《基因突变和基因重组》课件(新人教版必修2).ppt

表现型表现型基因型基因型 +环境条件环境条件（改变改变）（改变改变）（改变）（改变）复习复习:表现型与基因型的关系表现型与基因型的关系引入引入:生物体遗传性状的改变就生物体遗传性状的改变就是生物的变异是生物的变异 普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中，普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中，给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱满的种子，但是满的种子，但是再把这些种子种下去结出再把这些种子种下去结出的仍就是普通的种子的仍就是普通的种子 不可遗传的变异不可遗传的变异 太太空空椒椒（经经过过太太空空遨遨游游，也也就就是是经经过过辐辐射射的的）和和普普通通椒椒相相比比，太太空空椒椒具具有有明明显显的的优优势势，果果实实肥肥大大，把把其其种种下下去去后后结出的仍是太空椒结出的仍是太空椒可遗传的变异可遗传的变异变异的变异的类型类型遗传的变异：遗传的变异：不遗传的变异：不遗传的变异：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，遗传物质没仅仅由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。有改变，不能进一步遗传给后代。生物变异的类型生物变异的类型 1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。医病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。医生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病人无效。生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病人无效。对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀状细胞贫的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀状细胞贫血症。血症。一、基因突变一、基因突变(一一)基因突变的实例基因突变的实例为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？随着分子遗传学的崛起，已经查明随着分子遗传学的崛起，已经查明DNA分子中的一组碱基由分子中的一组碱基由CTT变成变成CAT。1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀年，英国科学家英格拉姆发现镰刀状细胞贫血症患者血红蛋白氨基酸序列中第状细胞贫血症患者血红蛋白氨基酸序列中第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。正常正常异常异常脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 思考与讨论思考与讨论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_原因原因 镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由_引起的一种遗传引起的一种遗传病，是由于基因的病，是由于基因的_发生了改变产生的。发生了改变产生的。病因：病因：基因突变基因突变结构结构根本根本直接直接相应性状的改变相应性状的改变相应蛋白质的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变相应氨基酸的改变mRNAmRNA分子中的碱基发生变化分子中的碱基发生变化DNADNA分子中的碱基对发生变化分子中的碱基对发生变化具体变化过程具体变化过程:这种变化可否遗传这种变化可否遗传?如何遗传？如何遗传？可以遗传可以遗传突变后的突变后的DNADNA分分子复制子复制,通过减通过减数分裂形成带有数分裂形成带有突变基因的生殖突变基因的生殖细胞细胞,并将突变并将突变基因传给下一代基因传给下一代.增增添添缺缺失失替替换换DNADNA分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的 、和和 ，而引起的而引起的 的改变。的改变。增添增添缺失缺失替换替换基因结构基因结构（一）基因突变的概念：（一）基因突变的概念：(二二)基因突变发生的时间？基因突变发生的时间？细胞周期中的分裂间期细胞周期中的分裂间期A.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生殖细胞生殖细胞中可以发生基因突变中可以发生基因突变（但一般不能传给后代）（但一般不能传给后代）中也可以发生基因突变中也可以发生基因突变（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）(三)基因突变的原因原因：原因：1、诱发突变：提高突变频率、诱发突变：提高突变频率物理因素：紫外线、物理因素：紫外线、X射线损伤射线损伤DNA化学因素：亚硝酸、碱基类似物改变碱基化学因素：亚硝酸、碱基类似物改变碱基生物因素：某些病毒的遗传物质影响宿主细胞的生物因素：某些病毒的遗传物质影响宿主细胞的DNA2、自然突变：、自然突变：DNA复制发生错误复制发生错误 碱基组成发生改变碱基组成发生改变(四)基因突变的特点棉花棉花 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 正常手指正常手指多指多指 正常肤色正常肤色白化病白化病一一 、在生物界、在生物界普遍存在普遍存在；常见突变性状：常见突变性状：以植物的个体发育为例：以植物的个体发育为例：开花结果开花结果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶具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 在生物体内在生物体内随机随机发生；发生；三、三、基因突变是基因突变是不定向不定向的的基基 因因突变率突变率大肠杆菌组氨酸缺陷大肠杆菌组氨酸缺陷型基因型基因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小资料小资料四、四、突变率突变率低低；白化苗白化苗五、大多数突变是五、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。(五)基因突变的特点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 普遍性普遍性:随机性随机性:低频性低频性:多害少利性：多害少利性：一个基因可以产生一个以上的等位基因一个基因可以产生一个以上的等位基因 不定向性：不定向性：思考：思考：1基因突变能产生新的基因吗？基因突变能产生新的基因吗？2这些新的基因产生的新性状对生物的生存这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什么意义（有利还是有害）有什么意义（有利还是有害）?3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？4基因突变对生物的进化有何意义？基因突变对生物的进化有何意义？(六)基因突变的意义意义：意义：基因突变是新基因产生的途径，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。“一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样”，这种个，这种个体的差异，主要是什么原因产生的体的差异，主要是什么原因产生的?基因重组基因重组二、基因重组二、基因重组1 1、概念、概念:在生物进行在生物进行有性生殖过程有性生殖过程中中,控制不同控制不同性状的基因的自由组合性状的基因的自由组合.2 2、类型、类型:基因自由组合基因自由组合:基因互换基因互换:非同源染色体上的非等位基因的非同源染色体上的非等位基因的自由组合自由组合同源染色体上的非姐妹染色体之间同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换发生局部互换.后一页后一页基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？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AabBAaBbAb和和aBAB和和ab上一页上一页AabBAaBb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上一页上一页3 3、意义、意义:是生物变异重要来源，是生物变异重要来源，生物多样性的重要原因之一生物多样性的重要原因之一，对生物进化有重要意义。对生物进化有重要意义。基因重组基因重组基因突变和重组引起的变异有什么区别基因突变和重组引起的变异有什么区别?1 1基因突变：基因突变：基因基因_改变，它改变，它_新的基因新的基因 发生时期：发生时期：_ 特点：特点：普遍性、普遍性、随机性、随机性、_、多害少利性、多害少利性、不定向性。不定向性。2 2基因重组：基因重组：控制不同性状的控制不同性状的_，_新基因，可新基因，可形成新的形成新的_。发生时期：发生时期：_ 特点：特点：_内部结构内部结构能产生能产生细胞分裂间期（细胞分裂间期（DNADNA复制时）复制时）突变率低突变率低基因重新组合基因重新组合不产生不产生基因型基因型有性生殖过程中有性生殖过程中(减数分裂减数分裂)非常普遍非常普遍有性生殖中非常普遍有性生殖中非常普遍突变频率低，但普遍存在突变频率低，但普遍存在发生发生可能可能生物变异的来源之一，对生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义生物进化有重要意义生物变异的根本来源，生物生物变异的根本来源，生物进化的原始材料进化的原始材料意义意义有性生殖过程中进行减数有性生殖过程中进行减数分裂形成配子分裂形成配子外界环境条件的变化和内外界环境条件的变化和内部因素的相互作用部因素的相互作用条件条件减减后期，非同源染色体上后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合；的非等位基因自由组合；减减前期，同源染色体的非前期，同源染色体的非姐妹染色单体的交换重组。姐妹染色单体的交换重组。可发生在生物个体发育的任可发生在生物个体发育的任何阶段何阶段,一般在细胞分裂的间一般在细胞分裂的间期。包括碱基对的替换、增期。包括碱基对的替换、增添和缺失。添和缺失。发生时间发生时间及原因及原因不产生新基因，而是不同基不产生新基因，而是不同基因的重新组合，产生新的基因的重新组合，产生新的基因型因型基因的分子结构发生改变，基因的分子结构发生改变，产生新的基因，出现了新的产生新的基因，出现了新的性状性状本质本质基因重组基因重组基因突变基因突变1 1、在一个、在一个DNADNA分子中如果插入了一个碱基对，则分子中如果插入了一个碱基对，则 A.A.不能转录不能转录 B.B.不能翻译不能翻译 C.C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变在转录时造成插入点以后的遗传密码改变2 2、若某基因原为、若某基因原为303303对碱基，现经过突变，成为对碱基，现经过突变，成为300300个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合个碱基对，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，差异可能为成的蛋白质分子相比较，差异可能为 A A只相差一个氨基酸，其他顺序不变只相差一个氨基酸，其他顺序不变 B B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变 C C长度不变，但顺序改变长度不变，但顺序改变 D DA A、B B都有可能都有可能DD精典例题精典例题3 3、人类能遗传给后代的基因突变常发生在、人类能遗传给后代的基因突变常发生在 A.A.减数第一次分裂减数第一次分裂 B.B.四分体时期四分体时期 C.C.减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期 D.D.有丝分裂间期有丝分裂间期C精典例题精典例题4.4.诱发突变与自然突变相比，正确的是诱发突变与自然突变相比，正确的是 A A都是有利的都是有利的 B B都是定向的都是定向的 C C都是隐性突变都是隐性突变 D D诱发突变率高诱发突变率高D精典例题精典例题1 1、生物变异的根本来源是、生物变异的根本来源是 A A基因重组基因重组 B B染色体数目变异染色体数目变异 C C染色体结构变异染色体结构变异D D基因突变基因突变2 2、基因重组发生在、基因重组发生在 A A减数分裂形成配子的过程中减数分裂形成配子的过程中 B B受精作用形成受精卵的过程中受精作用形成受精卵的过程中 C C有丝分裂形成子细胞的过程中有丝分裂形成子细胞的过程中 D D通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中小试牛刀小试牛刀DA3 3、某自花传粉植物连续几代开红花，一、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，白花的后代全开白花，次开出一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是其原因是 A A基因突变基因突变 B B基因重组基因重组 C C基因分离基因分离 D D环境影响环境影响A4 4、上眼睑下垂是一种显性遗传病、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患某一男性患者者,其父母正常，请判断这人性状最可能是其父母正常，请判断这人性状最可能是 A.A.伴性遗传伴性遗传 B.B.常染色体遗传常染色体遗传 C.C.基因突变基因突变 D.D.基因重组基因重组C5.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输给一个血型相同的正常人输给一个血型相同的正常人,将使正常人将使正常人B A、基因产生突变基因产生突变,使此人患病使此人患病 B、无基因突变、无基因突变,性状不遗传给此人性状不遗传给此人 C、基因重组、基因重组,将病遗传给此人将病遗传给此人 D、无基因突变、无基因突变,此人无病此人无病,其后代患病其后代患病7 7、生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生物、生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源于丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源于 A.A.基因重组基因重组 B.B.基因突变基因突变 C.C.染色体变异染色体变异 D.D.环境变化环境变化A6 6、若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变、若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变 异主要来自异主要来自 A.A.基因突变基因突变 B.B.基因重组基因重组 C.C.环境影响环境影响 D.D.染色体变异染色体变异B