基因突变基因重组 .ppt

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1、龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞，这说明生物具有打洞，这说明生物具有_的现象。的现象。遗传遗传一猪生九仔，连母十个样，这说一猪生九仔，连母十个样，这说明生物具有明生物具有_的现象。的现象。变异变异 普通的小麦种子种植在普通的小麦种子种植在肥沃的土壤肥沃的土壤中，中，给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱满的种子，但是满的种子，但是再把这些种子种下去结出再把这些种子种下去结出的仍就是普通的种子的仍就是普通的种子 不可遗传的变异不可遗传的变异 太太空空椒椒（经经过过太太空空遨遨游游，也也就就是是经经过过辐辐射射的的）和和普普通通椒椒相相

2、比比，太太空空椒椒具具有有明明显显的的优优势势，果果实实肥肥大大，把把其其种种下下去去后后结出的仍是太空椒结出的仍是太空椒可遗传的变异可遗传的变异变异变异的类的类型型可遗传的变异可遗传的变异：不遗传的变异不遗传的变异：基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组仅仅由环境不同引起，遗传物质没仅仅由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。有改变，不能进一步遗传给后代。由于由于遗传物质发遗传物质发生了改变生了改变，其后，其后代将继承这种改代将继承这种改变变生物变异的类型生物变异的类型第第1节节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组把简单的事做好，就是把简单的事做好，就是不简单

3、不简单；把平凡的事做好，就是把平凡的事做好，就是不平凡不平凡！一一.基因突变基因突变1 实例：实例：人类镰刀型细胞贫血症人类镰刀型细胞贫血症GAACTT谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNARNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常GUAGTACAT突变突变GAA直接原因直接原因根本原因根本原因思考与讨论思考与讨论 镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由_引起的一种遗传引起的一种遗传病，是由于基因的病，是由于基因的_发生了改变产生的。发生了改变产生的。基因突变基因突变结构结构病因：病因：增增添添缺缺失失替替换换2 2、基因突变的概念：基因突变的概念：若若DNADNA碱基对替换，是否一定引起蛋白质

4、结构的改变？碱基对替换，是否一定引起蛋白质结构的改变？“问题探讨问题探讨”：DNADNA的碱基有可能发生什么的变化？的碱基有可能发生什么的变化？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。替换替换增添增添缺失缺失基因结构基因结构比一比、查一查比一比、查一查甲甲 乙乙 丙丙 丁丁DNADNA碱基对碱基对替换替换，不一定不一定引起蛋白质结构的改变。引起蛋白质结构的改变。结论结论:碱基对碱基对的替换的替换1、基因突变不改变生物性状的原因有哪些？、基因突变不改变生物性状的原因有哪些？一种氨基酸可能有几种密码子（一种氨基酸可能有几种密码子（简并性简并性

5、）显性纯合子突变成杂合子（显性纯合子突变成杂合子（AAAa）等等）等等说明：说明：多数多数基因突变能引起生物性状的变化基因突变能引起生物性状的变化2、哪一种基因突变对生物性状的影响最小？哪一种基因突变对生物性状的影响最小？例、例、(08上海高考上海高考)下列大下列大肠肠杆菌某基因的碱基序列的杆菌某基因的碱基序列的变变化，化，对对其所控制合成的多其所控制合成的多肽肽的氨基酸序列的氨基酸序列影响最大影响最大的是的是（不考（不考虑终虑终止密止密码码子）子）A第第6位的位的C被被替替换换为为T B第第9位与第位与第10位之位之间间插入插入1个个TC第第100、101、102位被位被替换替换为为TTT

6、D第第103至至105位被位被替换替换为为1个个T3 3、基因突变发生的时间？、基因突变发生的时间？WhyWhy？DNA进行进行复制复制时时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中可以发生基因突变中可以发生基因突变（但（但一般一般不能传给后代不能传给后代,产生性原细胞时可以产生性原细胞时可以产生性原细胞时可以产生性原细胞时可以）中也可以发生基因突变中也可以发生基因突变（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）4 4、基因突变的原因、基因突变的原因 P P81811）、）、诱发突变诱发突变：提高突变频率：提高

7、突变频率物理因素物理因素：紫外线、：紫外线、X射线损伤射线损伤DNA化学因素化学因素：亚硝酸、碱基类似物改变碱基：亚硝酸、碱基类似物改变碱基生物因素生物因素：某些病毒的遗传物质影响宿主细胞的：某些病毒的遗传物质影响宿主细胞的DNA2）、）、自然突变自然突变：DNA复制发生错误、复制发生错误、碱基组成发生改变碱基组成发生改变棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蝇果蝇 红眼红眼白眼白眼 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：结论一结论一 基因突变具有基因突变具有普遍

8、性普遍性短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）资料一：资料二：基因突变可以发生在基因突变可以发生在1 1、生物个体发育的、生物个体发育的任何时期任何时期2 2、可发生在细胞内、可发生在细胞内不同的不同的DNADNA分子分子上上3 3、可发生在同一、可发生在同一DNADNA分子的分子的不同部位不同部位结论二结论二 基因突变具有基因突变具有_性性随机随机开花结果开花结果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶具根茎叶的植株的植株分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵1.在生物的个体发育过程中，基因突变在生物的个体发育过程中，基因突变发生的时期越早，该生物体表现突变部发生的时期越早，该生物体表现突变部位的范

9、围越大还是越小？位的范围越大还是越小？2.基因突变可能发生在哪些细胞中？基因突变可能发生在哪些细胞中？3.基因突变都能传递给后代吗？基因突变都能传递给后代吗？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，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。体细胞和生殖细胞均可体细胞和生殖细胞均可生殖细胞可以，体细胞生殖细胞可以，体细胞一般一般不能传递不能传递开花结果开花结果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶具根茎叶的植株的植株分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵生物生物表现型表现型突变体突变体肺炎球菌青霉素抗性1.010-7玉

10、米皱缩种子1.010-6紫色种子1.010-5无色种子1.010-5甜粒种子2.010-6小鼠浅色毛皮3.010-5粉红色眼3.510-6人血友病2.010-5视网膜色素瘤2.010-5软骨发育不全5.010-5结结论论三：三：基基因因突突变变的的资料三：频频率率很很低低结论四、结论四、基因突变是基因突变是不定向不定向的，可逆的的，可逆的资料四：绝大多数的人类遗传病，都是由基因突变造成的，绝大多数的人类遗传病，都是由基因突变造成的，这些病对人类健康构成了严重威胁。这些病对人类健康构成了严重威胁。镰刀型细胞贫血症就是一种这样的遗传病，患者镰刀型细胞贫血症就是一种这样的遗传病，患者(aa)(aa)

11、不到成年就会死亡。可见这种突变基因在自然选不到成年就会死亡。可见这种突变基因在自然选择的压力下容易被淘汰。可是在非洲疟疾流行的地区，择的压力下容易被淘汰。可是在非洲疟疾流行的地区，发现镰刀型细胞杂合基因型发现镰刀型细胞杂合基因型(Aa)(Aa)对疟疾的感染率，比对疟疾的感染率，比正常人正常人(AA)(AA)低得多。因此，低得多。因此，在疟疾流行的地区，不利在疟疾流行的地区，不利的镰刀型细胞基因突变可转变为有利于防止疟疾的流的镰刀型细胞基因突变可转变为有利于防止疟疾的流行。行。结论五：基因突变的基因突变的有害性是相对的有害性是相对的，但但害多利少害多利少。资料五：5、基因突变的特点、基因突变的特

12、点普遍性：普遍性：所有生物所有生物随机性：随机性：不同发育阶段、不同不同发育阶段、不同DNADNA、DANDAN不同部位均可发生。不同部位均可发生。多向性：多向性：低频性：低频性：多害性：多害性：想一想想一想基因突变的低频性和普遍性矛盾吗？基因突变的低频性和普遍性矛盾吗？如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A+突变突变AY(黄毛黄毛)a(黑毛黑毛)不矛盾。不矛盾。因为一个基因的突变频率虽然很低，但一个种群因为一个基因的突变频率虽然很低，但一个种群中个体数可以很多，一个细胞中也有许多基因。中个体数可以很多，一个细胞中也有许多基因。6、基因突变的本质：、基因突变的本质：基因突变是分子水平上的变化，基因突变

13、是分子水平上的变化，不改变不改变染染色体上色体上基因的数量及所处的位置基因的数量及所处的位置，只是改，只是改变某一基因的结构及表现形式：变某一基因的结构及表现形式：即即 Aa,或或a A 某生物发生了基因突变后某生物发生了基因突变后某生物发生了基因突变后某生物发生了基因突变后,基因结构（或遗传信息）一定基因结构（或遗传信息）一定基因结构（或遗传信息）一定基因结构（或遗传信息）一定改变；基因数量一定不变；改变；基因数量一定不变；改变；基因数量一定不变；改变；基因数量一定不变；性状可能改变性状可能改变性状可能改变性状可能改变基因基因基因基因A A A A（DNADNADNADNA分子复制时）分子复

14、制时）分子复制时）分子复制时）外界因外界因外界因外界因素诱导素诱导素诱导素诱导碱基序列改变碱基序列改变碱基序列改变碱基序列改变遗传信息改变遗传信息改变遗传信息改变遗传信息改变基因基因基因基因a1a1a1a1或或或或a2a2a2a2突突突突变变变变基因突变是染色体上某一个位点上基因的改基因突变是染色体上某一个位点上基因的改基因突变是染色体上某一个位点上基因的改基因突变是染色体上某一个位点上基因的改变，使变，使变，使变，使一个基因一个基因一个基因一个基因变成它的变成它的变成它的变成它的等位基因等位基因等位基因等位基因。例例如如3 3 小麦从高秆变成矮秆小麦从高秆变成矮秆127 7、基因突变的结果：

15、、基因突变的结果：8、基因突变的意义：、基因突变的意义：P82基因突变是新基因产生的途径基因突变是新基因产生的途径基因突变是生物变异的基因突变是生物变异的根本来源根本来源，为生物的进化提供了为生物的进化提供了最初的原材料最初的原材料。“一猪生九仔，连母十个样一猪生九仔，连母十个样”，这种个体，这种个体的差异，主要是什么原因产生的的差异，主要是什么原因产生的?二二 基因重组基因重组1 1、概念、概念:是指在生物体进是指在生物体进行行有性生殖的过程中有性生殖的过程中，控制不同性状的控制不同性状的基因基因的重新组合的重新组合。重组重组DNA技术：技术：通俗的说，就是通俗的说，就是按照人们的意愿按照人

16、们的意愿，把一种，把一种生物的某种基因提取出来，在生物体外重组，然后放到另一生物的某种基因提取出来，在生物体外重组，然后放到另一种生物的细胞里，种生物的细胞里，定向定向地改造生物的性状。地改造生物的性状。2 2、类型、类型:基因的自由组合基因的自由组合:减数分裂形成配子时，随着非同源染减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的组合，非等位基因也自由组合色体的组合，非等位基因也自由组合（减减后期后期）。）。基因的互换基因的互换:减数分裂的减数分裂的四分体时期四分体时期，同源染色体上的等位，同源染色体上的等位基因随姐妹染色单体之间发生局部互换而互换，基因随姐妹染色单体之间发生局部互换而互换，导致基因重

17、组。导致基因重组。发生时期发生时期：减数分裂四分体时期减数分裂四分体时期减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期基因重组能产生基因重组能产生新的基因吗？能新的基因吗？能产生型的基因型产生型的基因型吗？吗？两个亲本的杂合性越高两个亲本的杂合性越高，遗传物质差距，遗传物质差距越大，越大，基因重组的类型就越多基因重组的类型就越多，后代产生，后代产生的的变异就越多变异就越多。基因重组是通过。基因重组是通过有性生殖有性生殖过程实现的。过程实现的。产产生生多多样样化化基基因因组组合合的的后后代代，为为生生物物变变异异提提供供丰丰富富的的来来源源，是是生生物物变变异异来来源源之之一一，是是形形成成生生物物多多样

18、样性性的的重重要要原原因因之之一一，对生物的进化具有重要意义。，对生物的进化具有重要意义。3 3、特点特点:4 4、意义意义:有性生殖中非常普遍有性生殖中非常普遍突变频率低，但普遍存在突变频率低，但普遍存在发生发生可能可能生物变异的生物变异的来源之一来源之一，对，对生物进化有重要意义生物进化有重要意义新基因产生的途径，生物变异新基因产生的途径，生物变异的的根本来源根本来源，生物进化的原始，生物进化的原始材料材料意义意义有性生殖过程中有性生殖过程中进行进行减数分裂形成配子减数分裂形成配子外外界环境条件的变化和界环境条件的变化和内内部因素的相互作用部因素的相互作用条件条件减减后期后期，非同源染色体

19、上，非同源染色体上的非等位基因自由组合；的非等位基因自由组合；四分体时期四分体时期，同源染色体的，同源染色体的非姐妹染色单体的交换互换非姐妹染色单体的交换互换可发生在生物个体发育的可发生在生物个体发育的任何阶段任何阶段,一般在细胞分裂一般在细胞分裂的间期的间期。包括碱基对的替。包括碱基对的替换、增添和缺失。换、增添和缺失。发生发生时间时间及原及原因因不产生新基因，而是不不产生新基因，而是不同同基因的重新组合基因的重新组合，产，产生新的基因型生新的基因型基因的分子结构发生改基因的分子结构发生改变，变，产生新的基因产生新的基因，出，出现了新的性状现了新的性状本质本质基因重组基因重组基因突变基因突变

20、基因突变基因突变一、定义：一、定义：DNA分子中发生的碱基对的替换、增添和缺失，而分子中发生的碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。引起的基因结构的改变。二、时间及结果二、时间及结果三、原因三、原因 自发突变自发突变 人工诱变：人工诱变：四、特征四、特征 频率低、不定向、随机性、普遍性、大多有害频率低、不定向、随机性、普遍性、大多有害五、意义五、意义 是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了原材料。为生物的进化提供了原材料。物理、化学、生物因素物理、化学、生物因素基因重组基因重组一、定义：一、定义：控制控制不同性状的基因

21、不同性状的基因重新组合。重新组合。二、类型：二、类型：基因自由组合基因自由组合基因交叉互换基因交叉互换三、三、发生时期发生时期：减数分裂四分体时期减数分裂四分体时期减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期四、意义：四、意义：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形成是形成生物多样性生物多样性的重要原因之一的重要原因之一对于对于生物进化生物进化具有十分重要的意义具有十分重要的意义1 1人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是 A A红细胞由圆盘型变成镰刀型红细胞由圆盘型变成镰刀型B B血红蛋白分子中的一个谷氨酸变成缬氨酸血红蛋白分子中的一个谷氨酸变成缬

22、氨酸C CRNARNA的碱基序列改变的碱基序列改变D DDNADNA的碱基种类改变的碱基种类改变D2.2.下列各疾病中，又是突变性状又是下列各疾病中，又是突变性状又是属于伴性遗传的是：属于伴性遗传的是：A A、人类的白化病、人类的白化病 B B、冠心病、冠心病C C、人类的色盲病、人类的色盲病 D D、镰刀型细胞贫血症、镰刀型细胞贫血症C2.进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定的差异的主要原因是定的差异的主要原因是 （）A.基因重组基因重组 B.基因突变基因突变 C.染色体变异染色体变异 D.生活条件改变生活条件改变1.一种植物在正常情况下只开

23、红花，但偶然会出一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出现一朵白花，如果将白花种子种下去，它的后代现一朵白花，如果将白花种子种下去，它的后代全部开白花，出现这种现象的原因是全部开白花，出现这种现象的原因是(）A.自然杂交自然杂交 B.自然选择自然选择 C.基因突变基因突变 D.基因重组基因重组课课 堂堂 练练 习习CA4.利用激光对利用激光对DNA进行修复，生物学上称之为进行修复，生物学上称之为 （）A.基因突变基因突变 B.基因重组基因重组 C.基因互换基因互换 D.染色体变异染色体变异3.下列有关基因突变的说法，不正确的是下列有关基因突变的说法，不正确的是()A.自然条件下，一种生物的突变

24、率是很低的自然条件下，一种生物的突变率是很低的B.生物所发生的基因突变一般都是有利的生物所发生的基因突变一般都是有利的C.基因突变在自然界的中广泛存在基因突变在自然界的中广泛存在D.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 主要来源主要来源BA在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是（）（）致使（致使（）基因基因 基因基因 基因基因某化合物某化合物酶酶酶酶酶酶鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸6.下图所示某一红色链孢霉合成精氨酸过程：下图所示某一红色链孢霉合成精氨酸过程：如果酶如果酶和酶和酶正常，酶正常，酶活性丧失则能否合成活性丧失则能否合成鸟氨酸和精氨酸鸟氨酸和精氨酸?(）原因是（原因是（)基因基因发生突变，酶发生突变，酶缺乏缺乏不能形成精氨酸不能形成精氨酸能合成鸟氨酸不能合成精氨酸能合成鸟氨酸不能合成精氨酸酶酶失活，鸟氨酸不能合成瓜氨酸，因失活，鸟氨酸不能合成瓜氨酸，因此精氨酸的合成缺乏原料。此精氨酸的合成缺乏原料。