4.1基因突变可能引起性状改变课件2021——2022学年高一下学期生物浙科版（2019）必修2（共28张PPT）

(共28张PPT)
遗传
亲代与子代之间性状的相似性
变异
指亲代与子代、子代与子代个体之间性状的差异性
第四章 生物的变异
第一节 基因突变可能引起性状改变
引起生物变异的因素—生物的变异
环境因素
遗传物质因素
资料一：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有3.5KG，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达7KG左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5KG。
资料二：太空椒（普通青椒种子遨游过太空后培育而成）与普通青椒对比，果实明显增大，将太空椒的种子种植下去，仍然是肥大果实。
可遗传的变异
表型
基因型
环境条件
不可遗传的变异
基因突变
基因重组
染色体畸变
（改变）
（改变）
（改变）
来源
诱因
一、碱基对的替换、插入或缺失会引起基因序列的改变
1、基因突变的概念：
是指基因内部特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。
会引起基因结构发生改变。
基因2
终止子
启动子
基因1
特定核苷酸序列发生改变——基因突变
核苷酸序列发生改变——非基因突变
①、基因突变的位置
缺失
（正常）
AACCG
TTGGC
替换
插入
ACCG
TGGC
ATTCCG
TAAGGC
ATCCG
TAGGC
2、基因突变的方式
表现为：碱基对的 、 和 。
插入
缺失
替换
鸟嘌呤（G）正常时（酮基型）与C配对；鸟嘌呤互变异构时（G+）（烯醇型）与T配对。
碱基对的替换
碱基对的插入
C：G碱基对的插入
碱基对插入时，只有在插入位点之后的碱基序列会发生改变，其它的序列不变。碱基对插入非3倍数的几个碱基对时，会造成插入位点以后的一系列编码顺序发生错位，引起该位点以后遗传信息都出现异常
C T T
G A A
G T A
C A T
G A A
G U A
谷氨酸
缬氨酸
正常
异常
DNA
RNA
氨基酸
蛋白质
突变
镰刀形细胞贫血症的产生：
直接原因：
血红蛋白氨基酸序列中一个谷氨酸被缬氨酸取代
根本原因：
构成基因的碱基对的改变。
碱基置换
基因碱基序列改变
遗传信息改变
蛋白质结构和功能改变
DNA的复制
主要发生在分裂间期，包括有丝分裂间期和减数分裂前间期，即DNA复制时。
3、基因突变发生的时间？
A.有丝分裂间期
B.减数第一次分裂前的间期
体细胞
生殖细胞
（一般不能通过有性生殖传给后代）
（可以通过受精作用直接传给后代）
4、基因突变的结果
产生新的等位基因；
产生新的基因型；
产生新的性状和新的表型；
不改变基因的数目和位置。
A
a
同源染色体
Ａ
Ａ
甲 乙 丙 丁
DNA碱基对替换，不一定引起蛋白质结构的改变。
思考1： DNA碱基对的改变一定会引起蛋白质结构改变吗？
思考2：一般哪种类型对蛋白质影响比较小？
碱基对的替换
插入（缺失）3倍数的碱基对
插入（缺失）非3倍数的碱基对
碱基对的替换
<
<
增加一个碱基对 ： -TTTTGGGCTGGCCAAA-
增加三个碱基对： -TTTTTTGGGCTGGCCAAA-
替换一个碱基对 ： -TTAGGGCTGGCCAAA-
正常的碱基对 ： -TTTGGGCTGGCCAAA-
二、基因突变导致的表型变化
形态突变：如果蝇的红眼突变成白眼。
生化突变：
致死突变：如镰刀型细胞贫血症
条件致死突变：突变体在某些条件下可以存活，而在另一些条件下致死
苯丙酮尿症
三、基因突变的特点
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
（1）普遍性：任何生物，个体发育的不同阶段，任何细胞
（2）稀有性：自然状态下，10-8~10-5
（3）多方向性：只能是等位基因
（4）可逆性：
显性基因可以突变为隐性基因，
隐性基因也可突变为显性基因
举例：正常眼发生突变为非正常眼，则非正常眼为显性，也叫显性突变。
（5）多数有害性
是相对的，以是否适应环境条件为标准。
P89有利：产生新的基因，获得新的性状，从而适应改变了的环境。因此，突变是生物变异的根本来源，也是生物进化的原料。
任何一种生物的现存基因都是长期自然选择和适应的结果，体现了它们与环境的高度协调，而大多数突变打破了这种协调，对生物的生存往往是不利的。
基因突变的意义
(1)．基因突变的类型
______突变：自然状态下发生的基因突变
______突变：人工条件下诱发的基因突变
自发
诱发
如:红眼果蝇突变产生白眼果蝇
如:利用太空强辐射培育的太空椒
四、有些因素能提高基因突变概率
①_____因素，如______、紫外线、温度剧变等。
②_____因素，如______、碱基类似物等。
③_____因素，如麻疹病毒等。
（3）注意事项及应用
生活中应尽量避免____上述诱发基因突变的因素，防止这些因素危害我们的健康。
物理
X射线
化学
亚硝酸
生物
接触
（2）诱发基因突变的因素
五、某些基因突变能导致细胞分裂失控——细胞癌变
正常细胞 癌细胞
异常分化
遗传物质改变
①癌细胞是由于基因突变引发细胞分裂失控，从而能无限增殖
②形态、结构、功能发生改变
③细胞膜上的粘连蛋白等物质减少或缺失，易转移扩散
正常细胞
癌细胞
1、概念：受致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，成为不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
2、癌细胞的特点：
抑癌基因
原癌基因
3、细胞癌变的机理
是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持正常细胞周期所必需的。正常细胞中原癌基因的表达产物较少，且受生长调节。表达蛋白控制细胞正常生长和分裂
正常
也称为抗癌基因，其产物能够抑制细胞增殖，促进细胞分化和抑制细胞迁移等。
其表达蛋白是正常细胞增殖过程中的负调控因子
正常
异常
突变或过量表达引起正常细胞癌变
异常
突变丧失其细胞增殖负调控的作用
癌症的发生并不是单一基因突变的结果，在一个细胞中发生多个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征
目前认为，引起细胞癌变的因素，大致分为三类：
①物理因子
主要是辐射致癌。例如电离辐射、X射线、紫外线都可以致癌。
②化学因子
有些无机物，如砷、石棉、铬化合物、镍化合物均有致癌作用。有机致癌剂则更多，如环化致癌物、杂环烃、煤焦油、黄曲霉毒素等均可致癌。
③生物因子
如某些病毒、细菌、霉菌等，现在已经发现有150多种病毒可以引起动物或植物产生肿瘤。
4、能引起细胞癌变的外因称为致癌因子
六、基因突变可应用于 诱变育种
诱变育种的含义
是指利用物理、化学因素诱导生物发生变异，并从变异后代中选育新品种的过程。
原理：
基因突变
方法：
物理方法(紫外线、α射线、失重等)或化学方法(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择符合要求的变异类型
优点：
产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，能大幅度改变某些性状。
缺点：
应用:
太空辣椒等的培育 、青霉菌的选育等
微生物的育种方面
诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。
诱变育种
D
3.基因A可突变为基因a1、a2、a3……，这说明基因突变具有
A.稀有性 B.可逆性
C.多方向性 D.有害性
解析　从基因A可突变为a1、a2、a3……可知，基因突变具有多方向性。
C
4.下列不属于诱变育种实例的是(　　)
A.太空椒
B.高产青霉菌
C.“黑龙五号”大豆
D.抗霜冻和抗锈病小麦
答案:D 解析:太空椒、青霉素高产菌株以及“黑龙五号”大豆是通过基因突变获得的新品种,属于诱变育种。抗霜冻和抗锈病小麦是通过杂交获得的新品种。