1、高一生物高一生物 必修二必修二 第第5章章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异第第1节节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组THE CAT SAT ON THE MAT.3.THE CAT ON THE MAT.1.THE KAT SAT ON THE MAT.2.THE HAT SAT ON THE MAT.猫坐在草席上。猫坐在草席上。阿拉伯茶坐在草席上。阿拉伯茶坐在草席上。帽子坐在草席上。帽子坐在草席上。SAT猫在草席上。猫在草席上。问题探讨问题探讨DNADNA分子携带的遗传信息会不会发生变化分子携带的遗传信息会不会发生变化这些变化可能对生物体产生什么影响这些变化可能对生物体产生什么影
2、响 DNA DNA携带的遗传信息发生了改变。携带的遗传信息发生了改变。但由于密码的简并性，但由于密码的简并性，DNADNA编码的氨基酸不一编码的氨基酸不一定改变，所以这些变化不一定会对生物体产生影响。定改变，所以这些变化不一定会对生物体产生影响。一、基因突变的实例一、基因突变的实例积极思维：积极思维：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？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镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症正常血红蛋白第正常血红蛋白第6 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。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
3、酸谷氨酸谷氨酸谷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1 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6 7（正常血红蛋白）（正常血红蛋白）（异常血红蛋白）（异常血红蛋白）探究探究 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？直接原因A AU UA AT T 探究探究 谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？_原因原因A AT TT TA A替换替换直接直接原因原因谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸根本根本镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由_引引起的一种遗传病。起的一种遗传病。病因：病因：DNADNA分
4、子中碱基对替换分子中碱基对替换基因突变可否遗传？如何遗传？基因突变可否遗传？如何遗传？可以遗传。突变后的可以遗传。突变后的DNADNA分子复制，通过减数分裂形分子复制，通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞，并将突变基因传给下一代。成带有突变基因的生殖细胞，并将突变基因传给下一代。替换替换增添增添缺失缺失DNADNA片段片段 探究探究 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？这些碱基的变化导致这些碱基的变化导致基因突变基因突变 由于由于DNADNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的替换替换、增添增添和和缺失缺失，而引
5、起的基因碱基序列的改变。而引起的基因碱基序列的改变。1.1.基因突变的概念：基因突变的概念：（1 1）有丝分裂间期（体细胞）有丝分裂间期（体细胞）（2 2）减数第一次分裂间期（生殖细胞）减数第一次分裂间期（生殖细胞）但一般不能传给后代但一般不能传给后代可以通过受精作用直接传给后代可以通过受精作用直接传给后代细胞分裂间期细胞分裂间期2.2.基因突变的基因突变的主要主要时期：时期：3.3.细胞的癌变细胞的癌变结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤，下图为结肠结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤，下图为结肠癌发生的简化模型癌发生的简化模型肿瘤细肿瘤细胞胞癌细胞癌细胞正常细胞正常细胞原癌基因原癌基因抑癌基因抑癌
6、基因突变突变突变突变癌基因癌基因失去抑制作用失去抑制作用不能控制不能控制（致癌因子的作用）（致癌因子的作用）不受控制，恶性增殖不受控制，恶性增殖 原癌基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强原癌基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。抑癌基因一旦突变而导致相应蛋白质活就可能引起细胞癌变。抑癌基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。也可能引起细胞癌变。【自主学习自主学习】阅读书本阅读书本P83P83部分，寻找诱发基因突变的原因。部分，寻找诱发基因突变的原因。究竟是什么因素导致基因突变呢？A.物理因素：B.化学因素：C.
7、生物因素：X X射线、激光等射线、激光等亚硝酸和碱基类似物等亚硝酸和碱基类似物等病毒和某些细菌等病毒和某些细菌等 能不能列举一些实例来说明这能不能列举一些实例来说明这些因素确实会导致基因突变？些因素确实会导致基因突变？二、基因突变的原因二、基因突变的原因 在第二次世界大战临近结束的在第二次世界大战临近结束的19451945年年8 8月，美国先后向日本广岛和月，美国先后向日本广岛和长崎投下了两颗原子弹，造成约长崎投下了两颗原子弹，造成约10.610.6万人死亡，约万人死亡，约1313万人受伤。万人受伤。在战后的在战后的2020多年里，广岛和长多年里，广岛和长崎先后出生了数以百计死胎和智障、崎先后
8、出生了数以百计死胎和智障、肢体畸型的新生儿。肢体畸型的新生儿。案例一：案例一：【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1如果没有这些因素，基因突变会不会发生？如果没有这些因素，基因突变会不会发生？北京市民李发君的妻子朱继荣北京市民李发君的妻子朱继荣20022002年年8 8月初买了一辆新车作月初买了一辆新车作为上下班的交通工具，为上下班的交通工具，9 9月底就发现身上有大量出血点。月底就发现身上有大量出血点。1010月经月经正规医院诊断为正规医院诊断为重症再生障碍性贫血（白血病重症再生障碍性贫血（白血病），治疗），治疗5 5个月后个月后宣告治疗无效病逝
9、。宣告治疗无效病逝。由于由于苯中毒苯中毒可导致重症再生障碍性贫血，朱也是继买车后可导致重症再生障碍性贫血，朱也是继买车后才出现病症，于是李在中国室内装饰协会下属室内环境监测中才出现病症，于是李在中国室内装饰协会下属室内环境监测中心进行车内空气检测，确认车内苯超标后，认为罪魁祸首就是心进行车内空气检测，确认车内苯超标后，认为罪魁祸首就是这辆新车。这辆新车。案例二：案例二：【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1A.A.物理物理因素：因素：B.B.化学化学因素：因素：C.C.生物生物因素：因素：X X射线、激光等射线、激光等亚硝酸、碱基类似物、秋水仙素和
10、黄曲霉毒素等亚硝酸、碱基类似物、秋水仙素和黄曲霉毒素等病毒和某些细菌等病毒和某些细菌等（1 1）外部因素（诱发突变）：）外部因素（诱发突变）：A.A.复制偶发错误复制偶发错误B.B.碱基组成改变碱基组成改变（2 2）内部因素（自发突变）：）内部因素（自发突变）：二、基因突变的原因二、基因突变的原因【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1 为什么在强烈的日光下要涂抹防晒霜，做为什么在强烈的日光下要涂抹防晒霜，做X X射射线透视的医务人员要穿防护服？线透视的医务人员要穿防护服？因为紫外线和因为紫外线和X X射线易诱发基因突变，使人患射线易诱发基因突变，使
11、人患癌症。癌症。【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1资料一：资料一：（阅读课本（阅读课本P83P83）基因突变具有基因突变具有普遍性普遍性所有所有生物生物白化苗白化苗高产青霉菌株高产青霉菌株三、基因突变的特点三、基因突变的特点【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1资料二：资料二：基因突变具有基因突变具有随机性随机性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以植物的个体发育为例：以植物的个体发育为例：任何任何时期、时期、任何任何细胞、细胞
12、、DNADNA的的任何任何部位部位【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1资料三：资料三：灰灰色色白色白色黑色黑色黄色黄色能产生能产生一个或一个以上一个或一个以上的等位基因的等位基因基因突变是基因突变是不定向不定向的的【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1生物生物表现型表现型突变率突变率肺炎球菌肺炎球菌青霉素抗性青霉素抗性1.01.01010-7-7玉米玉米皱缩种子皱缩种子1.01.01010-6-6紫色种子紫色种子1.01.01010-5-5无色种子无色种子1.01.01010-5-5甜粒种子甜粒种子2
13、.02.01010-6-6小鼠小鼠浅色毛皮浅色毛皮3.03.01010-5-5粉红色眼粉红色眼3.53.51010-6-6人人血友病血友病2.02.01010-5-5视网膜色素瘤视网膜色素瘤2.02.01010-5-5软骨发育不全软骨发育不全5.05.01010-5-5基因突变的基因突变的频率很低频率很低资料四：资料四：【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1有害的基因突变有害的基因突变畸形的雏鸭畸形的雏鸭人类的并指人类的并指唇唇裂裂【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1大多数大多数突变是突变是有害的有害
14、的资料五：资料五：高产大豆高产大豆 高产青霉菌株高产青霉菌株有利的基因突变有利的基因突变【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1基因突变的特点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自然界突变率很低：自然界突变率很低：1010-5-5-10-10-8-8（打破对环境的适应性）多数有害，（打破对环境的适应性）多数有害，少数有利少数有利（1 1）普遍性：普遍性：（2 2）随机性：随机性：（4 4）低频性（突变率低）：低频性（突变率低）：（5 5）多害少利性：多害少利性：一个基因可以产生一个以上的等位基因一
15、个基因可以产生一个以上的等位基因（3 3）不定向性：不定向性：基因突变的结果基因突变的结果产生新的等位基因产生新的等位基因【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1产生新基因产生新基因形成新性状形成新性状生物进化的生物进化的原始材料原始材料基因突变基因突变生物变异的生物变异的根本来源根本来源四、基因突变的意义四、基因突变的意义【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1有关基因突变的叙述，正确的是（有关基因突变的叙述，正确的是（）A不同基因突变的频率是相同的不同基因突变的频率是相同的B基因突变一定会引起生物性状的
16、改变基因突变一定会引起生物性状的改变C一个基因可以向多个方向突变一个基因可以向多个方向突变【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1为进化提供原始材料为进化提供原始材料1.1.打破生物对环境的适应性打破生物对环境的适应性 为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变？为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变？这样的话基因突变对生物岂不是没有意义？这样的话基因突变对生物岂不是没有意义？2.2.产生新基因产生新基因引发生物变异引发生物变异【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件11.1.概念：概念：（1 1）基因的自由
17、组合：基因的自由组合：（2 2）交叉互换交叉互换（四分体时期）（四分体时期）：非同源染色体上的非等位基因的自由组合非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换 在生物进行在生物进行有性生殖过程有性生殖过程中，控制不同性中，控制不同性状的基因的自由组合。状的基因的自由组合。2.2.类型：类型：（3 3）重组重组DNADNA技术：技术：五、基因重组五、基因重组【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1不产生新基因不产生新基因，可形成新的基因型，可形成新的基因型3.3.结果：结果：基
18、因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？4.4.意义：意义：通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源，是生物多样性的重要原因之一。其丰富的来源，是生物多样性的重要原因之一。【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1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_（能或否）产生新的基因（能或否）产生新的基因主要时期：主要时期：_特点：普遍性、随机性、特点：普遍性、随机性、_、多数、多数有害、不定向性。有害
19、、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，新基因，可形成新的可形成新的_。发生时期：发生时期：_特点：特点：_内部结构内部结构能能细胞分裂间期（细胞分裂间期（DNADNA复制时）复制时）突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非常丰富非常丰富【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1表现型表现型基因型环境条件基因型环境条件不可遗传的变异不可遗传的变异（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（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可遗传的变异可遗传的变异小结小结【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1 谢 谢【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1【新教材生物】基因突变和基因重组精品课件1
