人教版高中生物必修2第一节：基因突变和基因重组(48张PPT)

(共48张PPT)
第一节
基因突变和基因重组
第五章
基因突变及其他变异
表现型
基因型
+
环境条件
（改变）
（改变）
（改变）
复习:表现型与基因型的关系
变异的概念
变异的概念与分类
生物体的子代与亲代之间以及子代不同
个体之间所表现出来的性状差异叫变异。
普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中，给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱满的种子，但是再把这些种子种下去结出的仍就是普通的种子
不可遗传的变异
太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）和普通椒相比，太空椒具有明显的优势，果实肥大，把其种下去后结出的仍是太空椒
可遗传的变异
变异
的
类型
可遗传的变异：
不遗传的变异：
基因突变
染色体变异
基因重组
仅仅由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。
由于生殖细胞中遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变
生物变异的类型
一
基因突变
为什么会出现这样的性状?
　　　
　　　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。
正常
异常
…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—…
…－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸
—…
为什么血红蛋白会出现谷氨酸被缬氨酸取代这样的异常呢？
C
T
T
G
A
A
谷氨酸
缬氨酸
DNA
mRNA
氨基酸
蛋白质
正常
异常
GUA
C
A
T
G
T
A
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？
A
T
T
A
替换
直接原因
决定
谷氨酸→
缬氨酸
DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变
一
基因突变的概念
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ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
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ＡＴＡＧＣ
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ＡＧＣ
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ＡＣＧＣ
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ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
增添
缺失
替换
基因突变的例子
1、基因突变发生的时间
主要细胞周期中的分裂间期
A、有丝分裂间期（体细胞）
B、减数第一次分裂间期（生殖细胞）
一般不遗传（有些植物无性生殖除外）
人体某些体细胞基因的突变可能发展为癌细胞
可遗传：通过受精作用直接传给后代
2、思考与讨论：
由于DNA碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？
基因突变都会遗传给后代吗？
1
突变发生在配子中,可传给后代.
2
突变发生在体细胞中,一般不能遗传.
不一定，密码子具有简并性(
一种氨基酸可能对应多种密码子)
基因突变是否一定会引起生物性状的改变呢？如果不是，在哪些情况下可能不会？
1、密码子的简并性：由于一些氨基酸可以由多种密码子决定，因此某些基因突变不引起生物性状的改变。
2、隐性突变在杂合状态下也不会引起生物性状的改变。
基因突变是染色体的某一位点上基因的改变,改变了基因的碱基的排列顺序，使一个基因变成它的等位基因（A→a或a→A）,只改变基因的内部结构，
但是不改变基因在DNA分子和染色体上位置，不改变染色体上基因的数量
突变后的基因数量是否会增加？
二
基因突变的原因
外因(自然或人为的诱发突变)
1.物理因素:紫外线,X射线及其他辐射
例如:太空椒,皮肤癌等
2.化学因素:亚硝酸,碱基类似物等
3.生物因素:某些病毒
特别提醒:
我们应该保护环境,远离这些因
素,
养成良好的饮食,卫生习惯.
内因(自发突变)
DNA复制时偶尔发生错误
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—普遍性
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
基因突变发生在生物个体发育的什么时期？
任何时期
二、在生物个体发育的任何时期、任何DNA分子、任何DNA分子部位发生—随机性
①
②
③
④
⑤
花芽在分化时发生基因突变
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—低频性
自然状态下，基因突变的频率是很低的。
白化苗
四、大多数突变是有害的—多害少利性
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。
基因突变中，有利突变多，还是有害突变多？
有害的基因突变
畸形的雏鸭
人类的多指
人类的并指
镰刀形红细胞
高产大豆　　　　
　　高产青霉菌株
有利的基因突变
有利的基因突变
突变是否有利或有害，是由环境条件决定的
农作物矮杆的变异不利于接收阳光，是不利变异。但在多风的环境它又抗倒倒伏，变成有利变异了
五、
基因突变是不定向的—不定向性
经诱变处理的紫色种子产生的子代种子
基因突变还有何特点？
如老鼠灰毛基因A+突变
AY
(黄毛)
a
(黑毛)
灰老鼠
黑老鼠
黄老鼠
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
基因突变的结果
基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料.
（六）基因突变的意义
（五）基因突变的应用
人工诱变育种
原理:运用物理因素或化学因素提高突变率,诱发基因突变,获得优良品种.
实例:
“黑农五号”大豆、高产青霉菌株
太空椒、太空南瓜
优点：缩短育种年限，大幅度
改良性状，为人类选育
出优良的生物品种
缺点：优质变异少，要处理大
量的实验材料，具有盲
目性
1.基因A与a1、a2、a3之间
的关系如图,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、这些基因的转化遵
循自由组合定律
D
2.生物变异的根本来源是（
）　　
A．基因重组
B．染色体数目变异　
C．染色体结构变异　
D．基因突变
D
3.某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，
白花的后代全开白花，其原因是（
）
A．基因突变
B．基因重组
C．基因分离
D．环境影响
A
二
基因重组
“一母生九子，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的?
想一想
（一）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.
（二）类型:
①
基因的自由组合:
②
基因的互换:
非同源染色体上的
非等位基因的
自由组合
四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换.
减Ⅰ后期
减Ⅰ前期
减数第一次分裂后期
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
（二）基因重组发生时期
A
a
b
B
A
a
B
b
减数第一次分裂前期（四分体时期）同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换
基因重组不能产生新基因，只能重组出新的基因型，进而产生新的表现型（不产生新性状，但是有新的性状重组）。
基因突变产生新基因，进而产生新性状。
基因突变不改变基因的数量和位置。
动脑:基因重组能否产生新的基因？新性状？
基因重组的意义
生物变异的来源之一,对于生物的进化也具有重要的意义.
是生物多样性的重要原因之一.
变异的根本来源:基因突变
变异的主要来源:基因重组
基因突变是一个基因发生了改变,产生新的等位基因（同一个字母大小写的改变）
基因重组是二个或二个以上的基因重新组合（二个或二个以上不同字母的重新组合）
（基因重组是生物多样性的主要原因）
基因突变
基因重组
本质
结果
发生时间及原因
条件
意义
发生可能
基因的分子结构发生改变。
不同基因的重新组合。
细胞分裂间期
由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基对的替换、缺失或增添
减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换；
减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
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。
新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料。
是生物变异的重要来源，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化也具有重要的意义
突变频率低，但普遍存在
有性生殖中非常普遍
产生了新基因，出现了新性状。
不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。
不同生物的可遗传变异来源：
病毒——
基因突变
原核生物——
基因突变
真核生物——
基因突变、基因重组、染色体变异
思维拓展
血红蛋白异常会产生贫血症状，结合减数分裂过程的曲线图和细胞分裂图。回答下列问题：
(1)血红蛋白发生异常变化的根本原因是_________，此种变异一般发生于甲图中________阶段，此种变异一般最大的特点是能产生________。
(2)基因重组可以发生于乙图中________时期，除此之外还有可能发生于________。
控制血红蛋白合成的基因发生突变
2～3
新基因
C
减数第一次分裂的后期
1、基因重组发生在
A．减数分裂形成配子的过程中　　
B．受精作用形成受精卵的过程中
C．有丝分裂形成子细胞的过程中　　
D．通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中
A
课堂巩固
2.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输给一个血型相同的正常人,将使正常人
B
A、
基因产生突变,使此人患病
B、无基因突变,性状不遗传给此人
C、基因重组,将病遗传给此人
D、无基因突变,此人无病,其后代患病
3、一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变异主要来自　
A.基因突变
B.基因重组
C.环境影响
D.染色体变异
B