基因突变和基因重组(上课用课件教材).ppt
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1、生物界中的变异现象,变异:生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。,可能是什么原因导致这种现象的发生?,基因型(改变)+,不可遗传变异,可遗传变异,环 境(改变),表现型(改变),生物的变异类型,两只青蛙相爱了,生了个癞蛤蟆,他爹,认识你前我整过容,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? 这种变异性状能遗传给子代吗?为什么?,分析:是环境因素引起的 ,自身的遗传物质没有改变。,红花的后代变成了蓝紫色,上述变异性状的后代 为何仍然是蓝紫色花呢?,遗传物质发生了改变。,蓝紫色花的后代仍是蓝紫色,例一、古代妇女缠足后的小脚;夏天去海边晒黑了的皮肤;,生物变异的主要类型有哪
2、些?,变异的类型,不可遗传变异:仅仅是由环境因素的影响造成的变异。 遗传物质没有改变,变化的性状不能 进一步遗传给后代。,基因重组,可遗传变异:是由于遗传物质的改变而引起的 变异。变化的性状能遗传给后代。,基因突变,染色体变异,例二、纯合的高杆抗病小麦与矮杆抗病小麦杂交再自交得到的矮杆抗病小麦;,生物 变异,5.1基因突变和基因重组,科学史一,1910年赫里克医生接诊了一位黑人贫血病患者。 所有治疗贫血病的药物对他无效。镜检时发现其红 细不是正常的圆饼状,而是镰刀形,后称之镰刀型 细胞贫血症。,正常 异常,1949年,美国鲍林博士首先意识到,红细胞中 血红蛋白分子的异常引起红细胞变形。 195
3、6年,英国科学家英格拉姆发现镰刀型细胞 贫血症患者血红蛋白的肽链上,有一处的谷氨酸被 缬氨酸取代。,科学史二,思考与讨论,谷氨酸,缬氨酸,正常,异常,_原因,_原因,镰刀型细胞贫血症是由于基因中的碱基对发生了_产生的。,病因:,替换,根本,直接,替换,增添,缺失,DNA片段,DNA分子中发生的碱基对的增添、缺失或替换,而引起的基因结构的改变,探究 DNA分子中的碱基对有哪几种变化,从而导致基因结构的改变?,相应性状的改变,相应蛋白质的改变,相应氨基酸的改变,mRNA分子中的碱基发生变化,DNA分子基因中的碱基对发生变化,具体变化过程:,DNA,异亮氨酸,精氨酸,异亮氨酸,mRNA,精氨酸,探究
4、碱基对改变一定会导致蛋白质的结构改变吗?,碱基对的增添、缺失,DNA,TAC CAT TAG GAT CCC ATT,mRNA,AUG GUA AUC CUA GGG UAA,DNA,TAC CCA TTA GGA TCC CAT T,mRNA,AUG GGA AAU CCU AGG GUA,DNA,TAC CAT AGG ATC CCA TT,mRNA,AUG GUA UCC UAG GGU,1、概念: DNA分子中发生碱基对的_、_和_,而引起的_的改变。,增添,缺失,替换,基因结构,(二)基因突变的概念,思考:1、哪一种基因突变对生物性状的影响最小?,碱基对的替换,一个基因突变后产生的是
5、它的等位基因,即产生了新的基因.,(三)基因突变的结果,基因突变是染色体的某一位点上基因的改变,使一个基因变成它的等位基因(Aa或aA),不改变染色体上基因的数量,只改变基因的内部结构,并且通常会引起一定的表现型的变化.,基因突变是否改变了染色体上基因的数量及所处的位置?是何种水平的变化?光镜下能否看见,基因突变不改变基因在染色体上的数量及所处的位置;属于分子水平的变化;在光镜下看不见。,替换,1、基因突变若发生在配子中(减数分裂时产生)将遵循遗传规律传递给后代。 2、若发生在体细胞(有丝分裂),一般不能遗传。有些植物体细胞发生基因突变,可以通过无性繁殖传递。 人体某些体细胞的基因(原癌基因和
6、抑癌基因)突变,有可能发展成癌细胞。,思考:突变后的基因会遗传给后代么?(基因突变对后代的影响),思考:某自花传粉观赏植物连续几代开红花,一次开出一朵白花,如何培育更多开白花的植株? 用无性繁殖的方法(嫁接、扦插等)。,基因突变可以遗传给后代吗?如何遗传?,思考与讨论:,突变后的DNA分子复制,通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞,并将突变基因传给下一代.,可以遗传.,基因突变一定可以遗传给后代吗?,生物体内所发生的基因突变是否都能引起生物性状的改变?为什么?,显性纯合子可能突变成杂合子,不一定引起生物性状的改变。,突变后新形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸(密码子的简并性),原因是
7、:,基因突变,生物体内所发生的碱基对的改变是否都能引起生物性状的改变?为什么?,显性纯合子可能突变成杂合子,不一定引起生物性状的改变。,突变后新形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸(密码子的简并性),原因是:,基因突变,不具有遗传效应的DNA片段的突变,不引起基因突变,也就是不引起性状的变异。,有丝分裂的间期 减数第一次分裂前的间期,DNA复制时期,(四)基因突变的时间,(五)基因突变的原因,自发突变:自然条件下DNA偶尔复制错误 例如:果蝇的白眼,水稻的矮秆等。 诱发突变:,提高突变频率,X射线、激光等,亚硝酸、碱基类似物等,病毒、某些细菌等,夏季涂抹防晒霜 青少年少上网,少用手机 不
8、喝反复烧开的水(含亚硝酸盐),物理因素,物理因素,化学因素,少吃烧烤和油炸食品,化学因素,分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突变的可能,从而防止细胞癌变?,接种乙肝疫苗,生物因素,遗传信息改变,DNA,DNA,差错,内因:,碱基变化,外因:,物理因素,化学因素,生物因素,脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变,碱基对的替换、增添、缺失,基因结构发生改变,产生等位基因(A1 a1、a2),复制,引起,细菌 无抗药性抗药性 棉花 正常枝短果枝 果蝇 红眼白眼 长翅残翅 家鸽 羽毛白色灰红色 人 正常色觉色盲 正常肤色白化病,常见突变性状:,1、在生物界普遍存在普遍性,玉米白化苗,人类多指,探究 基因突
9、变有何特点?,短腿安康羊(中),基因突变发生在生物个体发育的什么时期?,任何时期,2、可以发生在生物个体发育的任何时期随机性,3、基因突变是不定向的不定向性,经诱变处理的紫色种子产生的子代种子,基因突变还有何特点?,灰老鼠,黑老鼠,黄老鼠,小资料,4、突变率低低频性,自然状态下,基因突变的频率是很低的。,白化苗,5、大多数突变是有害的多害少利性,白化病,为什么呢?,任何一种生物都是长期进化过程的产物,它们 与环境取得了高度的协调。,基因突变中,有利突变多,还是有害突变多?,有害的基因突变,畸形的雏鸭,人类的多指,人类的并指,镰刀形红细胞,高产大豆 高产青霉菌株,有利的基因突变,基因突变是新基因
10、产生的(唯一)途径,是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料.,(六)基因突变的意义,有意义。因为对于生物个体而言,发生自然突变的频率是很低的。但是研究生物进化往往是研究一个群体,一个群体是由很多个体组成的,就整个物种来看在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的,其中有不少突变是有利突变,对生物进化具有重要意义,因此基因突变能够为生物进化提供原材料。,基因突变在自然条件下,突变频率很低,而且少利多害,那么,基因突变是否对生物的进化有意义?,“一母生九仔,连母十个样”这种差异怎么造成的?,二、基因重组,在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。,(一)基因重组的概念,方式,、非
11、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,1、基因重组的两种类型:,(1) 生物体进行有性生殖的过程中(减数第一次分裂后期),控制不同性状的基因的重新组合.,(2)减数第一次分裂前期,四分体时期,非姐妹染色单体上对等片段的交叉互换,导致基因重组.,基因重组类型和时期,非同源染色体上的非等位基因自由组合,同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换,类型,减数第一次分裂后期,减数第一次分裂前期(四分体时期),基因重组能否产生新基因? 能否产生新基因型和表现型?,不能产生新基因、也不产生新性状 能产生新的基因组合和新的性状组合,2、两个亲本的遗传物质差距越大,基
12、因重组的类型就越多。,(三)基因重组的特点,1、只有通过有性生殖过程才能实现的。,思考,(四)基因重组的意义,1.是生物变异的来源之一,2.通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的来源之一,思考:一种具有20对等位基因(这20对等位基因分别位于 20对同源染色体上)的生物进行杂交时,F2可能出现的表现型就有 种。,220=1098304,3.对生物的进化具有重要的意义。,不同生物的可遗传变异来源:,病毒,基因突变,原核生物,基因突变,真核生物,基因突变、基因重组、染色体变异,思维拓展,基因的分子结构发生改变。,不同基因的重新组合。,细胞分裂间期 DNA分子复制时,
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