高中生物（新人教版-必修2）：基因突变和基因重组

(共39张PPT)
复习回顾：
1、基因的概念
2、表现型和基因型的关系
3、自由组合定律的实质
4、遗传现象
基因是决定生物性状的基本单位；
是有遗传效应的DNA片段
表现型　　　
基因型　　　　
环境　　　
等位基因分离；非同源染色体上的非等位基因随
非同源染色体的自由组合而自由组合
生物亲子代间及子代间的相似
高产
大豆
大南瓜
太空椒（左）
高产
青霉
菌株
生物的变异现象：
生物的变异现象：
生物体亲代与子代之间以及子代的个体之间总存在着或多或少的差异，这就是生物的变异现象。
生物的变异能否遗传？是否所有的变异都能遗传给后代？
染色体变异
类型
不遗传的变异
可遗传的变异
基因重组
基因突变
生物的变异
表现型　　　
基因型　　　　
环境　　　
（不能遗传的变异）
（可遗传的变异）
基因重组
染色体变异
基因突变
诱因
（改变）
（改变）
（改变）
讨论：是不是环境因素引起的变异就一定不能遗传呢？
例、手术割的双眼皮；夏天去海边晒黑了的皮肤；水肥供应好导致的小麦高产┅┅
生物变异的主要类型
变异的类型
不遗传的变异：仅仅是由环境因素的影响造成的变异。
遗传物质没有改变，变化的性状不能遗传给后代。
可遗传的变异：是由于遗传物质的改变而引起的
变异。变化的性状能遗传给后代。
例、纯合的高杆抗病小麦与矮杆抗病小麦杂交再自交得到的矮杆抗病小麦；┅┅
基因重组
基因突变
染色体变异
可遗传变异的来源
(一)基因突变的实例
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
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
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？
可以遗传
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.
┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷
┯┯┯┯┯ ＡＴＡＧＣ ＴＡＴＣＧ ┷┷┷┷┷
┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷
┯┯┯ ＡＧＣ ＴＣＧ ┷┷┷
┯┯┯┯ ＡＣＧＣ ＴＧＣＧ ┷┷┷┷
┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷
增添
缺失
改变
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
基因突变的概念：
请思考：
①由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？
②基因突变都会遗传给后代吗？取决于？
(二)基因突变发生的时间？ 为什么？
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）
1、人类能遗传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
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。
(三)基因突变的原因
物理因素
化学因素
生物因素
(四)基因突变的类型
按来源分__________与__________
按突变后对生物个体的影响分_________与________,对生物体而言，多数为____________。
自然突变
人工诱变
有利突变
有害突变
有害突变
①打破对环境的适应性
为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变 如此的话基因突变对生物岂不是没有意义
②产生新基因
引发生物变异
为进化提供原始材料
如老鼠灰毛基因A+突变
AY (黄毛)
a (黑毛)
(五)基因突变的特点
自然界的物种中广泛存在
可发生在任何时期
自然界突变率很低：10－5- 10-8
(打破对环境的适应性)多数有害,少数有利
①普遍性:
②随机性:
③稀有性:
④有害性：
⑤不定向性：A＝a1或A＝a2
注意：“不定向”仍然限定在某一种
性状范围内。如：颜色、性状等。
老鼠
①成功率低,有利个体往往不多
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
(六)人工诱变在育种上的应用
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（举例）
（2）优点：
①提高突变率，缩短育种周期
②大副度改良某些性状
（3）缺点:
（1）常用的方法：
物理因素：X射线、Y射线、紫外线等
化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等 　
(七)基因突变的意义
生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原始材料,能使生物的性状出现差别，以适应不同的外界环境，是生物进化的重要因素之一。
基因突变的结果：
使一个基因变成它的等位基因
基因重组
“一母生九仔，连母十个样”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基因的自由组合:
②基因的互换:
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.
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,是生物多样性的重要原因之一.
基因重组能否产生新的基因？
二、基因重组
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----基因重组
4、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
5、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
课堂巩固
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
13、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
14、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
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
变异的类型
遗传的变异：
不遗传的变异：
基因突变
染色体变异
基因重组
由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。
遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变
这种太空南瓜王最大能长到200多公斤，
在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5公斤。
正常绵羊和 短腿安康羊（中）
非同源染色体自由组合
含义：生物进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基 因发生重新组合的现象叫基因重组。
成因：非同源染色体上非等位基因的自由组合；同源染 色体上等位基因之间的互换。
意义：基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源。是 生物多样性的重要来源，对生物进化有重要意义。
思考1：基因重组中有无新的基因产生？ 有无新的基因型和表现型形成？
思考2：当具有20对相对性状的亲本进行杂交
（假设控制20对性状的20对等位基因
分别位于20对同源染色体上），F2可
出现多少种基因型和表现型？
变异的类型
遗传的变异：
不遗传的变异：
基因突变
染色体变异
基因重组
仅仅由环境不同引起，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
练 一 练
1、某自花传粉植物连续几年只开红花，一次开出一朵白花，
该白花植株的后代全开白花。其变异原因是
A、基因分离 B、基因重组 C、基因突变 D、环境影响
2、进行有性生殖的动物，亲代和子代之间总存在着多多少少
的差异。形成这种差异的主要原因是
A、基因分离 B、基因重组 C、基因突变 D、环境影响
3、基因突变（ ）；基因重组（ ）。
A、产生新基因，不形成新基因型
B、产生新基因，形成新基因型
C、不产生新基因，形成新基因型
D、不产生新基因，不形成新基因型
4、把“和平号”实验室里的植物种子，带回地球种植，产量和
营养成分都有明显的优势。植物的这种变异来源于 ，
原因是 。
√
√
√
基因突变
宇宙辐射改变了遗传物质
练 一 练
5、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 。
转录
核
翻译
质
复制
间
GUA
缬氨酸
多害性
低频性
CTT
CAT
非同源染色体上的 非等位基因自由组合
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 种。
A
a
b
B
A
a
B
b
Ab和aB
AB和ab
返回
220=1048576
同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换
返回
a
a
a
a
b
b
b
b
B
B
B
B
A
A
A
A
黑老鼠
灰老鼠
黄老鼠
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