教育专题：第1节基因突变和基因重组.ppt
第一节第一节 基因突变基因突变和基因重组和基因重组生物教研组：赵生物教研组：赵 洁洁想一想：上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现想一想：上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象的发生？象的发生？这种变异性状这种变异性状能遗传给子代吗？为什么能遗传给子代吗？为什么?分析：是环境因素引起的分析：是环境因素引起的，自身的遗传物质没有，自身的遗传物质没有改变。改变。甘蓝甘蓝3.5kg3.5kg7kg7kg拉萨拉萨3.5kg3.5kg北京北京资料：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有资料：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有3.5KG，当当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶引种到拉萨后，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。红红花花的的后后代代变变了了蓝蓝紫紫色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表现型表现型基因型基因型环境环境（不可遗传的变异）（不可遗传的变异）诱诱因因（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）讨论：是不是环境因素引起的变异就一定不能遗传呢？基因重组基因重组染色体变异染色体变异基因突变基因突变（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）1将同一品种的番茄分别种在水肥条件不同将同一品种的番茄分别种在水肥条件不同的农田，其果实大小出现很大差异，这种的农田，其果实大小出现很大差异，这种现象称为（现象称为（）A基因突变引起的变异基因突变引起的变异 B基因重组引起的变异基因重组引起的变异C可遗传的变异可遗传的变异 D不可遗传的变异不可遗传的变异一、基因突变一、基因突变基因突变的实例基因突变的实例镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症正常红细胞正常红细胞镰刀型贫血症镰刀型贫血症 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，红细胞受机械损伤而破裂的现象，引起严重贫血而造成死亡。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。探究正常血红蛋白究竟出了什么问题？正常血红蛋白究竟出了什么问题？缬缬氨酸氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸缬缬氨酸氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸1 2 3 4 5 6 7 8（正常血红蛋白）正常血红蛋白）（异常血红蛋白）（异常血红蛋白）CTTCTTGAAGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常GUAGUACATCATGTAGTA突变突变GAAGAA_原因原因 镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由 引起的引起的一种遗传病。一种遗传病。病因：病因：DNADNA分子中碱基对替换分子中碱基对替换根本根本探究第第6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代的根本原因是什么取代的根本原因是什么？分析：分析：A AT TT TA A替换替换直接直接原因原因决决定定谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸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片段片段碱基对的增添、缺碱基对的增添、缺失或替换，改变了失或替换，改变了基因的结构。基因的结构。A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G 探究 DNADNA分子中的碱基对有哪几种变化，从而分子中的碱基对有哪几种变化，从而导致基因结构的改变？导致基因结构的改变？总结：基因突变的概念总结：基因突变的概念nDNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，叫基因突失，而引起的基因结构的改变，叫基因突变变1、(选择填空选择填空)某生物发生了基因突变后某生物发生了基因突变后,基因结构（或遗传信息）基因结构（或遗传信息）；基因数量基因数量 ；性状性状 .(一定不变一定不变;一定改变一定改变;可能改变可能改变)2、血红蛋白基因转录的模板链上的、血红蛋白基因转录的模板链上的CTT变成变成CAT,则结果谷氨酸变成了缬氨酸则结果谷氨酸变成了缬氨酸,那如果那如果CTT突变成了突变成了CTC，其结果如何？，其结果如何？性状不变性状不变一定改变一定改变一定不变一定不变可能改变可能改变 T A G G C G A U C C G C A U A C C GC mRNA碱基对增添碱基对增添A T A C C G C T A T G G C G 异亮氨酸异亮氨酸脯氨酸脯氨酸探究：碱基对增添会导致蛋白质的结构改变吗？探究：碱基对增添会导致蛋白质的结构改变吗？DNA A T C C G C 正常正常异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸探究碱基对的缺失会导致蛋白质的变化吗碱基对的缺失会导致蛋白质的变化吗?A T C C G C T A G G C G 正常正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 A U C C G C 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸 A C C G C 苏氨酸苏氨酸 丙氨酸丙氨酸 A C C G C T G G C G 碱基对缺失碱基对缺失思考思考：1、哪一种基因突变对生物性状的影哪一种基因突变对生物性状的影响最小？响最小？碱基对的替换碱基对的替换2、基因突变不改变生物性状的原因有哪些？、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一种氨基酸可能有几种密码子 显性纯合子突变成杂合子（显性纯合子突变成杂合子（AAAa）等等等等巩固练习巩固练习1(08上海高考上海高考)下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码子）（不考虑终止密码子）A第第6位的位的C被替换为被替换为T B第第9位与第位与第10位之间插入位之间插入1个个TC第第100、101、102位被替换为位被替换为TTT D第第103至至105位被替换为位被替换为1个个TA.A.有丝分裂间期有丝分裂间期B.B.减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期体细胞体细胞可以发生基因突变可以发生基因突变生殖细胞生殖细胞中也可以发生基因突变中也可以发生基因突变（但一般不能传给后代）（但一般不能传给后代）（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）探究基因突变发生的时间？基因突变发生的时间？1 1、“神七神七”带一批种子上天进行育种，你选带一批种子上天进行育种，你选“干干种子种子”还是还是“萌动的种子萌动的种子”？为什么？为什么？DNADNA的复制的复制2 2、DNADNA的复制发生在什么时间？的复制发生在什么时间？分裂间期分裂间期体细胞可以发生基因突体细胞可以发生基因突变吗？变吗？生殖细胞可以发生基因生殖细胞可以发生基因突变吗？突变吗？体细胞发生的基因突变体细胞发生的基因突变可以传给后代吗？可以传给后代吗？生殖细胞发生的基因突生殖细胞发生的基因突变可以传给后代吗？变可以传给后代吗？细菌细菌 无抗药性无抗药性抗药性抗药性棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蝇果蝇 红眼红眼白眼白眼 长翅长翅残翅残翅家鸽家鸽 羽毛白色羽毛白色灰红色灰红色人人 正常色觉正常色觉色盲色盲 正常肤色正常肤色白化病白化病你认为突变有什么特点？你认为突变有什么特点？常见突变性状：常见突变性状：一一 在生物界普遍存在；在生物界普遍存在；讨论与思考讨论与思考短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）玉米白化苗玉米白化苗人类多指人类多指探究 基因突变有何特点？基因突变有何特点？开花结果开花结果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具具根茎叶根茎叶的植株的植株分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵1、基因突变发生在生物个体发育的什么时期？、基因突变发生在生物个体发育的什么时期？任何时期任何时期二二 在生物体内随机发生；在生物体内随机发生；探究 基因突变有何特点？基因突变有何特点？思考思考基基 因因突变率突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因4105果蝇的褐眼基因果蝇的褐眼基因3105玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因110小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人类色盲基因人类色盲基因3105小资料小资料三三 突变率突变率低低；探究 基因突变有何特点？基因突变有何特点？五五 基因突变是基因突变是不定向不定向的的探究 基因突变有何特点？基因突变有何特点？经诱变处理的紫色种子产生的子代种子经诱变处理的紫色种子产生的子代种子经诱变处理的黑色家鼠产生的子代经诱变处理的黑色家鼠产生的子代显性突变显性突变隐性突变隐性突变白化苗白化苗四四 大多数突变是大多数突变是有害有害的的白化病白化病为为什什么么呢呢？任何一种生物都是长期进化过程的产任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们物，它们 与环境取得了高度的协调。与环境取得了高度的协调。探究 基因突变有何特点？基因突变有何特点？引起基因突变的因素有哪些？引起基因突变的因素有哪些？物理因素：物理因素：X X射线射线 激光等激光等化学因素：亚硝酸化学因素：亚硝酸 碱基类似物、碱基类似物、烟碱、秋水仙素、黄曲霉毒素等烟碱、秋水仙素、黄曲霉毒素等生物因素：病毒生物因素：病毒 某些细菌等某些细菌等1基因突变的结果是什么？新的基因产基因突变的结果是什么？新的基因产生的新性状对生物的生存是都有利吗？生的新性状对生物的生存是都有利吗？自然环境会选择哪些个体生存下来？自然环境会选择哪些个体生存下来？思考：思考：基因突变的意义基因突变的意义基因突变是新基因产生的途径，是生物基因突变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变异的根本来源，为生物的进化提供了原材料。原材料。产生了新基因产生了新基因;有利变异有利变异取决于环境取决于环境;n2(08广东高考广东高考)有关基因突变的叙述，正有关基因突变的叙述，正确的是确的是 ()A不同基因突变的频率是相同的不同基因突变的频率是相同的 B基因突变的方向是由环境决定的基因突变的方向是由环境决定的 C一个基因可以向多个方向突变一个基因可以向多个方向突变 D细细胞分裂的中期不发生基因突变胞分裂的中期不发生基因突变2 2、将、将F F2 2中的黄色皱粒豌豆种植下去，子代中会有中的黄色皱粒豌豆种植下去，子代中会有黄色黄色皱粒豌豆吗？为什么？皱粒豌豆吗？为什么？思考：思考：1 1、子二代中与亲本表现型不同的个体有、子二代中与亲本表现型不同的个体有 和和 。自身的遗传物质发生了改变自身的遗传物质发生了改变绿色圆粒绿色圆粒黄色皱粒黄色皱粒有性生殖有性生殖基因重组基因重组概念概念基因重组是通过基因重组是通过 过程实现的过程实现的方式方式在生物体进行有性生殖的过程中在生物体进行有性生殖的过程中,控制控制不同性状的基因的重新组合不同性状的基因的重新组合.、非同源染色体上的非等位基因自由组合、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、同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换非同源染色体上的非同源染色体上的 非等位基因自由组合非等位基因自由组合BaAbaBAb同源染色体的非姐妹染色单体同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换之间的局部交换AaAaBbAabBAaBb思考思考:人的体细胞中有人的体细胞中有23对染色体对染色体,请你请你计算计算,一位父亲可能产生多少种染色体不一位父亲可能产生多少种染色体不同的精子同的精子,一位母亲可能产生多少种染色一位母亲可能产生多少种染色体组成不同的卵细胞体组成不同的卵细胞?都大于都大于2 22323思考思考:你能从基因重组的角度解释你能从基因重组的角度解释人群中个体性状的多种多样吗人群中个体性状的多种多样吗?n由于减数分裂形成的配子由于减数分裂形成的配子,染色体组成染色体组成具有多样性具有多样性,导致不同配子遗传物质的导致不同配子遗传物质的差异差异,加上受精过程中卵细胞和精子的加上受精过程中卵细胞和精子的结合的随机性结合的随机性,同一双亲的后代必然呈同一双亲的后代必然呈现多样性现多样性.通过有性生殖过程实现的基因通过有性生殖过程实现的基因通过有性生殖过程实现的基因通过有性生殖过程实现的基因重组重组重组重组,为为为为生物变异生物变异生物变异生物变异提供了极其丰富的提供了极其丰富的提供了极其丰富的提供了极其丰富的来源来源来源来源.这是形成这是形成这是形成这是形成生物多样性生物多样性生物多样性生物多样性的重要原的重要原的重要原的重要原因之一因之一因之一因之一,对于对于对于对于生物进化生物进化生物进化生物进化具有十分重要具有十分重要具有十分重要具有十分重要的意义的意义的意义的意义.意义意义1（08宁夏）以下有关基因重组的叙述，错误的宁夏）以下有关基因重组的叙述，错误的是（是（）A非同源染色体的自由组合能导致基因重组非同源染色体的自由组合能导致基因重组 B非姊妹染色单体的交换可引起基因重组非姊妹染色单体的交换可引起基因重组C纯合体自交因基因重组导致子代性状分离纯合体自交因基因重组导致子代性状分离 D同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关思考思考:RNA病毒的突变频率往往比病毒的突变频率往往比DNA病毒的突变频率高病毒的突变频率高,为什么为什么?n RNA病毒遗传物质是病毒遗传物质是RNA,RNA是单链是单链,结构不稳定结构不稳定,易发生基因突变易发生基因突变.
