基因突变和基因重组1

(共36张PPT)
思考:上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象的发生？
这种变异性状能遗传给子代吗？为什么
是环境因素引起的 ，自身的遗传物质没有改变。
甘蓝
3.5kg
7kg
拉萨
3.5kg
北京
资料1：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。
红花的后代　变了蓝紫色
上述变异性状的后代
为何仍然是蓝紫色花呢？
遗传物质发生了改变
蓝紫色花的　后代仍是蓝紫色
资料2:
变异的类型
可遗传的变异：
不可遗传的变异：
基因突变
染色体变异
基因重组
由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。
生殖细胞内遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变
基因突变和基因重组
一、基因突变
基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症
正常红细胞
镰刀型贫血症
资料：1910年，一个黑人青年到医院看病，检查发现他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，人们称这种病为镰刀型细胞贫血症。这种病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型。病重时，红细胞受机械损伤而破裂的现象，引起严重贫血而造成死亡。
正常血红蛋白第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代。
[探究]正常血红蛋白究竟出了什么问题？
缬氨酸—组氨酸 —亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸
缬氨酸—组氨酸 —亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸—赖氨酸
1 2 3 4 5 6 7 8
（正常血红蛋白）
（异常血红蛋白）
CTT
GAA
谷氨酸
缬氨酸
DNA
mRNA
氨基酸
蛋白质
正常
异常
GUA
CAT
GTA
突变
GAA
_____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
根本
[探究]第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？
分析：
A
T
T
A
替换
直接原因
决定
谷氨酸→缬氨酸
替换
增添
缺失
A T C C G C
T A G G C G
C C G C
G G C G
A
T
T
A
C C G C
G G C G
A
T
T
A
A
T
A C C G C
T G G C G
DNA片段
碱基对的增添、缺失或替换，改变了基因的结构。
A T C C G C
T A G G C G
C C G C
G G C G
[探究] 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？
指发生在基因水平上的变异,是由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变
1、基因突变的概念:
1、(选择填空)某生物发生了基因突变后,
基因结构 ；　　　　　　　　　　　　　
性状 .
(一定不变;一定改变; 可能改变)
2、血红蛋白基因转录的模板链上的CTT变成CAT,则结果谷氨酸变成了缬氨酸,那如果CTT突变成了CTC，其结果如何？
性状不变
一定改变
可能改变
···T A G G C G ···
···A U C C G C ···
···A U A C C G　C···
mRNA
碱基对增添
···A T A C C G C ···
···T A T G G C G ···
异亮氨酸
脯氨酸
探究：碱基对增添会导致蛋白质的结构改变吗？
DNA
···A T C C G C ···
正常
异亮氨酸
精氨酸
氨基酸
[探究]碱基对的缺失会导致蛋白质的变化吗
··· A T C C G C ···
··· T A G G C G ···
正常
mRNA
DNA
mRNA
DNA
氨基酸
氨基酸
··· A U C C G C ···
异亮氨酸
精氨酸
··· A C C G C ···
苏氨酸
丙氨酸
②
①
①
②
··· A 　C C G C ···
··· T G G C G ···
碱基对缺失
思考：
1、基因突变的三种方式哪一种对生物性状的影响最小？
碱基对的替换
2、基因突变不改变生物性状的情况会发生吗？有哪些类型？
①一种氨基酸可能有几种密码子
②显性纯合子突变成杂合子（AA→Aa）
　　　　　　
巩固练习
1．(08上海高考)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
A.有丝分裂间期
B.减数第一次分裂间期
体细胞可以发生基因突变
生殖细胞中也可以发生基因突变
（但一般不能传给后代）
（可以通过受精作用直接传给后代）
[探究]基因突变发生的时间？
DNA的复制发生在什么时间？
分裂间期
体细胞发生的基因突变可以传给后代吗？
生殖细胞发生的基因突变可以传给后代吗？
引起基因突变的因素有哪些？
1、物理因素：X射线 激光等
2、化学因素：亚硝酸 碱基类似物、
烟碱、秋水仙素、黄曲霉毒素等
3、生物因素：病毒 某些细菌等
细菌 无抗药性——抗药性
棉花 正常枝——短果枝
果蝇 红眼——白眼
长翅——残翅
家鸽 羽毛白色——灰红色
人 正常色觉——色盲
正常肤色——白化病
常见突变性状：
一 在生物界普遍存在；
玉米白化苗
人类多指
[探究] 基因突变有何特点？
短腿安康羊（中）
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
1、基因突变发生在生物个体发育的什么时期？
任何时期
二 在生物体内随机发生；
[探究] 基因突变有何特点？
思考
①
②
③
④
⑤
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
小资料
三 突变率低；
[探究] 基因突变有何特点？
白化苗
四 大多数突变是有害的
白化病
为什么呢？
任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们 与环境取得了高度的协调。
[探究] 基因突变有何特点？
五 基因突变是不定向的
[探究] 基因突变有何特点？
经诱变处理的紫色种子产生的子代种子
经诱变处理的黑色家鼠产生的子代
显性突变
隐性突变
基因突变有何特点？
一 在生物界普遍存在(普遍性)
二 在生物体内随机发生(随机性)
三 突变率低(低频性)
四 大多数突变是有害的(多害少利)
五 基因突变是不定向的(不定向性)
基因突变的结果是什么？新的基因产生的新性状对生物的生存是都有利吗？自然环境会选择哪些个体生存下来？
思考：
总结：基因突变的意义？
基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了原材料。
产生了新基因;
有利变异
取决于环境;
高考题解（一）：
1、(08广东高考)有关基因突变的叙述，正确的是 ( )
A．不同基因突变的频率是相同的 B．基因突变的方向是由环境决定的 C．一个基因可以向多个方向突变
D．细胞分裂的中期不发生基因突变
“一母生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的
基因重组
思考：
1、子二代中与亲本表现型不同的个体有 和 。
基因发生了自由组合
绿色圆粒
黄色皱粒
原因分析？
有性生殖
二、基因重组
概念
基因重组是通过 过程实现的
方式
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.
１、非同源染色体上的非等位基因自由组合
2、同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉交换
3、基因工程
非同源染色体上的 非等位基因自由组合
A
a
b
B
A
a
B
b
Ab和aB
AB和ab
根本原因
同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换
A
a
A
a
B
b
A
a
b
B
A
a
B
b
思考1:
人的体细胞中有23对染色体,请你计算,一位父亲可能产生多少种染色体不同的精子,一位母亲可能产生多少种染色体组成不同的卵细胞
理论上223
思考2: 你能从基因重组的角度解释人群中个体性状的多种多样吗
由于减数分裂形成的配子,染色体组成具有多样性,导致不同配子遗传物质的差异,加上受精过程中卵细胞和精子的结合的随机性,同一双亲的后代必然呈现多样性.
通过有性生殖过程实现的基因重组,为生物变异提供了极其丰富的来源.这是形成生物多样性的重要原因之一,对于生物进化具有十分重要的意义.
基因重组意义：
比较基因突变和基因重组意义的区别？
基因突变 基因重组
本质
发生时间
条件
意义
发生的几率
基因突变 基因重组
本质 基因分子结构发生改变，产生新基因，改变基因的“质”，出现新性状，未改变基因的“量” 不产生新基因，产生新的基因型，不同性状重新组合。但未改变基因的“质”和“量”
发生时间 有丝分裂间期、减数分裂间期 减数第一次分裂后期
四分体时期
条件 外界环境条件的变化和内部因素的相互作用 有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞
意义 生物变异的根本来源，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
发生几率 突变频率低，但普遍存在 有性生殖中非常普遍
1．（08宁夏）以下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．非姊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．同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关
高考题解（二）