新人教版生物必修二 5.1-基因突变和基因重组(26张PPT)

(共26张PPT)
三叶草
亲代
子代
四叶草
五叶草
变异：
生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间存在差异的现象。
小辣椒
幼苗
充足阳光、水、肥料
大辣椒
大辣椒
遨游外太空（射线）
可遗传变异：
不可遗传变异：
仅由环境改变引起的变异。
遗传物质改变引起的变异。
变异的类型
细胞内的遗传物质发生了改变。
不可遗传变异：
可遗传变异：
由环境不同引起，遗传物质没有改变。
变异的类型
三个来源
基因突变
基因重组
染色体变异
第1节
基因突变和基因重组
1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。医生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病人无效。对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜下不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀型细胞贫血症。
正常
异常
基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症
正常
异常
…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—…
…－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸
—…
　　1949年，美国鲍林博士首先意识到，红细胞中
血红蛋白分子的异常引起红细胞变形。
　　1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀型细胞
贫血症患者血红蛋白的肽链上，有一处的谷氨酸被
缬氨酸取代。
科学史
根本原因
是碱基对被替换引起基因的分子结构改变，而导致的一种遗传病。
病因：
两面凹的圆饼状
性状
谷氨酸
…
…
C
T
T
G
A
A
…
…
…
…
DNA
G
A
…
…
mRNA
正常蛋白质
蛋白质
G
A
…
…
…
…
缬氨酸
异常蛋白质
镰刀型
C
T
G
A
…
…
…
…
病因分析
直接原因
A
U
A
T
正常
异常
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ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
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ＴＡＴＣＧ
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ＡＣＧＣ
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ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
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增添
缺失
替换
一．基因突变
1、基因突变的概念：
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
请思考：
1、碱基对的替换、增添和缺失，对蛋白质的结构影响有什么影响？
2、基因突变是否一定会引起蛋白质的改变？
结论：替换——可能使一个氨基酸改变
增添或缺失——会使插入或缺失位点以后氨基酸序列都改变，对蛋白质的结构影响更大。
结论：基因突变不一定会引起蛋白质的改变。mRNA上改变了的密码子与原密码子可能仍对应同一种氨基酸。
1、基因突变的概念
一．基因突变
主要发生在分裂间期，DNA分子复制的过程中。
A有丝分裂间期
（体细胞）
B减数第一次分裂前的间期
（生殖细胞）
但一般不能传给后代
可通过受精作用传给后代
2、基因突变发生的时期和部位
1、基因突变的概念
一．基因突变
2、基因突变发生的时期和部位
3、基因突变的原因：
物理因素
化学因素
生物因素
X射线、激光等
亚硝酸和碱基类似物等
病毒和某些细菌等
1、基因突变的概念
一．基因突变
2、基因突变发生的时期和部位
3、基因突变的原因
4、基因突变的特点：
基因突变的特点：
下列资料表明基因突变有什么特点？
资料1：
无论是低等生物，还是高等动植物以及人，都会由于基因突变而引起生物性状的改变。
普遍性
下列资料表明基因突变有什么特点？
随机性
资料2：
（1）基因突变可以发生在个体发育的任何时期。
（2）基因突变可以发生在同一个细胞中不同的DNA分
子上；也可以发生在同一DNA分子的不同部位。
常发生在细胞分裂间期
下列资料表明基因突变有什么特点？
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
资料3：
不同生物的基因突变率
低频率性
下列资料表明基因突变有什么特点？
资料4：
任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境条件已经取得了高度的协调。如果发生基因突变，就有可能破坏这种协调关系。因此，基因突变对于生物的生存往往是有害的。例如，绝大多数的人类遗传病，就是由基因突变造成的。但也有少数基因突变是有利的。例如，植物的抗病性突变、耐旱性突变、微生物的抗药性突变等，都是有利于生物生存的。
多害少利性
下列资料表明基因突变有什么特点？
资料5：
经长期调查，某区域内小鼠的毛色世代都是灰色。后来，由于该地区受某种使基因突变的化学物质的污染，灰色小鼠的后代出现了白毛小鼠，还出现了黑毛小鼠。
灰毛基因
A
白毛基因
黑毛基因
a1
a2
A、a1、a2是什么关系？
显性突变
隐性突变
不定向性
1、基因突变的概念
一．基因突变
2、基因突变发生的时期和部位
3、基因突变的原因
4、基因突变的特点：
6、基因突变的结果：
一个基因突变后产生的是它的等位基因
产生新基因
A
a
5、基因突变的分类：
显性突变
隐性突变
体细胞突变
生殖细胞突变
自发突变
诱发突变
1、基因突变的概念
6、基因突变的结果
一．基因突变
2、基因突变发生的时期和部位
5、基因突变的分类
3、基因突变的原因
4、基因突变的特点
7、基因突变的意义：
前所未有的新基因
可出现前所未有的新性状
基因突变
适应新环境
生物进化的原始材料
生物变异的根本来源
产生新基因的途径
“一猪生九仔，连母十个样”，这些个体间的差异，一般是什么原因造成的
控制不同性状的基因发生不同的组合。
二、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重新组合。
2、类型:
3、意义:
通过产生多样化的基因组合，为生物变异提供了丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一。
①自由组合型:
②交叉互换型:
基因重组能否产生新的基因？
减一后期，非同源染色体上的非等位基因的自由组合。
减一前期，同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换。
不能
基因突变与基因重组的区别与联系
项目
基因突变
基因重组
发生
时间
发生
原因
种类
主要在有丝分裂间期、
减数第一次分裂前的间期
主要在减数第一次分裂前期和后期
在一定外界或内部因素作用下，DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，引起基因结构的改变。
减数第一次分裂过程中,同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换,或非同源染色体上非等位基因的自由组合。
①自然突变和诱发突变
②显性突变和隐性突变
③体细胞突变和生殖细胞突变
①基因自由组合
②基因交叉互换
项目
基因突变
基因重组
结果
发生
对象
意义
联系
产生新基因，控制新性状
产生新的基因型，不产生新基因
是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料
生物变异的重要来源，有利于生物进化
通过基因突变产生新基因，为基因重组提供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础
所有生物都可以发生
主要适用于有性生殖的真核生物细胞核遗传
基因突变与基因重组的区别与联系
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
表现型　　　
基因型　　　　
环境　　　
（不遗传的变异）
（可遗传的变异）
基因重组
染色体变异
基因突变
诱因
（改变）
（改变）
（改变）
讨论：环境因素引起的变异一定不能遗传吗？
不遗传的变异
可遗传的变异
基因突变
基因重组
染色体变异
：遗传物质没改变
（遗传物质改变）