配子形成的过程以及基因重组等角度思考。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,1. 2,23,种精子,2,23,种卵细胞,2,需要有,2,46,1,个个体；不可能,思考与讨论,教材,83,页,翠园中学生物组,基,因,突,

11、变,基,因,重,组,本质,发生,时间,原因,意义,发生,可能,基因分子结构发生改变，产生,新的基因,出现新的性状,产生,新的基因型,使不同性状,重新组合。出现新的表现型,细胞分裂间期,DNA,分子复制,时，由于外界理化因素或自,身生理因素引起的,碱基对的,替换、增添或缺失,减后期，同源染色体分离,非同源染色体上的非等位基因,的,自由组合,及四分体时非姐妹,染色单体的,交叉互换,变异的,根本来源,生物进化,的原材料,生物变异的,来源之一,对生,物的进化具有重要意义,突变频率低，但普遍存在,在有性生殖中非常普遍,基因突变与基因重组比较,翠园中学生物组,生,物,变,异,的,种,类,种类,1,不遗传的

12、变异,2,可遗传的变异,仅由环境因素而引起,遗传物质的改变,基因重组,基因突变,染色体变异,新的基因型,新的表现型,新的基因,新的性状,众多基因数量的改变,更为严重的后果,表现型,环境条件,基因型,翠园中学生物组,利用手术去掉鱼尾纹后显得美丽动人,她的,后代会出现鱼尾纹吗,不能。因为它是不可遗传的变异,返回,翠园中学生物组,翠园中学生物组,课,堂,练,习,1,下列变异属于可遗传变异的是,玉,米单组自交后代出现白化苗，后代仍白化,2,水肥充足，玉米穗大粒多,三倍体无籽西,3,瓜,豌豆的黄皱与绿圆类型的出现,旧社,4,会妇女缠足而产生的“小足,5,A,B,6,C,D,C,翠园中学生物组,2,某种自

13、花受粉植物连续几代开红花，一次开出一朵,白花，该花的自交后代全部开白花，产生这种白,花的原因是,A,基因重组,B,基因突变,C,基因分离,D,环境条件的改变,B,3,在一个,DNA,分子中插入一个碱基时，结果是,A,在转录时造成插入点以前的密码子改变,B,在转录时造成插入点以后的密码子改变,C,不能转录,D,不能翻译,B,翠园中学生物组,C,4,基因突变一定会改变了生物的,A,遗传方式,B,遗传规律,C,遗传信息,D,遗传性状,5,若一对夫妇所生育的子女中，性状差异较多，这,些变异主要来自,A,基因突变,B,基因重组,C,环境影响,D,染色体变异,B,翠园中学生物组,6,基因突变有以下共同点：

14、从突变时间上,看，都发生在细胞分裂的,_,即,_,复,制时期；从突变方向上看，都是,_,从,突变与个体生存上看，一般是,_,的；从突变,与生物的进化关系上看，它是生物进化的,_,从突变的频率上看，突变频率是,_,的；从自,然界生物的性状表现看，突变是,_,的,间期,DNA,不定向的,有害,基础,很低,普遍存在,翠园中学生物组,9,人类的正常血红蛋白,HbA,链第,63,位氨基酸是组氨,酸,CAU,或,CAC,。当,链第,63,位组氨酸被酪氨酸,UAU,或,UAG,替代后，出现异常血红蛋白,HbM,导致一种贫血症,链第,63,位组氨酸若被精氨酸,CGU,或,CGC,所替代而产生的异常血红蛋白,HbZ,，将引,起另一种贫血症,1,在决定,链第,6 3,位组氨酸密码子,DNA,三个碱基,中，任意一个碱基对发生变化都将产生异常的血红蛋白,吗？为什么,_,2,血红蛋白,链第,63,位组氨酸可被酪氨酸或精氨,酸所取代，这一事实说明了基因突变具有,_,的,特点,不一定，因为密码子具有简并性,多方向性,翠园中学生物组,基因 基因 基因,某化合物鸟氨酸瓜氨酸精氨酸,酶 酶 酶,10,右图所示为某一红色链包霉合成精氨