生物:第5章《基因突变及其他变异》课件(新人教版必修2).ppt
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1、新课标人教版课件系列高中生物必修必修2 2第五章基因突变及其他变异教学目标教学目标 v知识与技能目标知识与技能目标v举例说明基因突变的特点和原因;举例说出基因重组;基因突变的原因;说出染色体结构变异的基本类型说出染色体数目的变异;理解染色体组的概念;认识单倍体,二倍体和多倍体之间的关系;了解几种遗传病的法病情况;学习遗传病的监测和预防。v情感态度与价值观情感态度与价值观v 关注染色体加倍对人类未来的发展影响;关注人类常见的遗传病;关注人类基因组计划的意义及其与人体健康的关系。v课时安排课时安排 v第一节 1课时;第二节 2课时;第三节 1课时第五章基因突变及其他变异第一节基因突变和基因重组干旱
2、干旱生物界中的变异现象生物界中的变异现象干旱干旱 水肥充足水肥充足不不遗遗传传变变异异可可遗遗传传变变异异镰刀型细胞贫血镰刀型细胞贫血症分析症分析圆饼状的红细胞圆饼状的红细胞镰刀状的红细胞镰刀状的红细胞谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质G G U U A A 直接原因直接原因根本原因根本原因替换替换正常正常红细胞红细胞镰刀形镰刀形红细胞红细胞思考思考:vDNADNA的碱基对还有可能发生什么的变化?的碱基对还有可能发生什么的变化?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
3、替换基因结构基因结构1 1、基因突变的定义:、基因突变的定义:发生基因突变的基因与原来基因相同吗?发生基因突变的基因与原来基因相同吗?实质:产生实质:产生新基因新基因(3 3)上述时期发生的)上述时期发生的基因突变一定能遗传给后代吗?基因突变一定能遗传给后代吗?(2)基因突变发生在细胞分裂的那一时期?)基因突变发生在细胞分裂的那一时期?有丝分裂间期或减数第一次分裂间期有丝分裂间期或减数第一次分裂间期体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞(一般不能传给后代)(一般不能传给后代)(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)(1)基因突变,是否一定会引起蛋白质的改变?基因突变,是否一定会引
4、起蛋白质的改变?思考?思考?物理因素:物理因素:X X射线射线 激光等激光等化学因素:化学因素:亚硝酸亚硝酸 碱基类似物等碱基类似物等生物因素:生物因素:病毒病毒 某些细菌等某些细菌等2 2、基因突变的原因、基因突变的原因(1 1)诱发突变)诱发突变(2 2)自发突变)自发突变夏季涂抹防晒霜夏季涂抹防晒霜化疗法抑制癌细胞增殖化疗法抑制癌细胞增殖青少年少上网,少用手机青少年少上网,少用手机不喝反复烧开的水(含亚硝酸盐)不喝反复烧开的水(含亚硝酸盐)物理因素物理因素化学因素化学因素物理因素物理因素化学因素化学因素少吃烧烤和油炸食品少吃烧烤和油炸食品化学因素化学因素分析以下情况是利用或回避了哪种因素
5、分析以下情况是利用或回避了哪种因素基基 因因突变率突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210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资料一资料一资料二资料二3、基因突变的特点、基因突变的特点 基因突变可发生在生物个体发育的基因突变可发生在生物个体发育的任何时期任何时期。基因突变可以发生在细胞内的基因突变可以发生在细胞内的不同的不同的DNA分子分子上上或或同一同一DNA分子的不同部位分子的不同部位上。上。低频性、普遍性低频性、普遍性随机性随机性资料三资料三资料四资料四不定向性不定向性多害少利性多害少利性等等位位基基因
6、因并并指指白化苗白化苗安康羊安康羊抗抗旱旱玉玉米米v思考:思考:1 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 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 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?(有利还是有害)(有利还是有害)4、基因突变的意义、基因突变的意义意义:意义:基因突变是基因突变是新基因新基因产生的途径,是生物变异产生的途径,是生物变异的的根本来源根本来源,为生物的进化提供了原始材料。,为生物的进化提供了原始材料。F2黄色黄色圆粒圆粒黄色黄色皱粒皱粒绿色绿
7、色圆粒圆粒绿色绿色皱粒皱粒F1黄色圆粒黄色圆粒绿色皱粒绿色皱粒P黄色圆粒黄色圆粒思考:为什么子思考:为什么子二代会出现亲代二代会出现亲代没有的表现型?没有的表现型?YYRRyyrrYyRr基因自由组合基因自由组合基因重组:基因重组:是指生物体在进行是指生物体在进行有性生殖有性生殖的过程中,控制的过程中,控制不同性状的基因重新组合的过程。不同性状的基因重新组合的过程。2、定义:、定义:1、类型、类型(1)自由组合型:)自由组合型:非同源染色体非同源染色体上上非等位基因非等位基因的自由组合。的自由组合。同源染色体同源染色体非姐妹染色非姐妹染色单体间发生单体间发生等位基因等位基因的交叉互换。的交叉互
8、换。v(2 2)交叉互换型:交叉互换型:4 4、意义、意义:基因重组是生物变异的来源之一,对生物的进化基因重组是生物变异的来源之一,对生物的进化有重要意义。有重要意义。思考思考1 1:基因重组中有无新的基因产生?:基因重组中有无新的基因产生?思考思考2 2:果蝇的体细胞有:果蝇的体细胞有4 4对同源染色体,根据自对同源染色体,根据自由组合规律计算,一只雄果蝇能产生多少种染色由组合规律计算,一只雄果蝇能产生多少种染色体不同的精子,体不同的精子,一只雌果蝇能产生多少种染色体一只雌果蝇能产生多少种染色体不同的卵细胞?不同的卵细胞?非常丰富非常丰富3 3、特点特点小结:基因突变与基因重组的比较小结:基
9、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定义定义发生发生时间时间原因原因特点特点实质实质意义意义碱基对增添碱基对增添|缺失缺失|替换引起替换引起基因结构变化,基因结构变化,产生新基因产生新基因不产生新基因,产生新基因型不产生新基因,产生新基因型生物变异的根本来源,为生生物变异的根本来源,为生物的进化提供原始材料物的进化提供原始材料有性生殖中,控制不同性状的有性生殖中,控制不同性状的基因重新组合的过程基因重新组合的过程普遍性、随机性、低频性、普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性。多害少利性、不定向性。非常丰富非常丰富自发突变、诱发突变自发突变、诱发突变细胞分裂间期,细胞分裂
10、间期,DNADNA复制复制过程中过程中减数第一次分裂前、后期减数第一次分裂前、后期生物变异的来源之一,对生物的进生物变异的来源之一,对生物的进化有重要意义。化有重要意义。非同源染色体自由非同源染色体自由组合组合|交叉互换交叉互换基础检测基础检测1 1、某自花传粉植物连续几年只开红花,一次开出一朵、某自花传粉植物连续几年只开红花,一次开出一朵白花,该白花植株的后代全开白花。其变异原因是白花,该白花植株的后代全开白花。其变异原因是 A A、基因分离、基因分离 B B、基因重组、基因重组 C C、基因突变、基因突变 D D、环境影响、环境影响2 2、进行有性生殖的动物,亲代和子代之间总存在着、进行有
11、性生殖的动物,亲代和子代之间总存在着多多少少的差异。形成这种差异的主要原因是多多少少的差异。形成这种差异的主要原因是 A A、基因分离、基因分离 B B、基因重组、基因重组 C C、基因突变、基因突变 D D、环境影响、环境影响3 3人人类类的血管性假血友病基因位于第的血管性假血友病基因位于第1212号染色号染色体上,目前体上,目前该该病有病有2020多种多种类类型,型,这这表明基因突表明基因突变变具有(具有()A A随机性随机性 B B可逆性可逆性 C C不定向性不定向性 D D普遍性普遍性C4.4.基因突变发生在(基因突变发生在()A ADNARNADNARNA的过程中的过程中 B BDN
12、ADNADNADNA的过程中的过程中C CRNARNA蛋白质的过程中蛋白质的过程中 D DRNARNA携带氨基酸的过程中携带氨基酸的过程中B基础检测基础检测1 1下列关于基因突变和基因重组的说法不正确下列关于基因突变和基因重组的说法不正确 的是的是 ()A A等位基因的出现是基因突变的结果等位基因的出现是基因突变的结果 B B基因突变可产生新的基因,是生物变异的基因突变可产生新的基因,是生物变异的 根本来源根本来源 C C细菌不可以发生基因突变细菌不可以发生基因突变 D D非同源染色体上非等位基因的自由组合属于非同源染色体上非等位基因的自由组合属于 基因重组基因重组C能力提升能力提升2 2大肠
13、杆菌某基因原有大肠杆菌某基因原有183183对碱基,现经过突变,对碱基,现经过突变,减为减为180180对碱基(减少的碱基对与终止密码子无关),对碱基(减少的碱基对与终止密码子无关),它指导合成的蛋白质分子与原来基因指导合成的它指导合成的蛋白质分子与原来基因指导合成的蛋白质分子相比较,差异为蛋白质分子相比较,差异为 ()A A只差一个氨基酸,其他顺序不变只差一个氨基酸,其他顺序不变 B B除长度相差一个氨基酸外,其他氨基酸顺序除长度相差一个氨基酸外,其他氨基酸顺序也有改变也有改变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D D能力提升能力提升 U U天
14、冬氨酸天冬氨酸 U U U U天冬氨酸天冬氨酸缬氨酸缬氨酸(1)基因突变,是否一定会引起蛋白质的改变?基因突变,是否一定会引起蛋白质的改变?同源染色体之间交换示意图同源染色体之间交换示意图第五章基因突变及其他变异第二节染色体变异 :光学显微镜下可见的光学显微镜下可见的 染色体染色体 一、一、概念概念的改变的改变结构或数目结构或数目和基因突变的区别:和基因突变的区别:基因突变基因突变-分子水平分子水平 的变异的变异,在光,在光学显微镜下无法直接观察到。学显微镜下无法直接观察到。染色体变异染色体变异-细胞水平细胞水平的变异,可的变异,可用显微镜直接用显微镜直接观察观察到。到。染色体结构的变异染色体
15、结构的变异染色体数目的变异染色体数目的变异主要包括:主要包括:二、类别二、类别猫叫综合征猫叫综合征 患儿的征状:患儿的征状:两眼距离较远、两眼距离较远、耳位低下,存在着耳位低下,存在着严重的智力障碍。严重的智力障碍。患儿哭声轻、音患儿哭声轻、音调高,很像猫叫。调高,很像猫叫。野生型:卵圆眼野生型:卵圆眼变异型:棒状眼变异型:棒状眼 染色体结构的变异染色体结构的变异 其实是其实是基因的数目基因的数目和和排列顺序排列顺序发生了发生了改变改变,导致生物性状的改变导致生物性状的改变.结论结论:(二)染色体数目变异(二)染色体数目变异1 1、个别个别 染色体数目增加或减少染色体数目增加或减少 先天性愚型
16、(先天性愚型(2121三体综合三体综合征)征)4545条条XYXY(4747)性腺发育不良(特纳氏性腺发育不良(特纳氏综合征)综合征)4444条条XOXO(4545,XOXO)2、染色体组倍性增加或减少染色体组倍性增加或减少(1)、染色体组)、染色体组概念:给染色体分组概念:给染色体分组特点:特点:a、组内都是非同、组内都是非同源染色体,形态结构、功源染色体,形态结构、功能各不相同。能各不相同。b、组内必须携带、组内必须携带该种生物一整套遗传信息。该种生物一整套遗传信息。C、存在物种特异、存在物种特异性。性。2、染色体组倍性增加或减少、染色体组倍性增加或减少(1)、染色体组)、染色体组概念:给
17、染色体分组概念:给染色体分组特点:特点:a、组内都是非同源染色体,形态、组内都是非同源染色体,形态、结构、功能各不相同。结构、功能各不相同。b、组内必须携带该种生物一整套遗、组内必须携带该种生物一整套遗 传信息。传信息。C、存在物种特异性。、存在物种特异性。甲中含有甲中含有 个染色个染色体组;体组;乙中含有乙中含有 个染个染色体组。色体组。43判断细胞内染色体组数的方法判断细胞内染色体组数的方法细胞内有细胞内有n条相同形态条相同形态的染色体,的染色体,就有就有n个染个染色体组。色体组。思考:思考:1、该细胞经减数分裂,得到的、该细胞经减数分裂,得到的每个子细胞中有多少条染色体?每个子细胞中有多
18、少条染色体?2、子细胞中有没有同源染色体、子细胞中有没有同源染色体?3、子细胞中有几个染色体组?、子细胞中有几个染色体组?4、每个染色体组由几个染色体、每个染色体组由几个染色体构成?构成?5条条无无1个个5个个在细胞或生物体的基因型中,控在细胞或生物体的基因型中,控 制制同一性状同一性状的基因出现几次,则的基因出现几次,则 有几个染色体组。有几个染色体组。如基因型为如基因型为AAaaBBbb的细的细 胞内有个染色体组;基因型为胞内有个染色体组;基因型为 AaaBBb细胞内有个染色体组。细胞内有个染色体组。判断细胞内染色体组数的方法判断细胞内染色体组数的方法一个染色体组中一个染色体组中无无同源染
19、色体;同源染色体;一个染色体组中一个染色体组中无无等位基因和相同基因;等位基因和相同基因;染色体组的数目染色体组的数目等于等于细胞内细胞内相同形态相同形态的的 染色体个数;每个染色体组中的染色体数染色体个数;每个染色体组中的染色体数目等于细胞内目等于细胞内不同形态不同形态染色体的个数;染色体的个数;细胞内染色体个数细胞内染色体个数=染色体组数染色体组数每个染每个染 色体组所含染色体个数。色体组所含染色体个数。染色体组的特点:染色体组的特点:(2)二倍体)二倍体概念:体细胞含有两个染色概念:体细胞含有两个染色组的个体。组的个体。实例:几乎全部动物,过半实例:几乎全部动物,过半数的高等植物。数的高
20、等植物。(3)多倍体)多倍体体细胞含有三个或体细胞含有三个或 三个以三个以上染色体组的个体。上染色体组的个体。外界条件剧变,导致有丝分外界条件剧变,导致有丝分裂纺缍体形成过程受阻,染裂纺缍体形成过程受阻,染色体数目加倍。色体数目加倍。茎杆粗、果种大、营养富、茎杆粗、果种大、营养富、结实低,发育缓结实低,发育缓成因:成因:特点:特点:概念:概念:人工诱导多倍体育种:人工诱导多倍体育种:方法:低温处理、秋水仙素处理萌方法:低温处理、秋水仙素处理萌发的种子和幼苗等发的种子和幼苗等作用原理:抑制纺锤体的形成,导致作用原理:抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而引起染色体不能移向细胞两极,从
21、而引起细胞内染色体数目加倍。细胞内染色体数目加倍。例:三倍体无子西瓜的培育例:三倍体无子西瓜的培育(4)单倍体)单倍体概念:体细胞含有本物种配子概念:体细胞含有本物种配子染色体数目的个体。染色体数目的个体。成因:由配子直接发育成因:由配子直接发育。特点:植株弱小、高度不育特点:植株弱小、高度不育 例例1:蜜蜂家族中有雄蜂、蜂王、工蜂。:蜜蜂家族中有雄蜂、蜂王、工蜂。工蜂、蜂王都是由受精卵发育而成的,而雄工蜂、蜂王都是由受精卵发育而成的,而雄蜂是由卵细胞直接发育而成的。问:蜂是由卵细胞直接发育而成的。问:雄蜂体细胞内的染色体组数和蜂王体细雄蜂体细胞内的染色体组数和蜂王体细胞内的染色体组数的关系是
22、怎样的?胞内的染色体组数的关系是怎样的?雄蜂的染色体组数是蜂王的一半,与蜂雄蜂的染色体组数是蜂王的一半,与蜂王产生的卵细胞同。王产生的卵细胞同。例例2普通小麦成熟花粉粒中含有三个染色体普通小麦成熟花粉粒中含有三个染色体组,用这种花粉粒培育成的植株是组,用这种花粉粒培育成的植株是 A单倍体单倍体 B二倍体二倍体 C六倍体六倍体 D三倍体三倍体 例例3某品种水稻的体细胞中含有某品种水稻的体细胞中含有48条染色体,条染色体,具有四个染色体组。则此品种水稻属于具有四个染色体组。则此品种水稻属于 A四倍体四倍体 B三倍体三倍体 C二倍体二倍体 D单倍体单倍体AA 例例4单倍体生物的体细胞内单倍体生物的体
23、细胞内 A只有一个染色体只有一个染色体 B只有一个染色体组只有一个染色体组 C染色体组数目成单染色体组数目成单 D与本物种配子的染色体数同与本物种配子的染色体数同D 单倍体育种单倍体育种方法:花药离体培养法方法:花药离体培养法原理:花药中的花粉属于配子,其细胞原理:花药中的花粉属于配子,其细胞内含有植物体的全套遗传信息,能发育内含有植物体的全套遗传信息,能发育成完整植株。成完整植株。过程:过程:单倍体育种过程单倍体育种过程普通植株普通植株减数减数 分裂分裂花粉花粉花药离花药离 体培养体培养单倍体幼苗单倍体幼苗秋水仙秋水仙 素处理素处理纯合子幼苗纯合子幼苗筛选所需的品种筛选所需的品种DDTTDd
24、Tt花药离花药离 体培养体培养DT Dt dT dt 幼苗幼苗秋水仙秋水仙 素处理素处理DDTT DDtt ddTT ddtt筛选所需的品种筛选所需的品种ddttDT Dt dT dt单倍体育种在生产上的应用单倍体育种在生产上的应用三三 考点落实考点落实育种育种-实验设实验设计计 多倍体育种多倍体育种 单倍体育种单倍体育种1 原理原理:染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异2方法方法:用秋水仙素处用秋水仙素处理理 萌发的种子萌发的种子或幼苗或幼苗花药离体培花药离体培养法养法3 过程过程:(2N )人工诱导人工诱导染色体染色体加倍加倍新个体新个体(N)F1花粉花粉个体个体花药离体花药离体培养培
25、养单单倍倍体体纯纯种种人工诱导人工诱导染色体染色体加倍加倍 优点优点营养丰富营养丰富明显缩短育种年限明显缩短育种年限策略策略该育种方法该育种方法常用于植物常用于植物育种,有时育种,有时需杂交育种需杂交育种配合配合该育种方法只适用该育种方法只适用于植物,有时需杂于植物,有时需杂交育种配合,需组交育种配合,需组织培养技术手段的织培养技术手段的支持支持普通西瓜普通西瓜的幼苗的幼苗(或萌发(或萌发的种子)的种子)秋水秋水 仙素处理仙素处理幼苗(染色幼苗(染色体加倍体加倍,4N)生长生长四倍体植四倍体植株株四倍体四倍体植株植株二倍体二倍体植株植株4N瓜肉瓜肉3N胚胚三倍体植株三倍体植株二倍体植二倍体植株
- 配套讲稿:
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