5.1 基因突变和基因重组（共27张PPT）

第5章 基因突变及其他变异
第1节 基因突变和基因重组
普通的小麦种子种植在水，肥，光充足的土壤中，结出的是粒多饱满的种子，但是再把这些种子种在普通土壤中仍就是普通的种子。
甘蓝
3.5kg
7kg
拉萨
3.5kg
北京
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。
变异的类型
基因突变
基因重组
染色体变异
不可遗传变异
可遗传变异
来源
基因突变
基因重组
染色体变异
诱导
（不变）
（改变）
（改变）
可遗传变异
不可遗传变异
表现型 基因型 + 环境条件
　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。
正常型红细胞 镰刀型红细胞
一、基因突变
正常
异常
…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—…
…－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸 —…
　　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。
根本原因
是由于碱基对被替换引起基因结构的改变，从而形成的一种遗传病。
病因：
两面凹的圆饼状
性状
谷氨酸
… …
C
T
T
G
A
A
…
…
…
…
DNA
G
A
A
…
…
mRNA
正常蛋白质
蛋白质
G
U
A
…
…
… …
缬氨酸
异常蛋白质
镰刀型
C
A
T
G
T
A
…
…
…
…
病因分析
直接原因
ATCCGTAGGC
缺失
（正常基因片段）
替换
增添
AACCGTTGGC
ATTCCGTAAGGC
A　CCG
T GGC
1 2 3 4 5
DNA的碱基对还有可能发生什么的变化？
1、基因突变的概念
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。
碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？
上述时期发生的基因突变一定能遗传给后代吗？
基因突变发生在细胞分裂的那一时期？
有丝分裂间期或减数第一次分裂间期
体细胞
生殖细胞
（一般不能传给后代）
（可以通过受精作用直接传给后代）
物理因素：
化学因素：
生物因素：
2、基因突变的原因
如X射线、γ射线、紫外线、激光等。
亚硝酸、碱基类似物，硫酸二乙酯，
秋水仙素等。
包括病毒和某些细菌等。
外因
内因：
DNA分子复制偶尔发生错误，DNA碱基组成发生改变等。
夏季涂抹防晒霜
化疗法抑制癌细胞增殖
青少年少上网，少用手机
不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐）
物理因素
化学因素
物理因素
化学因素
少吃烧烤和油炸食品
化学因素
分析以下情况是利用或回避了哪种因素
基 因
突变率
大肠杆菌组氨酸缺陷型基因
2×10－６
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
资料一
3、基因突变的特点
低频性、普遍性
资料二
基因突变可发生在生物个体发育的任何时期。
基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上
或同一DNA分子的不同部位上。
随机性
资料三
不定向性
白化病患者
高产青霉菌株
资料四
大多数基因突变对生物体是有害的，只有少数是有利的，有些既无害也无益。
基因突变的特点
1、普遍性
2、随机性
3、突变率低（稀有性,低频率性）
4、有害性
5、不定向性（多方向性）
产生新基因
形成新性状
生物进化的原始材料
4、基因突变的意义
基因突变
生物变异的根本来源
1、概念：在生物体的有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
一种具有20对等位基因（这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几种？
二、基因重组
220=1048576种。
减数第一次分裂后期
减Ⅰ中期
初级精母细胞
2、基因重组什么时候发生的?
同源染色体 分开，
非同源染色体自由组合
染色体的交叉互换
四分体时期
3、基因重组的途径
途径1：基因自由组合（减I后期）
途径2：基因互换（减I前期，四分体时期）
途径3：转基因（DNA重组技术）
两个亲本的杂合性越高，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。
4、基因重组的特点:
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。
5、基因重组的意义:
三、基因突变和基因重组的区别
基因突变
基因重组
本质
发生
时间
发生
可能
基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现新性状
不同基因的重新组合，不产生新基因，但产生新的基因型，使性状重组
分裂间期DNA复制时
减数第一次分裂
可能性很小
非常普遍