高一生物基因突变和基因重组课件.ppt
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1、高一生物基因突变和基因重组第1页,此课件共58页哦第第四四节节基基因因突突变变和和基基因因重重组组基基础础自主梳理自主梳理核心要点突破核心要点突破实验实验探究探究创创新新课标领课标领航航知能知能过过关演关演练练第2页,此课件共58页哦通通过过本本节节的学的学习习,我能,我能够够1说说明基因突明基因突变变的特征和原因。的特征和原因。2理解基因重理解基因重组组的来源及意的来源及意义义。3简简述基因工程的基本原理及述基因工程的基本原理及应应用。用。课标领课标领航航第3页,此课件共58页哦情景情景导导引引河南省河南省农农科院小麦育种科院小麦育种专专家周中普父子运用突家周中普父子运用突变变育育种法,种法
2、,经过经过多年的研究和多年的研究和实实践,于近年成功培育出践,于近年成功培育出了棕色、褐色、了棕色、褐色、绿绿色等多种色等多种颜颜色的小麦。彩色小麦色的小麦。彩色小麦不不仅仅含有丰富的蛋白含有丰富的蛋白质质和和赖赖氨酸,而且含有丰富的氨酸,而且含有丰富的锌锌、硒、碘等微量元素。本、硒、碘等微量元素。本节节就来介就来介绍绍基因突基因突变变等等知知识识。第4页,此课件共58页哦第5页,此课件共58页哦基础自主梳理基础自主梳理一、基因突一、基因突变变1含含义义:DNA分子中碱基分子中碱基对对的的_、_或改或改变变等。等。增添增添缺失缺失第6页,此课件共58页哦第7页,此课件共58页哦病毒病毒第8页,
3、此课件共58页哦4特点特点(1)频频率低:率低:_频频率很低。率很低。(2)方向不确定:一个基因可以向不同方向方向不确定:一个基因可以向不同方向发发生生变变异,异,从而从而产产生一个以上的生一个以上的_。(3)随机性:可随机性:可发发生在生物个体生在生物个体发发育的育的_,以及,以及细细胞内不同的胞内不同的DNA分子上或同一分子上或同一DNA分子的不同部位分子的不同部位上。上。(4)普遍性:在整个生物界是普遍存在的。普遍性:在整个生物界是普遍存在的。自自发发突突变变等位基因等位基因任何任何时时期期第9页,此课件共58页哦5结结果:基因通果:基因通过过突突变变成成为为它的它的_。6意意义义(1)
4、是是_的根本来源,增加了基因存在方式的多的根本来源,增加了基因存在方式的多样样性,性,为为_提供了原始材料。提供了原始材料。(2)还还揭示了生物性状揭示了生物性状遗传变遗传变异的异的规规律,从而成律,从而成为进为进行行动动植物植物遗传遗传改良的基改良的基础础。等位基因等位基因生物生物变变异异生物生物进进化化第10页,此课件共58页哦思考感悟思考感悟1基因突基因突变变一定会引起生物性状的改一定会引起生物性状的改变吗变吗?试试分析原因。分析原因。【提示提示】不一定。不一定。由于一种氨基酸可以由一个或由于一种氨基酸可以由一个或多个密多个密码码子决定,基因子决定,基因结结构改构改变变并不一定会并不一定
5、会导导致蛋白致蛋白质质的改的改变变。不具不具遗传遗传效效应应的的DNA片段中的片段中的“突突变变”不不引起性状改引起性状改变变。若若为隐为隐性突性突变变,如,如AA中,其中一中,其中一个个Aa,此,此时时性状也不会改性状也不会改变变。第11页,此课件共58页哦二、基因重二、基因重组组1含含义义:生物体在:生物体在进进行有性生殖的行有性生殖的过过程中,控制程中,控制_重新重新组组合的合的过过程。程。2原因原因(1)减数分裂减数分裂时时,非同源染色体上的,非同源染色体上的_进进行了自由行了自由组组合。合。(2)四分体四分体时时期,期,_之之间遗传间遗传物物质质的交的交换换。不同性状的基因不同性状的
6、基因非等位基因非等位基因同源染色体同源染色体第12页,此课件共58页哦3意意义义基因重基因重组组能能够产够产生与生与亲亲代不同的代不同的_的子代,的子代,既是生物既是生物进进化的源泉,也是形成生物多化的源泉,也是形成生物多样样性的重要原因性的重要原因之一。之一。基因基因组组合合第13页,此课件共58页哦三、重三、重组组DNA技技术术1含含义义:将从一个生物体内分离得到或人工合成的:将从一个生物体内分离得到或人工合成的_导导入另一个生物体中,使后者入另一个生物体中,使后者获获得新的得新的遗遗传传性状或表达所需要的性状或表达所需要的产产物的技物的技术术。2操作工具:包括操作工具:包括_、_、载载体
7、三种。体三种。目的基因目的基因限制性内切限制性内切酶酶DNA连连接接酶酶第14页,此课件共58页哦3操作的一般步操作的一般步骤骤第15页,此课件共58页哦4应应用用(1)生生产产特殊蛋白特殊蛋白质质,如胰,如胰岛岛素,乙肝疫苗等。素,乙肝疫苗等。(2)动动植物的植物的遗传遗传改良,如改良,如转转基因抗虫棉。基因抗虫棉。(3)人人类类基因治基因治疗疗。第16页,此课件共58页哦思考感悟思考感悟2对转对转基因生物基因生物为为何要跟踪何要跟踪观观察一段察一段时间时间?【提示提示】转转基因生物基因生物发发生了一定的生了一定的变变异,有可能成异,有可能成为优势为优势物种,抑制当地原有生物种物种,抑制当地
8、原有生物种类类的生的生长长、发发育、育、繁殖,甚至会影响当地的生繁殖,甚至会影响当地的生态态平衡。平衡。第17页,此课件共58页哦核心要点突破核心要点突破基因突变基因突变要点一要点一1基因突基因突变变的原因、的原因、实质实质及及结结果果第18页,此课件共58页哦第19页,此课件共58页哦2基因突基因突变变的特点的特点(1)普遍性普遍性基因突基因突变变在整个生物界普遍存在。在整个生物界普遍存在。(2)随机性随机性基因突基因突变变的随机性不的随机性不仅仅表表现现在突在突变变可以可以发发生在生物个体生在生物个体发发育的任何育的任何时时期,而且期,而且还还表表现现在其可以在其可以发发生在生在细细胞内不
9、胞内不同的同的DNA分子上或同一分子上或同一DNA分子的不同部位上。分子的不同部位上。第20页,此课件共58页哦(3)不定向性不定向性一个基因可以向多个方向一个基因可以向多个方向发发生突生突变变,形成一个以上,形成一个以上等位基因。例如基因等位基因。例如基因A可突可突变为变为a1(a2或或a3),A、a1、a2、a3之之间间也可以相互突也可以相互突变变。突。突变变形成的基因之形成的基因之间间可以互称等位基因。可以互称等位基因。这这种同一位点上的种同一位点上的许许多等位多等位基因,称基因,称为为复等位基因。如下复等位基因。如下图图所示:所示:第21页,此课件共58页哦(4)低低频频性性自然条件下
10、,自然条件下,对对一种生物来一种生物来说说,基因突,基因突变变的的频频率是很低的。率是很低的。据估据估计计,高等生物中,大,高等生物中,大约约105108个生殖个生殖细细胞中,才会胞中,才会有有1个生殖个生殖细细胞胞发发生基因突生基因突变变。(5)多害少利性多害少利性大多数生物已大多数生物已经经适适应应了了环环境,一旦境,一旦发发生突生突变则变则一般是不利一般是不利于生存的,但也有少数无害,甚至有利。于生存的,但也有少数无害,甚至有利。第22页,此课件共58页哦3基因突基因突变变的意的意义义(1)改改变变基因基因结结构,构,产产生新的基因生新的基因(等位基因的来源等位基因的来源),是生,是生物
11、物变变异的根本来源,是生物异的根本来源,是生物进进化的原始材料。化的原始材料。(2)应应用于育种用于育种人工人工诱变诱变育种。育种。第23页,此课件共58页哦【名名师师点睛点睛】基因突基因突变变若若发发生于体生于体细细胞中,胞中,则则一一般不般不传递给传递给后代。后代。基因突基因突变变若若发发生于生殖生于生殖细细胞中,胞中,则则可可产产生生带带有突有突变变基因的生殖基因的生殖细细胞,胞,进进而通而通过过有性生有性生殖殖传给传给子代。子代。第24页,此课件共58页哦例例例例1 1第25页,此课件共58页哦第26页,此课件共58页哦(1)写出野生型和突写出野生型和突变变型的型的mRNA中第中第16
12、1至至165的氨基酸的氨基酸密密码码子子(对对于每一种氨基酸,只有一个密于每一种氨基酸,只有一个密码码子是正确的子是正确的)。野生型密。野生型密码码子:子:_;突;突变变型密型密码码子:子:_。(2)大大肠肠杆菌其多杆菌其多肽肽P的的结结构基因构基因发发生了突生了突变变,该该突突变变属属于下列哪种于下列哪种类类型型 ()A改改变变突突变变B增添突增添突变变C缺失突缺失突变变 D重复突重复突变变(3)在突在突变变的的mRNA中,密中,密码码子子165之后之后紧紧接着的字母接着的字母是是_。第27页,此课件共58页哦【思路点思路点拨拨】基因突基因突变变常通常通过过其其结结构改构改变变来影响生来影响
13、生物的性状,其影响机理分析如下:物的性状,其影响机理分析如下:第28页,此课件共58页哦第29页,此课件共58页哦【解析解析】本本题题由于只有一个核苷酸之差由于只有一个核苷酸之差导导致多致多肽肽P中中从从162到到165四个氨基酸四个氨基酸发发生改生改变变,即改,即改变变了四个氨基了四个氨基酸的密酸的密码码子,故不可能子,故不可能发发生改生改变变突突变变,而只可能,而只可能发发生生了增、减突了增、减突变变,而且增、减突,而且增、减突变应该发变应该发生在第生在第162号密号密码码子。将野生型和突子。将野生型和突变变型大型大肠肠杆菌杆菌161、162号密号密码码子列子列出出对对比可知突比可知突变变
14、型是在野生型型是在野生型16l号和号和162号密号密码码子之子之间间插入了插入了1个腺个腺嘌嘌呤核甘酸呤核甘酸(A),则则野生型野生型162到到165号密号密码码子序列子序列CAU(组组)AUG(甲硫甲硫)GAG(谷谷)UAU或或UAC(酪酪)将将突突变变成成第30页,此课件共58页哦ACA(苏苏)UAU(酪酪)GGA(甘甘GUA(缬缬)。野生型中。野生型中165号酪号酪氨酸氨酸(UAU)突突变变成成缬缬氨酸氨酸(GUA)后,在突后,在突变变型型mRNA上上紧紧接接165号密号密码码子之后的字母子之后的字母应应是是U,它,它刚刚好是好是166号密号密码码子的第一个核甘酸,子的第一个核甘酸,这样
15、这样就使得就使得166号可能成号可能成为为一个一个终终止止密密码码子子(UAA、UAG或或UGA)。第31页,此课件共58页哦【知知识识拓展拓展】基因突基因突变变并非一定并非一定导导致生物性状的改致生物性状的改变变。由于同一种氨基酸可以对应多种密码子,因此某些由于同一种氨基酸可以对应多种密码子,因此某些基因突变不引起生物性状的改变。基因突变不引起生物性状的改变。某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的位置和种某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的位置和种类,但并不影响该蛋白质的功能。类,但并不影响该蛋白质的功能。例如,酵母菌的细胞色素例如,酵母菌的细胞色素C,其肽链的第十七位上是亮氨,其肽链的第十七
16、位上是亮氨酸,而小麦是异亮氨酸,尽管有这样的差异,但它们的酸,而小麦是异亮氨酸,尽管有这样的差异,但它们的细胞色素细胞色素C的功能都是相同的。的功能都是相同的。第32页,此课件共58页哦隐隐性基因的突性基因的突变变在在杂杂合状合状态态下不会引起性状的改下不会引起性状的改变变。例如,豌豆在基因型例如,豌豆在基因型为为DD时时表表现为现为高茎,当豌豆高茎,当豌豆发发生生基因突基因突变变,基因型,基因型变为变为Dd时时,仍表,仍表现为现为高茎。高茎。第33页,此课件共58页哦跟踪跟踪训练训练 (2010年高考福建卷年高考福建卷)如如图为图为人人WNK4基因部基因部分碱基序列及其分碱基序列及其编码编码
17、蛋白蛋白质质的部分氨基酸序列示意的部分氨基酸序列示意图图。已知已知WNK4基因基因发发生一种突生一种突变变,导导致致1169位位赖赖氨酸氨酸变变为为谷氨酸。谷氨酸。该该基因基因发发生的突生的突变变是是()第34页,此课件共58页哦A处处插入碱基插入碱基对对GCB处处碱基碱基对对AT替替换为换为GCC处处缺失碱基缺失碱基对对ATD处处碱基碱基对对GC替替换为换为AT第35页,此课件共58页哦解析:解析:选选B。由。由题题干分析得知,干分析得知,WNK4基因基因对应对应的正常的正常蛋白蛋白质质中中赖赖氨酸的密氨酸的密码码子子为为AAG,基因突,基因突变变后后仅仅导仅仅导致了相致了相应应蛋白蛋白质质
18、中中1169位氨基酸由位氨基酸由赖赖氨酸氨酸变变成了谷氨成了谷氨酸,即氨基酸的酸,即氨基酸的类类型型发发生了改生了改变变,而其他氨基酸的,而其他氨基酸的种种类类和数目没有和数目没有发发生生变变化,因而只可能是化,因而只可能是WNK4基因基因中碱基中碱基对类对类型型发发生了替生了替换换,而非缺失或增添,而非缺失或增添,经经分析,分析,处处碱基碱基对对AT替替换为换为GC。第36页,此课件共58页哦基因重基因重组组的的类类型型要点二要点二狭狭义义的基因重的基因重组组是指自然状是指自然状态态下的基因重下的基因重组组。包括两。包括两种种类类型:型:(1)随机重随机重组组(自由自由组组合合):在生物通:
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