5.1基因突变和基因重组课件 高一生物人教版必修二.pptx

第5章 基因突变及其他变异航天育种成果土壤贫瘠土壤肥沃在太空培育的品种与原来物种发生了很大变化，在肥沃和贫瘠的土壤中生长的同一品种的小麦也不相同这两种情况下的变异实质一样吗？都可遗传吗？表型基因型环境（不可遗传的变异）诱因（改变）（改变）（改变）基因重组染色体变异基因突变（遗传物质未发生改变）（遗传物质发生改变）（可遗传的变异）u变异及类型生物变异类型判断关键：遗传物质是否改变 第1节基因突变和基因重组实例实例1：镰状细胞贫血：镰状细胞贫血（1）镰状细胞贫血症的危害 正常红细胞：中央微凹的圆饼状 镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的镰刀状。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡基因突变的实例（2 2）病因分析）病因分析缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 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-缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 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）思考：为什么谷氨酸会被缬氨酸取代思考：为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？呢？基因突变的实例镰状细胞贫血形成的镰状细胞贫血形成的原因原因右右图是镰状细胞贫血病因的图是镰状细胞贫血病因的图解，请图解，请你你解释一下解释一下病因病因。想一想这种疾病能否遗传？想一想这种疾病能否遗传？怎样遗传怎样遗传？T TA AU UA A 这种疾病能够遗传，是亲代通过生殖过程把基因传给子代的。编码血红蛋白基因的碱基个别替换，导致基因的改变，从而引起所编码的蛋白质的改变。镰状细胞贫血症的原因直直接接原原因因：血红蛋白异常（组成血红蛋白分子的肽链上，发生了氨基酸的替换，谷氨酸被缬氨酸取代）。根本原因根本原因：基因突变，碱基对由T/A替换成A/T。归纳：回忆囊性纤维病及圆粒豌豆和皱粒豌豆产生差异的根本原因囊性纤维病产生差异的根本原因 CFTR基因缺失三个碱基圆粒豌豆和皱粒豌豆产生差异的根本原因 皱粒豌豆的DAN中插入一段外来的碱基片段上述产生的变异是上述产生的变异是 DNADNA分子中发生分子中发生碱基的替换、碱基的替换、增添或缺失增添或缺失，从而从而引起引起的的基因碱基序列基因碱基序列的的改变，我们称之为基因突变。改变，我们称之为基因突变。基因突变的概念基因突变的概念实例实例2：细胞的癌变：细胞的癌变（1）癌细胞的特征）癌细胞的特征能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移，等等。（2）细胞癌变的机理）细胞癌变的机理基因突变的实例细胞癌变的根本原因：原癌基因和抑癌基因多次基因突变积累的结果。细胞癌变的根本原因：原癌基因和抑癌基因多次基因突变积累的结果。1、原癌基因原癌基因原癌基因原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需细胞正常的生长和增殖所必需细胞正常的生长和增殖所必需细胞正常的生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变引起细胞癌变引起细胞癌变引起细胞癌变。2、抑癌基因抑癌基因抑癌基因抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖抑制细胞的生长和增殖抑制细胞的生长和增殖抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡促进细胞凋亡促进细胞凋亡促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。3、癌症的发生并不是单一基因突变癌症的发生并不是单一基因突变，至少在一个细胞中发生，至少在一个细胞中发生5 56 6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征。（原癌基因和抑个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征。（原癌基因和抑癌基因都是一类基因，不是一个基因）癌基因都是一类基因，不是一个基因）原癌基因和抑癌基因物理因素：物理因素：化学因素化学因素：生物因素生物因素：如如X X射线、射线、射线、紫外线、激光等。射线、紫外线、激光等。亚硝酸、碱基类似物，硫酸二乙亚硝酸、碱基类似物，硫酸二乙酯，酯，秋水仙素等秋水仙素等包括病毒和某些细菌等。包括病毒和某些细菌等。外外因因内因：内因：DNADNA分子复制偶尔发生错误分子复制偶尔发生错误基因突变的原因自发突变诱发突变白眼果蝇白眼果蝇白化苗白化苗 白白色色皮皮毛毛牛牛犊犊短腿安康羊短腿安康羊（中）（中）(1)普遍性：基因突变在生物界是普遍存在基因突变在生物界是普遍存在的。（的。（有性生殖、无性生殖的生物及病毒都可发生基因突变）基因突变的特点灰色白色黑色黄色(2)随机性：发生时间：发生时间：生物个体发育的任何时期生物个体发育的任何时期均可发生。均可发生。发生部位：发生部位：任何细胞的任何任何细胞的任何DNADNA分子的任分子的任何部位。何部位。(3)不定向性：一一个基因可以发生不同的突变，个基因可以发生不同的突变，产生一个以产生一个以上的等位基因上的等位基因；大多数基因突变对生物体是有害的，只有大多数基因突变对生物体是有害的，只有少数是有利的，少数是有利的，有些既无害也无益。有些既无害也无益。基因突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210210-6-6玉米的皱缩基因110110-6-6小鼠的白化基因110110-5-5人类色盲基因310310-5-5(4)低频性：自然状态下，基因突变频自然状态下，基因突变频率很低。率很低。(5)多害少利性：.新基因产生的途径新基因产生的途径.生物变异的根本来源生物变异的根本来源.生物进化的原始材料生物进化的原始材料产生新基因产生新基因形成新性状形成新性状生物进化的生物进化的原始材料原始材料基因突基因突变变生物变异的生物变异的根本根本来源来源基因突变的意义1.1.概念概念:在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的自由组合。2.2.类型类型:基因的自由组合基因的自由组合:基因的交叉互换基因的交叉互换:非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换.(交叉互换)(减减I I后期）后期）(减减I I前期）前期）转基因（转基因（DNADNA重组技术）重组技术）“一母生九子（仔），九子各不同”这种差异怎么造成的？基因重组3.3.意义意义:基因重组是是生物变异生物变异的的来源之一来源之一，是形成，是形成生物多样性的重要原因生物多样性的重要原因，对生物的，对生物的进化进化也具也具有重要的意义。有重要的意义。4.4.结果结果:基因重组是原有基因的重新组合，只能产生新的基因重组是原有基因的重新组合，只能产生新的基因型基因型和和重组性状重组性状，不能不能产生产生新基因新基因。基因突变基因突变为什么能改变生物的性状为什么能改变生物的性状？教材开发及拓展1.AA1.AA突变成突变成Aa,Aa,不不改变生物的性状。改变生物的性状。2.2.密码子的具有密码子的具有简简并性并性，基因突变后，基因突变后未改变蛋白质中氨未改变蛋白质中氨基酸的序列。基酸的序列。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？基因突变基因突变对一定对一定会遗传给后代吗会遗传给后代吗?1 1.基因突变发生在基因突变发生在配子可遗传给后代。配子可遗传给后代。2 2.基因突变发生基因突变发生在在体细胞一般不能遗体细胞一般不能遗传，但植物可通过传，但植物可通过无性生殖遗传给后无性生殖遗传给后代。代。基因突变、基因重组发生的时间基因突变、基因重组发生的时间基因突变一般发生在细胞分裂前的间期即基因突变一般发生在细胞分裂前的间期即DANDAN的的复制时，基因重组只能在减数分裂过程且原核细复制时，基因重组只能在减数分裂过程且原核细胞、病毒不能发生基因重组胞、病毒不能发生基因重组类型影响范围对氨基酸序列的影响替换小改变一个氨基酸或不改变增添大插入位置前的序列不受影响，一般影响插入位置后的序列缺失大缺失位置前的序列不受影响，一般影响缺失位置后的序列基因突变对基因突变对氨基酸序列的影响的影响1、细胞发生癌变人体一定患癌症吗？2、基因重组能否产生新基因？能产生新的基因型吗？3、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？不一定 人体有免疫功能，可及时监控和清除发生癌变的细胞不能能减数分裂形成的配子,染色体组成具有多样性,导致不同配子遗传物质的差异；受精过程中卵细胞和精子的结合的随机性；u思考*讨论判一判：1、任何生物都有可能发生基因突变2、DAN分子的不同部位都有可能发生基因突变，体现了基因突变的不定向性3、发生基因突变DAN的碱基序列一定发生改变，DAN的碱基序列发生改变不一定发生基因突变。4、基因突变不一定产生等位基因（）（）（）（）