【课件】基因突变和基因重组高一下学期生物人教版必修2.pptx
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1、第一节第一节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组第五章第五章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异问题探讨 P80三位同学在抄写英文句子三位同学在抄写英文句子“THE CAT SAT ON THE THE CAT SAT ON THE MAT”MAT”(猫坐在草席上)时,分别抄成了(猫坐在草席上)时,分别抄成了 “THE KAT SAT ON THE MATTHE KAT SAT ON THE MAT”“THE HAT SAT ON THE MAT”“THE HAT SAT ON THE MAT”“THE CAT ON THE MAT”“THE CAT ON THE MAT”讨论:假如在讨论
2、:假如在DNADNA分子的复制过程中,发生了类似的错分子的复制过程中,发生了类似的错误,误,DNADNA分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化?这分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化?这些变化可能对生物体产生什么影响?些变化可能对生物体产生什么影响?答案:DNA分子携带的遗传信息将会发生改变。因密码的简并性,DNA编码的氨基酸不一定改变。影响:如果氨基酸发生了改变,生物体的性状可能发生改变。改变的性状对生物体的生存可能有害,可能有利,也可能既无害也无利。一、基因突变 1910年,赫里克医生的诊所来了一位黑人病人,病人年,赫里克医生的诊所来了一位黑人病人,病人脸脸色苍白,四肢无力,是严重的贫血病色
3、苍白,四肢无力,是严重的贫血病患者。医生使用所患者。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,血液检查时发现,红细胞在显微镜不是正常的圆饼形,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而是又长又弯的镰刀形,称,称镰刀状细胞贫血症镰刀状细胞贫血症。(细胞易破裂,使人患溶血性贫血)(细胞易破裂,使人患溶血性贫血)1 1、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镰刀型细胞贫血症的病因分析镰刀型细胞贫血症的病因分析病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化?病人的血红蛋白的一条多肽链发生了
4、什么变化?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 正常正常异常异常蛋白质蛋白质 正常正常 异常异常氨基酸氨基酸 谷氨酸谷氨酸 缬氨酸缬氨酸mRNA G_A G_ADNA C T T C_T G A A G_ A 突变突变UAAT_原因原因:根本根本A AT T替换替换T TA A病因病因:镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由_ _ 引起的一种引起的一种遗传遗传病病。是由于。是由于基因的分子结构发生改变基因的分子结构发生改变而产生的。而产生的。直接直接原因原因:谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNA分子中碱基对替换分子中碱基对替换增增添添缺缺失失替替换换DN
5、ADNA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。替换替换增添增添缺失缺失基因结构基因结构2 2、基因突变的概念:、基因突变的概念:实质为:实质为:基因基因内部内部发生的碱基对的种类和数量改变,发生的碱基对的种类和数量改变,一条染色体上的基因数量和位置并未改变一条染色体上的基因数量和位置并未改变1 1、碱基对的几种改变方式,一定会引起蛋白质碱基对的几种改变方式,一定会引起蛋白质的改变吗?的改变吗?思考:思考:当发生当发生替换替换时,由于密码子的简并性,蛋白质时,由于密码子的简并性,蛋白质中的氨基酸中的氨基酸可能发生变化,也可能不发生变化可能发生变化,也
6、可能不发生变化 T A G G C G A U C C G C A U A C C GC mRNA碱基对增添碱基对增添异亮氨酸异亮氨酸 脯氨酸脯氨酸DNA A T C C G C 正常正常异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸A T A C C G C T A T G G C G 当发生当发生增添增添时,除肽链时,除肽链长度发生改变外,长度发生改变外,插入点以后的氨基酸一般都会发生变化。插入点以后的氨基酸一般都会发生变化。mRNADNA氨基酸氨基酸 A U C C G C 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸苏氨酸苏氨酸丙氨酸丙氨酸碱基对缺失碱基对缺失正常正常 A T C C G C T A G
7、 G C G mRNA氨基酸氨基酸 A C C G C T G G C G DNA A C C G C 当发生当发生缺失缺失时,时,除除肽链长度发生改变肽链长度发生改变外,缺失点以后的外,缺失点以后的氨基酸一般都会发氨基酸一般都会发生变化。生变化。从以上分析可以从以上分析可以看出,看出,碱基对的改变碱基对的改变不一定会引起蛋白质不一定会引起蛋白质的改变。碱基对的替的改变。碱基对的替换引起蛋白质的改变换引起蛋白质的改变最小。最小。思考:思考:2 2、基因突变都会遗传给后代吗?、基因突变都会遗传给后代吗?P81 P81 不一定不一定,若发生在配子中,可遗传,若发生在体细胞中,一般不能遗传。有些植物
8、体细胞中的基因突变可通过无性繁殖传递。此外人体某些体细胞基因的突变,有可能发展为癌细胞3 3、生物性状的改变一定是由基因突变引起的吗?、生物性状的改变一定是由基因突变引起的吗?不一定,也可能是由环境改变引起的不一定,也可能是由环境改变引起的4 4、为什么在强烈的日光下要涂抹防晒霜?做、为什么在强烈的日光下要涂抹防晒霜?做X X射线透视的医务人员要穿防护衣?射线透视的医务人员要穿防护衣?赖氨酸的密码子有如下几种:赖氨酸的密码子有如下几种:UUA、UUG、CUU、CUA、CUG,当某基因片段中的,当某基因片段中的GAC突突变为变为AAC时,这种突变的结果对该生物的影响时,这种突变的结果对该生物的影
9、响是(是()A一定是有害的一定是有害的 B一定是有利的一定是有利的 C有害的概率大于有利的概率有害的概率大于有利的概率 D既无利也无害既无利也无害跟踪训练一跟踪训练一D物理因素:物理因素:化学因素:化学因素:生物因素:生物因素:(1)(1)基因突变的原因:基因突变的原因:P8182如如X X射线、射线、射线、紫外线、激光等。射线、紫外线、激光等。亚硝酸、碱基类似物,硫酸二乙酯,亚硝酸、碱基类似物,硫酸二乙酯,秋水仙素等秋水仙素等包括病毒和某些细菌等。包括病毒和某些细菌等。外外因因内因:内因:DNADNA分子复制偶尔发生错误,分子复制偶尔发生错误,DNADNA碱基组成发生改变等碱基组成发生改变等
10、3、基因突变的原因和特点、基因突变的原因和特点特别提醒特别提醒:我们应该保护环境我们应该保护环境,远离这远离这些因素些因素,养成良好的饮食养成良好的饮食,卫生习惯卫生习惯.细菌细菌 无抗药性无抗药性抗药性抗药性棉花棉花 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你认为突变有什么特点?你认为突变有什么特点?常见突变性状:常见突变性状:在生物界普遍存在;在生物界普遍存在;普遍性普遍性短腿安康羊(中)短腿安康羊(中)玉米白化苗玉米白化苗人类多指人类多指(2)基因突变的特点基因
11、突变的特点以植物的个体发育为例:以植物的个体发育为例:开花结果的植株开花结果的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶的植株具根茎叶的植株分化出花芽的植株分化出花芽的植株受精卵受精卵2、基因突变发生的时期与突变性状在生物体的表现部位及范围大小有没有关系?有什么关系?突变发生的时间越早,表现突变的部分越多,突变发生的时间越早,表现突变的部分越多,越晚,越晚,越少。越少。1、基因突变发生在生物个体发育的什么时期?基因突变发生在细胞内不同的DNA分子上基因突变发生在同一DNA分子不同部位 P82任何时期任何时期在生物体内随机发生;在生物体内随机发生;随机性随机性基因突变是基因突变是不定向不定向的;的;不定向性不定向
12、性经诱变处理的紫色种子产生的子代种子经诱变处理的紫色种子产生的子代种子经诱变处理的黑色家鼠产生的子代经诱变处理的黑色家鼠产生的子代显性突变显性突变隐性突变隐性突变基基 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果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因4105果蝇的褐眼基因果蝇的褐眼基因3105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小资料小资料自然突变率自然突变率低低(10105 5-10-10-8-8););低频性低频性基因突变容易发生在具有DNA复制功能细胞中(有丝分裂间期和减间期),不容易发生在高度分化的细胞中
13、。故突变概率:生殖细胞体细胞 分裂旺盛的细胞停止分裂的细胞白化苗白化苗大多数突变是大多数突变是有害有害的;的;多害少利性多害少利性白化病白化病为为什什么么呢呢?任何一种生物都是长期进化过程的产物,它们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。与环境取得了高度的协调。(基因突变基因突变打破对环境打破对环境的适应性的适应性)不定向性(不同碱基位点改变)不定向性(不同碱基位点改变)基因突变的特点:基因突变的特点:普遍性(广泛而随机)普遍性(广泛而随机)随机性随机性低频性(几万到几亿分之一)低频性(几万到几亿分之一)少利多害性少利多害性小结:基因突变的原因和特点小结:基因突变的原
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