人教版生物高中必修二5.1 基因突变和基因重组(40张PPT)

(共40张PPT)
第一节
基因突变和基因重组
表现型与基因型有什么样的关系
表现型
基因型
环境条件
=
+
（改变）
（改变）
（改变）
将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;但是把这些种子种到贫瘠的土壤中，结出的就是普通的种子。
不可遗传的变异
太空椒(经过太空辐射的青椒)和普
通青椒相比,太空具有明显的优势,
果实肥大,
把其种下去后结出的仍是太空椒。
可遗传的变异
不遗传的变异：
可遗传的变异：
变异的类型
基因突变
基因重组
染色体变异
生物变异的类型
（环境改变引起的变异）
（遗传物质改变引起的变异）
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---镰刀型细胞贫血症
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
直接原因
根本原因
镰刀型细胞贫血症是由DNA分子中
的改变引起的一种遗传病。
病因：
A
T
替换
T
A
碱基对
CCTGAGGTC
GGACTCCAG
CCTGTGGTC
GGACACCAG
CCTGACGGTC
GGACTGCCAG
CCTG
GGTC
GGAC
CCAG
替换
增添
缺失
DNA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
比一比
基因突变：DNA分子中发生碱基对的
、＿＿
和
　
，而引起的基因结构的改变。
替换
增添
缺失
DNA分子碱基对的改变，一定会导致生物性状的改变吗？
比一比、查一查
Ａ
Ａ
甲
乙
丙
丁
DNA碱基对替换，不一定引起蛋白质结构的改变。
结论:
模板链
DNA
A
U
C
C
G
C
···
A
A
C
C
G　C···
异亮氨酸
精氨酸
天冬酰氨
mRNA
A
T
C
C
G
C
···
T
A
G
G
C
G
···
正常
T
T
G
G
C
G
···
A
A
C
C
G
C
···
碱基对替换
精氨酸
DNA
A
U
C
C
G
C
C···
A
C
C
G
C
C
···
苏氨酸
丙氨酸
mRNA
异亮氨酸
精氨酸
碱基对缺失
A
　C
C
G
C
C···
T
G
G
C
G
G···
A
T
A
C
C
G
C
···
T
A
G
G
C
G
···
T
A
T
G
G
C
G
···
DNA
A
T
C
C
G
C
···
A
U
C
C
G
C
···
A
U
A
C
C
G　C···
mRNA
正常
碱基对增添
异亮氨酸
精氨酸
异亮氨酸
脯氨酸
议一议
①基因突变发生时间？
②基因突变可以发生在生殖细胞，也可以发生
在体细胞,那么基因突变都会遗传给后代吗？
③基因突变的几种类型对蛋白质的改变的影响大小相同吗？
分裂间期,DNA复制时
生殖细胞的变异可以遗传；体细胞的变异一般不能遗传
替换的影响最小。替换位点的氨基酸可能改变；增添位点以后和缺失位点以后的氨基酸都会改变。
二、基因突变的原因
1.物理因素：X射线、紫外线、激光等。
2.化学因素：亚硝酸、碱基类似物质。
3.生物因素：病毒和某些细菌。
外因
内因
DNA复制时的偶发错误
自然界的物种中广泛存在
在个体发育的任何时期、任何DNA分子、任何部位
自然界突变率很低：10－5-
10-8
绝大多数变异是有害的
①普遍性:
②随机性:
③突变率低:
④多害少利性：
一个基因可以向不同方向发生突变
⑤不定向性：
三、基因突变的特点
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：
①在生物界普遍存在；
短腿安康羊（中）
玉米白化苗
人类多指
③基因突变是不定向的；
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
④自然突变率低；
⑤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。
白化苗
四、基因突变的意义
是生物变异的根本来源，为生物的进化提供原材料。
基因
突变
新基因（等位基因）
新基因型
新性状
1、亮氨酸的密码子有如下几种：UUA、UUG、CUU、CUA、CUG，当某基因片段中的CUA突变为CUG时，这种突变的结果对该生物的影响是
A．一定是有害的
B．一定是有利的
C．有害的概率大于有利的概率
D．既无利也无害
跟踪训练
2、果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率为10-5，一个大约109个果蝇的群体，每一代出现突变的基因个数为
A．2×109
B．2×108
C．2×107
D．108
跟踪训练
3、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
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
跟踪训练
4、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．用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无子
D．开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花
跟踪训练
“一猪生九仔，连母十个样”——这种个体的差异，产生的主要原因是什么?
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自由组合。
二、基因重组
减数第一次分裂后期
A
a
b
B
A
a
B
b
Ab和aB
AB和ab
基因重组——自由组合
A
a
b
B
A
a
B
b
基因重组——交叉互换
减数第一次分裂前期
AB和ab
Ab和aB
2、类型:
①自由组合:
②交叉互换:
非同源染色体上的非等位基因的自由组合（减Ⅰ后期）
同源染色体上的非姐妹染色单体的交叉互换（减Ⅰ前期）
二、基因重组
3、意义:
通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源,是形成生物多样性的原因之一。
具有20对等位基因（分别位于20对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出现的表现型就有
种。
基因突变
基因重组
本质
产生新的
基因重新组合，产生新的
原因
碱基对的
时间
期
减Ⅰ
意义
变异的根本来源、进化的原材料
形成生物多样性
基因
基因型
增添、
缺失、替换
自由组合、交叉互换
间
后期、前期
基因突变----基因重组
1、下面有关基因重组的说法不正确的是
A．基因重组发生在减数分裂过程中
B．基因重组产生原来没有的新基因
C．基因重组是生物变异的重要来源
D．基因重组能产生原来没有的新性状
2、袁隆平培育的杂交水稻闻名世界，从遗传角度看，和普通水稻相比，杂交水稻增产的原因是
A、基因重组
B、染色体结构改变
C、基因突变
D、人工诱变
跟踪训练
3、下列细胞的生命活动中，既能发生基因突变，又能发生基因重组的是
A.
肌细胞
B.
成熟的红细胞
C.
根毛细胞
D.
精原细胞
4、进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定的差异的主要原因是
A.
基因重组
B.
基因突变
C.
染色体变异
D.
生活条件改变
跟踪训练
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
跟踪训练
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
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
跟踪训练
4、一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出现一朵白花，如果将白花种子种下去，它的后代全部开白花，出现这种现象的原因是
A.
自然杂交
B.
自然选择
C.
基因突变
D.
基因重组
5、进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定的差异的主要原因是
A.
基因重组
B.
基因突变
C.
染色体变异
D.
生活条件改变
跟踪训练
7、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
6、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
8、右图是人类镰刀型细胞贫血症病因图解，请据图回答：
G
A
A
C
T
T
DNA
G
T
A
C
A
T
RNA
G
A
A
氨基酸
谷氨酸
血红蛋白
正常
异常
⑤
④
③
②
①
（1）
①是
过程，发生于细
胞
中；②是
过程，
发生于细胞
中。
（2）③是发生了差错的
过程，
即突变。此过程发生在细胞
分裂的
期。
（3）④的碱基序列为
；
⑤的名称为
。
（4）此病患者常出现溶血甚至死亡现象；但人群中此病患者很少。这体现了基因突变的
___与
___之特点。
（5）造成镰刀型细胞贫血症的根本原因是DNA中碱基由
变成
。
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核
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质
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间
GUA
缬氨酸
多害性
低频性
CTT
CAT