人教版高中生物必修二5.1 基因突变和基因重组（第1课时）课件（43张ppt）

(共43张PPT)
长翅果蝇
幼虫
长翅果蝇
25℃
35～37℃
残翅果蝇
阅读P71技能训练
长翅果蝇
25℃
翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、pH等条件影响。
基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。
1.出现残翅果蝇的原因：
3.若这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代全是残翅果蝇，或者部分残翅，部分长翅。这又说明什么呢？
环境温度已经导致果蝇的长翅基因突变成了残翅基因。
2.这个实验说明：
www.
第5章
基因突变及其他的变异
生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在性状差异的现象。
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
由于环境因素引起的，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
三种来源:
思考：区分两种变异的依据？
表现型
＝
基因型
（内因）
＋
环境条件
（外因）
不遗传的变异
基因重组
基因突变
染色体变异
诱因
可遗传的变异
三个来源
影响生物表现型的内外因素
www.
第1节
基因突变
和基因重组
圆饼型的红细胞
镰刀状的红细胞
一、基因突变
缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸—赖氨酸······
缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸······
正常
异常
1.实例：镰刀型细胞贫血症
思考与讨论：
CTT
GAA
谷氨酸
缬氨酸
DNA
mRNA
氨基酸
蛋白质
正常
异常
GUA
CAT
GTA
GAA
碱基对替换引起基因结构的改变
（1）直接原因：
（2）根本原因：
致病原因：
基因突变
A
T
突变
谷氨酸→缬氨酸
T
A
蛋白质结构的改变
2.基因突变的概念：
DNA分子中发生碱基对的
、
和
，而引起的
的改变。
替换
增添
缺失
基因结构
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯┯┯
ＡＴＡＧＣ
ＴＡＴＣＧ
┷┷┷┷┷
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯
ＡＧＣ
ＴＣＧ
┷┷┷
┯┯┯┯
ＡＣＧＣ
ＴＧＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
增添
缺失
替换
碱基对的替换、增添、缺失对肽链长度和氨基
酸种类的影响？
肽链：
起始---缬----异亮----亮-----甘-----终止
mRNA
--AUG--GUA--AUC--CUC--GGG--UAA-
--TAC--CAT--TAG--GAG--CCC--ATT--
--ATG--GAT--ATC--CTC--GGG--TAA--
DNA
突变前
突变后
C
G
替换
mRNA
--AUG--GUA--GUC--CUC--GGG--UAA-
--TAC--CAT--CAG--GAG--CCC--ATT--
--ATG--GAT--GTC--CTC--GGG--TAA--
DNA
肽链：
起始----缬-----缬-----亮-------甘-----终止
只改变一个氨基酸或不改变
碱基对的替换、增添、缺失对肽链长度和氨基
酸种类的影响？
肽链：
起始---缬----异亮----亮-----甘-----终止
mRNA
--AUG--GUA--AUC--CUC--GGG--UAA-
--TAC--CAT--TAG--GAG--CCC--ATT--
--ATG--GAT--ATC--CTC--GGG--TAA--
DNA
突变前
突变后
mRNA
--AUG--GUA--GAU--CCU--CGG--GUA--A-
--TAC--CAT--CTA--GGA--GCC--CAT--T--
--ATG--GAT--GAT--CCT--CGG--GTA--A--
DNA
肽链：
起始----缬---天冬----脯-------精-----缬--
C
G
增添
不影响增添前的序列，影响增添后的序列
碱基对的替换、增添、缺失对肽链长度和氨基
酸种类的影响？
肽链：
起始---缬----异亮----亮-----甘-----终止
mRNA
--AUG--GUA--AUC--CUC--GGG--UAA-
--TAC--CAT--TAG--GAG--CCC--ATT--
--ATG--GAT--ATC--CTC--GGG--TAA--
DNA
突变前
突变后
缺失
mRNA
--AUG--GUA--AUC--CUC--GGU-AA-
--TAC--CAT--TAG--GAG--CCA-TT--
--ATG--GAT--ATC--CTC--GGT-AA--
DNA
肽链：
起始----缬---异亮------亮-----甘--------
不影响缺失前的序列，影响缺失后的序列
基因突变对氨基酸序列的影响
类型
影响程度
对氨基酸的影响
替换
增添
缺失
大
小
大
只改变1个或不改变氨基酸
不影响增添位置前的序列，影响增添位置后的序列
不影响缺失位置前的序列，影响缺失位置后的序列
碱基对的替换，不一定会引起氨基酸种类的改变，肽链的长度可能不变也可能变短。
碱基对的缺失（或增添）会导致缺失（或插入）位置及以后所有氨基酸种类的改变，肽链的长度一般也会发生改变。
有丝分裂间期（体细胞）
减数第一次分裂前的间期（生殖细胞）
（DNA复制时期）
主要发生在细胞分裂间期
Why?
3.基因突变发生的时间：
DNA复制时期双链解旋，此时结构不稳定，容易导致碱基对的数量和排列顺序发生改变。
可遗传变异-可以遗传给后代的变异，但是不一定遗传给后代。
体细胞：
生殖细胞：
若发生在配子中，将遵循遗传规律可遗传给后代。可以通过受精作用直接传给后代。
一般不能传给后代，有些植物体细胞中的基因突变可通过无性繁殖传递。
4.基因突变能否遗传给后代？
（减数分裂）
（有丝分裂）
可遗传变异-可以遗传给后代的变异，但是不一定遗传给后代。
体细胞：
生殖细胞：
4.基因突变能否遗传给后代？
有性生殖：
减数分裂
有丝分裂
可遗传
不可遗传
无性生殖：
有丝分裂
如：人，果蝇等
如：土豆
可遗传
生物
体细胞：
相应性状的改变
相应蛋白质的改变
相应氨基酸的改变
mRNA分子中的碱基发生变化
DNA分子中的碱基对发生变化
具体变化过程:
这种变化可否遗传?
如何遗传？
突变后的DNA分子复制,通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞,并将突变基因传给下一代.
可以遗传
（2）内因：自发产生基因的突变
（1）外因：易诱发基因突变并提高突变频率
物理因素：
化学因素：
生物因素：
紫外线、X射线、激光等
亚硝酸和碱基类似物等
某些病毒等
DNA分子复制偶尔发生错误，DNA碱基组成发生改变等。
5.基因突变发生的原因：
自然界的物种中广泛存在
(所有生物都可能发生)
可发生在生物个体发育的任何时期；
可以发生在细胞内不同的DNA分子上；
可以发生在同一DNA分子的不同部位。
①普遍性：
②随机性：
一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因。
③不定向性：
6.基因突变发生的特点：
灰老鼠
不定向性
一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的
等位基因。
基因突变的结果：
1.A和a基因不同，两者本质差异是什么？
2.基因突变会改变染色体上基因的数量和排列顺序吗？
不会
产生新的基因(等位基因)
碱基对的排列顺序不同
自然界的物种中广泛存在
(所有生物都可能发生)
可发生在生物个体发育的任何时期；
可以发生在细胞内不同的DNA分子上；
可以发生在同一DNA分子的不同部位。
自然界突变率很低：10－5-
10-8
多数有害,少数有利，打破对环境的适应性
①普遍性：
②随机性：
④低频性：
⑤多害少利性：
一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因。
③不定向性：
6.基因突变发生的特点：
白化病患者
有害的基因突变
白化玉米苗
畸形的雏鸭
人类的多指
高产大豆　
　　高产青霉菌株
大南瓜
太空椒（左）
有利的基因突变
www.
基因
突变
新基因
(等位基因)
基因型
(改变)
表现型
(相对性状)
（1）是新基因产生的途径（唯一）；
（2）是生物变异的根本来源；
（3）是生物进化的原始材料。
生物进化
7.基因突变的意义：
(1)根据对性状类型的影响，可将基因突变分为：
显性突变：a-A
aa
Aa
隐性突变：A—a
AA
Aa
8.基因突变的种类
自发突变:自然发生的突变
诱发突变:
在人为条件下发生的突变
(2)按来源分：
(3)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
思考：果蝇一条染色体上某基因突变后，由野生型变为了突变型，则该基因的突变类型为？
www.
“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
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重新组合。
二、基因重组
减数分裂
原有基因的重新组合，产生新的基因型，不产生新基因
控制一对性状的等位基因不会发生基因重组
2.类型及时间:
（1）基因的自由组合
（2）交叉互换
非同源染色体上的非等位基因的自由组合。
同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换。
减数第一次分裂后期
四分体时期-减数第一次分裂前期
二、基因重组
减数第一次分裂后期
减Ⅰ中期
初级精母细胞
同源染色体分开，
非同源染色体上的非等位基因自由组合
a
a
A
A
B
B
b
b
减数第一次分裂后期
初级精母细胞
减Ⅰ中期
同源染色体分开，
非同源染色体上的非等位基因自由组合
a
a
A
A
b
b
B
B
同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换
A
A
A
A
B
B
b
b
B
B
b
b
a
a
a
a
四分体——减数第一次分裂前期
2.类型及时间:
（1）基因的自由组合
（2）交叉互换
二、基因重组
（3）基因工程
（4）肺炎双球菌转化实验:R型菌转化成S型菌
www.
基因重组是否产生了新的基因？是否有新性状？
(1)是生物变异来源之一，对生物的进化具有重要意义。
(2)是形成生物多样性的重要原因之一;
产生新的基因型，新的性状组合。
3.意义:
小结：基因突变与基因重组的比较
基因突变
基因重组
定义
发生
时间
原因
特点
实质
意义
范围
碱基对增添|缺失|替换引起
基因结构变化，
产生新基因
产生新基因型
生物变异的根本来源，为生物的进化提供原始材料
有性生殖中，控制不同性状的基因重新组合的过程
普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性。
非常丰富
自发突变、诱发突变
主要在细胞分裂间期，DNA复制过程中
减数第一次分裂前、后期
生物变异的来源之一，对生物的进化有重要意义。
非同源染色体自由组合、交叉互换
任何生物
真核生物的有性生殖
1.如果亲代的基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因为：
基因突变
2.如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体B与b不同的原因为：
基因突变和基因重组的判断
基因突变或基因重组
一看亲代的基因型：
B
b
1.如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上B与b不同的原因为：
基因突变和基因重组的判断
基因突变或基因重组
B
b
二看细胞的分裂方式：
基因突变
2.如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上B与b不同的原因可能为：
基因突变和基因重组的判断
三看细胞分裂图：
B
b
1.如果是减数分裂过程中姐妹染色单体（颜色不一致）上B与b不同的原因可能为：
2.如果是减数分裂过程中姐妹染色单体（颜色一致）上B与b不同的原因可能为：
基因突变
基因重组
a
A
B
B
基因重组（交叉互换）或基因突变
基因型为AaBB细胞分裂过程中出现的变异方式:
如果基因型为AABB呢？
基因突变
基因突变和基因重组的判断
www.
思考与讨论：
基因突变会导致生物性状的改变吗？
（3）突变发生在非编码区
（1）密码子的简并性：
（2）隐性突变：
不一定
www.
1、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
2、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
课堂巩固
D
A
www.
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
4、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
C
课堂巩固
www.
6、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
5、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