生物基因突变和基因重组课件.ppt
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1、关于生物基因突变和基因重组第1页,此课件共59页哦第2页,此课件共59页哦第3页,此课件共59页哦基因突变基因突变生生物物的的变变异异 不遗传的变异不遗传的变异 可遗传的变异可遗传的变异 基因重组基因重组染色体变异染色体变异由于环境因素影由于环境因素影响,生物体内遗响,生物体内遗传物质没有改变传物质没有改变细胞内遗传物质细胞内遗传物质的改变的改变第4页,此课件共59页哦基因型(改变)基因型(改变)基因型(改变)基因型(改变)+不可遗传变异不可遗传变异可遗传变异可遗传变异环环环环 境(改变)境(改变)境(改变)境(改变)表现型(改变)表现型(改变)表现型(改变)表现型(改变)第5页,此课件共59
2、页哦5.1基因突变和基因重组通过本课学习,我们要能够:1.用例子来说明基因突变的特点和原因2.举例说出什么叫基因重组3.说出基因突变和基因重组的意义第6页,此课件共59页哦一.基因突变v1、基因突变的例子1910年,赫里克医生的诊所来了一位黑人病人,病年,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。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,但对这个病医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的圆饼形,而是又长又弯的镰刀形,微镜不是正常
3、的圆饼形,而是又长又弯的镰刀形,称镰刀状细胞贫血症。称镰刀状细胞贫血症。动一下脑:为什么会出现这样的性状?第7页,此课件共59页哦1949年,美国鲍林博士首先意识到,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红细胞中血红蛋白分子的异常引起红细胞变形变形.血红蛋白究竟出了什么问题?血红蛋白究竟出了什么问题?第8页,此课件共59页哦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?1956年,英国科学家英格拉姆发现镰刀型细胞年,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,有一处的贫血症患者血红蛋白的肽链上,有一处的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代取代。
4、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 第9页,此课件共59页哦两面凹的圆饼状两面凹的圆饼状性状性状 缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 CT TG A ADNAG A AmRNA正常蛋白质正常蛋白质蛋白质蛋白质CA TG T AG U A异常蛋白质异常蛋白质镰刀型细胞镰刀型细胞DNA的碱基对发生了替换的碱基对发生了替换病因分析病因分析第10页,此课件共59页哦基因突变的其他例子第11页,此课件共59页哦DNADNA分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的替换替换、增添增添和和缺失缺失,而引起的,而引起的基因结构基因结构的改变的改变(一般地,基因突变后变成
5、其一般地,基因突变后变成其等位基因,基因数目是否发生变等位基因,基因数目是否发生变化?化?)。2 2、基因突变的概念、基因突变的概念增增添添缺缺失失替替换换第12页,此课件共59页哦思考与讨论:思考与讨论:由于由于DNADNA碱基对的改变,是否一定会引起蛋白质碱基对的改变,是否一定会引起蛋白质的改变?的改变?基因突变都会遗传给后代吗?基因突变都会遗传给后代吗?基因突变发生的时间基因突变发生的时间:DNA复制时(有丝分裂的间期和减数第一 次分裂间期)?1.突变发生在配子中,可传给后代.2.突变发生在体细胞中,一般不能遗传.第13页,此课件共59页哦思考 DNA中碱基对的替换可以引起DNA结构的改
6、变,从而引起生物性状的改变.那么如果发生碱基对的增添或缺失,是否也可能引起生物性状的改变呢?第14页,此课件共59页哦TACCACGTAGACTGAGGACTCCTCTTCATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTACCACGTAGACTGAGGACTCCTCTTCATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGAUGGUGCAUCUGACUCCUGAGGAGAAGAUGGUGCAUCUGACUCCUGAGGAGAAG甲甲-缬缬-组组-亮亮-苏苏-脯脯-谷谷-谷谷-赖赖-甲甲-缬缬-组组-亮亮-亮亮-亮亮-精精-丝丝-第15页,此课件共59页哦TACCACGTAGACTGA
7、GGACTCCTCTTCTACCACGTAGACTGAGGACTCCTCTTCAUGGUGCAUCUGACUCCUGAGGAGAAGAUGGUGCAUCUGACUCCUGAGGAGAAG甲甲-缬缬-组组-亮亮-苏苏-脯脯-谷谷-谷谷-赖赖-甲甲-缬缬-组组-亮亮-丝丝-ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAG第16页,此课件共59页哦3、基因突变、基因突变的类型的类型(1)增添与增添与缺失缺失DNA链上插入或者缺失链上插入或者缺失1个、个、2个甚至个甚至多个碱基多个碱基(但非但非3个及其整倍数的碱基个及其整倍数的碱基),导致作
8、用部位以后的密码子顺序和,导致作用部位以后的密码子顺序和组成发生相应改变,终止码常会提前组成发生相应改变,终止码常会提前或者推迟。或者推迟。基因突变有基因突变有自然突变自然突变和和人工诱变人工诱变两类,但无论是自然突变或两类,但无论是自然突变或人工诱变都会引人工诱变都会引起起基因内部结构的改变基因内部结构的改变,其结构改变的类型主要有以下几种:,其结构改变的类型主要有以下几种:第17页,此课件共59页哦ATACCGC TAGGC GTATGGCGDNAATCCGC AUCCGC AUACCGC mRNA正常正常碱基对增添碱基对增添异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸脯氨酸脯氨酸第18页
9、,此课件共59页哦思考:思考:若若如果在如果在DNA的相邻碱基之间插入或者缺失的相邻碱基之间插入或者缺失3个及其个及其3的整倍数个碱基,造成相应部位的整倍数个碱基,造成相应部位RNA密码子改变,合成的肽链如何变化?密码子改变,合成的肽链如何变化?第19页,此课件共59页哦TACCACGTAGACTGAGGACTCCTCTTCTACCACGTAGACTGAGGACTCCTCTTCAUGGUGCAUCUGACUCCUGAGGAGAAGAUGGUGCAUCUGACUCCUGAGGAGAAG甲甲-缬缬-组组-亮亮-苏苏-脯脯-谷谷-谷谷-赖赖-甲甲-缬缬-组组-亮亮-脯脯-谷谷-谷谷-赖赖-ATGGT
10、GCATCTGACTCCTGAGGAGAAGATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAG第20页,此课件共59页哦如果在如果在DNA的相邻碱基之间插入或者缺失的相邻碱基之间插入或者缺失3个个及其及其3的整倍数个碱基,造成的整倍数个碱基,造成RNA插入或者缺插入或者缺失一至多个密码子,造成合成的肽链增加或失一至多个密码子,造成合成的肽链增加或者减少一至多个氨基酸,作用部位前后氨基者减少一至多个氨基酸,作用部位前后氨基酸顺序不变。酸顺序不变。第21页,此课件共59页哦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
11、.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个个碱基对,它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白碱基对,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
12、度不变,但顺序改变长度不变,但顺序改变 D DA A、B B都有可能都有可能精典例题精典例题第22页,此课件共59页哦由由于于密密码码子子具具有有简简并并性性,因因此此,单单个个碱碱基基置置换换可可能能只只改改变变mRNA上的特定密码子,但不影响它所编码的氨基酸。上的特定密码子,但不影响它所编码的氨基酸。(3)替换)替换DNA分分子子中中的的碱碱基基置置换换不不仅仅改改变变了了mRNA上上的的特特定定的的遗遗传传密密码码,而而且且导导致致新新合合成成的的多多肽肽链链中中的的一一个个氨氨基基酸酸被被另另一个氨基酸所取代。一个氨基酸所取代。当当单单个个碱碱基基置置换换导导致致出出现现终终止止密密码
13、码子子时时,多多肽肽链链将将提提前前终终止止合合成成,所所产产生生的的蛋蛋白白质质大大都都失失去去活活性性或或者者丧失正常功能。丧失正常功能。当当mRNA中中一一个个终终止止密密码码变变成成编编码码氨氨基基酸酸的的密密码码时时,多多肽肽链的合成不能正常终止,因而形成了延长的情况。链的合成不能正常终止,因而形成了延长的情况。第23页,此课件共59页哦3、分析下表可知,正常血红蛋白(分析下表可知,正常血红蛋白(HbA)变成异常血红蛋白()变成异常血红蛋白(HbW),是由于对),是由于对应的基因片段中碱基对发生了(应的基因片段中碱基对发生了()RNA密码顺序137138139140141142143
14、144145146147正常血红蛋白(HbA)ACC苏氨酸UCC丝氨酸AAA赖氨酸UAC酪氨酸CGU精氨酸UAA终止异常血红蛋白(HbW)ACC苏氨酸UCA丝氨酸AAU天冬酰胺ACC苏氨酸GUU缬氨酸AAG赖氨酸CUG亮氨酸GAG谷氨酸CCU脯氨酸CGG精氨酸UAG终止 A、增添、增添B、缺失、缺失C、改变、改变D、重组、重组B解析:解析:正常血红蛋白正常血红蛋白RNA密码顺序是:密码顺序是:ACCUCCAAAUACCGUUAA,由于在由于在138位点上的密码子位点上的密码子UCC缺失缺失了了C,这样后面的碱基,就以次向前移一位,于是,这样后面的碱基,就以次向前移一位,于是从从138号开始,后
15、面的密码子就全改变了。这是号开始,后面的密码子就全改变了。这是移码突变,移码突变,RNA缺失缺失1个碱基,个碱基,导致作用部位以后的密码子顺序和组成发生相应改变,终止码常会提前或者推迟。导致作用部位以后的密码子顺序和组成发生相应改变,终止码常会提前或者推迟。第24页,此课件共59页哦v4(2008年高考广东卷)如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对,可能的后果是(多选)()vA没有蛋白质产物vB翻译为蛋白质时在缺失位置终止vC所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸v D翻译的蛋白质中,缺失部位以后的氨基酸序列发生变化第25页,此课件共59页哦v【解析】题干中的“基因的中部缺失”这一信息非常关键,根据这
16、一信息可判断出基因会有蛋白质产物,但可能造成翻译在缺失位置终止或在缺失部位后的氨基酸序列、种类等发生变化。v【答案】BCD第26页,此课件共59页哦v4基因突变对性状的影响v(1)改变性状v原因:突变间接引起密码子改变,最终表现为蛋白质功能改变,影响生物性状。v实例:镰刀型细胞贫血症。v(2)不改变性状,主要有下列几种情况:v一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码的简并性),当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时,这种突变不会引起生物性状的改变。第27页,此课件共59页哦v突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变。v某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的种类,但并不影响该蛋白质的功能
17、。v不具遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起性状变异。第28页,此课件共59页哦5、基因突变的原因v外因(诱发突变)1.物理因素:紫外线,X射线及其他辐射 例如:太空椒,皮肤癌等 2.化学因素:亚硝酸,碱基类似物等 3.生物因素:某些病毒 特别提醒:我们应该保护环境,远离这些因 素,养成良好的饮食,卫生习惯.v内因(自发突变)DNA复制时偶尔发生错误第29页,此课件共59页哦6、基因突变的特点v普遍性 如: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色觉正常色觉色盲色盲正常肤色正常肤色白化病白化病v随机性-个体发育的任何
18、时期和部位个体发育的任何时期和部位 不定向性-产生一个以上的等位基因产生一个以上的等位基因v自然状态下,突变率很低-10-5_10-8第30页,此课件共59页哦思考 基因突变对于该生物本身来说是有害还是有利?答:大多数是有害的,因为基因突变可能 破坏生物体与环境的协调关系,导致生物 体不能适应环境.第31页,此课件共59页哦7、基因突变的意义v产生新基因v生物变异的根本来源v生物进化的原始材料第32页,此课件共59页哦8、基因突变的应用人工诱变育种v原理:运用运用物理因素物理因素或或化学因素化学因素提高突变率提高突变率,诱发基因突变诱发基因突变,获得优获得优良品种良品种.v实例:“黑农五号”大
19、豆 高产青霉菌株 太空椒 太空南瓜第33页,此课件共59页哦“一母生九仔,连母十个样一母生九仔,连母十个样”,这种个体的差,这种个体的差异,主要是什么原因产生的异,主要是什么原因产生的?想一想想一想第34页,此课件共59页哦二、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,控制不同性控制不同性状的基因的重新组合状的基因的重新组合.2 2、类型、类型:基因的自由组合基因的自由组合:基因的互换基因的互换: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四分体时期,同源染色体上的非姐妹染四分体时期,同源染色体上的非姐妹染色体之间发生
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