基因突变和基因重组课件--高一下学期生物人教版必修2.pptx

性状性状基因基因 + + 环境环境条件条件（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）复习复习: :基因与性状的关系基因与性状的关系生物体遗传性状的改变就是生物的变异生物体遗传性状的改变就是生物的变异导：导：上述甘蓝品种的引种过程中，发生的上述甘蓝品种的引种过程中，发生的变异性状变异性状能遗传给能遗传给子代吗？为什么子代吗？为什么?分析：分析：由环境因素引起的由环境因素引起的 ，自身的遗传物质没有改变。，自身的遗传物质没有改变。甘蓝甘蓝3.5kg3.5kg7kg7kg拉萨拉萨3.5kg3.5kg北京北京资料：在资料：在北京北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有3.5Kg，当，当引种到引种到拉萨拉萨后，由于后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶，叶球可重达球可重达7Kg左右。但再引回北京后，叶球又只有左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5Kg。导：导：红花的后代变成了蓝紫色红花的后代变成了蓝紫色上述变异性状的后代上述变异性状的后代为何仍然是蓝紫色花呢？为何仍然是蓝紫色花呢？遗传物质发生了改变。遗传物质发生了改变。蓝紫色花的后代仍是蓝紫色蓝紫色花的后代仍是蓝紫色可遗传的变异可遗传的变异：不可遗传的变异：不可遗传的变异：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仅仅由环境不同引起，仅仅由环境不同引起，遗传物质没遗传物质没有改变，有改变，不能进一步遗传给后代。不能进一步遗传给后代。由于由于生殖细胞中生殖细胞中遗传物质发生了遗传物质发生了改变改变，其后代将，其后代将继承这种改变继承这种改变生物变异的类型生物变异的类型: :第五章第一节基因突变第1节基因突变学习目标：学习目标：1.1.准确说出基因突变的原因，实质，时准确说出基因突变的原因，实质，时期及发生范围。期及发生范围。2.2.牢记基因突变的类型，牢记基因突变的类型，特点，影响特点，影响因因素和意义。素和意义。正常型红细胞正常型红细胞 镰刀型红细胞镰刀型红细胞导致这种症状产生的直接原因是？导致这种症状产生的直接原因是？基因突变的实例：镰刀型细胞贫血症基因突变的实例：镰刀型细胞贫血症正常血红蛋白第正常血红蛋白第6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代取代。G A AC T T谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白质正常异常突变G AAUATG AG AC T第第6 6位上的位上的谷氨酸谷氨酸会会被被缬氨酸缬氨酸所取代？所取代？直接原因AT替换TA根本原因谷氨酸缬氨酸 镰刀型细胞贫血症是由于基因中碱基对被替换引起的一种遗传病（常染色体隐性遗传）。病因：替换替换增添增添缺失缺失A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G AT TA C C G C G G C G AT TA AT A C C G C T G G C G DNA片段片段碱基对的碱基对的增添增添、缺缺失失或或替换替换，都会改，都会改变基因的结构。变基因的结构。A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G 除了碱基的除了碱基的替换替换以外，编码蛋白质的碱基以外，编码蛋白质的碱基序列发生哪些变化也会导致血红蛋白异常？序列发生哪些变化也会导致血红蛋白异常？1 1、概念概念： 一、基因突变一、基因突变2 2、时间：、时间：3 3、基因突变的结果：、基因突变的结果：4 4、基因突变的意义：、基因突变的意义：是是新基因产生新基因产生的途径；的途径；是是生物变异生物变异的的根本根本来源；来源；为为生物进化生物进化提供了提供了原始材料原始材料引发生物变异引发生物变异 基因突变一定会引起生物性状的改变吗？基因突变一定会引起生物性状的改变吗？1 1、基因突变发生在信息流动的哪个环节中？、基因突变发生在信息流动的哪个环节中？ 2 2、未分化的细胞和高度分化的细胞相比，哪、未分化的细胞和高度分化的细胞相比，哪一类细胞发生基因突变的可能性更大呢？一类细胞发生基因突变的可能性更大呢？ 思考：思考：未分化的细胞未分化的细胞DNADNA 3 3、哪一种基因突变对生物性状的影响最小？、哪一种基因突变对生物性状的影响最小？ 碱基对的替换碱基对的替换4、基因突变一定会引起生物性状的改变吗？、基因突变一定会引起生物性状的改变吗？ 突变后形成的突变后形成的mRNA上的密码子与突变前决定同一种上的密码子与突变前决定同一种氨基酸（简并性）氨基酸（简并性） 显性纯合子突变成杂合子（显性纯合子突变成杂合子（AAAa）5 5、一定会引起遗传信息的改变吗？、一定会引起遗传信息的改变吗？一定探究探究3 ：基因突变对蛋白质的影响基因突变对蛋白质的影响 发生一个碱基对的替换不一定会导致蛋白质的改变(密码子有简并性)结论1：A A C A G G T T AT T G T C C A A T基因转录链mRNAA A C A G G U U AA A C A G G U U A 发生一个碱基对的缺失、增添会导致mRNA中多个密码子的改变，必定导致蛋白质结构改变 可能导致终止密码子提前出现，翻译就提前终止，则合成的多肽链变短。结论2：结论3：结论4：还可能在原始mRNA序列上正好 增加或减少一个密码子。探究3 ：基因突变对蛋白质的影响自然突变：自然突变：自然自然条件下条件下DNADNA偶尔偶尔复制错误复制错误例如：例如：果蝇的白眼，水稻的矮秆等。果蝇的白眼，水稻的矮秆等。诱发突变：诱发突变：物理因素物理因素化学因素化学因素生物因素生物因素提高提高突变突变频率频率X X射线、激光等射线、激光等亚硝酸、碱基类似物等亚硝酸、碱基类似物等病毒、某些细菌等病毒、某些细菌等二、引起基因突变的因素二、引起基因突变的因素夏季涂抹防晒霜夏季涂抹防晒霜青少年少上网，少用手机青少年少上网，少用手机不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐）不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐）物理因素物理因素物理因素物理因素化学因素化学因素少吃烧烤和油炸食品少吃烧烤和油炸食品化学因素化学因素分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突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？变的可能，从而防止细胞癌变？接种乙肝疫苗接种乙肝疫苗生物因素生物因素三、基因突变的特点三、基因突变的特点 从以下图片，你能归纳出基因突变的什从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？么特点吗？白眼果蝇白眼果蝇白化苗白化苗短腿的安康羊短腿的安康羊基因突变的特点基因突变的特点1：普遍性普遍性 白色皮毛牛犊白色皮毛牛犊5105人类软骨发育不全人类软骨发育不全3.5106小鼠的粉红色眼小鼠的粉红色眼110玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因4105果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因突变率突变率基基 因因基因突变的特点基因突变的特点2：低频性低频性（10-8 10-5）（RNA突变频率高于突变频率高于DNA）基因突变的特点基因突变的特点3：少利多害性少利多害性思考：基因突变中，有利突思考：基因突变中，有利突变多，还是有害突变多？变多，还是有害突变多？任何一种生物都是长期进化过程的产物，任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们它们 与环境取得了高度的协调。与环境取得了高度的协调。白化病患者白化病患者有害的基因突变有害的基因突变白化玉米苗白化玉米苗畸形的雏鸭畸形的雏鸭人类的多指人类的多指 高产大豆高产大豆 高产青霉菌株高产青霉菌株大南瓜大南瓜太空椒（左）太空椒（左）有利的基因突变有利的基因突变 发生在发生在个体发育的任何时期个体发育的任何时期，生物，生物体的体的任何部位任何部位。可以发生在细胞内的不。可以发生在细胞内的不同同DNADNA分子上、同一分子上、同一DNADNA分子的不同部位。分子的不同部位。基因突变的特点基因突变的特点4：随机性随机性1.1.在生物的个体发育过程中，基因突变发生的在生物的个体发育过程中，基因突变发生的时期越早，时期越早，该生物体该生物体表现突变部位的范围表现突变部位的范围越大越大还是越小？还是越小？2.基因突变可能发生在哪些细胞中？基因突变可能发生在哪些细胞中？突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。一般不能传给后代（通过营养生殖也可一般不能传给后代（通过营养生殖也可传给后代。）传给后代。）可以通过受精作用直接传给后代可以通过受精作用直接传给后代体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞基因突变的特点基因突变的特点5：不定向性（多向性）、可逆性不定向性（多向性）、可逆性aA aA 显性突变显性突变AaAa隐性突变隐性突变自然界的物种中广泛存在自然界的物种中广泛存在可发生在任何时期可发生在任何时期自然界突变率很低：自然界突变率很低：10105 5- - 1010-8-8( (打破对环境的适应性打破对环境的适应性) )多数有害多数有害, ,少数有利少数有利1 1普遍性普遍性: :4 4随机性随机性: :2 2低频性低频性: :3 3少利多害性：少利多害性：5 5不定向性、可逆性：不定向性、可逆性：A Aa a1 1或或A Aa a2 2等位基因是如何产生的？等位基因是如何产生的？a=A1a=A1或或a=A2a=A2三、基因突变的特点三、基因突变的特点四、人工诱变在育种上的应用四、人工诱变在育种上的应用 我国自我国自19871987年以来，成功地利用返回式年以来，成功地利用返回式卫星进行了多次卫星进行了多次农作物科学培育实验农作物科学培育实验。这种。这种进入太空又返回地面的进入太空又返回地面的太空种子，太空种子，经历了种经历了种种遗传变异后培育出的各种种遗传变异后培育出的各种稻麦、蔬菜，稻麦、蔬菜，不不仅仅品质好，而且产量高品质好，而且产量高，农作物产量可提高，农作物产量可提高8%20%8%20%，水稻蛋白质含量提高，水稻蛋白质含量提高12%12%，青椒的，青椒的维生素维生素C C含量提高含量提高5%5%。1 1、太空种子为什么会发生变异呢？依据什么原理？、太空种子为什么会发生变异呢？依据什么原理？2 2、太空种子发生的变异都是我们需要的吗？为什么？、太空种子发生的变异都是我们需要的吗？为什么？3.3.人工诱变育种有什么优点？人工诱变育种有什么优点？诱变育种诱变育种概念：概念：利用利用物理因素物理因素或或化学因素诱导化学因素诱导生物发生物发生基因突变，然后从变异后代选育新品种。生基因突变，然后从变异后代选育新品种。原理：原理：基因突变基因突变优点：优点：提高变异频率，加速育种进程，提高变异频率，加速育种进程， 创造人们需要的变异类型创造人们需要的变异类型缺点：缺点： 成功率低成功率低, ,方向难控制，有利方向难控制，有利 个体往往不个体往往不 多，需大量处理材料（盲目性）多，需大量处理材料（盲目性）实例：实例：青霉素高产菌株青霉素高产菌株“黑农五号黑农五号”大豆大豆“原丰早原丰早”水稻水稻基因突变基因突变一、定义：一、定义： DNA分子中发生的碱基对的替换、增添和缺失，分子中发生的碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。而引起的基因结构的改变。二、时间及结果二、时间及结果三、原因三、原因 自然突变自然突变 人工诱变：人工诱变：四、特征四、特征 频率低、不定向、随机性、普遍性、大多有害频率低、不定向、随机性、普遍性、大多有害五、意义五、意义 是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了原材料。为生物的进化提供了原材料。六六、人工、人工诱变育种诱变育种物理、化学、生物因素物理、化学、生物因素本节小结DNA DNA复制复制碱基对替换、增添、缺失脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变基因结构改变遗传信息改变产生等位基因差错差错引起内因：碱基变化内因：碱基变化 物理因素物理因素外因外因 化学因素化学因素 生物因素生物因素原因原因实质实质结果结果课课 堂堂 练练 习习1. 一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会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，它出现一朵白花，如果将白花种子种下去，它的后代全部开白花，出现这种现象的原因是的后代全部开白花，出现这种现象的原因是( ） A. 自然杂交自然杂交 B. 自然选择自然选择 C. 基因突变基因突变 D. 基因重组基因重组C2. (10年海南年海南)下图中，基因下图中，基因A与与a1a2a3之间的关系，不能表现的是之间的关系，不能表现的是 ( )A. 基因突变是不定向的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图中基因的遗传遵循自由组合定律Aa1a2a3D在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，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而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是（）（）致使（致使（ )基因基因 基因基因 基因基因某化合物某化合物酶酶酶酶酶酶鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸6. 下图所示某一红色链孢霉合成精氨酸过程：下图所示某一红色链孢霉合成精氨酸过程：如果酶如果酶和酶和酶正常，酶正常，酶活性丧失则能否合成活性丧失则能否合成鸟氨酸和精氨酸鸟氨酸和精氨酸? ( ）原因是（原因是（)基因基因发生突变，酶发生突变，酶缺乏缺乏不能形成精氨酸不能形成精氨酸能合成鸟氨酸不能合成精氨酸能合成鸟氨酸不能合成精氨酸酶酶失活，鸟氨酸不能合成瓜氨酸，因失活，鸟氨酸不能合成瓜氨酸，因此精氨酸的合成缺乏原料。此精氨酸的合成缺乏原料。