《基因突变和基因重组》课件(新人教必修).ppt
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1、第五章基因突变及其他变异第一节基因突变和基因重组表现型表现型基因型基因型+环境条件环境条件不能遗传的变异不能遗传的变异(如:晒黑的脸色)(如:晒黑的脸色)(改变改变)可遗传的变异可遗传的变异 (如:色盲)(如:色盲)来源来源基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组诱因诱因(改变)(改变)(改变改变)思考:通过美容手术,纹成弯弯的思考:通过美容手术,纹成弯弯的柳叶眉,这种柳叶眉能遗传吗?柳叶眉,这种柳叶眉能遗传吗?(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)第一节第一节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组基基 因因 突突 变变基基 因因 重重
2、 组组 如果由于如果由于DNADNA分子携带的遗传信息改变,而分子携带的遗传信息改变,而使其所编码的氨基酸改变使其所编码的氨基酸改变,生物体的性状可能发生生物体的性状可能发生改变,改变的性状对生物体的生存可能有利,可改变,改变的性状对生物体的生存可能有利,可能有害,也可能既无害也无利。能有害,也可能既无害也无利。(一一)、基因突变的实例、基因突变的实例积极思维:积极思维:镰刀型细胞贫血症的病因是什么镰刀型细胞贫血症的病因是什么?圆饼型的红细胞圆饼型的红细胞镰刀状的红细胞镰刀状的红细胞实例:镰刀型细胞贫血症实例:镰刀型细胞贫血症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
3、谷氨酸 正常正常病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化?病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化?镰刀型细胞贫血症的病因分析:镰刀型细胞贫血症的病因分析:异常异常CTTGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常GUACATGTA突变突变GAA直接原因直接原因根本原因根本原因 镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由基因突变基因突变引起的一引起的一种遗传病,是由于种遗传病,是由于基因的分子结构基因的分子结构发生了发生了改变产生的。改变产生的。病因:病因:相应性状的改变相应性状的改变相应蛋白质的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变相应氨基酸的改变mRNA
4、mRNA分子中的碱基发生变化分子中的碱基发生变化DNADNA分子中的碱基对发生变化分子中的碱基对发生变化具体变化过程具体变化过程:这种变化可否遗传这种变化可否遗传?如何遗传?如何遗传?可以遗传可以遗传突变后的突变后的DNADNA分分子复制子复制,通过减数通过减数分裂形成带有突变分裂形成带有突变基因的生殖细胞基因的生殖细胞,并将突变基因传给并将突变基因传给下一代下一代.是由于是由于DNADNA分子中发生分子中发生碱碱基对基对的的替换替换、增添增添或或缺失缺失,而引起的基因结构的改变。而引起的基因结构的改变。(二)、基因突变的概念(二)、基因突变的概念:1 1、基因突变的类型、基因突变的类型:AT
5、CCGTAGGC缺失缺失(正常)(正常)ATTCCGTAAGGC AACCGTTGGCA CCGT GGC替换替换增添增添请思考:请思考:由于碱基对的替换,是否一定会引起蛋白质的改由于碱基对的替换,是否一定会引起蛋白质的改变?变?2、基因突变的结果:、基因突变的结果:对基因的影响:往往产生与之对应的等位基因。对基因的影响:往往产生与之对应的等位基因。对性状的影响:往往产生与之对应的性状(对性状的影响:往往产生与之对应的性状(通常通常会会引起一定的表现型变化引起一定的表现型变化,不是一定。)不是一定。)一种氨基酸可能有几种不同的密码子一种氨基酸可能有几种不同的密码子一些一些DNADNA片段不携带
6、遗传信息;片段不携带遗传信息;显性纯合子突变成杂合子(显性纯合子突变成杂合子(AAAAAaAa)环境因素的影响等等环境因素的影响等等发生基因突变后不改变生物性状的原因有哪发生基因突变后不改变生物性状的原因有哪些?些?请思考:请思考:例题例题.(.(选择填空选择填空)某生物发生了基因突变后某生物发生了基因突变后,基因结构基因结构 ;基因数量基因数量 ;性状性状 。(填一定不变或一定改变或可能改变填一定不变或一定改变或可能改变)一定改变一定改变一定不变一定不变可能改变可能改变若发生在配子中,可遗传;若发生在配子中,可遗传;若发生在体细胞中,一般不能遗传;若发生在体细胞中,一般不能遗传;有些植物的体
7、细胞发生基因突变,可通有些植物的体细胞发生基因突变,可通过无性繁殖传递。过无性繁殖传递。基因突变都会遗传给后代吗?基因突变都会遗传给后代吗?请思考:请思考:紫外线紫外线X X射线射线其它各种辐射其它各种辐射亚硝酸亚硝酸碱基类似物碱基类似物致癌物质有:致癌物质有:亚亚硝酸胺硝酸胺,石棉石棉,3,4-3,4-苯并芘苯并芘,黄黄曲霉素曲霉素,苯苯,甲甲苯苯,二甲苯二甲苯,甲甲醛醛,苏丹红苏丹红,丙丙烯酰胺烯酰胺,孔雀石孔雀石绿绿、萘萘、铅铅,硫硫酸钴酸钴,硝基苯硝基苯,硝基甲烷硝基甲烷等。等。复制偶发错误复制偶发错误碱基组成改变碱基组成改变1 1、原因、原因2 2、特点特点 普遍性普遍性:在生物界中
8、普遍存在在生物界中普遍存在(P82(P82例子例子)随机性随机性:可发生在生物体生长发育的可发生在生物体生长发育的任何时期任何时期(常发生在细胞分裂间期,(常发生在细胞分裂间期,DNADNA复制时)复制时)任何细任何细胞胞的的任何任何DNADNA分子分子的的任何部位任何部位上上 不定向性:不定向性:A Aa a1 1或或A A a a2.2.可产生一个以上的等位基因可产生一个以上的等位基因且且突变的方向和环境无明确的突变的方向和环境无明确的 因果关系因果关系多害少利性多害少利性:(打破对环境的适应性打破对环境的适应性)多数多数有害有害,少数有利少数有利 低频性低频性:自然状态下,突变率很低自然
9、状态下,突变率很低既然突变率很低,还能不能提供丰富的可既然突变率很低,还能不能提供丰富的可遗传的变异?大肠杆菌的众多变异对大肠遗传的变异?大肠杆菌的众多变异对大肠杆菌是有害还是有利?杆菌是有害还是有利?思考:思考:1 1基因突变能产生新的基因吗?基因突变能产生新的基因吗?2 2这些新的基因产生的新性状对生物的生这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什么意义(有利还是有害)存有什么意义(有利还是有害)?3 3自然环境会选择哪些个体生存下来?自然环境会选择哪些个体生存下来?4 4基因突变对生物的进化有何意义基因突变对生物的进化有何意义?(四)基因突变的意义(四)基因突变的意义意义:意义:基因突变是
10、基因突变是新基因产生的途径新基因产生的途径 是生物变异的是生物变异的根本来源根本来源 是进化的是进化的原始材料原始材料 讨论结果 这种说法不正确。对于生物个体而言,发生自然突变的频率是很低的。但一个物种是由很多个体组成,且经漫长的进化历程中产生的突变还是很多的,其中有不少突变是有利突变,对生物的进化有重要的意义。因此,基因突变能够为生物进化提供原材料讨论:有人说,基因突变就是指生物体基因型的改变。你认为这种说法正确吗?试举例说明。讨论结果 这种说法不正确。基因突变是指DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因分子结构的改变。基因突变使一个基因突变成它的等位基因,从而会使生物的基因型发
11、生改变。但是基因型的改变并不都是由基因突变引起的,基因重组和染色体变异都可引起基因型改变。诱变育种:(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 (2)优点:提高突变率,缩短育种周期(3)遇到的问题 1、成功率低 2、产生大量不合格突变型 3、会出现返祖现象(五)基因突变的应用 “一猪生九仔,连母十个样一猪生九仔,连母十个样”,这种个体,这种个体的差异,主要是什么原因产生的的差异,主要是什么原因产生的?二二 基因重组基因重组(一)、概念(一)、概念:是指在生物体进行是指在生物体进行 有性生殖有性生殖 的过程中,的过程中,控制不同性状的控制不同性状的基因的
12、基因的 重新重新 组合组合。二、基因重组二、基因重组(二)、类型(二)、类型:基因重组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(减数第一次分裂后期,非同源染色体上的非等位基因(减数第一次分裂后期,非同源染色体上的非等位基因自由组合)自由组合)(减数(减数第一次分裂前期第一次分裂前期/四分体时期四分体时期,同源染色体中非,同源染色体中非姐妹染色单体上等位基因姐妹染色单体上等位基因常常发生交叉互换)发生交叉互换)产生多样化基因组合的后代,产生多样化基因组合的后代,为生物为生物变异提供丰富的来源,变异提供丰富的来源,是生物变异来源是生物变异来源之一,之一,是形成生物多样性的重要原因之
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