一节基因突变和基因重组usex文档资料.ppt
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1、第五章基因突变及其其他变异第五章基因突变及其其他变异第第1节基因突变和基因重组节基因突变和基因重组三位同学在抄写英语句子三位同学在抄写英语句子“THE CAT SAT ON THE MAT(猫坐猫坐在草席上在草席上)”时,分别抄成了以下时,分别抄成了以下的句子:的句子:THE KAT SAT ON THE MAT THE HAT SAT ON THE MAT 与原来的句子相比较,意思发生与原来的句子相比较,意思发生了什么变化呢?了什么变化呢?假如在假如在DNA分子的复制过程中,分子的复制过程中,发生了类似的错误,发生了类似的错误,DNA分子所分子所携带的遗传信息将会发生怎样的携带的遗传信息将会
2、发生怎样的变化?这样的变化可能对生物体变化?这样的变化可能对生物体产生什么影响?产生什么影响?问题探讨问题探讨 DNA分子携带的遗传信息发生了改变。分子携带的遗传信息发生了改变。1.由于密码的简并性,由于密码的简并性,DNA编码的氨基酸不编码的氨基酸不一定改变。一定改变。2.如果氨基酸发生了改变,生物体的性状可如果氨基酸发生了改变,生物体的性状可能发生改变。能发生改变。生物界中的变异现象生物界中的变异现象一、生物的变异一、生物的变异变异能否遗传?变异能否遗传?想一想:上述甘蓝品种的引种过程中,有没有变想一想:上述甘蓝品种的引种过程中,有没有变异现象的发生?异现象的发生?这种变异性状这种变异性状
3、能遗传给子代吗?为什么能遗传给子代吗?为什么?分析:分析:是环境因素引起的是环境因素引起的,自身的遗传物质没有,自身的遗传物质没有改变。改变。甘蓝甘蓝3.5kg3.5kg7kg7kg拉萨拉萨3.5kg3.5kg北京北京资料:在北京培育的优质甘蓝品种,叶球最大的有资料:在北京培育的优质甘蓝品种,叶球最大的有3.5KG,当,当引种到拉萨后,由于昼夜温差大、日照时间长、光照强,叶引种到拉萨后,由于昼夜温差大、日照时间长、光照强,叶球可重达球可重达7KG左右。但再引回北京后,叶球又只有左右。但再引回北京后,叶球又只有3.5KG。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
4、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表现型表现型基因型基因型环境环境(不遗传的变异)(不遗传的变异)诱因诱因(改变)(改变)(改变)(改变)(改变)(改变)判断:仅环境因素引起的变异一定不能遗传。判断:仅环境因素引起的变异一定不能遗传。基因重组基因重组染色体变异染色体变异基因突变基因突变(遗传物质未发生改变)(遗传物质未发生改变)(遗传物质发生改变)(遗传物质发生改变)(可遗传的变异)(可遗传的变异)基因突变基因突变2 2、变异类型、变异类型(1 1)不可遗传的变异)不可遗传的变异(2 2)可
5、遗传的变异)可遗传的变异 基因重组基因重组染色体变异染色体变异生物体内生物体内遗传物质没有改变遗传物质没有改变生殖细胞内生殖细胞内遗传物质的改变遗传物质的改变我帅我帅呆!呆!哼哼一、基因突变一、基因突变 镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症(一)基因突变的实例(一)基因突变的实例 资料:资料:1910年,一个黑人青年到医院看病,检年,一个黑人青年到医院看病,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是弯曲的镰刀状,人们称这种病为镰刀型细胞贫
6、血症。贫血症。这种病患者一旦缺氧,红细胞变成长这种病患者一旦缺氧,红细胞变成长镰刀型。病重时,红细胞受机械损伤而破裂的镰刀型。病重时,红细胞受机械损伤而破裂的现象,引起严重贫血而造成死亡。现象,引起严重贫血而造成死亡。正常血红蛋白第正常血红蛋白第6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代取代。正常血红蛋白究竟出了什么问题?正常血红蛋白究竟出了什么问题?缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸1 2 3 4 5 6 7 8(正常血红蛋白)
7、(正常血红蛋白)(异常血红蛋白)(异常血红蛋白)C T TC T TG A AG A A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GUAGUAC A TC A TG T AG T A突变突变GAAGAA_原因原因1 1、病因:、病因:1 1、根本、根本第第6位上位上的谷氨的谷氨酸被缬酸被缬氨酸取氨酸取代的根代的根本原因本原因是什么?是什么?A AT TT TA A替换替换2 2、直接、直接原因原因决定决定谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸(一)基因突变的实例(一)基因突变的实例替换替换增添增添缺失缺失A T C C G CT A G G C G C C
8、G C G G C G AT TA C C G C G G C G AT TA AT A C C G C T G G C G DNA片段片段A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G 1 1、DNADNA分子中的碱基对有哪几种变化,从而导分子中的碱基对有哪几种变化,从而导致基因结构的改变?致基因结构的改变?DNAA U C C G C A U U C G C 异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸mRNA A T C C G C T A G G C G 正常正常 T A A G C G A T T C G C 碱基对替换碱基对替换精氨酸精氨酸2、碱基对改
9、变一定会导致蛋白质的结构改变吗?、碱基对改变一定会导致蛋白质的结构改变吗?A T C C G C T A G G C G 正常正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 A U C C G C 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸 A C C G C 苏氨酸苏氨酸 丙氨酸丙氨酸 A C C G C T G G C G 碱基对缺失碱基对缺失1 1、概念:、概念:DNADNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的_、_和和_,而引起的,而引起的_的改变。的改变。增添增添缺失缺失替换替换基因结构基因结构(二)基因突变的概念(二)基因突变的概念思考:思考:1 1、哪一种基因突变对生物性状的影响最
10、小?、哪一种基因突变对生物性状的影响最小?(1)碱基对的替换对生物性状影响最小。碱基对的替换对生物性状影响最小。2、基因突变不改变生物性状的原因有哪些?、基因突变不改变生物性状的原因有哪些?(2 2)基因突变不改变性状的情况)基因突变不改变性状的情况 一种氨基酸可能有几种密码子(简并性)一种氨基酸可能有几种密码子(简并性)显性纯合子突变成杂合子显性纯合子突变成杂合子(AAAa)突变发生在基因的非编码区突变发生在基因的非编码区AA AaAaaaaA:产生新的基因:产生新的基因(是它的等位基因)(是它的等位基因)(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上
11、基因的改某一位点上基因的改变变,使一个基因变成它使一个基因变成它的等位基因的等位基因(Aa或或aA),不改变染色体不改变染色体上基因的数量,只改上基因的数量,只改变基因的内部结构,变基因的内部结构,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.注:基因突变只改变基因的结构,不改变基因数目。注:基因突变只改变基因的结构,不改变基因数目。思考:突变后的基因会遗传给后代么?思考:突变后的基因会遗传给后代么?1、能遗传给子代的基因突变:、能遗传给子代的基因突变:(1)配子中的基因突变;)配子中的基因突变;(2)性原细胞中的基因突变;)性原细胞中的基因突变;(3)体细胞中的基因突变,
12、通过无性繁殖传递。)体细胞中的基因突变,通过无性繁殖传递。2、不能遗传的一般在体细胞。、不能遗传的一般在体细胞。想一想想一想:基因基因突变一般会发突变一般会发生在什么时侯生在什么时侯呢?为什么?呢?为什么?有丝分裂的间期和减数第一次分裂间期有丝分裂的间期和减数第一次分裂间期:DNA复制时期复制时期(四)基因突变的时间(四)基因突变的时间 基因突变若发生在基因突变若发生在配子配子中中(减数分裂减数分裂时产生时产生)将遵循遗传规律将遵循遗传规律传递给后代传递给后代。若发生在若发生在体细胞体细胞(有丝分裂有丝分裂),),一般一般不能遗传不能遗传。有些植物体细胞发生基因有些植物体细胞发生基因突变,可以
13、通过无性繁殖传递。人体突变,可以通过无性繁殖传递。人体某些体细胞的基因(原癌基因和抑癌某些体细胞的基因(原癌基因和抑癌基因)突变,有可能发展成基因)突变,有可能发展成癌细胞癌细胞。(五)分类和原因(五)分类和原因(1 1)自发突变:)自发突变:自然条件下自然条件下DNADNA偶尔复制错误偶尔复制错误(2 2)诱发突变:)诱发突变:环境因素引起的碱基错误。环境因素引起的碱基错误。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、碱基类似物等亚硝酸、碱基类似物等病毒、某些细菌等病毒、某些细菌等1 1、类型、类型2 2、诱发基因突变的原因、
14、诱发基因突变的原因夏季涂抹防晒霜夏季涂抹防晒霜青少年少上网,少用手机青少年少上网,少用手机不喝反复烧开的水(含亚硝酸盐)不喝反复烧开的水(含亚硝酸盐)物理因素物理因素物理因素物理因素化学因素化学因素少吃烧烤和油炸食品少吃烧烤和油炸食品化学因素化学因素分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突变的可能,从而防止细胞癌变?变的可能,从而防止细胞癌变?接种乙肝疫苗接种乙肝疫苗生物因素生物因素遗传信息改变遗传信息改变 DNA DNA DNA DNA 差错差错 内因:内因:碱基变化碱基变化 外因:外因:物理因素物理因素 化学因素化学因素 生物因素生物因素 脱氧核苷酸种类、数
15、量、排列顺序改变脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变 碱基对的替换、增添、缺失碱基对的替换、增添、缺失 基因结构发生改变基因结构发生改变 产生等位基因产生等位基因(A1 a1A1 a1、a2a2)复制复制 引起引起 总结:总结:(五)基因突变的特点(五)基因突变的特点细菌细菌 无抗药性无抗药性抗药性抗药性棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蝇果蝇 红眼红眼白眼白眼 长翅长翅残翅残翅家鸽家鸽 羽毛白色羽毛白色灰红色灰红色人人 正常色觉正常色觉色盲色盲 正常肤色正常肤色白化病白化病常见突变性状:常见突变性状:一、在生物界普遍存在一、在生物界普遍存在普遍性普遍性玉米白化苗玉米白化苗人类多指人类多指基
16、因突变有何特点?基因突变有何特点?短腿安康羊(中)短腿安康羊(中)开花结果开花结果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶具根茎叶的植株的植株分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵基因突变发生在生物基因突变发生在生物个体发育个体发育的什么时期?的什么时期?任何时期任何时期二、在生物二、在生物个体发育的如何时期个体发育的如何时期发生发生随机性随机性五、五、基因突变是不定向的基因突变是不定向的多向性,不定向性多向性,不定向性经诱变处理的紫色种子产经诱变处理的紫色种子产生的子代种子生的子代种子如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A+突变突变AY(黄毛黄毛)a(黑毛黑毛)灰灰老老鼠鼠黑老鼠黑老鼠黄老鼠黄老鼠花芽
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