2020-2021学年高一生物人教版必修二5.1基因突变和基因重组课件 31张ppt

(共31张PPT)
第5章
基因突变及其他变异
不可遗传的变异
可遗传的变异
变异的种类
来源：基因突变、基因重组、染色体变异
由于自身遗传物质改变而导致的变异。
由于环境因素而导致的变异。
第1节
基因突变和基因重组
1、基因突变实例
一、基因突变
1910年，一位黑人青年来到医院看病，检查发现他患的
是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞
不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，人们称这种病
为镰刀型细胞贫血症。病重时，红细胞受机械损伤而破
裂，引起严重贫血而造成死亡。
【镰刀型细胞贫血症】
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
缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—
谷氨酸——赖氨酸······异常
课本图5-2
T
A
A
U
任务1：查阅密码子表，完成图解。
任务2：根据图解分析镰状贫血症的直接病因和根本病因。
两面凹的圆饼状
性状
…
…
缬氨酸
谷氨酸
…
…
C
T
T
G
A
A
…
…
…
…
DNA
G
A
A
…
…
mRNA
正常蛋白质
蛋白质
C
A
T
G
T
A
…
…
…
…
G
U
A
…
…
异常蛋白质
镰刀型细胞
DNA的碱基发生了替换
病因分析
根本原因
直接原因
镰刀型细胞贫血症的病因分析:
直接原因：
根本原因：
氨基酸发生替换——蛋白质结构异常。
碱基替换——基因结构改变(即基因突变)。
此外，还有哪些原因可以引起基因结构的改变？
镰刀型细胞贫血症
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯┯┯
ＡＴＡＧＣ
ＴＡＴＣＧ
┷┷┷┷┷
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯
ＡＧＣ
ＴＣＧ
┷┷┷
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯┯
ＡＣＧＣ
ＴＧＣＧ
┷┷┷┷
增添
缺失
替换
DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫做基因突变。
概念
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯┯┯
ＡＴＡＧＣ
ＴＡＴＣＧ
┷┷┷┷┷
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯
ＡＧＣ
ＴＣＧ
┷┷┷
┯┯┯┯
ＡＣＧＣ
ＴＧＣＧ
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┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
增添
缺失
替换
2：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，哪个影响更大？
3：基因突变发生在什么时候？
1：由于DNA碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？
4：基因突变都会遗传给后代吗？
讨论：
讨论1：
由于DNA碱基的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？
不一定，密码子简并性。
比如：CUU
CUC
CUA
CUG都是编码亮氨酸的密码子
DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，哪个影响更大？
讨论2：
增添和缺失影响大。
碱基
影响范围
对氨基酸序列的影响
替换
小
只改变一个氨基酸或不改变氨基酸序列
增添
大
不影响插入前的氨基酸序列，而影响插入位置后的氨基酸序列
缺失
大
不影响缺失位置前的氨基酸序列，而影响缺失位置后的氨基酸序列
讨论3：
基因突变发生在什么时候？
可发生在个体发育的任何阶段，以及体细胞或生殖细胞周期的任何时期。通常，生殖细胞的突变率比体细胞高，这主要是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境的变化更加敏感。主要发生在DNA复制时(有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期)
讨论4：
基因突变都会遗传给后代吗？
①若发生在配子中,将遵循遗传规律传给后代
②若发生在体细胞中,一般不能遗传。但是有些植物的体细胞发生了基因突变，可以通过无性生殖遗传。
【细胞的癌变】
细胞的癌变与基因突变有关吗？下面以结肠癌为例来探讨。
DNA复制过程中偶尔出错
DNA的碱基组成发生改变
外因：
2、基因突变的原因：
①物理因素：
②化学因素：
③生物因素：
内因：
阅读课本83页，简述基因突变原因。
3.基因突变的特点
普遍性：自然界中广泛存在
随机性：可发生在个体发育任何时期
不定向性：突变为等位基因
低频性
阅读课本83页，简述基因突变特点。（3分钟）
4、基因突变的意义：
是新基因产生的唯一途径，
是生物变异的根本来源，
为生物进化提供丰富的原始材料。
“一母生九子，九子各不同”这种差异怎么造成的？
二、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。
2、类型:
①自由组合型:
②交叉互换型:
减Ⅰ后期，非同源染色体上的非等位基因的自由组合
减Ⅰ前期，同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换
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
新的性状组合方式
Yr和yR
YR和yr
YR
yR
Yr
yr
YR
yR
Yr
yr
F1配子
基因重组导致性状重组
同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换
A
A
a
a
A
A
a
a
生物变异的来源之一，
提供进化的原材料，
对于生物的进化具有重要的意义。
3.意义
三、基因突变与基因重组比较
项目
基因突变
基因重组
时期
结果
种类
范围
主要有丝分裂间期和减Ⅰ前的间期
减Ⅰ前期
减Ⅰ后期
新基因和新性状
新基因型和新的性状组合
自然突变
人工诱变
自由组合型
交叉互换型
所有生物
真核生物有性
生殖
小结
基因突变
实例：镰状细胞贫血症
概念：DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失，而引起的基因碱基序列的改变。
特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性
原因：诱变因子+内因
意义：是生物变异的根本来源，是产生新基因的途径，为生物进化提供了丰富的原材料。
小结
基因重组
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。
类型：自由组合、交换
意义：是生物变异的来源之一，提供进化的原材料。
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
D
A
随堂训练
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、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