优质课件-基因突变和基因重组(共37张PPT).ppt

1、第第5章章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异生物界中的变异现象生物界中的变异现象可能是什么原因导致这种现象的发生？可能是什么原因导致这种现象的发生？不可遗传变异不可遗传变异可遗传变异可遗传变异红花的后代变成了蓝紫色红花的后代变成了蓝紫色上述变异性状的后代上述变异性状的后代为何仍然是蓝紫色花呢？为何仍然是蓝紫色花呢？遗传物质发生了改变。遗传物质发生了改变。蓝紫色花的后代仍是蓝紫色蓝紫色花的后代仍是蓝紫色不可遗传变异不可遗传变异（环境影响）（环境影响）可遗传变异可遗传变异（遗传物质改变）（遗传物质改变）基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异生物生物变异变异生物变异的类型生物变异的

2、类型5.15.1基因突变和基因重组基因突变和基因重组科学史一科学史一19101910年赫里克医生接诊了一位黑人贫血病患者。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，后称之细不是正常的圆饼状，而是镰刀形，后称之镰刀型镰刀型细胞贫血症。细胞贫血症。正常正常 异常异常正常正常异常异常脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 19491949年，美国鲍林博士首先意识到，红细胞中年，美国鲍林博士首先意识到，红细胞中血红蛋白血红蛋白分子的分子的异常异常引起红

3、细胞变形。引起红细胞变形。19561956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀型细胞年，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，有贫血症患者血红蛋白的肽链上，有一处一处的的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代。取代。科学史科学史二二思考与讨论思考与讨论CTTCTTGAAGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常GUAGUACATCATGTAGTA突变突变GAAGAA_原因原因_原因原因 镰刀型细胞贫血症是由于基因中的碱基对发生了镰刀型细胞贫血症是由于基因中的碱基对发生了_产生的。产生的。病因：病因：替换替换根本根本直接直接 DN

4、ADNA分子中发生碱基对的替换、增添和分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变缺失，而引起的基因结构的改变. .（一）（一） 基因突变的概念基因突变的概念增增添添缺缺失失替替换换（二）基因突变对肽链合成的影响（二）基因突变对肽链合成的影响基因中碱基对的替换：是否会引起肽链长度的改变？基因中碱基对的替换：是否会引起肽链长度的改变？ 是否会引起氨基酸种类的改变是否会引起氨基酸种类的改变肽链长度肽链长度不变不变变短变短:变长变长:同义突变同义突变错义突变错义突变终止密码突变终止密码突变无义突变无义突变DNA-G A T-C T A-mRNA-G A U- -氨基酸氨基酸 天冬氨酸天

5、冬氨酸DNA-G A C-C T G-mRNA-G A C-氨基酸氨基酸 天冬氨酸天冬氨酸肽链： 起始-天冬-异亮-亮-甘-终止mRNA：-AUG-GAU-AUC-CUC-GGG-UAA-肽链： 起始-甘-酪-脯-精-缬- -TAC-CCT-ATA-GGA-GCC-CAT- -ATG-GGA-TAT-CCT-CGG-GTA-DNAmRNA：-AUG-GGA-UAU-CCU-CGG-GUA- -TAC-CTA-TAG-GAG-CCC-ATT- -ATG-GAT-ATC-CTC-GGG-TAA-DNA突变前突变前突变后突变后+C+G此处插入一个碱基对基因中碱基对数目的增减，会引起什么样的改变？基因

6、中碱基对数目的增减，会引起什么样的改变？移码突变移码突变肽链： 起始-天冬-异亮-亮-甘-终止mRNA：-AUG-GAU-AUC-CUC-GGG-UAA-肽链： 起始-丙-天冬-异亮-亮-甘-终止 -TAC-CGG-CTA-TAG-GAG-CCC-ATT- -ATG-GCC-GAT-ATC-CTC-GGG-TAA-DNAmRNA：-AUG-GCC-GAU-AUC-CUC-GGG-UAA- -TAC-CTA-TAG-GAG-CCC-ATT- -ATG-GAT-ATC-CTC-GGG-TAA-DNA突变前突变前突变后突变后+CGG+GCC此处插入三个碱基对基因中碱基对数目的增减，会引起什么样的改变

7、？基因中碱基对数目的增减，会引起什么样的改变？整码突变整码突变AA AaAaaaaA一个基因突变后产生的是它的等位基因，一个基因突变后产生的是它的等位基因，即产生即产生了新的基因了新的基因.（三）基因突变的结果（三）基因突变的结果基因突变是染色体的基因突变是染色体的某一位点某一位点上基因的改上基因的改变变, ,使一个基因变成它使一个基因变成它的的等位基因等位基因（Aa或或aA）, ,不改变染色不改变染色体上基因的体上基因的数量数量，只，只改变改变基因的内部结构基因的内部结构，并且通常会引起一定并且通常会引起一定的表现型的变化的表现型的变化. .生物体内所发生的基因突变是否都生物体内所发生的基因

8、突变是否都能引起生物性状的改变能引起生物性状的改变?为什么为什么?显性纯合子可能突变成杂合子显性纯合子可能突变成杂合子不一定不一定引起生物性状的改变。引起生物性状的改变。突变后新形成的密码子与原密码子决定的是同突变后新形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸（密码子的简并性）一种氨基酸（密码子的简并性）A A A a 原因是：原因是：基因突变基因突变思考：思考：基因突变都会遗传给后代吗？基因突变都会遗传给后代吗？配子中发生基因突变，可以通过受精作用传递配子中发生基因突变，可以通过受精作用传递给后代。给后代。体细胞中发生基因突变，一般不传递给后代，体细胞中发生基因突变，一般不传递给后代，但植物

9、的体细胞发生基因突变，可通过无性繁但植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递。殖传递。19物理因素物理因素化学因素化学因素生物因素生物因素提高提高突变突变频率频率X X射线、激光等射线、激光等亚硝酸盐、碱基类似物等亚硝酸盐、碱基类似物等病毒、某些细菌等病毒、某些细菌等（四）基因突变的原因（四）基因突变的原因诱发突变：诱发突变：自发突变：自然条件下自发突变：自然条件下DNA偶尔复制错误偶尔复制错误（五）基因突变的特点（五）基因突变的特点 从以下图片，你能归纳出基因突变从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？的什么特点吗？白化苗白化苗加拿大无毛猫加拿大无毛猫白化病白化病基因突变的特点基因突

10、变的特点普遍性普遍性随机性随机性基因突变可发生在生物个体发育的任何时期；基因突变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可以发生在细胞内不同的DNADNA分子上；分子上；同一同一DNADNA分子的不同部位。分子的不同部位。小鼠毛色灰色可以突变为黄色或黑色产生的新基因是其等位基因。（灰）（黄）（黑）不定向性不定向性（五） 基因突变的特点自然界的物种中广泛存在自然界的物种中广泛存在可发生在任何时期可发生在任何时期( (打破对环境的适应性打破对环境的适应性) ) 多数有害多数有害, ,少数有利少数有利 普遍性普遍性: : 随机性随机性: : 多害少利性：多害少利性： 不定向性：不定向性

11、：自然界突变率：自然界突变率：10105 5- - 1010-8-8 突变率低突变率低: :A Aa a1 1或或A Aa a2 2 （六） 基因突变的意义 产生新的等位基因产生新的等位基因 生物变异的根本来源生物变异的根本来源 生物进化的原始材料生物进化的原始材料二、基二、基 因因 重重 组组（一）概念（一）概念: :在生物进行有性生殖过程中在生物进行有性生殖过程中, ,控制控制不同性状的基因的重新组合不同性状的基因的重新组合. .（二）类型（二）类型: : 基因的自由组合基因的自由组合: : 基因的交叉互换基因的交叉互换: :非同源染色体上的非同源染色体上的非等位基因的非等位基因的自由组合

12、自由组合四分体时期，同源染色体上四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局的非姐妹染色体之间发生局部互换部互换. .二、二、 基因重组基因重组 控制不同性状的基因重新组合，控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因，不产生新基因，可形成新的基因型和表现型。可形成新的基因型和表现型。4 4、意义、意义: : 是生物变异的来源之一，是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义。对生物进化具有重要的意义。 基因重组能否产生新的基因？有无新的基基因重组能否产生新的基因？有无新的基因型和表现型形成？因型和表现型形成？【问题问题】基因突变基因突变基因重组基因重组发生时期发生时期产生原因产生原因适用范

13、围适用范围结果结果意义意义出现频率出现频率自然或人工诱变，使基因自然或人工诱变，使基因分子结构发生改变，包括分子结构发生改变，包括DNADNA碱基对替换、增添、碱基对替换、增添、缺失缺失非同源染色体上的非同源染色体上的非等位基因非等位基因自由组合自由组合；同源染色体上的非；同源染色体上的非姐妹染色单体姐妹染色单体交叉互换交叉互换有丝分裂间期有丝分裂间期减数分裂间期减数分裂间期减数第一次分裂前期、减数第一次分裂前期、后期后期所有生物都可以发生所有生物都可以发生只适用于有性生殖的真只适用于有性生殖的真核生物核生物产生产生新基因新基因的途径，的途径，生物变异的生物变异的根本途径根本途径，是生物进化的

14、是生物进化的原始材料原始材料是生物变异的是生物变异的来源之一来源之一，对生物进化具有重要的意对生物进化具有重要的意义义突变频率突变频率低低出现频率出现频率高高产生产生新的基因新的基因，出现新的，出现新的性状性状产生产生新的基因型新的基因型，性状，性状重新组合重新组合1 1、生物变异的根本来源是、生物变异的根本来源是 A A基因重组基因重组 B B染色体数目变异染色体数目变异 C C染色体结构变异染色体结构变异D D基因突变基因突变2 2、基因重组发生在、基因重组发生在 A A减数分裂形成配子的过程中减数分裂形成配子的过程中 B B受精作用形成受精卵的过程中受精作用形成受精卵的过程中 C C有丝

15、分裂形成子细胞的过程中有丝分裂形成子细胞的过程中 D D通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中DA课堂检测课堂检测3 3、某自花传粉植物连续几代开、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，白花红花，一次开出一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是的后代全开白花，其原因是 A A基因突变基因突变 B B基因重组基因重组 C C基因分离基因分离 D D环境影响环境影响A4 4、一对夫妇所生育子女中，性状差异、一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变异主要来自甚多，这种变异主要来自 A.A.基因突变基因突变 B.B.基因重组基因重组 C.C.环境影响环境影响 D.D

16、.染色体变异染色体变异B5 5、如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者、如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液血液, ,输给一个血型相同的正常人输给一个血型相同的正常人, ,将使将使正常人正常人B B A A、 基因产生突变基因产生突变, ,使此人患病使此人患病 B B、无基因突变、无基因突变, ,性状不遗传给此人性状不遗传给此人 C C、基因重组、基因重组, ,将病遗传给此人将病遗传给此人 D D、无基因突变、无基因突变, ,此人无病此人无病, ,其后代患病其后代患病作业作业 全品练习册习题全品练习册习题谢 谢【课堂探究一课堂探究一】1、是不是、是不是DNA分子的碱基对发生改分子的碱基对发生改变就一

17、定会导致生物性状的变化？变就一定会导致生物性状的变化？ 不具有遗传效应的不具有遗传效应的DNA片段中的片段中的“突变突变”不引起基因突变，也就不引起性状变异；不引起基因突变，也就不引起性状变异； 由于多种密码子决定同一种氨基酸，因由于多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也不引起性状的改变；此某些基因突变也不引起性状的改变； 隐性基因的功能突变在杂合状态下也不隐性基因的功能突变在杂合状态下也不会引起性状的改变。会引起性状的改变。非同源染色体上的非同源染色体上的 非等位基因自由组合非等位基因自由组合AabBAaBbAb和和aBAB和和ab上一页上一页AabBAaBb同源染色体的非姐妹染色单体同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换之间的局部交换上一页上一页