人教版生物高中必修2第五章第一节_基因突变和基因重组(51张PPT)

(共51张PPT)
第五章
第一节
白化病患者
并指
玉米的白化苗
果蝇的白眼
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。
表现型　　　
基因型　　　　
环境　　　
（不可遗传的变异）
诱因
（改变）
（改变）
（改变）
基因突变
染色体变异
基因重组
（遗传物质未发生改变）
（遗传物质发生改变）
（可遗传的变异）
人类镰刀型贫血病的形成
镰刀型细胞贫血症的病因分析
病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？
…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—…
…
－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸
—…
正常
异常
一、基因突变的实例
思考与讨论（P81）
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
_____原因
镰刀型细胞贫血症是由_________引起的一种遗
传病，是由于基因的_________发生了改变产生的。
病因：
基因突变
分子结构
根本
直接
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯┯┯
ＡＴＡＧＣ
ＴＡＴＣＧ
┷┷┷┷┷
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯
ＡＧＣ
ＴＣＧ
┷┷┷
┯┯┯┯
ＡＣＧＣ
ＴＧＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
增添
缺失
替换
2．基因突变的概念
由于DNA分子中发生的碱基对的增添、缺失或替换，而引起的基因结构的改变，叫基因突变。
A
a
新基因
等位基因
一.基因突变一定会引发性状的改变吗？
不一定
１、密码子与原来的密码子决定同一种氨基酸
２、该碱基位于基因的非编码序列
３、隐性突变　　ＡＡ　　　Ａa
二.基因突变都会遗传给后代吗？
同义突变
错义突变
细胞周期中的分裂间期
A.有丝分裂间期
B.减数第一次分裂间期
体细胞
生殖细胞
中可以发生基因突变
（但一般不能传给后代）
中也可以发生基因突变
（可以通过受精作用直接传给后代）
DNA在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂后进行修复时发生错误。
3．基因突变的时间
时间：DNA复制时
有丝分裂间期
减I间期
体细胞
配子
一般不能遗传
遵循规律传
递给子代
物理因素：
化学因素：
生物因素：
紫外线
X射线
其它各种辐射
亚硝酸
碱基类似物
苯环类似物
复制偶发错误
碱基组成改变
内部因素：
外部因素
引起基因突变的因素
　
4．基因突变的原因
病毒
①普遍性:自然界的物种中广泛存在(所有生物都可能发生)
②随机性:可发生在任何时期
③突变率低:自然界突变率很低：10－
5-
10-8
④有害性:(打破对环境的适应性)多数有害,少数有利
⑤不定向性：A＝a1或A＝
a2
基因突变的结果：
产生它的等位基因
5．基因突变的特点
在太空突变的真菌
(普遍性)
基因突变既可发生在植物的种子期,也可发生在幼苗期,还可发生在开花期；既能在动物体的体细胞中发生，也能在动物体的生殖细胞中发生。
（随机性）
这里的“随机”是针对生物个体而言的,指的是可随机发生在生物体的不同生长(生活)时段;
但是对细胞来说,却只能发生在正进行DNA分子复制的细胞中.
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
白化苗
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。
判断：互为等位基因的所含碱基对数目一定相同（
）
(不定向性)：一个基因可以产生一个以上的等位基因
显性突变
隐性突变
错
6.基因突变的意义
基因
突变
新基因（等位基因）
基因型（改变）
表现型（改变）
可以产生新的基因（等位基因）
是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了最初的原始材料。
对生物来说，基因突变可能是有害的，也可能是有利的，还可能是无害也无益。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。
A.自然突变:自然发生的突变
B.诱发突变:
在人为条件下发生的突变
如:中子照射不抗锈病的燕麦种子,
变成抗锈病个体
(1)
按
来
源
分：
(2)按突变后对生物个体的影响分
与
,对生物体而言，多数____________。
有利突变
有害突变
有害突变
6．基因突变的种类
化学因素：有亚硝酸、硫酸二乙酯等。
（1）人工诱导基因突变常用方法：
物理因素：包括X射线、紫外线、激光等；
生物因素：病毒、细菌等。
7.人工诱变在育种上的应用
（4）诱变意义:
是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法
①成功率低,有利变异个体往往不多，处理的材料量大（育种规模大）
②诱变的各种因素都是致癌因素，如有泄漏将造成人体伤害或环境污染
（2）优点：
①提高突变率，创造新类型，缩短育种周期
②大副度改良某些性状
（3）缺点:
1、基因突变的普遍性与低频率性是否矛盾？
2、基因突变的随机性与“基因突变发生在DNA分子复制时”是否矛盾？
思考与讨论
普遍：生物总体而言
低频：每个生物个体而言
随机性：生物个体发育的每个时期均可能发生
复制时期：发生突变的具体时间
例1.(选择填空)某生物发生了基因突变后,
基因结构（或遗传息）
；
基因数量　
；　　　　　　　　　　　　
性状
。
(填一定不变或一定改变或可能改变)
例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
一定不变
基因：具有遗传效应的DNA片段
人类与其他种类基因数量比较：果蝇1.36万个、线虫1.95万个、人类2.5万个以下、稻米4.5万个、玉米5万个。
等位基因：位于同源染色体上同一位置，控制相对性状的不同形态（某一性状的不同形态
）的基因
突变可能产生新基因（等位基因），但不增加基因数量
（一）、概念:
是指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。
二、基因重组
（二）、类型:
①基因的自由组合:减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的组合，非等位基因也自由组合。
②基因的互换:减数分裂的四分体时期，同源染色体上的等位基因随姐妹染色单体之间发生局部互换而互换，导致基因重组。
发生时期：
减数分裂四分体时期
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
B
a
A
b
a
B
A
b
同源染色体的非姐妹染色单体间发生交换现象。
两个亲本的杂合性越高，遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异就越多。基因重组是通过有性生殖过程实现的。
（三）、特点:
不产生新基因，可形成新的基因型
产生多样化基因组合的后代，为生物变异提供丰富的来源，是生物变异来源之一，是形成生物多样性的重要原因之一，对生物的进化具有重要意义。
（四）、意义:
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.
优点：使不同个体的优良性状集中到
一个个体上。
缺点：育种年限长。
（五）、应用：杂交育种:
基因重组能否产生新的基因？
基因突变和基因重组引起的变异有什么区别?
1．基因突变：
基因_________改变，它________新的基因
发生时期：________________________
特点：①普遍性、
②随机性、
③_________、
④多数有害、⑤不定向性。
2．基因重组：
控制不同性状的_____________，_______新基因，可形成新的________。
发生时期：___________________
特点：__________
内部结构
能产生
细胞分裂间期（DNA复制时）
突变率低
基因重新组合
不产生
基因型
有性生殖过程中
非常丰富
基因突变
基因重组
本质
原因
时间
意义
可能性
产生新的基因
产生新的基因型
碱基对的增添、
缺失、改变
基因自由组合；
基因交叉互换等
间期DNA复制时
减数第一次分裂
变异的根本来源；进化的原材料
生物变异来源之一
生物多样性重要原因
低频但普遍
有性生殖中普遍
基因突变与基因重组的比较
巩固练习
2.诱发突变与自然突变相比，正确的是　　　
A．都是有利的
B．都是定向的
C．都是隐性突变
D．诱发突变率高
D
1.人类能遗传给后代的基因突变常发生在
A.减数第一次分裂
B.四分体时期
C.减数第一次分裂的间期
D.有丝分裂间期
C
3.若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
4.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
巩固练习
5.生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建
立在生物丰富变异的基础上。生物丰富的变
异主要来源于
A.基因重组
B.基因突变
C.染色体变异
D.环境变化
A
课堂练习：?
1、人工诱变是创造生物新类型的重要方法，这是因为人工诱变(
)
A?易得大量有利个体
B?可按计划定向改良
C?变异频率高，有利变异较易稳定
D?以上都对
C
2、生物变异的根本来源和为生物进化提供了最初的原材料的是（
）
A
基因重组
B
基因突变
C
染色体结构变异
D
染色体数目变异
B
6、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患者,
其父母正常，请判断这人性状最可能是（
）
A.伴性遗传
B.常染色体遗传
C.基因突变
D.基因重组
7、如果基因中的一个脱氧核苷酸发生了改变，
那么这种变化最终可能引起（
）
A.遗传性状改变
B.遗传密码改变
C.遗传信息改变
D.遗传规律改变
8、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
9、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
10、观察肿瘤切片，下列有关其中细胞的叙述
中，正确的是（
）
A.所有细胞经减数分裂增殖
B.所有细胞中都可见到基因突变
C.所有细胞都能合成蛋白质
D.所有细胞中DNA含量都相同
11、诱发突变与自然突变相比，正确的是（
）　　　　　　　　　　　　　　　
A．都是有利的
B．都是定向的
C．都是隐性突变
D．诱发突变率高
12、下列关于自然突变的叙述错误的是（
）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．自然突变的频率低
B．自然突变只产生在个别生物个别基因
C．自然突变是不定向的，一般是有害的
D．基因突变是变异的主要来源，是生物进
化的重要因素之一
15、下面叙述的变异现象，可遗传的是　
A．由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状
B．果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状
C．用激素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无籽
D．开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花
16、基因突变的原因是（
）
A.染色体上的DNA变成了蛋白质
B.染色体上的DNA变成了RNA
C.染色体上的DNA减少了或增多了
D.染色体上的DNA结构发生了局部改变
基因突变
基因重组
本质
基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现了新性状。
不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新基因型，
发生时间及原因
多发生在细胞分裂间期
DNA
复制时出现差错
减数第一次分裂
非同源染色体上非等位基因自由组合，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换。
条件
外界条件的剧变和内部因素的相互作用。
不同个体之间的杂交，有性生殖过程中减数分裂和受精作用
意义
生物变异的主要来源，也是生物进化的重要因素之一。通过诱变育种可培育新品种。
是生物变异的重要因素，通过杂交育种性状的重组，可培育出新的优良品种。
发生可能
可能很小
非常普遍
基因突变与基因重组的区别
（四）旁栏思考题
因为紫外线和X射线易诱发基因突变，使人患癌症。
（五）批判性思维
这种看法不正确。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。
（三）思考与讨论二
1.223种精子；223种卵细胞。2.
246
+1
3.提示：可以从染色体上基因的多样性、减数分裂过程中配子形成的过程以及基因重组等角度思考。
生物体的性状是由基因控制的。在减数分裂形成生殖细胞的过程中，随着同源染色体的分离，位于非同源染色体上的非等位基因进行重新组合。人的基因约有3万多个，因此，形成生殖细胞的类型也非常多，由生殖细胞通过受精作用形成的受精卵的类型也就非常多。所以，人群中个体性状是多种多样的。
练习
基础题
1.（1）√；（2）×；（3）×。2.C。3.B。4.A。
拓展题
1.放疗或化疗的作用是通过一定量的辐射或化学药剂干扰肿瘤细胞和癌细胞进行DNA分子的复制，使其产生基因突变，从而抑制其分裂的能力，或者杀死癌细胞。放疗的射线或化疗的药剂，既对癌细胞有作用，也对正常的体细胞有作用，因此，放疗或化疗后病人的身体是非常虚弱的。
2.镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的抵抗力，这说明，在易患疟疾的地区，镰刀型细胞的突变具有有利于当地人生存的一方面。虽然这个突变体的纯合体对生存不利，但其杂合体却有利于当地人的生存。
对比基因突变与基因重组：
基因突变
基因重组
本质
基因分子结构变化，产生新基因（碱基替换|增添|缺失）
并不产生新基因，产生新的基因型，使不同性状发生组合
发生
时间
细胞分裂间期，DNA复制过程中
减数分裂第一次分裂后期（非同源染色体自由组合|交叉互换）
条件
外界环境条件（物理、化学、生物因素）或内部因素
有性生殖过程中减数分裂
意义
为生物的进化提供原始材料
形成生物多样性的重要原因之一
可能性
突变频率低，但普遍存在，变异不定向
有性生殖中非常普遍
不可遗传的变异
可遗传的变异
（来源）
基因突变—根本
染色体变异
生物的变异
基因重组---
一般在有性生殖中
变异的分类
3、在田间选择穗大粒多的变异植株的种子播种后，子代植株有的保持了穗大粒多的特点，有的却不能。原因是(
)
A?上述穗大粒多的变异是不遗传的变异
B?上述穗大粒多的变异是可遗传的变异
C?上述穗大粒多的变异有的是可遗传的，有的是不可遗传
D?上述穗大粒多的变异在播种后又发生了新的变异
C