高中生物人教版必修二5．1 基因突变和基因重组 课件 （41张PPT）

(共41张PPT)
生物变异的类型
表现型　　　
基因型　　　　
环境　　　




（不可遗传的变异）



诱因
（改变）
基因重组
染色体变异
基因突变

（可遗传的变异）
（改变）
（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
科学史一
　　 1910年，赫里克医生接诊了一位黑人贫血病患者。所有治疗贫血病的药物对他无效。镜检时发现其红细不是正常的圆饼状，而是镰刀形，后称之镰刀型细胞贫血症。
实例：镰刀型细胞贫血症
正常 异常
LOREM IPSUM DOLOR
一、基因突变
　　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。
科学史二

正常
异常
…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—…
…－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸 —…
　　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。


CTT

GAA
谷氨酸
缬氨酸
DNA
mRNA
氨基酸
蛋白质
正常
异常

G A

C T

G A

替换
G A

根本原因


镰刀型细胞贫血症是由 引起的一种遗传病。
病因：
DNA分子中碱基对替换
请查阅65页密码子表，完成以下图解。（81页思考与讨论）

直接原因



决定
探究一

一、基因突变
U
A
A
T
模板链






替换
增添
缺失
A T C C G C
T A G G C G














DNA分子中的碱基对有哪几种变化，从而导致基因结构的改变？
A C C G C
T G G C G














A A C C G C
T T G G C G














A T T C C G C
T A A G G C G
















探究二

一、基因突变
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6
1、基因突变的概念:
由于DNA分子中发生碱基对的 、 或 ，而引起的 改变，叫做基因突变。
一、基因突变
增添
缺失
替换
基因结构
插入一个碱基对和插入三个碱基对那种影响更大？
哪一种基因突变对生物性状的影响最小？
思考：
替换

A.有丝分裂间期
B.减数第一次分裂间期
体细胞中
生殖细胞中

（但一般不能传给后代，一些进行无性生殖的植物可以遗传给后代）
（可以通过受精作用直接传给后代）
2、基因突变发生的时间？
DNA的复制发生在什么时间
分裂间期
思考

一、基因突变
1.自然状态下是否会发生基因突变，自发突变是如何产生的？
2.哪些因素可诱发基因突变？
3.为什么在强烈的日光下要涂抹防晒霜，做X射线透视的医务人员要穿防护服？
4.基因突变具有什么特点？
5.基因突变有什么意义呢？
阅读教材P81—82相关内容，思考并小组讨论下列问题：（5min）
探究三

DNA分子复制偶发错误、碱基组成改变
内因

3、引起基因突变的因素
一、基因突变
（自发突变）
美国遗传学家 缪勒（Hermann Joseph Muller，1890－1967）
1927年，缪勒在果蝇实验中发现X射线照射可人工诱使基因发生突变，他因此于1946年获诺贝尔生理学或医学奖。
科学史三
在战后的20多年里，广岛和长崎出生了数以百计死胎和智障、肢体畸型的新生儿。

1945年8月6日和9日

美国向日本广岛和长崎投下了两颗原子弹

①物理因素
②化学因素
③生物因素

紫外线
X射线
其它各种辐射

亚硝酸、秋水仙素、碱基类似物、苯环类似物
DNA分子复制偶发错误、碱基组成改变
内因
外因

病毒影响宿主细胞的DNA
3、引起基因突变的因素
一、基因突变
（自发突变）
（诱发突变）
一、基因突变
4、基因突变的特点
-----①普遍性
-----②多害少利性
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？
在生物个体发育的任何时期、任何部位发生—随机性
一、基因突变
4、基因突变的特点
-----③随机性
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
突变率低
一、基因突变
4、基因突变的特点
-----④低频性
一、基因突变
4、基因突变的特点
-----⑤不定向性
W1 （白眼）

W（红眼）
W2 （血红眼）
W3 （象牙眼）
W4 （樱红眼）
W5 （杏红眼）
W6 （伊红眼）
W7 （浅黄色眼）
W8 （微色眼）
W9 （蜜色眼）
w10（珍珠眼）
w11（珊瑚色眼）





















、可逆性。
5、基因突变的结果
一、基因突变
A



A
A






a





A

a



a
a






a





A

一个基因突变后产生的是它的等位基因

基因突变是否都是有害的？
是生物变异的根本来源
6、基因突变的意义
其实她是一名罕见病患者（distichiasis，双睫症），这种疾病是由FOXC2基因突变造成的。
疟疾
镰刀型细胞贫血症的患者却对疟疾有很强的抵御能力
影星伊丽莎白.泰勒
生物进化的原始材料
是新基因产生的途径
基因突变

CTTCGATTAA

GAAGCTAATT
DNA
CUUCGAUUAA


mRNA
CTACGATTAA

GATGCTAATT

CUACGAUUAA
亮基酸
亮基酸
A



A
A






a





A

★基因突变是否一定会引起生物性状的改变，为什么？
①遗传密码的简并性；
②显性纯合子的一个基因发生隐性突变，AA→Aa；
③发生突变的位点在非编码蛋白质的脱氧核苷酸序列中，不会引起性状改变。
基因重组可以产生大量的基因型不同的后代
二、基因重组
有性生殖
1、基因重组概念
在生物体进行 的过程中,控制 性状的基因的 .
二、基因重组
不同
重新组合
特点①：发生在真核生物的核遗传中
特点②：只产生新的基因型，不产生新的基因

F2
黄色
圆粒
黄色
皱粒
绿色
圆粒
绿色
皱粒
F1
黄色圆粒

绿色皱粒
P
×
黄色圆粒



YYRR
yyrr
YyRr
① ， 同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换
































减Ⅰ前期
2、基因重组方式
① ， 同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换
A
a
A


a


B
b

A
a
B




b
（等位基因的交叉互换）
2、基因重组方式
减Ⅰ前期
② ， 非同源染色体的非等位基因之间的自由组合






































































2、基因重组方式
减Ⅰ后期












B

a
A
b



a
B
A
b




二、基因重组
2、基因重组方式
② ， 非同源染色体的非等位基因之间的自由组合
减Ⅰ后期
（1）生物变异的来源之一
（2）生物多样性的重要原因之一,
（3）对于生物进化具有十分重要的意义.
二、基因重组
3、意义

基因突变 基因重组
类型
发生
时间
适用
范围
检测
结果
意义
DNA分子中发生碱基对的替换、增添、缺失
有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
减数第一次分裂前期和后期
所有生物均可发生
真核生物有性生殖的核基因遗传
产生新的基因及基因型　　
产生新的基因型，不产生新的基因
交叉互换
自由组合
一般无法用显微镜检出，可进行基因检测（DNA探针）或性状表现
新基因产生的途径
生物变异的根本来源，
生物进化的原材料
变异的来源之一，生物多样性的重要原因，对生物进化具有重要意义
1.人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是（　　）
A．红细胞变形，结合氧的功能不足
B．血红蛋白的某条肽链的某个氨基酸被替换
C．mRNA上某个碱基被替换
D．有关基因中某个碱基对被替换
D
课堂检测
2.下列不属于基因突变的是（　　）
A．基因中碱基对的替换
B．基因中碱基对的增添
C．基因中碱基对的缺失
D. mRNA中碱基的替换、增添和缺失
D
3.下列有关基因突变的说法正确的是（　　）
①无论是低等生物还是高等生物都可能发生基因突变
②生物在个体发育的特定时期才可发生基因突变
③基因突变只定向形成新的等位基因
④基因突变对生物的生存往往是有利的
⑤不同基因突变的频率是相同的
⑥基因突变的方向是由环境决定的
⑦一个基因可以向多个方向突变
A．①⑦ B．①③④ C．②⑤⑦ D．④⑥⑦
A
4. 大丽花的红色(C)对白色(c)为显性，一株杂合的植株有许多分枝，盛开数十朵红花，但其中一朵花半边呈红色半边呈白色。这可能是哪个部位的C基因突变为c基因造成的( )
A．幼苗的体细胞
B．早期某叶芽的体细胞
C．花芽分化时的细胞
D．杂合植株产生的性细胞
C
5.基因A与a1、a2、a3之间的关系如图所示，该图不能表明的是（ ）



A．基因突变是不定向的
B．等位基因的出现是基因突变的结果
C．正常基因与致病基因可以通过突变而转化
D．这些基因的传递遵循自由组合定律
D
1. 下列有关基因重组的叙述，错误的是（ ）
A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B．非姐妹染色单体的交换可引起基因重组
C．纯合体自交因基因重组导致子代性状分离
D．常染色体上的基因能与行染色体上的基因发生基因重组
C
2. 下列有关基因突变和基因重组的叙述正确的是（ ）
A．M基因可自发突变为m1或m2基因，但m1基因
不可突变为M基因
B．进行有性生殖的生物，非同源染色体上的非等位
基因可以发生基因重组
C．同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导致的
D．杀虫剂作为化学因素诱导害虫产生抗药性突变，
导致害虫抗药性增强
B
3. 下列哪种是不遗传的变异（ ）
A．黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆的后代中出现了黄色皱粒豌豆和黄色圆粒的豌豆
B．纯种红眼果蝇的后代中出现了一只白眼果蝇
C．对青霉菌进行X射线照射后，培育出高产植株
D．农田靠边上的植株穗大粒饱
D
4. 原核生物某基因原有213对碱基，现经过突变，成为210对碱基(未涉及终止密码子改变)，它指导合成的蛋白质分子与原蛋白质相比，差异可能为（ ）
A．少一个氨基酸，氨基酸顺序不变
B．少一个氨基酸，氨基酸顺序改变
C．氨基酸数目不变，但顺序改变
D．A、B都有可能
D
5. 如图中abcd分别表示人的生殖周期中不同的生理过程．下列说法正确的是（　　）






A. 只有过程a、b能发生基因突变
B．基因重组主要是通过过程c和过程d来实现的
C．过程b与a的主要差异之一是同源染色体的联会
D．过程b与d的主要差异之一是姐妹染色单体的分离
C

6．下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码子）（ ）
A．第6位的C被替换为T
B．第9位与第10位之间插入1个T
C．第100、101、102位被替换为TTT
D．第103至105位被替换为1个T
B
课堂检测
2. 基因突变不一定导致生物性状的改变，原因：
（1）突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段
（2）基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸
（3）基因突变后若为隐性突变，如AA-Aa，不会导致性状的改变
完成学案和练习册