5.1基因突变和基因重组课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

遗传指亲代与子代、子代与子代个体之间性状的相似性。。变异指亲代与子代、子代与子代个体之间性状的差异性想一想：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?甘蓝3.5kg7kg拉萨3.5kg北京情境1：在北京培育的优质北京甘蓝品种，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。有北京上述变异性状的后代为何仍然是蓝色花呢？遗传物质发生了改变情境2：同样的种植条件下，花的颜色的变异蓝色花的后代仍是蓝色红花的后代变成了蓝色（不可遗传的变异）表现型

基因型

环境

（改变）（改变）基因突变染色体变异基因重组（遗传物质未发生改变）（可遗传的变异）生物变异类型判断关键:

。遗传物质是否改变5.1、基因突变和基因重组（遗传物质发生改变）（改变）（一）基因突变的实例---一、基因突变正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的镰刀状。正常人的红细胞镰状细胞贫血患者的红细胞镰状细胞贫血症（镰刀型细胞贫血症）资料：1910年，一个黑人青年到医院就诊，检查发现他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，这种病患者一旦缺氧，红细胞就会变成狭长的镰刀型。这种红细胞容易破裂，引起溶血性贫血。用光学显微镜观察某同学的红细胞，能不能判断其是否患镰状细胞贫血？对患者红细胞的血红蛋白分子的研究发现，在组成血红蛋白的分子的肽链上，发生了氨基酸的替换AUAT2、能遗传。亲代通过生殖过程把基因传递给子代3、会。性状一般会改变。直接原因：血红蛋白异常（多肽链中一个谷氨酸被缬氨酸替换）根本原因：发生了基因突变（基因中发生了一个碱基（对）的替换）模板链模板链1、谷氨酸缬氨酸增添缺失

DNA分子中发生碱基的

、＿＿和

，而引起的

的改变(产生了新基因)。替换增添缺失基因碱基序列（二）基因突变的概念：DNA复制过程基因突变就是DNA分子中碱基（对）的增添、缺失、替换吗？基因突变一般发生于什么过程？甲基化导致的表观遗传中基因发生了突变吗？基因突变基因突变显微镜下可见吗？一定会引起生物性状的改变吗？基因突变是否一定改变DNA中的遗传信息？9基因突变对“生物性状”的影响101、原癌基因和抑癌基因（Ⅰ、Π、Ⅲ）发生突变（多基因突变）2、有原癌基因：表达的蛋白质是细胞正常生长所必须的…pg82抑癌基因：表达的蛋白质能抑制细胞生长和增殖，或促进细胞凋亡…癌症与基因突变有关吗？3、癌细胞的特征可以无限增殖（适宜条件下）pg82形态结构发生显著变化。容易发生分散和转移（细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性降低）坚持健康的生活方式，合理的膳食和作息，愉快的情绪，不吸烟、不酗酒远离致癌因子等。癌症的预防紫外线，X射线及其他辐射；黄曲霉素、亚硝酸盐、碱基类似物等；Rous肉瘤病毒（遗传物质能影响宿主细胞DNA）；发霉的花生，米饭、久泡的木耳、未洗净的案板等（三）基因突变的原因：pg83外因内因:DNA复制出错，自发产生基因突变紫外线，X射线及其他辐射；黄曲霉素、亚硝酸盐、碱基类似物；物理因素:化学因素:生物因素:Rous肉瘤病毒（能影响宿主细胞DNA）。RNARNADNADNADNA频率很低诱发基因突变提高突变频率哪些因素可以引起基因突变呢？①普遍性——基因突变在生物界是普遍存在的P83。细菌: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,…人:正常色觉—色盲

正常肤色—白化病,…②随机性—发生时间：个体发育的任何时期P83；

发生部位：不同DNA分子上，同一DNA分子的不同部位P83。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①②③④⑤（四）基因突变的特点：pg83基因突变发生在体细胞中，可以遗传给后代吗？：基因突变发生在生殖细胞中，可以遗传给后代吗？一般不能可以基因突变的方向是不确定的果蝇眼色遗传的不确定性示意图③不定向性：一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因基因突变的方向和环境有无明确的因果关系？没有pg83基因突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因2×10-5

果蝇的白眼基因4×10-5

玉米的皱缩基因1×10-6

小鼠的白化基因1×10-6

人类色盲基因3×10-6

基因表现的性状测定配子数观察到的突变数每百万个配子中平均突变率R子粒色554,786273492.0I抑制色素的形成265,39128106.0Pr紫色647,102711.0Su非甜粒1,678,73642.4Y黄胚乳1,745,28042.2Sh饱满粒2,469,28531.2玉米子粒基因的自然突变率几种常见生物的基因突变率④

低频性（高等生物中，105-108个生殖细胞中，才会有一个细胞发生基因突变）pg83新基因产生的途径，生物变异的根本来源，为生物进化提供原材料。（五）基因突变的意义（pg83）AAaA基因突变会使染色体上基因的数量和位置发生改变吗？不会1、基因突变对于生物体生存而言，都是不利的吗？植物的抗病性突变植物的耐旱性突变微生物的抗药性突变2、基因突变是有利的还是有害的，往往取决于什么？生物生存的环境3、如图，基因突变一定产生等位基因（a）吗？基因突变真核生物基因突变一般可产生它的等位基因；病毒和原核细胞中不存在等位基因,其基因突变产生的是一个新基因。判断:某基因发生插入突变后，使mRNA增加了一个三碱基序列AAG，表达的肽链增加了1个氨基酸，故突变前后最多有1个氨基酸不同()×mRNA增加一个三碱基序列，其变化情况可表示为以下三种：①插入原相邻密码子之间；……×××AAG×××……；②恰巧插入原密码子的第二个碱基之后，……××AAG××××……③恰巧插入原密码子的第一个碱基之后；……×AAG××

×××……此时新肽链与原肽链只相差“1个”氨基酸（并未改变原密码子）此时将最多改变“2个”氨基酸；此时将最多改变“2个”氨基酸。综上所述，突变前后编码的肽链，最多有2个氨基酸不同。例1、原核生物中某一基因编码氨基酸的区域起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况可能对其编码的蛋白质结构影响最小()

A.置换单个碱基对

B.增加4个碱基对

C.缺失3个碱基对

D.缺失4个碱基对D例2、棉花某基因上的一个脱氧核苷酸对发生了改变，不会出现的情况是（）A．该基因转录出的mRNA上的一个密码子发生了改变B．该基因控制合成的蛋白质的结构发生了改变C．该细胞中tRNA的种类发生了改变D．该基因控制合成的蛋白质的结构没有发生改变C20例3、关于基因突变的下列叙述中，错误的是（）A．基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或替换B．基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的数量和排列顺序等的改变而发生的C．基因突变可以在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下引起D．基因突变的突变率是很低的，因此不能为生物进化提供原材料D从1964年起，袁隆平就开始研究杂交水稻，到1975年，他研究出来的新品种就已经在全国推广，并取得了非同凡响的成果。此后十年内，中国杂交水稻累计增产超亿吨，每年增产的大米可以多养活6000万人……杂交水稻之父·袁隆平（1930-2021.5.22）你知道培育杂交水稻的原理吗？纪录片《袁隆平传奇》讲述了袁隆平传奇的一生非同源染色体上的

非等位基因自由组合①自由组合型:二、基因重组概念：生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的重新组合AaBbMⅠ后期发生时期：（产生配子时）MⅠ四分体时期，MⅠ后期配子ABabAAaaBBbbAAaaBbBb无染色体交换有染色体交换ABabAbaB重组类型MⅠ前期（四分体时期），位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的染色体交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。②染色体交换型:配子1、基因重组能否产生新基因，能否产生新的基因型？不能能3、基因重组的意义2、不同生物的可遗传变异来源：基因突变（不包括转基因）基因突变（不包括转基因）病毒——原核生物——有性生殖的真核生物——基因突变、基因重组、染色体变异(1)是__________的来源之一（不是根本来源） (2)为__________提供材料（产生多种基因型的个体供选择) (3)是形成

的重要原因之一。生物变异生物进化生物多样性基因重组的应用我国是最早养殖和培育金鱼的国家，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交得到朝天泡眼猫科动物的斑纹同样因为基因重组而各有差异。杂交育种基因工程基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。S型菌荚膜控制荚膜形成的X基因加热杀死被破坏的S型菌X基因吸附在R型菌表面X基因进入R型菌重组R型菌转化成S型菌R型细菌转化为S型细菌的实质是什么？比较项目基因突变基因重组变异的本质时期类型结果意义应用DNA复制过程（主要）MⅠ（四分体时期，后期）碱基的替换、增添或缺失自由组合、染色体交换产生新基因产生新的基因型诱变育种杂交育种三、基因突变和基因重组的比较变异的根本来源；为生物进化提供原材料生物变异来源之一为生物进化提供原材料生物多样性重要原因基因的结构发生改变基因的重新组合下图分别代表基因重组的两种类型，请分析回答下列问题：(1)图中发生基因重组的分别是什么基因？(2)精子与卵细胞随机结合过程中进行基因重组吗？染色体互换：自由组合：不进行同源染色体

的

非姐妹染色单体上的基因；非同源染色体

上的

非等位基因（A与b,A与B，a与b等）1、下列过程中存在基因重组的是（）B

A.③④B.①③C.①⑤D.②⑤巩固练习2、突变基因杂合细胞进行有丝分裂时，出现了如图所示的染色体片段交换，这种染色体片段交换的细胞完成有丝分裂后，可能产生的子细胞是()

①正常基因纯合细胞②突变基因杂合细胞③突变基因纯合细胞

A.①②B.①③C.②③D.①②③D3．如图是某二倍体动物细胞分裂示意图，其中字母表示基因。据图判断，下列说法正确的是(

)A．此细胞含有8条染色体，8个DNA分子B．此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDdC．此细胞发生的一定是显性突变d→DD．此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组D可能是AaBbCcDd或AaBbCcdd4.下列与基因重组有关的叙述正确的是（）A.有丝分裂和减数分裂过程中均可发生基因重组B.受精过程中不同基因型的雌雄配子随机结合属于基因重组C.格里菲思实验中肺炎链球菌R型转化为S型是基因突变的结果D.位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的染色体交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。E.基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离F.在减数分裂过程中，如果同源染色体之间发生了染色体互换，不一定发生基因重组DF335、下列关于基因重组的说法不正确的是（）A．生物体进行有性生殖过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组B．四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换可导致基因重组C．一个基因型为Aa的植物体自交产生aa的子代，是通过基因重组实现的D．一般情况下，水稻花药（可产生花粉）内可发生基因重组，而根尖则不能C34谢谢大家！353、若某基因原为303对碱基，现经过突变，成为300个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白质分子相比较，差异可能为（）

A．只相差一个氨基酸，其他顺序不变

B．长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变

C．长度不变，但顺序改变

D．A、B都有可能D367.诱发突变与自然突变相比，正确的是

A．都是有利的B．都是定向的

C．都是隐性突变D．诱发突变率高8.下列关于自然突变的叙述错误的是

A．自然突变的频率低

B．自然突变只产生在个别生物个别基因

C．自然突变是不定向的，一般是有害的

D．基因突变是变异的主要来源，是生物进化的重要因素之一374．基因突变的意义：是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物的进化的原材料。基因突变新基因（等位基因）基因型（改变）表现型（改变）生物进化38三位同学在抄写英语句子“THECATSATONTHEMAT(猫坐在草席上)”时，分别抄成了以下的句子：THEKATSATONTHEMATTHE

CATONTHEMATTHEFATCATSATONTHEMAT与原来的句子相比较，意思发生了什么变化呢？39

如果DNA分子复制时发生类似的错误，DNA分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化？可能对生物体产生怎样的影响？

对生物体有的有害，有的有利，有的既无害也无利。

DNA分子携带的遗传信息发生了改变。问题探讨40生物界中的变异现象41增添：不影响插入位置前，影响插入位置后的序列。增添42

当发生缺失时，缺失点以后的氨基酸一般都会发生变化。从以上分析可以看出，碱基对的改变不一定会引起蛋白质的改变。缺失比较项目基因突变基因重组定义时期类型结果意义应用分裂间期，DNA复制过程MⅠ替换、增添或缺失自由组合、染色体交换产生新基因产生新的基因型诱变育种杂交育种三、基因突变和基因