第1节 基因突变和基因重组2010.05.24.ppt

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1、过去有效的杀过去有效的杀虫药，为什么现在就虫药，为什么现在就不起作用了呢？不起作用了呢？你们大量使用你们大量使用杀虫药，我们可是杀虫药，我们可是兵多将广，兵多将广，变异变异类类型多着呢！型多着呢！生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在间存在性状差异性状差异的现象。的现象。什么是生物的变异？什么是生物的变异？染色体变异类型不遗传的变异可遗传的变异基因重组基因突变生物的变异生物的变异表现型表现型基因型基因型环境环境（不可遗传的变异）（不可遗传的变异）（可遗传的变异）（可遗传的变异）基因重组染色体变异基因突变诱诱因因（改变）（改变）（改变）（改变）（改

2、变）（改变）缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷谷氨酸氨酸赖氨酸赖氨酸异常异常基因突变的实例基因突变的实例:镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷谷氨酸氨酸赖氨酸赖氨酸正常正常 血红蛋白分子的部分氨基酸顺序血红蛋白分子的部分氨基酸顺序正常正常异常异常一、基因突变一、基因突变CTTCTTGAAGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质 正常正常异常异常GUAGUACATCATGTAGTA突变突变GAAGAA_原因原因_原因原因根本根本直接直接镰刀型细胞

3、贫血症病因的图解镰刀型细胞贫血症病因的图解增增添添缺缺失失改改变变DNADNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的 、和和 ，而引起的而引起的 的改变。的改变。增添增添缺失缺失改变改变基因结构基因结构1.1.基因突变的概念基因突变的概念T G T C TA C A G ADNA U G U C URNA半胱氨酸半胱氨酸T G C C TA C G G AU G C C U半胱氨酸半胱氨酸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性状的改变？性状的改变？同学们可以尝试在缺失和插入状态下蛋白质性状是否同学们可以尝试在缺失和插入状态下蛋白质性状是否一定改变？为什么？

4、一定改变？为什么？2.2.基因突变的原因基因突变的原因（1 1）自发突变（内因）自发突变（内因）DNADNA复制时偶尔发生错误复制时偶尔发生错误复制时偶尔发生错误复制时偶尔发生错误（2 2）诱变突变（外因）诱变突变（外因）物理因素：如物理因素：如X射线、激光等射线、激光等化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等生物因素：如病毒和某些细菌等生物因素：如病毒和某些细菌等 人工诱变育种人工诱变育种n n运用物理因素或化学运用物理因素或化学运用物理因素或化学运用物理因素或化学因素因素因素因素提高突变率提高突变率提高突变率提高突变率,诱发诱发诱发诱发基因突变基因突变基因突变基因突

5、变,获得获得获得获得优良品优良品优良品优良品种种种种.太空南瓜太空南瓜成功率低成功率低,有利个体往往不多有利个体往往不多需大量处理材料需大量处理材料人工诱变在育种上的应用人工诱变在育种上的应用诱变意义诱变意义:是创造动、植物是创造动、植物新新品种和微生物品种和微生物新新类类型的重要方法型的重要方法（2 2 2 2）优点：优点：提高突变率提高突变率，缩短育种周期，缩短育种周期大幅度改良某些性状大幅度改良某些性状（3 3 3 3）缺点缺点:物理方法：物理方法：X X射线、射线、射线、紫外线、激光等射线、紫外线、激光等 化学方法：亚硝酸、硫酸二乙酯等化学方法：亚硝酸、硫酸二乙酯等 （1 1）常用的方

6、法：）常用的方法：生物界中普遍存在生物界中普遍存在普遍性普遍性个体发育的任何时期和部位个体发育的任何时期和部位随机性随机性自然情况下突变频率很低自然情况下突变频率很低(10-5-10-8)低频性低频性多数对生物有害多数对生物有害多害少利性多害少利性突变是不定向的突变是不定向的不定向性不定向性3.3.基因突变的特点基因突变的特点基因突变不改变染色体上基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因基因的数量，只改变基因的内部结构，使一个基因的内部结构，使一个基因变成它的变成它的等位基因等位基因（Aa或或aA）。）。是是生物变异的生物变异的根本来源根本来源，为生物的进化为生物的进化提供了最初的原材料提

7、供了最初的原材料。基因基因突变突变新新基因（等位基因）基因（等位基因）基因型（改变）基因型（改变）表现型（改变）表现型（改变）引发生物变异引发生物变异 4.4.基因突变的意义基因突变的意义:可以产生新的基因可以产生新的基因发生的时间发生的时间:细胞周期中的细胞周期中的分裂间期分裂间期A.A.有丝分裂间期有丝分裂间期B.B.减数第一次分裂间期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,人体某些体细胞基因人体某些体细胞基因 的突变可能发展为癌细胞）的突变可能发展为癌细胞）（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）DNADNA在进行复制时发

8、生错误或由于某种原因断在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂后进行修复时发生错误裂后进行修复时发生错误。基因突变都会遗传给后代吗？基因突变都会遗传给后代吗？“一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样”这种这种差异怎么造成的？差异怎么造成的？二、基因重组二、基因重组人的体细胞中有人的体细胞中有2323对染色体，请你根据自由对染色体，请你根据自由组合定律的计算，一位父亲可能产生多少种染组合定律的计算，一位父亲可能产生多少种染色体组成不同的精子？那母亲产生的卵细胞呢？色体组成不同的精子？那母亲产生的卵细胞呢？不考虑基因突变，如果要保证子女中有两个不考虑基因突变，如果要保证子女中有两个所有基因完全

9、相同的个体，子女的数量至少要所有基因完全相同的个体，子女的数量至少要是多少？是多少？223223246+1 1.1.概念：概念：基因重组是指生物进行基因重组是指生物进行有性有性生殖生殖的过程中，控制不同性状的基因的重的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。新组合。基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？非同源染色体上的非同源染色体上的 非等位基因自由组合非等位基因自由组合AabBAaBbAb和和aBAB和和ab2.2.根本原因根本原因同源染色体上的同源染色体上的 非姐妹染色单体之间的非姐妹染色单体之间的 交叉互换交叉互换基因重组是通过基因重组是通过有性生殖有性生殖来实现的来实现的基

10、因重组的实例基因重组的实例 为生物变异提供了极其丰富的来源为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多是生物多样性的重要原因之一。样性的重要原因之一。3.3.意义意义对比基因突变与基因重组对比基因突变与基因重组基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质基因分子结构变化，产生新基基因分子结构变化，产生新基因（碱基替换因（碱基替换|增添增添|缺失）缺失）并不产生新基因，产生新的基因并不产生新基因，产生新的基因型，使不同性状发生组合型，使不同性状发生组合发生发生时间时间细胞分裂间期，细胞分裂间期，DNA复制过程复制过程中中减数分裂第一次分裂后期（非同减数分裂第一次分裂后期（非同源染色体自由组合源染色体自由

11、组合|交叉互换）交叉互换）条件条件外界环境条件（物理、化学、外界环境条件（物理、化学、生物因素）或内部因素生物因素）或内部因素有性生殖过程中减数分裂有性生殖过程中减数分裂意义意义为生物的进化提供原始材料为生物的进化提供原始材料形成生物多样性的重要原因之一形成生物多样性的重要原因之一可能可能性性突变频率低，但普遍存在，变突变频率低，但普遍存在，变异不定向异不定向有性生殖中非常普遍有性生殖中非常普遍练习题练习题1 1、基因突变（基因突变（）；基因重组（）；基因重组（）。）。A A、产生新基因，不形成新基因型、产生新基因，不形成新基因型 B B、产生新基因，形成新基因型、产生新基因，形成新基因型 C

12、 C、不产生新基因，形成新基因型、不产生新基因，形成新基因型 D D、不产生新基因，不形成新基因型、不产生新基因，不形成新基因型B2 2、基因重组发生在、基因重组发生在()()A.A.有丝分裂形成子细胞的过程中有丝分裂形成子细胞的过程中 B.B.减数分裂形成配子减数分裂形成配子的过程中的过程中 C.C.受精作用形成受精卵受精作用形成受精卵的过程中的过程中 D.D.分裂间期，分裂间期，DNADNA复制复制的过程中的过程中B3 3、人类能遗传的基因突变常发生在（人类能遗传的基因突变常发生在（）A.A.减数第一次分裂减数第一次分裂 B.B.四分体时期四分体时期 C.C.减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期 D.D.有丝分裂间期有丝分裂间期4 4、诱变育种的特点是诱变育种的特点是()()能大幅度改良某些性状能大幅度改良某些性状 能形成新基因能形成新基因 大多形成新物种大多形成新物种 一般对个体生存有利一般对个体生存有利 A.A.B.B.C.C.D.D.AC