新人教版《基因突变和基因重组》完美课件1.ppt

1、生物的变异生物的变异1、概念：生物的子代和亲代之间以及子代、概念：生物的子代和亲代之间以及子代各个体之间各个体之间性状上的差异性性状上的差异性称为生物的变异。称为生物的变异。是否所有的变异都可以遗传？是否所有的变异都可以遗传？2 2、生物变异的类型、生物变异的类型不可遗传的变异（由不可遗传的变异（由环境环境变化引起）变化引起）可遗传的变异（由可遗传的变异（由遗传物质遗传物质的变化引起）的变化引起）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第四节第四节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组 1 实例：人类镰刀型细胞贫血症实例：人类镰刀型细胞贫血症一、基因突变一、基因突变阅读课本阅读课本

2、P86-87P86-87，回答以下问题：，回答以下问题：1 1、镰刀型细胞贫血症发生的、镰刀型细胞贫血症发生的直接原因直接原因是什么？（病是什么？（病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？）人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？）2 2、请填写出、请填写出mRNAmRNA上对应的碱基，推测出镰刀型细上对应的碱基，推测出镰刀型细胞贫血症发生的胞贫血症发生的根本原因根本原因（从（从基因基因的角度考虑）的角度考虑）正常红细胞的血红蛋白氨基酸组成正常红细胞的血红蛋白氨基酸组成缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸 脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸谷氨酸赖氨酸镰刀型细胞贫血症红细胞的血

3、红蛋白氨基酸组成镰刀型细胞贫血症红细胞的血红蛋白氨基酸组成缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸赖氨酸谷氨酸赖氨酸 C A TG T A G A AG U A蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸正常正常缬氨酸缬氨酸 不正常不正常1、直接原因直接原因：血红蛋白分子的多肽链上一个：血红蛋白分子的多肽链上一个谷氨酸谷氨酸被一个被一个缬氨酸缬氨酸替换。替换。2、根本原因根本原因：控制合成血红蛋白分子的控制合成血红蛋白分子的的的碱基序列发生了改变。碱基序列发生了改变。即即：镰刀型细胞贫血镰刀型细胞贫血症是由症是由_引引起的一种遗传病，是起的一种遗传病，是由于基因由

4、于基因_发生了改变导致血红发生了改变导致血红蛋白分子改变而产生蛋白分子改变而产生的。的。基因突变基因突变分子结构分子结构2 2基因突变的基因突变的概念概念 指指DNADNA分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的增添、缺失或替换，增添、缺失或替换，而引起基因结构的改变。而引起基因结构的改变。ATCCGTCTAGGCAG缺失缺失（正常）（正常）ATTCCGTCTAAGGCAG AACCGTCTTGGCAGA CCGTCT GGCAG改变改变增添增添发生基因突变发生基因突变后碱基序列一后碱基序列一定不同定不同判断下图分别为哪种类型的基因突变？判断下图分别为哪种类型的基因突变？A.A.有丝分裂间期有丝分

5、裂间期B.B.减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞（但（但一般一般不能传给后代，也可以通过不能传给后代，也可以通过无性无性繁殖繁殖方式传给后代）方式传给后代）（可以可以通过受精作用直接传给后代通过受精作用直接传给后代）DNADNA在进行复制时发生错误在进行复制时发生错误.一、基因突变 基因突变基因突变通常通常发生在细胞分裂间期发生在细胞分裂间期DNADNA分分子复制过程中，即子复制过程中，即DNA DNADNA DNA。3.3.基因突变的基因突变的时间：时间：注意：注意：基因突变容易发生在具有基因突变容易发生在具有DNA复复制功能的细胞中（具有分裂能力制功能的细胞中

6、（具有分裂能力的细胞），已高度分化的、失去的细胞），已高度分化的、失去分裂能力的细胞因其不发生分裂能力的细胞因其不发生DNA复制，故不容易发生基因突变。复制，故不容易发生基因突变。物理因素物理因素：紫外线、：紫外线、X射线、激光等射线、激光等化学因素化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物等：亚硝酸盐、碱基类似物等生物因素生物因素：病毒、有些细菌等：病毒、有些细菌等4.4.基因突变的基因突变的诱发因素：诱发因素：自然突变自然突变：自然条件下发生的基因突变：自然条件下发生的基因突变人工诱变人工诱变：人为条件下诱发产生的基因突变：人为条件下诱发产生的基因突变5.5.基因突变的基因突变的种类：种类：高产青霉菌

7、株高产青霉菌株人工诱变的产物人工诱变的产物 使一个基因成为它的使一个基因成为它的等位基因等位基因（产生了（产生了新新的基因）的基因）注意：注意：1、基因突变产生了新基因，新基因与原基、基因突变产生了新基因，新基因与原基因互为等位基因（因互为等位基因（病毒和原核生物例外病毒和原核生物例外）；）；2、基因突变、基因突变不改变基因数量不改变基因数量6.6.基因突变的基因突变的结果：结果：不一定。不一定。有些基因突变并不引起生物性状的改变有些基因突变并不引起生物性状的改变 突变发生在突变发生在没有遗传效应的没有遗传效应的DNADNA片段上片段上，不会改变生物的性，不会改变生物的性状。状。显性纯合子中的

8、一个基因突变显性纯合子中的一个基因突变后，该基因型控制的生物性状不后，该基因型控制的生物性状不会改变。会改变。由于可由由于可由多种密码子决定同一种氨基酸多种密码子决定同一种氨基酸，因此某些基因突变也，因此某些基因突变也不会引起生物性状的改变。不会引起生物性状的改变。G A TC T ADNAmRNAG A U氨基酸氨基酸天冬氨酸天冬氨酸G A C天冬氨酸天冬氨酸C T GG A CB下图为人下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一基因发生一种突变，导致种突变，导致1169位赖氨酸变为谷

9、氨酸。该基因发位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是（生的突变是（）A处插入碱基对处插入碱基对G-C B处碱基对处碱基对A-T替换为替换为G-CC处缺失碱基对处缺失碱基对A-T D处碱基对处碱基对G-C替换为替换为A-T7.7.基因突变的基因突变的特点：特点：从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？白眼果蝇白眼果蝇白化苗白化苗短腿的安康羊短腿的安康羊普遍性普遍性 白色皮毛牛犊白色皮毛牛犊3105人类色盲基因人类色盲基因1105小鼠的白化基因小鼠的白化基因110玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因4105果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因突变率突变率基基 因因低

10、频率性低频率性注：基因突变的低频性是针对生物体注：基因突变的低频性是针对生物体某一个基因某一个基因来说发生来说发生突变的几率很低，但对于突变的几率很低，但对于群体群体来说突变的几率就大多了。来说突变的几率就大多了。高产大豆高产大豆 大南瓜大南瓜太空椒（左）太空椒（左）有利的基因突变有利的基因突变白化病患者白化病患者有害的基因突变有害的基因突变白化玉米苗白化玉米苗畸形的雏鸭畸形的雏鸭人类的多指人类的多指 基因突变有的对生物体是基因突变有的对生物体是有害的，有的是有利的，还有有害的，有的是有利的，还有些既无害也无益。些既无害也无益。新性状对生物体有利新性状对生物体有利还是有害是相对的还是有害是相对

11、的植物的个体发育植物的个体发育性成熟的植株性成熟的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶的植株具根茎叶的植株分化出花芽的植株分化出花芽的植株受精卵受精卵 发生在个体发育的任何时期，发生在个体发育的任何时期，生物体的任何部位。可以发生在细生物体的任何部位。可以发生在细胞内的不同胞内的不同DNADNA分子上、同一分子上、同一DNADNA分子的不同部位。分子的不同部位。具有随机性具有随机性不定向性：不定向性：基因基因A A可以突变为可以突变为a a1 1，也可以突变为，也可以突变为a a2 2、a a3 3、a a4 4等。基因突变也是可逆的，可以由等。基因突变也是可逆的，可以由A A突变为突变为a a，也可以由

12、，也可以由a a突变为突变为A A。基因突变的基因突变的特点特点 普遍性普遍性 低频性低频性 有害性有害性 随机性随机性 不定向性不定向性 是生物变异的是生物变异的根本来源根本来源；为生物的进化提供了为生物的进化提供了原始材料原始材料；是形成是形成生物多样性生物多样性的重要原因之一的重要原因之一（新基因产新基因产生的途径生的途径）8.8.基因突变的基因突变的意义：意义：太空育种就是将农作物种子或试管种苗送到太空，太空育种就是将农作物种子或试管种苗送到太空，利用太空特殊的、地面无法模拟的环境利用太空特殊的、地面无法模拟的环境(高真空，高真空，宇宙高能离子辐射，宇宙磁场、高洁净宇宙高能离子辐射，宇

13、宙磁场、高洁净)的诱变作的诱变作用，使种子产生变异，再返回地面选育新种子、新用，使种子产生变异，再返回地面选育新种子、新材料，培育新品种的作物育种新技术。材料，培育新品种的作物育种新技术。一、一、概念概念：利用物理因素（如利用物理因素（如射线、射线、射线、紫外线、激射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。理生物，使生物发生基因突变。二、二、依据原理依据原理：基因突变基因突变三、三、常用方法常用方法：辐射诱变、激光诱变辐射诱变、激光诱变四、四、优点优点：（1）可以提高突变率，加速育种进程；）可以提高突

14、变率，加速育种进程；（2）大幅度改良某些品种）大幅度改良某些品种,产生前所未有产生前所未有的性状。的性状。五、五、缺点缺点：（1）盲目性大，有利变异少；）盲目性大，有利变异少；（2）工作量大，需大量的实验材料。）工作量大，需大量的实验材料。9.基因突变的基因突变的应用：应用：诱变育种诱变育种 “一猪生九仔，连母十个样一猪生九仔，连母十个样”，这种，这种个体的差异，主要是什么原因产生的个体的差异，主要是什么原因产生的?基因重组基因重组 在生物体进行在生物体进行有性生殖有性生殖的过程中的过程中,控制不同性状的基因的重新组合控制不同性状的基因的重新组合.1.1.概念概念:适用范围：适用范围：进行有性

15、生殖的生物进行有性生殖的生物 减数分裂减数分裂思考：思考：基因重组在什么时候发生呢基因重组在什么时候发生呢?2 2.类型类型: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（减数第一次分裂的后期）（减数第一次分裂的后期）AabBAaBbAb和和aBAB和和abAabBAaBb同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换（减数第一次分裂的前期）互换（减数第一次分裂的前期）AB和和abAb和和aB 类型类型1：基因自由组合：基因自由组合 时间时间：（减：（减I后期）后期）类型类型2：交叉互换：交叉互换 时间：（减时间：（减I四分体时期）四分体

16、时期）类型类型3 3：转基因（：转基因（DNADNA重组技术）重组技术）2 2.类型类型:R型菌转化成型菌转化成S型菌属于型菌属于基因重组基因重组 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，不产生不产生新基因，但可形成新的基因型。新基因，但可形成新的基因型。注意：基因重组并未改变基因的注意：基因重组并未改变基因的“质质”和和“量量”，只是使性状重新组合，只是使性状重新组合3 3.结果结果:（1 1）通过有性生殖实现的基因重组，为生物变异提供了极其丰富的来源；（2）是形成生物多样性的重要原因之一，对于生物进化具有十分重要的意义。4 4.意义意义:一、一、依据原理依据原理：基因重组基

17、因重组二、二、方法方法：三、三、优点优点：能够将分散在同一物种不同品种中的多个能够将分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上。优良性状集中于同一个体上。四、四、缺点缺点：（1）育种时间较长；）育种时间较长；（2）局限于同种或亲缘关系较近的个体；）局限于同种或亲缘关系较近的个体；（3）需及时发现优良品种。）需及时发现优良品种。杂交育种杂交育种先杂交再自交先杂交再自交5 5.应用应用:结合细胞分裂图判断基因突变和基因重组结合细胞分裂图判断基因突变和基因重组基因突变基因突变基因突变基因突变基因重组基因重组例例1：子代不同于亲代的性状，主要来自基因重：子代不同于亲代的性状，主要来自基因重

18、组，下列图解中哪些过程可以发生基因重组组，下列图解中哪些过程可以发生基因重组ABCDD例例2：基因型：基因型AABb的个体（图的个体（图1）产生）产生aB配子的原配子的原因是因是 ；基因型基因型AaBb的个体（图的个体（图2）产生）产生aB配子的原因是配子的原因是 。基因突变基因突变基因突变或基因重组基因突变或基因重组三种可遗传变异的比较：三种可遗传变异的比较：1、光学显微镜下只能看到、光学显微镜下只能看到染色体变异染色体变异；2、属于、属于分子水平分子水平的变异是：的变异是：基因突变和基基因突变和基因重组；因重组；3、原核生物、病毒的可遗传变异的方式有：、原核生物、病毒的可遗传变异的方式有：

19、只有只有基因突变。基因突变。4、基因突变和染色体变异、基因突变和染色体变异统称为突变统称为突变1、科学概念:尺子振动的频率受尺子延伸到桌子外的那部分长度的影响。这部分的长度会引起音高的变化；越长音高越低，越短音高越高。2、过程与方法：探索和描述尺子伸出桌外不同长度在振动时发出的声音的变化情况，通过柱状图的分析，将尺子不同长度的振动与其声音联系起来。3、科学概念：知道水蒸气遇冷会凝结成小水珠。4、过程与方法：思考小水珠从哪里来？尝试通过探究水珠与冰块的关系体验科学探究的全过程。5、观察体验玻璃杯外壁的小水珠从无到有的过程，思考水珠从哪里来？6、实验验证玻璃杯外壁的小水珠不是杯内的冰融化形成的；7、科学探究玻璃杯外壁的小水珠与杯内的冰有关。