生物人教版（2019)必修2 5.1基因重组和基因突变(课件共22张ppt）

(共22张PPT)
第五章 基因突变及其他变异
第一节 基因突变和基因重组
课程导入
1、细胞癌变的原理是什么？
2、河流污染，为何河里的动物会变成怪兽？
3、我国将作物种子带入太空，为何会得到不一样的品种？
回顾思考
回顾DNA的复制，在DNA复制过程中，需要脱氧核糖核苷酸作为原料，如果复制过程出错了怎么办？会导致什么样的结果？DNA上的碱基对多了或少了会如何？
基因突变
镰状细胞贫血：也叫镰刀型细胞贫血症，是一种遗传病。正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的镰刀状，这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血。
谷氨酸变成缬氨酸
基因突变
镰状细胞贫血形成原因：
直接原因：血红蛋白的一个氨基酸被替换
根本原因：控制血红蛋白合成的基因中一个碱基对改变
碱基的替换可以导致基因的改变，从而引起所编码的蛋白质的改变。
DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失、而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。
基因突变的原因：
外因
物理因素：紫外线、X射线及其他辐射
内因：DNA复制偶尔发生错误、DNA的碱基组成发生改变等
原因
化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物等
生物因素：某些病毒的遗传物质
基因突变的特点：
特点
不定向性：可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因
低频性：基因突变的频率是很低的
多害少利性：突变性状大多数是有害的
随机性：在任何时期、任何细胞和任何DNA都可发生
普遍性：各种生物都可以发生
基因突变对生物的影响
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。但一些植物的体细胞发生了基因突变，可以通过无性生殖遗传。
人体某些体细胞基因突变后可能发展为癌细胞。
基因突变对生物的影响
基因突变能改变生物性状的原因：引发蛋白质结构和功能改变，进而引发生物性状的改变。
（1）肽链中氨基酸种类改变
（2）基因突变可能引发肽链不能合成
（3）肽链延长或缩短
基因突变未能改变生物性状的原因：
（1）不能遗传给子代：基因突变发生在体细胞内；父方细胞质内发生基因突变
（2）遗传给子代后不表现：密码子的简并性；隐性突变，在子代为杂合子时无法表现
基因突变的意义：
1、产生新基因的途径
2、生物变异的根本来源
3、生物进化的原材料
基因突变的类型：
增添：影响大，一般不影响插入位置前
的序列，而影响插入位置后的序列
缺失：影响大，一般不影响插入位置前
的序列，而影响插入位置后的序列
替换：影响小，一般只改变一个氨基酸
或不改变氨基酸序列
细胞的癌变：
相关基因
原癌基因
抑癌基因
作用：原癌基因表达的蛋白质是细胞
正常的生长和繁殖所必需的
异常：原癌基因突变或过量表达而导致
相应蛋白质活性过强，可能引起细胞癌变
作用：抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和
繁殖或者促进细胞凋亡
异常：抑癌基因突变导致相应的蛋白质活性减弱或
失去活性可能引起细胞癌变
癌细胞的特征：能够无限增殖；形态结构发生显著变化；细胞膜上的糖蛋白减少，黏性减弱。
课后练习
基因E可通过突变成为其等位基因e，下列叙述错误的是（ ）
A、若碱基对A-T替换成碱基对T-A，不能说明基因突变具有可逆性
B、X射线的照射不会影响基因E和基因e的突变率
C、基因E中的碱基对G-C被替换成碱基对A-T，可导致基因突变
D、在基因e的ATGCC序列中插入碱基C，可导致其基因突变
B
基因重组
基因重组：指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
过程：有性生殖过程中
实质：控制不同性状的基因重新组合
基因重组的类型
交叉互换型：
时期：减数分裂I前期
实质：同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体交换而发生重组
自由组合型：
时期：减数分裂I后期
实质：非同源染色体上的非等位基因自由组合
基因重组的意义
有性生殖过程中的基因重组使产生的配子种类多样化，进而产生基因组合多样化的子代，其中一些子代可能会含有适应某种变化的、生存所必需的基因组合，因此有利于物种在一个无法预测将会发生什么变化的环境中生存。
基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。
基因突变和基因重组的比较
比较项目 基因突变 基因重组
变异本质 基因碱基序列发生改变 控制不同性状的基因的重新组合
发生时间 通常在细胞分裂前的间期 通常在减数分裂I前期和后期
适用范围 所有生物（包括病毒） 进行有性生殖的真核生物
产生结果 产生新基因（等位基因） 产生新基因型
应用 人工诱变育种 杂交育种
联系 （1）都使生物产生可遗传的变异 （2）在生物长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础。
课后练习
下列关于基因重组的叙述，正确的是（ ）
A、基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离
B、基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a，这属于基因重组
C、YyRr自交后代出现不同于亲本的新类型过程中发生了基因重组
D、造成同卵双生姐妹间性状差异的主要原因是基因重组
C
课后练习
某二倍体植物基因A1中插入了一个碱基对后形成基因A2，下列分析正确的是（ ）
A、该变异可能导致翻译过程提前终止
B、正常情况下A1和A2可存在于同一个配子中
C、DNA的甲基化不会影响其中的遗传信息表达
D、该个体的子代中遗传信息不会发生改变
A
课后练习
二倍体水毛茛的黄花基因Q1中丢失3个相邻碱基对后形成基因Q2，导致其编码的蛋白质中氨基酸序列发生了改变。下列叙述正确的是（ ）
A、该突变对水毛茛一定带来不利的影响
B、利用光学显微镜可观察到Q2的长度较Q1短
C、突变后翻译时碱基互补配对方式发生了改变
D、突变后水毛茛的花色性状不一定发生改变
D
课后练习
镰状细胞贫血的实例可以说明（ ）
A、基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状
B、DNA中某个碱基发生改变，生物体合成的蛋白质必然改变
C、基因通过控制激素的合成，控制生物体的性状
D、基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
D
课后练习
下列有关癌症的叙述，错误的是（ ）
A、某些食物中含有致癌物质，长期食用容易导致细胞癌变
B、癌细胞容易在体内分散和转移，所以手术切除癌肿的患者仍有康复的可能
C、对手术治疗后的癌症患者进行放疗和化疗是为了杀死患者体内残余的癌细胞
D、从媒体广告上看，有的治癌药物的药效可达95%以上，因而癌症的治疗并不困难
D
致谢
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