《基因突变和基因重组》课件(新人教必修).ppt

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

13、是形成生物多样性的重要原因之一，对生物的进化具有重要意义。一，对生物的进化具有重要意义。（三）、（三）、意义意义:基因突变和基因重组引起的变异有什么区别基因突变和基因重组引起的变异有什么区别?1 1基因突变：基因突变：基因基因_改变，它改变，它_新的基因新的基因 发生时期：发生时期：_ 特点：特点：普遍性、普遍性、随机性、随机性、_、多、多数有害、数有害、不定向性。不定向性。2 2基因重组：基因重组：控制不同性状的控制不同性状的_，_新基因，可新基因，可形成新的形成新的_。发生时期：发生时期：_ 内部结构内部结构能产生能产生主要在细胞分裂间期（主要在细胞分裂间期（DNADNA复制时）复制时）突

14、变率低突变率低基因重新组合基因重新组合不产生不产生基因型基因型有性生殖过程中有性生殖过程中基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质基因的分子结构发生改变，基因的分子结构发生改变，产生了新基因产生了新基因，出现了新，出现了新的性状。的性状。不同基因的重新组合，不同基因的重新组合，不不产生新基因产生新基因，而是产生新，而是产生新的基因型，使不同性状重的基因型，使不同性状重新组合。新组合。发生时发生时间间及原因及原因细胞分裂间期细胞分裂间期DNADNA分子复制分子复制时，由于外界理化因素或时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基自身生理因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。对的替换、增添或缺失。减

15、减I I后期中后期中，随同源染色体，随同源染色体的分开，位于非同源染色的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行自体上的非等位基因进行自由组合；或由组合；或减减I I前期前期同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换导致基因重组条件条件外界外界环境条件环境条件的变化和的变化和内内部因素部因素的相互作用。的相互作用。有性生殖过程中进行有性生殖过程中进行减数减数分裂分裂形成生殖细胞。形成生殖细胞。意义意义生物生物变异的根本来源变异的根本来源，是，是生物进化的原材料。生物进化的原材料。生物变异的来源之一，是生物变异的来源之一，是形成生物多样性形成生物多样性的重要原的重要原因。因。非同源染色体自由组合非

16、同源染色体自由组合AabB非同源染色体上的非等位基因非同源染色体上的非等位基因自由组合。自由组合。任务：任务：两对相对性状（独立遗传）的生物两对相对性状（独立遗传）的生物体的配子如何产生的呢？以体的配子如何产生的呢？以AaBbAaBb为为例，画出细胞的减数分裂图。例，画出细胞的减数分裂图。AaBbABABABababab精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞ABABababaABbAaBbABABababAAbbaaBBAaBb精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞同源染同源染色体的色体的非姐妹非姐妹染色单染色单体间发

17、体间发生交换生交换现象。现象。（三）思考与讨论二（三）思考与讨论二 1.21.22323种精子；种精子；2 22323种卵细胞。种卵细胞。3.3.提示：可以从染色体上基因的多样性、减数分提示：可以从染色体上基因的多样性、减数分裂过程中配子形成的过程以及基因重组等角度思裂过程中配子形成的过程以及基因重组等角度思考。考。生物体的性状是由基因控制的。在减数分裂形成生物体的性状是由基因控制的。在减数分裂形成生殖细胞的过程中，随着同源染色体的分离，位生殖细胞的过程中，随着同源染色体的分离，位于非同源染色体上的非等位基因进行重新组合。于非同源染色体上的非等位基因进行重新组合。人的基因约有人的基因约有3 3

18、万多个，因此，形成生殖细胞的万多个，因此，形成生殖细胞的类型也非常多，由生殖细胞通过受精作用形成的类型也非常多，由生殖细胞通过受精作用形成的受精卵的类型也就非常多。所以，人群中个体性受精卵的类型也就非常多。所以，人群中个体性状是多种多样的。状是多种多样的。旁栏思考题旁栏思考题 因为紫外线和因为紫外线和X X射线易诱发基因突变，射线易诱发基因突变，使人患癌症。使人患癌症。练习练习 基础题基础题 1.1.（1 1）；（；（2 2）；（；（3 3）。2.C2.C。3.B3.B。4.A4.A。拓展题拓展题 1.1.放疗或化疗的作用是通过一定量的辐射或化学药剂干放疗或化疗的作用是通过一定量的辐射或化学药

19、剂干扰肿瘤细胞和癌细胞进行扰肿瘤细胞和癌细胞进行DNADNA分子的复制，使其产生分子的复制，使其产生基因突变，从而抑制其分裂的能力，或者杀死癌细胞。基因突变，从而抑制其分裂的能力，或者杀死癌细胞。放疗的射线或化疗的药剂，既对癌细胞有作用，也对正放疗的射线或化疗的药剂，既对癌细胞有作用，也对正常的体细胞有作用，因此，放疗或化疗后病人的身体是常的体细胞有作用，因此，放疗或化疗后病人的身体是非常虚弱的。非常虚弱的。2.2.镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的抵抗力，这镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的抵抗力，这说明，在易患疟疾的地区，镰刀型细胞的突变具有有利说明，在易患疟疾的地区，镰刀型细胞的突变

20、具有有利于当地人生存的一方面。虽然这个突变体的纯合体对生于当地人生存的一方面。虽然这个突变体的纯合体对生存不利，但其杂合体却有利于当地人的生存。存不利，但其杂合体却有利于当地人的生存。6 6、上眼睑下垂是一种显性遗传病、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患者某一男性患者,其父母正常，请判断这人性状最可能是（其父母正常，请判断这人性状最可能是（）A.A.伴性遗传伴性遗传 B.B.常染色体遗传常染色体遗传 C.C.基因突变基因突变 D.D.基因重组基因重组7 7、如果基因中的一个脱氧核苷酸发生了改变，、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（那么这种变化最终可能引起（）A

21、.A.遗传性状改变遗传性状改变 B.B.遗传密码改变遗传密码改变 C.C.遗传信息改变遗传信息改变 D.D.遗传规律改变遗传规律改变8 8、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 DD基因突变基因突变1616、基因突变的原因是（、基因突变的原因是（）A.A.染色体上的染色体上的DNADNA变成了蛋白质变成了蛋白质 B.B.染色体上的染色体上的DNADNA变成了变成了RNARNA C.C.染色体上的染色体上的DNADNA减少了或增多了减少了或增多了 D.D.染色体上的染色体上的DNADNA结构

22、发生了局部改变结构发生了局部改变1717、若某基因原为、若某基因原为303303对碱基，现经过突变，成为对碱基，现经过突变，成为300300个个 碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白质分子相比较，差异可能为（白质分子相比较，差异可能为（）A A只相差一个氨基酸，其他顺序不变只相差一个氨基酸，其他顺序不变 B B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变 C C长度不变，但顺序改变长度不变，但顺序改变 DDA A、B B都有可能都有可能1818、在一个在一个DNADNA分子中如果插入了一个碱基对，则（分子中如

23、果插入了一个碱基对，则（）A.A.不能转录不能转录 B.B.不能翻译不能翻译 C.C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变在转录时造成插入点以后的遗传密码改变1919、人类能遗传的基因突变常发生在（、人类能遗传的基因突变常发生在（）A.A.减数第一次分裂减数第一次分裂 B.B.四分体时期四分体时期 C.C.减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期 D.D.有丝分裂间期有丝分裂间期在太空突变的真菌在太空突变的真菌 (普遍性)基因突变既可发生在植物的基因突变既可发生在植物的种子期种子期,也可发生在也可发生在幼苗期幼苗

24、期,还可发生在还可发生在开花期开花期；既能在动物体的；既能在动物体的体细体细胞胞中发生，也能在动物体的中发生，也能在动物体的生殖细胞生殖细胞中发生。中发生。（随机性）（随机性）一个正常基因一个正常基因A A可能突变成可能突变成a a1 1也可能突变成也可能突变成a a2 2或或a a3 3。如小鼠毛色的如小鼠毛色的灰色基因灰色基因可突变为可突变为黄色基因黄色基因或或黑色黑色基因基因（不定向性）（不定向性）其实基因突变可以发生在生物个体发育的任何其实基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞；时期和生物体的任何细胞；突变发生的时期越早，突变发生的时期越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。突变的部分越少。太空南瓜太空南瓜王太空南瓜王 这种太空南瓜王最大能长到这种太空南瓜王最大能长到200200多公斤，多公斤，在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5 5公斤。公斤。神奇的太空育种神奇的太空育种(八两八两)普通青椒普通青椒