生物必修二第五章第一节基因突变和基因重组

1、.,龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会 打洞，这说明生物具有_的现象。,遗传,一母生九仔，连母十个样，这说 明生物具有_的现象。,变异,.,生物界中的变异现象,.,什么叫“生物的变异”？,生物体亲代与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。,.,红花的后代变成了蓝紫色,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,.,（不可遗传的变异）,（改变）,（改变）,（改变）,判断：仅环境因素引起

2、的变异一定不能遗传。,（遗传物质未发生改变）,（遗传物质改变）,（可遗传的变异）,.,.,三位同学在抄写英语句子“THE CAT SAT ON THE MAT (猫坐在草席上) ”时，分别抄成了以下的句子： THE KAT SAT ON THE MAT THE CAT ON THE MAT THE FAT CAT SAT ON THE MAT 与原来的句子相比较，意思发生了什么变化呢？ 假如在DNA分子的复制过程中，发生了类似的错误，DNA分子所携带的遗传信息将会发生怎样的变化？这样的变化可能对生物体产生什么影响？,问题探讨,.,DNA分子携带的遗传信息发生了改变。但由于遗传密码的简并性，DN

3、A编码的氨基酸不一定改变。如果氨基酸发生了改变，生物体的性状可能发生改变。改变的性状对生物体的生存可能有害，可能有利，也有可能既无害也无利。,.,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？,.,谷氨酸,缬氨酸,D

4、NA,mRNA,氨基酸,蛋白质,正常,异常,_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？,直接原因,决定,谷氨酸 缬氨酸,.,替换,增添,缺失,DNA片段,碱基对的增添、缺失或替换，改变了基因的结构。,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？,.,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,.,DNA,异亮氨酸,精氨酸,异亮氨酸,mRNA,精氨酸,探究碱基对改变一定会导致蛋白质的结构改变吗？,.,正常,m

5、RNA,DNA,mRNA,DNA,氨基酸,氨基酸,异亮氨酸,精氨酸,苏氨酸,丙氨酸,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）,.,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，

6、有可能发展成癌细胞。,思考：3、突变后的基因会遗传给后代么？,.,（三）基因突变的原因,自发突变（内因）：自然条件下DNA偶尔复制错误 例如：果蝇的白眼，水稻的矮秆等。,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,诱发突变（外因）：,.,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,.,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,.,一个基因突变后产生的是它的等位基

7、因,（五）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，并且通常会引起一定的表现型的变化.,.,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

8、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）,.,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,.,花芽在分化时发生基因突变,.,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？,.,有害的基因突变,畸形的雏鸭,人类的多指,人类的并指,镰刀形红细胞,.,高产大豆 高产青霉菌株,有利的基因突变,.,有利的基因突变,.,经诱变处理的紫

9、色种子产生的子代种子,基因突变还有何特点？,灰老鼠,黑老鼠,黄老鼠,五、 基因突变是不定向的不定向性性,.,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）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

10、供原材料。,（P82）,.,（五）基因突变的应用,人工诱变育种 原理:运用物理因素或化学因素提高突变率,诱发基因突变,获得优良品种. 实例: “黑农五号”大豆、高产青霉菌株 太空椒、太空南瓜,优点：提高突变率，缩短育种 年限，大幅度改良性 状，为人类选育出优良 的生物品种 缺点：有利变异少，要处理大 量的实验材料，具有盲 目性,.,“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，控制不同性状的基因的重新组合。,（一）基因重组的概念,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（交叉互换）,.,减数第一次

11、分裂后期 非同源染色体上的非等位基因自由组合,A,a,b,B,A,a,B,b,Ab和aB,AB和ab,（二）基因重组发生时期,.,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。,.,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,.,基因的分子结构发生改变,不同基因的重新组合,细胞分裂间期 由

12、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源：,病毒,基因突变,原核生物,基因突变,真核生物,基因突变、

13、基因重组、染色体变异,思维拓展,.,课 堂 练 习,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,.,2、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 DA、B都有可能 3、在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对，则 A.不能转录 B.不能翻译 C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变,.,5.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