云南孰山彝族自治县高中生物第五章基因突变及其他变异5.1基因突变和基因重组课件新人教版必修2.ppt

第第1节基因突变和基因重组节基因突变和基因重组第五章第五章一、基因突变的原因、特点和意义一、基因突变的原因、特点和意义1 1、原因：、原因：种类种类举例举例外因外因_因素因素_、X射线等射线等_因素因素亚硝酸、碱基类似物等亚硝酸、碱基类似物等生物因素生物因素_等等内因内因_偶尔发生错误偶尔发生错误DNA的碱基组成发生改变的碱基组成发生改变物理物理紫外线紫外线化学化学某些病毒某些病毒DNA分子复制分子复制2、特点（连线）、特点（连线）普遍性普遍性 a、可向不同的方向发生突、可向不同的方向发生突变、产生一个以上的等位基因变、产生一个以上的等位基因随机性随机性b、基因突变的频率是很低的、基因突变的频率是很低的不定向性不定向性 c、基因突变大多是有害的、基因突变大多是有害的低频性低频性 d、在任何时期、任何细胞和任何、在任何时期、任何细胞和任何DNA分子上都可发生分子上都可发生多害少利性多害少利性 e、各种生物都可发生、各种生物都可发生二、基因重组二、基因重组1、概念：、概念：（1）发生过程：生物体进行）发生过程：生物体进行_的过程中。的过程中。（2）实质：控制）实质：控制_的基因的重新组合。的基因的重新组合。有性生殖有性生殖 不同性状不同性状 类型类型时期时期发生范围发生范围自由组合自由组合型型_染色体上的染色体上的_基基因因交叉互换交叉互换型型_同源染色体上的同源染色体上的_随随_ _的交换而交换的交换而交换减数第一次减数第一次分裂后期分裂后期 非同源非同源 非等位非等位 减数分裂形成减数分裂形成四分体时期四分体时期 等位基因等位基因 非姐妹染色非姐妹染色单体单体 2、类型：、类型：3、意意义义：基基因因重重组组是是_的的来来源源之之一一，对对_具有重要意义。具有重要意义。生物变异生物变异 生物的进化生物的进化 思思考考：（1）基基因因突突变变是是普普遍遍存存在在的的，为为什什么么又又说说是低频的呢？是低频的呢？（2）所所有有的的基基因因突突变变都都能能遗遗传传给给后后代代吗吗？分分析析原原因。因。（3）一一对对夫夫妻妻所所生生后后代代性性状状不不同同的的主主要要原原因因是是什什么？么？提提示示：1、普普遍遍性性是是指指基基因因突突变变可可以以在在各各种种生生物物中中发发生生，并并普普遍遍存存在在于于生生物物发发育育的的各各个个时时期期。低低频频性性是是指在自然界中，生物基因突变的频率很低。指在自然界中，生物基因突变的频率很低。2、不不能能。如如发发生生在在体体细细胞胞中中的的基基因因突突变变一一般般不不能能遗传给后代。遗传给后代。3、由由于于基基因因重重组组产产生生多多种种多多样样的的配配子子，配配子子间间随随机结合产生多样化的后代。机结合产生多样化的后代。1 1、镰刀型细胞贫血症的原因、镰刀型细胞贫血症的原因（1 1）图解：）图解：三、基因突变的实例三、基因突变的实例2 2、基因突变发生的时期、基因突变发生的时期基基因因突突变变一一般般发发生生在在有有丝丝分分裂裂的的间间期期和和减减数数第第一一次次分分裂裂前前的的间间期期。这这两两个个时时期期正正是是DNADNA分分子子进进行行复复制制的时候，故其结构最不稳定，也最容易发生基因突变。的时候，故其结构最不稳定，也最容易发生基因突变。3 3、基因突变的遗传特点、基因突变的遗传特点（1 1）若若发发生生于于配配子子中中，将将遵遵循循遗遗传传规规律律遗遗传传给给后后代。代。（2 2）若若发发生生于于体体细细胞胞中中，一一般般不不能能遗遗传传。但但有有些些植植物物体体细细胞胞的的基基因因突突变变，可可通通过过无无性性繁繁殖殖传传递递。人人体体某些体细胞发生基因突变后，有可能会成为癌细胞。某些体细胞发生基因突变后，有可能会成为癌细胞。1 1、诱发基因突变的因素、诱发基因突变的因素（1 1）基基因因突突变变的的外外因因易易诱诱发发基基因因突突变变并并提提高高突变频率（见下表）突变频率（见下表）四、基因突变的原因和特点四、基因突变的原因和特点基因突变基因突变的外因的的外因的分类分类举例举例作用机理作用机理物理因素物理因素紫外线、紫外线、X射线以及射线以及其他辐射其他辐射损伤细胞内的损伤细胞内的DNA化学因素化学因素亚硝酸、碱基类似物亚硝酸、碱基类似物等等改变生物体内核改变生物体内核酸的碱基酸的碱基生物因素生物因素 某些病毒的遗传物质某些病毒的遗传物质影响宿主细胞的影响宿主细胞的DNA等等（2）基因突变的内因）基因突变的内因自发产生基因突变自发产生基因突变DNA分分子子复复制制偶偶尔尔发发生生错错误误、DNA的的碱碱基基组组成成发发生改变等。生改变等。2、基因突变的特点基因突变的特点（1）普普遍遍性性：基基因因突突变变在在生生物物界界中中普普遍遍存存在在，无无论论是是低低等等生生物物，还还是是高高等等的的动动植植物物以以及及人人，都都会会由由于于基因突变而引起生物性状的改变。基因突变而引起生物性状的改变。（2）随机性）随机性基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；基因突变可以发生在细胞内不同的基因突变可以发生在细胞内不同的DNA分子上；分子上；基基因因突突变变可可以以发发生生在在同同一一个个DNA分分子子的的不不同同部部位。位。（3 3）不不定定向向性性：基基因因突突变变是是不不定定向向的的，一一个个基基因因可可以以向向多多个个方方向向发发生生突突变变，形形成成一一个个以以上上的的等等位位基基因因。例例如如：基基因因A A可可以以突突变变成成为为a a1 1（或或a a2 2或或a a3 3），A A、a a1 1、a a2 2、a a3 3之之间间也也可可以以相相互互突突变变（如如图图所所示示）。同同一一个个基基因因发发生生突突变变形形成成的的基基因因之之间间都都可可以以互互称称为为等等位位基因。基因。（4 4）低频性）低频性自自然然状状况况下下，对对于于一一种种生生物物而而言言，其其基基因因突突变变的的频频率率是是很很低低的的。据据估估计计，在在高高等等生生物物中中，大大约约10105 510108 8个个生生殖殖细细胞胞中中，才才有有一一个个生生殖殖细细胞胞发发生生基基因因突突变变。而而大大肠肠杆杆菌菌的的DNADNA复复制制的的错错误误率率约约为为10109 9，即即每每连连续续10109 9个核苷酸才可能发生一个错误。个核苷酸才可能发生一个错误。3 3、基因突变的意义、基因突变的意义（1 1）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；（2 2）基基因因突突变变是是生生物物变变异异的的根根本本来来源源，为为生生物物进进化提供原始材料。化提供原始材料。1 1、基因重组的定义、基因重组的定义基基因因重重组组是是指指在在生生物物体体进进行行有有性性生生殖殖的的过过程程中中，控制不同性状的基因的重新组合。控制不同性状的基因的重新组合。注注意意：基基因因重重组组是是原原有有基基因因的的重重新新组组合合，只只产产生生新新的的基基因因型型，不不产产生生新新的的基基因因，所所以以不不会会产产生生新新的的性性状，只是原有亲代的性状的重新组合。状，只是原有亲代的性状的重新组合。五、基因重组五、基因重组2 2、基因重组的类型、基因重组的类型（1 1）减减数数第第一一次次分分裂裂后后期期，非非同同源源染染色色体体上上的的非非等位基因的组合等位基因的组合基因的自由组合；基因的自由组合；（2 2）减减数数第第一一次次分分裂裂的的四四分分体体时时期期，同同源源染染色色体体上上的的等等位位基基因因有有时时会会随随着着非非姐姐妹妹染染色色体体交交换换而而发发生生交交换换染色单体上的基因重组。染色单体上的基因重组。3 3、基因重组的意义、基因重组的意义（1 1）基因重组是生物多样性形成的原因之一。）基因重组是生物多样性形成的原因之一。（2 2）基基因因重重组组是是生生物物变变异异的的来来源源之之一一，对对生生物物进进化也非常重要。化也非常重要。六、基因突变与基因重组的比较六、基因突变与基因重组的比较基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质基因的分子结构发生改基因的分子结构发生改变，产生了新基因和新变，产生了新基因和新的基因型，出现了新的的基因型，出现了新的性状性状不同基因的重新组合，不不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重的基因型，使不同性状重新组合新组合发生发生时间时间及原及原因因细胞分裂间期细胞分裂间期DNA分子分子复制时，由于外界理化复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引因素或自身生理因素引起碱基对的替换、增添起碱基对的替换、增添或缺失或缺失减数第一次分裂四分体时减数第一次分裂四分体时期，同源染色体的非姐妹期，同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换；染色单体之间的交叉互换；减数第一次分裂后期，非减数第一次分裂后期，非同源染色体的自由组合同源染色体的自由组合基因突变基因突变基因重组基因重组条件条件外界环境条件的变化和外界环境条件的变化和内部因素的相互作用内部因素的相互作用不同个体间杂交，有不同个体间杂交，有性生殖过程中进行减性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞数分裂形成生殖细胞发生发生可能可能突变频率低，但普遍存突变频率低，但普遍存在在在有性生殖中非常普在有性生殖中非常普遍遍联系联系都使生物产生可遗传的变异；在长期进化过程都使生物产生可遗传的变异；在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供大量可供自由组合的新基因，基因突变是基供大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础因重组的基础