2020-2021学年高一生物人教版必修二5.1 基因突变和基因重组课件（42张）

(共42张PPT)
亲兄弟
亲代
子代
生物亲、子代间或子代各个体间存在性状差异的现象，称为生物的变异。
遗传：
亲代与子代之间能保持性状的稳定性。
不可遗传的变异
普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中,
给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱
满的种子，但是再把这些种子种下去结出
的仍就是普通的种子。
通过整容手术，郝璐璐漂亮了，这种漂亮能遗传吗？为什么？
“中国第一人造美女”
遗传物质没有发生改变
不可遗传的变异：
太空椒(经
过太空遨游,
也就是经过辐射的)和普通椒相比,
太空椒具有明显的优势,
果实肥大,
把其种下去后结出的仍是太空椒。
太空椒(左)和
普通青椒(右)
可遗传的变异
红花的后
代变了蓝紫色
上述变异性状的后代
为何仍然是蓝紫色花呢？
遗传物质发生了改变
蓝紫色花的后
代仍是蓝紫色
可遗传的变异：
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
生物的变异类型：
性状　　　
基因　　　　
环境　　　
（不可遗传的变异）
（可遗传的变异）
（改变）
（改变）
（改变）
——不可遗传的变异
——可遗传的变异
基因突变
基因重组
染色体变异
仅由环境因素引起的
，自身的遗传物质没有改变
细胞内遗传物质改变
第5章
基因突变及其他变异
第1节
基因突变和基因重组
一、基因突变
正常红细胞
病人的红细胞
实例：镰刀型细胞贫血症
阅读教材：P80-81
思考：镰刀型细胞贫血症的发病原因是什么？
镰刀型贫血症
人的红细胞的主要成分是血红蛋白，共含有
4条肽链。正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而患者的红细胞是弯曲的镰刀状，这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。
那么，这种病是怎么形成的呢？
镰刀形细胞贫血症的病因分析
直接原因：
缬氨酸—组氨酸
—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—……
缬氨酸—组氨酸
—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸—赖氨酸—……
1
2
3
4
5
6
7
8
（正常血红蛋白）
（异常血红蛋白）
正常血红蛋白第6位上的谷氨酸
被缬氨酸取代。
一、基因突变
第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？
A
U
A
T
碱基对
替换
氨基酸
C
T
G
A
缬氨酸
DNA
mRNA
蛋白质
谷氨酸
正常
G
A
G
A
不正常
C
T
T
G
AA
直接原因
根本原因
DNA的碱基对发生替换，引起基因突变
正常血红蛋白第6位上的谷
氨酸被缬氨酸取代。
1.基因突变的概念：
A
T
G
C
T
A
C
G
A
C
G
C
T
G
C
G
替换
A
T
G
C
T
A
C
G
A
T
G
C
T
A
C
G
增添
A
T
A
T
G
C
T
A
C
G
A
G
C
T
C
G
缺失
DNA分子中发生碱基对的_____、_____
和
_____，而引起的_________的改变。
替换
增添
缺失
基因结构
一、基因突变
例题1.如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变,导致1
169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是(　　)
A.①处插入碱基对G-C
B.②处碱基对A-T替换
为G-C
C.③处缺失碱基对A-T
D.④处碱基对G-C替换
为A-T
B
2.基因突变的结果
A
T
G
C
T
A
C
G
原基因B
缺失
A
G
C
T
C
G
新基因b
结果：产生新基因（等位基因），基因数目不变
基因突变是等位基因产生的根本来源
一、基因突变
基因突变改变DNA的分子结构，但不改变其空间结构
隐性突变
讨论1：基因突变一定会导致生物性状的改变吗？
2.基因突变的结果
一、基因突变
①
基因突变后新形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。（密码子的简并性）
②不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起性状变异。
③基因突变发生在隐性基因中，即显性基因突变为隐性基因。（隐性突变）
④突变有可能改变蛋白质中个别氨基酸的种类，但并不影响蛋白质的功能，性状也不改变。
基因突变不一定引起生物性状改变，原因是：
碱基对
影响大小
对氨基酸序列的影响
替换
小
只改变一个氨基酸或不改变
缺失
大
不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列
增添
大
不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列
讨论2：基因突变的3种类型对后代影响一样吗？
讨论3：基因突变一定会遗传给后代吗？
基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代，若发生在体细胞中，一般不能遗传。（无性繁殖除外）人体某些体细胞的基因突变，有可能发展成癌细胞。
2.基因突变的结果
一、基因突变
3.基因突变的时间
DNA复制时
分裂间期
A.有丝分裂间期
体细胞可以发生基因突变，但一般
不能传给后代
B.减数第一次分裂以前的间期
生殖细胞中也可以发生基因突变，可以通过受精作用直接传给后代
一、基因突变
①外来因素
物理因素
化学因素
生物因素
紫外线、X射线及其他
辐射能损伤细胞的DNA
亚硝酸、碱基等能改变
核酸的碱基
某些病毒的遗传物质能
影响宿主细胞的DNA
②内部因素——
DNA分子复制偶尔发生错误、
DNA碱基组成发生改变
4.基因突变的原因
诱发突变
自发突变
一、基因突变
夏季涂抹防晒霜
青少年少上网，少用手机
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
少吃烧烤和油炸食品
化学因素
分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突变的可能，从而防止细胞癌变？
接种乙肝疫苗
生物因素
4.基因突变的原因
一、基因突变
阅读课本P82，尽可能多的找出基因
突变的特点
细菌
无抗药性——抗药性
棉花
正常枝——短果枝
果蝇
红眼——白眼
长翅——残翅
家鸽
羽毛白色——灰红色
人
正常色觉——色盲
正常肤色——白化病
常见突变性状：
①在生物界普遍存在—普遍性
玉米白化苗
人类多指
短腿安康羊（中）
5.基因突变的特点
一、基因突变
开花结果的植株
胚
幼苗
具根茎叶的植株
分化出花芽的植株
受精卵
基因突变发生在生物个体发育的什么时期？
任何时期
①
②
③
④
⑤
5.基因突变的特点
一、基因突变
②可以发生在个体发育的任何时期，细胞内不同的DNA
分子上、同一DNA分子的不同部位。—随机性
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
显性突变
隐性突变
③
突变可以向不同的方向发生—不定向性
5.基因突变的特点
一、基因突变
aa→Aa
AA→Aa
基
因
突变率
大肠杆菌组氨酸缺陷型基因
2×10－６
果蝇的白眼基因
4×10－5
果蝇的褐眼基因
3×10－5
玉米的皱缩基因
1×10－６
小鼠的白化基因
1×10－5
人类色盲基因
3×10－5
小资料
④
突变率低—低频性
自然状态下，基因突变的频率是很低的。
5.基因突变的特点
一、基因突变
白化苗
⑤
大多数突变是有害的—多害少利性
白化病
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。
基因突变中，有利突变多，还是有害突变多？
5.基因突变的特点
一、基因突变
畸形的雏鸭
人类的多指
人类的并指
镰刀形红细胞
高产大豆　　
　　高产青霉菌株
自然界的物种中广泛存在
可发生在任何时期、任何部位
自然界突变率很低:10－5-10-8
多数有害,少数有利
①普遍性:
②随机性:
③低频性:
④多害少利性：
一个基因可以向不同的方向发生突变
⑤不定向性：
5.基因突变的特点
一、基因突变
在某个经常刮大风的海岛上，有许多无翅或者残翅的昆虫，在这个海岛上，为什么无翅的或残翅昆虫特别多？
突变方向与环境没有明确的因果关系
产生新基因
形成新性状
生物进化的原始材料
基因突变
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、
生物进化的原始材料。
6.基因突变的意义
一、基因突变
“一母生九子，九子各不同”这种差异怎么造成的？
基因重组
1.概念:在生物进行有性生殖过程中,控制不同性
状的基因的自由组合。
YYRR
yyR_
yyrr
Y_rr
为什么会发生基因重组？
什么时候发生？
二、基因重组
非同源染色体的
非等位基因自由组合
A
a
b
B
A
a
B
b
Ab和aB
AB和ab
原因一：
同源染色体的非姐妹
染色单体之间的局部交换
A
a
A
a
B
b
A
a
b
B
A
a
B
b
原因二：
1.概念:在生物进行有性生殖过程中,控制不同性
状的基因的自由组合。
2.类型:
①基因的自由组合:非同源染色体上的非等位基因的
自由组合
②基因的交叉互换:同源染色体上的非姐妹染色体之
间发生局部互换。
3.意义:是产生新基因型的途径；是生物变异的来源之一；是生物的进化的材料
减一后期
减一前期
思考：基因重组能否产生新的基因？
否，产生新的基因型！
二、基因重组
基因突变
基因重组
本质
原因时间
条件
意义
可能
产生了新基因
出现新性状
不产生新基因，产生新的基因型
性状重组
碱基对替换、增添、缺失
细胞分裂间期DNA复制时，
基因自由组合或交叉互换
减数第一次分裂后期、四分体
外界条件的剧变
和内部因素的相互作用
有性生殖
可能性很小
非常普遍
是产生新基因型的途径
是生物变异的来源之一
是生物的进化的材料
是产生新基因的途径
是生物变异的根本来源
是生物的进化的原始材料
阐释：产生新的基因（基因分子结构改变），而产生新的基因型
阐释：不产生新的基因（基因分子结构不变），但重组产生新的基因型
1、生物变异的根本来源是（
）　　
A．基因重组
B．染色体数目变异　
C．染色体结构变异　D．基因突变
2、基因重组发生在（
）
A．减数分裂形成配子的过程中　　
B．受精作用形成受精卵的过程中
C．有丝分裂形成子细胞的过程中　　
D．通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中
D
A
课堂巩固
4、生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源于（
）
A.基因重组
B.基因突变
C.染色体变异
D.环境变化
A
3、若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变
异主要来自（
）　
A.基因突变
B.基因重组
C.环境影响
D.染色体变异
B
5.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输给一个血型相同的正常人,将使正常人（
）
B
A、
基因产生突变,使此人患病
B、无基因突变,性状不遗传给此人
C、基因重组,将病遗传给此人
D、无基因突变,此人无病,其后代患病
6:下图中基因重组发生在______（序号）
④⑤