基因突变和基因重组(公开课)教学资料.ppt

碱基互补配对可以(ky)保证：遗传信息的精确传递子代(zdi)与亲代之间的相似性。遗传旧知识旧知识(zh shi)回顾：回顾：第一页，共34页。生物界中的变异生物界中的变异(biny)现象现象第二页，共34页。什么叫什么叫“生物生物(shngw)的的变异变异”？生物体亲代和子代生物体亲代和子代(zdi)之间之间以及子代以及子代(zdi)个体之间性状个体之间性状的差异性。的差异性。变异是否变异是否(sh fu)都都能遗传？能遗传？第三页，共34页。两只青蛙相爱了两只青蛙相爱了,结婚后生了一只癞蛤蟆结婚后生了一只癞蛤蟆,公青蛙见状大怒说公青蛙见状大怒说:贱人贱人,怎么回事怎么回事?母青蛙哭着说母青蛙哭着说:他爹他爹,认识认识(rn shi)你之你之前我整过容前我整过容.为什么这种变异为什么这种变异(biny)性状不能遗传给子代？性状不能遗传给子代？分析分析(fnx)：是环境因素引起的是环境因素引起的，自身的遗传，自身的遗传物质没有改变。物质没有改变。例例1 1：第四页，共34页。红红花花(hn hu)的的后后代代变变成成了了蓝蓝紫紫色色上述上述(shngsh)(shngsh)变异性状的后代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？遗传物质发生遗传物质发生(fshng)(fshng)了改变。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例例2 2：第五页，共34页。表现型表现型基因型基因型环境环境（不遗传（不遗传(ychun)的变异）的变异）（改变（改变(gibin)）（改变（改变(gibin)）（改变）（改变）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（遗传物质未发生改变）（遗传物质未发生改变）（遗传物质发生改变）（遗传物质发生改变）（可遗传的变异）（可遗传的变异）变异是否都能遗传？变异是否都能遗传？否否第六页，共34页。基因突变基因突变(j yn t(j yn t bin)bin)生物生物(shngw)(shngw)的变异的变异不可不可(bk)(bk)遗传的变遗传的变异异可遗传的变异可遗传的变异 基因重组基因重组染色体变异染色体变异生物变异类型判断关键生物变异类型判断关键:遗传物质是否改变遗传物质是否改变第七页，共34页。我帅我帅呆！呆！哼哼基因突变基因突变(j yn t bin)(j yn t bin)第八页，共34页。资资料料：1910年年，一一个个黑黑人人青青年年到到医医院院看看病病，检检查查发发现现他他患患的的是是当当时时人人们们尚尚未未认认识识的的一一种种特特殊殊的的贫贫血血症症，他他的的红红细细胞胞不不是是正正常常的的圆圆饼饼状状，而而是是弯弯曲曲的的镰镰刀刀状状，人人们们称称这这种种病病为为镰镰刀刀型型细细胞胞贫贫血血症症。这这种种病病患患者者一一旦旦缺缺氧氧，红红细细胞胞变变成成长长镰镰刀刀型型。病病重重时时，红红细细胞胞受受机机械械损损伤伤而而破破裂裂的的现象，引起严重贫血而造成现象，引起严重贫血而造成(zo chn)死亡。死亡。一、基因突变一、基因突变(j yn t bin)的实例的实例第九页，共34页。1956 1956年，英国科学家英格拉姆发现年，英国科学家英格拉姆发现患者患者(hunzh)(hunzh)血红蛋白的肽链上，有血红蛋白的肽链上，有一处的谷氨酸被缬氨酸取代。一处的谷氨酸被缬氨酸取代。第十页，共34页。CTTGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸血红蛋白血红蛋白正常正常(zhngchng)(zhngchng)异常异常(ychng)(ychng)GUACATGTA突变突变GAA 直接直接(zhji)(zhji)原因原因（氨基酸的替（氨基酸的替换）换）根本原因根本原因 镰刀型细胞贫血症病因：镰刀型细胞贫血症病因：（DNADNA分子中碱基分子中碱基对的替换对的替换）控制合成血红蛋白分子的DNA分子一个碱基对发生替换（AT替换为TA）导致基因结构的改变，从而引起所编码的血红蛋白的改变。第十一页，共34页。替换替换(t hun)增添增添(zngtin)缺失缺失(qu sh)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 基因（基因（DNA片段）片段）A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G 思考：除了碱基对的替换以外思考：除了碱基对的替换以外,还有什么情况可还有什么情况可能导致基因结构的改变？能导致基因结构的改变？第十二页，共34页。DNA DNA分子中发生分子中发生(fshng)(fshng)碱基对的替换、增添和缺碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。失，而引起的基因结构的改变。增增添添缺缺失失替替换换二、基因突变二、基因突变(j yn t bin)的概念的概念第十三页，共34页。1 1、哪一种基因突变对生物性状、哪一种基因突变对生物性状(xngzhung)(xngzhung)的影响最小？的影响最小？思考思考(sko)(sko)：碱基对的替换碱基对的替换(t hun)2 2、基因突变形成的性状能否遗传？怎样遗传？、基因突变形成的性状能否遗传？怎样遗传？三、基因突变的时期三、基因突变的时期DNADNA复制复制时期时期有丝分裂的有丝分裂的间期间期减数第一次分裂减数第一次分裂间期间期如果基因突变发生在如果基因突变发生在体细胞体细胞进行有丝分裂的间期，进行有丝分裂的间期，如果基因突变发生在如果基因突变发生在减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期，【植物体细胞无性繁殖例外植物体细胞无性繁殖例外】一般只影响当代，一般只影响当代，不能遗传不能遗传阅读阅读P81则将遵循遗传规律则将遵循遗传规律随配子传递给后代随配子传递给后代第十四页，共34页。基因突变基因突变(j yn t bin)(j yn t bin)是如何产生的呢？是如何产生的呢？X X射线照射射线照射(zhosh)(zhosh)X X射线、紫外线等射线、紫外线等易诱发易诱发(yuf)(yuf)基因突变的因素基因突变的因素物理因素物理因素亚硝酸、碱基类似物等亚硝酸、碱基类似物等化学因素化学因素病毒、某些细菌等病毒、某些细菌等生物因素生物因素四、基因突变的原因四、基因突变的原因第十五页，共34页。夏季夏季(xij)涂抹防晒霜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不喝反复烧开的水物理物理(wl)因因素素物理物理(wl)因因素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以下情况是减少哪种因素，从而防止细胞基因以下情况是减少哪种因素，从而防止细胞基因突变？突变？接种乙肝疫苗接种乙肝疫苗生物因素生物因素第十六页，共34页。AA AaAaa aaA一个一个(y)基因突变后产生的是它的等位基因基因突变后产生的是它的等位基因A a隐性突变隐性突变a A显性突变显性突变不改变染色体上基因不改变染色体上基因(jyn)的数量和位置的数量和位置五、基因突变五、基因突变(j yn t bin)的结果的结果第十七页，共34页。细菌细菌(xjn)(xjn)无抗药性无抗药性 抗药性抗药性常见常见(chn jin)突变性突变性状：状：普遍性在生物界普遍存在玉米白化苗玉米白化苗人类人类(rnli)多多指指短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）六、基因突变的特点六、基因突变的特点第十八页，共34页。胚胚幼苗幼苗分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵随机(su j)性基因突变是随机(su j)发生的花芽在分化时发生花芽在分化时发生(fshng)(fshng)基因突变基因突变可以发生在个体发育的任何(rnh)时期；可以发生在细胞内任何DNA分子上；可以发生在DNA分子的任何部位第十九页，共34页。不定向(dn xin)性基因突变是不定向(dn xin)的基因突变基因突变(j yn t bin)(j yn t bin)的紫色种子产生的子代的紫色种子产生的子代种子（白，红）种子（白，红）如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A突变突变A1(黄毛黄毛)A2(黑毛黑毛)【突变的方向与环境也没有(mi yu)明确因果关系】第二十页，共34页。基 因突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210果蝇的白眼基因4105果蝇的褐眼基因3105玉米的皱缩基因110小鼠的白化基因1105人类色盲基因3105自然状态(zhungti)下，基因突变的频率很低低频性第二十一页，共34页。白化苗白化苗大多数突变(tbin)是有害的多害少利性白化病白化病 所有生物所有生物(shngw)都是长期进化过程的产物，都是长期进化过程的产物，基因突变可能破坏生物基因突变可能破坏生物(shngw)与现有环境的与现有环境的协调关系。协调关系。第二十二页，共34页。畸畸形形(jxng)的的雏雏鸭鸭人人类类(rnli)的的多多指指人人类类(rnli)的的并并指指镰镰刀刀形形红红细细胞胞有害的基因突变有害的基因突变第二十三页，共34页。有利有利(yul)的基因突变的基因突变诱变处理得到诱变处理得到(d do)(d do)的高的高产量青霉菌株产量青霉菌株太空太空(tikng)南瓜南瓜第二十四页，共34页。自然界的物种自然界的物种(wzhng)(wzhng)中广中广泛存在泛存在可发生可发生(fshng)(fshng)在任何在任何时期时期多害少利性：多害少利性：(打破打破(d p)(d p)对环境的适应性对环境的适应性)普遍性普遍性:随机性随机性:不定向性：不定向性：1 1个基因可以突变成个基因可以突变成1 1个以上的等位基因个以上的等位基因 低频性：低频性：自然状态下突变率低自然状态下突变率低:基因突变的特点基因突变的特点 既然自然条件下基因突变率很低，而且大多数对生物体是有害的，那基因突变有什么意义呢？第二十五页，共34页。七、基因突变七、基因突变(j yn t bin)的意义的意义 虽然每个基因(jyn)的突变率很低，但每个种群有很多个体，每个个体有很多基因(jyn)，所以突变的基因(jyn)总数很大。产生新基因(jyn)的途径生物进化的原始材料生物变异的根本来源基因基因新基因（等位基因）新基因（等位基因）基因型（改变）基因型（改变）表现型（改变）表现型（改变）引发生物变异引发生物变异 第二十六页，共34页。这这种种说说法法不不正正确确。对对于于生生物物个个体体而而言言，发发生生自自然然突突变变的的频频率率是是很很低低的的。但但一一个个物物种种是是由由很很多多个个体体组组成成，且且经经漫漫长长的的进进化化(jnhu)历历程程中中产产生生的的突突变变还还是是很很多多的的，其其中中有有不不少少突突变变是是有有利利突突变变，对对生生物物的的进进化化(jnhu)有有重重要要的的意意义义。因因此此，基基因因突突变变能能够够为为生生物物进化进化(jnhu)提供原材料。提供原材料。P82P82：批判性思维：批判性思维(swi)(swi)第二十七页，共34页。2.下列有关基因突变的说法，不正确的是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，是生物变异的基因突变可产生新的基因，是生物变异的 主要主要(zhyo)来源来源BC1.一种植物在正常情况下只开红花一种植物在正常情况下只开红花(hn hu)，但偶，但偶然会出现一朵白花，如果将白花种子种下去，它然会出现一朵白花，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.基因重组基因重组第二十八页，共34页。3.下图中，基因下图中，基因A与与a1a2a3之间的之间的 关系关系(gun x)，不能表现的是，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.图中基因的遗传图中基因的遗传(ychun)遵循自由组遵循自由组合定律合定律Aa1a2a3D第二十九页，共34页。“一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样”这种差异这种差异(chy)怎么造成的？怎么造成的？基因基因(jyn)重组重组第三十页，共34页。在生物体进行有性生殖的过程在生物体进行有性生殖的过程(guchng)(guchng)中，控制不同性状的基因的重新组合。中，控制不同性状的基因的重新组合。一、基因重组一、基因重组(zhn z)的概念的概念 生物体减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由生物体减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合，形成多种类型的配子，雌雄组合，非等位基因也自由组合，形成多种类型的配子，雌雄配子受精形成的受精卵就具有与亲代不同配子受精形成的受精卵就具有与亲代不同(b tn)(b tn)的基因的基因型，从而使个体出现差异。型，从而使个体出现差异。第三十一页，共34页。类型类型 自由自由(zyu)组合型组合型 减数第一次分裂后期，非同源染色体上的减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由非等位基因自由(zyu)组合组合A Aa ab bB BA Aa aB Bb bAb和和aBAB和和ab二、基因二、基因(jyn)重组的重组的类型类型第三十二页，共34页。33A AabBAaBb 类型类型：交叉互换型：交叉互换型 发生在四分体时期，同源发生在四分体时期，同源(tn yun)(tn yun)染色体非姐妹染色体非姐妹染色单体之间交换片段。染色单体之间交换片段。第三十三页，共34页。是生物是生物(shngw)变异的来源之一变异的来源之一是生物是生物(shngw)多样性的来源之一多样性的来源之一对对生生物物(shngw)的的进进化化具具有有重重要要的的意义意义四、基因重组四、基因重组(zhn z)的意义的意义基因基因(jyn)(jyn)重组中有无新的基因重组中有无新的基因(jyn)(jyn)产生？产生？思考思考第三十四页，共34页。