高中生物人教版（2019）必修2 5.1基因突变和基因重组（共38张ppt）

(共38张PPT)
5.1基因突变和基因重组
知识回顾：
生物界中性状改变的现象
“一母生九子，连母十个样”
1.为什么子代具有亲代的性状，子代的性状又为什么与亲本性状不完全相同呢？
2.生物的性状都能够遗传给子代吗？
基因突变
生物的变异
可遗传的变异
基因重组
染色体变异
仅由环境引起，遗传物质没有改变。
(遗传物质发生改变)
不可遗传的变异：
例：皮肤晒黑、整容手术
生物变异类型判断关键：遗传物质是否改变
太空育种
一、基因突变
1.基因突变的实例
镰状细胞贫血
正常红细胞
镰状红细胞
（双凹圆饼状）
镰状细胞贫血患者的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。
（红细胞是弯曲的镰刀状）
镰刀型细胞贫血症的形成原因是什么呢？
对患者红细胞血红蛋白研究发现，在组成血红蛋白分子的肽链上，发生了氨基酸的替换。
一、基因突变
1.基因突变的实例
对患者红细胞血红蛋白研究发现，在组成血红蛋白分子的肽链上，发生了氨基酸的替换。
请结合基因指导蛋白质的合成过程，分析P81思考与讨论。
镰状细胞贫血形成的直接原因
发生了一个氨基酸的替换
谷氨酸为什么会换成了缬氨酸？
一、基因突变
1.基因突变的实例
翻译
蛋白质
复制
DNA
转录
RNA
结合课本67页密码子表，填出mRNA上正常谷氨酸所对应的碱基序列。并推出异常缬氨酸所对应的密码子及相应的DNA序列。
正常DNA中碱基对
异常DNA中碱基对
替换
一、基因突变
镰状细胞贫血形成的直接原因
蛋白质中发生了一个氨基酸的替换
DNA中一个碱基对发生了替换
镰状细胞贫血形成的根本原因
2.概念
一、基因突变
DNA分子中发生碱基的____、____或____，而引起的基因________的改变，叫作基因突变。（P81）
替换
增添
缺失
碱基序列
替 换
增 添
缺 失
一、基因突变
基因突变是不是都能遗传给后代？
a、若发生在配子中，将遵循遗传规律传递个后代
b、若发生在体细胞中，一般不能遗传。
在植物体内可以通过无性繁殖传给子代
思考.讨论
结肠癌的发病原因
1.从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么
2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗
3.根据图示推测，癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点
讨论
3.细胞的癌变
（1）细胞癌变的原因：
原癌基因和抑癌基因发生了基因突变
注意：每个细胞中都存在原癌基因和抑癌基因
原癌基因：表达细胞正常的生长和增殖所必需的蛋白质
抑癌基因：表达抑制细胞的生长和繁殖，或促进细胞凋亡的蛋白质
（2）癌细胞的特征：
a、在适宜条件下可以无限增殖。
b、形态结构发生显著变化。
c、细胞膜上糖蛋白减少，易发生转移。
4.原因
一、基因突变
（1）物理因素
（一）外界因素
X射线
其他辐射
作用：损伤细胞内的DNA
紫外线
4.原因
一、基因突变
（2）化学因素
亚硝酸
黄曲霉素
碱基类似物
作用：改变核酸碱基
4.原因
一、基因突变
（3）生物因素
某些病毒的遗传物质
作用：影响宿主细胞DNA；
肉瘤病毒
4.原因
一、基因突变
（二）内部因素
在没有外来因素影响时，基因突变也会由于DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。
4.原因
一、基因突变
（二）内部因素
DNA复制偶尔发生错误
（一）外部因素
（1）物理因素：X射线、紫外线、黄曲霉素等
（2）化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物
（3）生物因素：某些病毒
5.特点
一、基因突变
（1）普遍性：
基因突变在生物界是普遍存在的，
所有生物均可发生。
5.特点
一、基因突变
（2）随机性：
A.发生时间：生物个体发育的任何时期均可发生。
B.发生部位：任何细胞的任何DNA分子的任何部位。
（3）不定向性：
一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因；
5.特点
一、基因突变
（4）低频性：
不同生物基因 突变率
大肠杆菌组氨酸缺陷型基因 2×10-6
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
自然状态下，基因突变频率很低。
（5）多害少利性：
基因是经过长期自然选择适应的结果，突变后往往对个体有害。
6.意义
一、基因突变
（1）对个体来说
a、对生物有害：破坏生物与现有环境的协调关系
b、对生物有利：植物抗病性突变、耐旱性突变、微生物抗药性突变、诱变育种
c、中性突变
6.意义
一、基因突变
（2）对生物进化：
a、产生新基因的途径
b、生物变异的根本来源
c、为生物进化提供丰富的原材料
二、基因重组
基因重组是指生物进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
2.类型：
（1）自由组合型
（2）交叉互换型
1.概念：
二、基因重组
（1）自由组合型
减I后期：非同源染色体上的非等位基因自由组合
例如：图中A与b、A与B发生自由组合
注意：同源染色体上的非等位基因是不能发生自由组合。
D
D
d
d
例如：A与d、A与D不能发生自由组合
b
B
二、基因重组
（2）交叉互换型
减I前期：同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换
A
A
B
a
a
b
可产生的配子类型：
___和___
A
A
B
a
a
b
b
B
AB
ab
发生交叉互换后，可产生的配子类型为：
_______、_______、
_______、_______、
aB
ab
AB
Ab
二、基因重组
3.特点：
（1）变异概率高，几乎100%
（2）基因重组中没有新基因和新性状的产生
（3）基因重组中会产生大量的基因型和表现型
二、基因重组
4.应用：
杂交育种
二、基因重组
5：意义
（1）基因重组是生物变异的来源之一
（2）基因重组是形成生物多样性的重要原因
（3）基因重组为生物进化提供了原材料
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。
基因突变 基因重组
本质
结果
发生时 间原因
适用范围
意义
联系 基因碱基序列发生改变，产生了新基因，出现了新的性状。
基因突变和基因重组比较
不同基因重新组合，产生新的基因型
主要在细胞分裂前间期
由于外界理化因素或自身生理因素引起的基因碱基对的替换、缺失或增添
在有性生殖过程中,减数第一次分裂后期，非同源染色体的自由组合。四分体时期的交叉互换。
通常发生在真核生物的有性生殖过程中
所有生物都可发生，包括病毒，具有普遍性
生物变异的根本来源，产生新基因，是生物进化的原材料。
生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因。有利于生物进化
①都使生物产生可遗传变异；②在长期进化过程中，基因突变为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因重组使突变的基因以多种形式传递；③两者均产生新的基因型，可能产生新的表型
产生了新基因，可能出现了新性状。
产生新的基因型，使不同性状重新组合。
练习与应用
我国大面积栽培的水稻有粳稻（主要种植在北方）和籼稻（主要种植在南方）。研究发现，粳稻的bZIP73基因通过一系列作用，增强了粳稻对低温的耐受性。与粳稻相比，籼稻的bZIP73基因中有1个脱氧核苷酸不同，从而导致两种水稻的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异。判断下列表述是否正确。
（1）bZIP73基因的1个核苷酸的差异是由基因突变导致的。（ ）
（2）bZIP73蛋白质的1个氨基酸的差异是由基因重组导致的。（ ）
（3）基因的碱基序列改变，一定会导致表达的蛋白质失去活性。（ ）
√
×
×
[典例1] 下面有关基因重组的说法，错误的是（ ）
A.基因重组发生在减数分裂过程中，是生物变异的重要来源之一
B.基因重组产生原来没有的新基因，从而改变基因中的遗传信息
C.基因重组所产生的新基因型不一定会表达为新的表型
D.基因重组能产生原来没有的新性状组合
B
【典例2】.下列关于基因重组的说法，错误的是( )
A.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属于基因重组
B.减数分裂四分体时期,由于同源染色体的姐妹染色集单体之间的局部交换，可导致基因重组
C.减数分裂过程中,非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
D.一般情况下，花药内可发生基因重组，而根尖不能发生基因重组
B
【典例3】下列有关细胞癌变的叙述，正确的是（ ）
A.基因突变导致的各种细胞癌变均可遗传
B.石棉和黄曲霉素是不同类型的致癌因子
C.人体的免疫系统对癌变细胞具有清除作用
D.癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓
C
谢谢！