第一节 基因重组和基因突变课件

1、龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞，这说明生物具有打洞，这说明生物具有_的现象。的现象。遗传遗传一猪生九仔，连母十个样，这说一猪生九仔，连母十个样，这说明生物具有明生物具有_的现象。的现象。变异变异正常的羊与短腿安康羊正常的羊与短腿安康羊野生稻野生稻超级杂交稻超级杂交稻利用手术去掉鱼尾纹后显得美丽动人，利用手术去掉鱼尾纹后显得美丽动人，她的她的后代会出现鱼尾纹吗后代会出现鱼尾纹吗？变变异异的的类类型型：表现型表现型 =基因型基因型 +环境条件环境条件(1)不可遗传的变异不可遗传的变异(2)可遗传变异可遗传变异来源来源基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组

2、一、一、基因突变基因突变1 实例：实例：人类镰刀型细胞贫血症人类镰刀型细胞贫血症正常镰刀型镰刀型 细胞贫细胞贫血症血症红细胞红细胞正常圆饼状镰刀型细胞镰刀型细胞 贫血症贫血症镰刀状镰刀状红细胞性状红细胞性状其中一条链其中一条链 谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸血红蛋白的血红蛋白的 氨基酸顺序氨基酸顺序缬缬组组亮亮苏苏脯脯谷谷谷谷赖赖缬缬组组亮亮苏苏脯脯缬缬谷谷赖赖正常镰刀型细胞镰刀型细胞 贫血症贫血症红细胞性状红细胞性状其中一条链其中一条链 谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸血红蛋白的血红蛋白的 氨基酸顺序氨基酸顺序mRNAmRNA上上 的密码的密码子 G G A A A A G G U U A A 正常镰刀型

3、细胞镰刀型细胞 贫血症贫血症红细胞性状红细胞性状其中一条链其中一条链 谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸血红蛋白的血红蛋白的 氨基酸顺序氨基酸顺序mRNAmRNA上上 的密码子的密码子G G A A A AG G U U A ADNADNA的碱的碱 基序列基序列C C T T T TG G A A A AC C A A T TG G T T A A正常镰刀型细胞镰刀型细胞 贫血症贫血症红细胞红细胞其中一条链其中一条链 谷氨酸谷氨酸缬氨酸血红蛋白的血红蛋白的 氨基酸顺序氨基酸顺序mRNAmRNA上上 的密码子的密码子G G A A A AG G U U A ADNADNA的碱的碱 基序列基序列C C T

4、T T TG G A A A AC C A A T TG G T T A A突突 变变根本原因根本原因直接原因直接原因2、基因突变的概念：、基因突变的概念：ATCTTCGTAGAAGCATCATCGTAGTAGC碱基的碱基的改变改变ATC TCGTAG AGC碱基的碱基的 缺失缺失ATCTGTCGTAGACAGC碱基的碱基的增添增添基因突变是指碱基对的基因突变是指碱基对的 ，而引起而引起 的改变。的改变。改变、缺失、增添改变、缺失、增添基因结构基因结构3、基因突变发生的时间：、基因突变发生的时间：体细胞：体细胞：生殖细胞：生殖细胞：有丝分裂的间期有丝分裂的间期减数第一次分裂的间期减数第一次分裂

5、的间期DNA进行进行复制复制时时v思考：基因突变可能是在什么时期思考：基因突变可能是在什么时期发生的？发生的？4、基因突变的特点：、基因突变的特点：（1）随机性随机性-生物个体发育的任何时期生物个体发育的任何时期（2）广泛性广泛性-所有生物都可能发生所有生物都可能发生（3）突变率低突变率低（5）多数多数有害的有害的（4）不定向性不定向性体细胞体细胞的基因突变的基因突变生殖细胞生殖细胞的基因突变的基因突变不遗传给后代不遗传给后代遗传给后代遗传给后代基因突变的结果：基因突变的结果：产生它的等位基因产生它的等位基因人工诱变在育种上的应用人工诱变在育种上的应用：人工诱变人工诱变：人为人为的条件发生基因

6、突变的条件发生基因突变方法：方法：物理因素物理因素化学因素化学因素优点：优点：1、提高突变率、提高突变率 2、创造新类型、创造新类型 3、培育优良品种、培育优良品种缺点：缺点：有利的个体不多有利的个体不多二、基因重组二、基因重组1 1、定义：、定义： 控制控制不同性状的基因不同性状的基因重新组合。重新组合。2 2、类型：、类型： 基因自由组合基因自由组合基因交叉互换基因交叉互换3 3、发生时期发生时期：减数分裂四分体时期减数分裂四分体时期减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期4 4、意义：、意义：为生物变异提供了极其丰富的来源为生物变异提供了极其丰富的来源是形成是形成生物多样性生物多样性的重要原

7、因之一的重要原因之一对于对于生物进化生物进化具有十分重要的意义具有十分重要的意义比较项目比较项目基因突变基因突变基因重组基因重组原因原因时期时期类型类型结果结果意义意义应用应用基因基因结构的改变结构的改变基因的基因的重新组合重新组合间期间期减减过程中过程中自然、人工自然、人工随机、交换随机、交换产生产生新基因新基因产生产生新基因型新基因型变异的变异的根本来源根本来源、进化的进化的原材料原材料生物多样性的生物多样性的原因原因诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种1 1人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是 A A红细胞由圆盘型变成镰刀型红细胞由圆盘型变成镰刀型B B血红蛋白分

8、子中的一个谷氨酸变成缬氨酸血红蛋白分子中的一个谷氨酸变成缬氨酸C CRNARNA的碱基序列改变的碱基序列改变D DDNADNA的碱基种类改变的碱基种类改变D2.2.下列各疾病中，又是突变性状又是下列各疾病中，又是突变性状又是属于伴性遗传的是：属于伴性遗传的是：A A、人类的白化病、人类的白化病 B B、冠心病、冠心病C C、人类的色盲病、人类的色盲病 D D、镰刀型细胞贫血症、镰刀型细胞贫血症CPX黄色圆粒黄色圆粒绿色皱粒绿色皱粒黄色圆粒黄色圆粒F1F2黄色黄色圆粒圆粒绿色绿色圆粒圆粒黄色黄色皱粒皱粒绿色绿色皱粒皱粒黑珍珠玉米黑珍珠玉米 黑珍珠玉米：黑珍珠玉米： 是广东省农科院蔬菜研究所最是广

9、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，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糯玉米比较，含有更丰富的蛋白质和维生素，具有抗衰老的功效，是和维生素，具有抗衰老的功效，是理想的保健食品理想的保健食品。 1987年年7月，中国首次将大麦、青椒、萝卜等纯月，中国首次将大麦、青椒、萝卜等纯系种子和大蒜无性系种子放入卫星中搭载。当这些种系种子和大蒜无性系种子放入卫星中搭载。当这些种子返回地面后，有关人员立即进行了种植实验。不久，子返回地面后，有关人

10、员立即进行了种植实验。不久，奇迹真的发生了。经空间搭载的萝卜种子幼苗茁壮，奇迹真的发生了。经空间搭载的萝卜种子幼苗茁壮，叶片上没有一个虫眼。有人甚至将害虫捉来放到叶片叶片上没有一个虫眼。有人甚至将害虫捉来放到叶片上，虫子掉头就跑。而地面对照组的幼苗，则是虫眼上，虫子掉头就跑。而地面对照组的幼苗，则是虫眼密布。看来，密布。看来，“太空旅行太空旅行”后的萝卜种子有抗虫特征。后的萝卜种子有抗虫特征。更为奇妙的是，经空间处理后的大蒜种子生长时假茎更为奇妙的是，经空间处理后的大蒜种子生长时假茎丛生，一个蒜头竟重达丛生，一个蒜头竟重达150克。回忆起昔日的情景，克。回忆起昔日的情景，原中国科学院遗传研究所

11、研究员蒋兴村说：原中国科学院遗传研究所研究员蒋兴村说：“这既在这既在想象之中，又在意料之外。当时，我兴奋极了，仿佛想象之中，又在意料之外。当时，我兴奋极了，仿佛看到了抗虫萝卜和丰产大蒜的美好前景。他们从空间看到了抗虫萝卜和丰产大蒜的美好前景。他们从空间搭载的大麦种子后代中看到，许多变异有能够遗传的搭载的大麦种子后代中看到，许多变异有能够遗传的迹象，而且变异频率很高，这就有可能迹象，而且变异频率很高，这就有可能创造优良的农创造优良的农作物品种作物品种。 不久，广西、江西种植的空间处理的不久，广西、江西种植的空间处理的23代水稻代水稻后代中产生大量变异，有些性状在自然界很少见到，后代中产生大量变异

12、，有些性状在自然界很少见到，如一茎上长两三个水稻穗，一粒种子长达如一茎上长两三个水稻穗，一粒种子长达1厘米而且厘米而且在后代中能遗传。在自然界中，水稻变异的频率在二在后代中能遗传。在自然界中，水稻变异的频率在二十万分之一，而经空间处理的水稻变异频率在百分之十万分之一，而经空间处理的水稻变异频率在百分之几，几，大大提高了突变率大大提高了突变率。接着，科研人员在空间处理。接着，科研人员在空间处理的粳稻变异后代中，选育出能恢复籼稻不育系的株系，的粳稻变异后代中，选育出能恢复籼稻不育系的株系，使原来很难进行籼、粳亚种间杂交的性状改变了，这使原来很难进行籼、粳亚种间杂交的性状改变了，这种特性改变在自然界是很难的。经过反复试验，抗病种特性改变在自然界是很难的。经过反复试验，抗病番茄、大型青椒、优质棉花、高产小麦等相继诞生。番茄、大型青椒、优质棉花、高产小麦等相继诞生。事实证明：空间特殊条件能够引起农作物种子的基因事实证明：