基因突变和基因重组高三上课用.ppt

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1、基因突变和基因重组,问题1、什么是生物的变异？,生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在性状差异的现象。,例一、古代妇女缠足后的小脚；夏天去海边晒黑了的皮肤；,问题2、生物变异的主要类型有哪些？,变异的类型,不遗传的变异：仅仅是由环境因素的影响造成的变异。遗传物质没有改变，变化的性状不能 进一步遗传给后代。,基因重组,可遗传的变异：是由于遗传物质的改变而引起的 变异。变化的性状能遗传给后代。,基因突变,染色体变异,例二、纯合的高杆抗病小麦与矮杆抗病小麦杂交再自交得到的矮杆抗病小麦；,变异的类型,遗传的变异：,不遗传的变异：,基因突变,染色体变异,基因重组,仅仅由环境不同引起，遗传物质没有

2、改变，不能进一步遗传给后代。,由于生殖细胞中遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变,生物变异的类型,不同生物的可遗传变异来源：,病毒,基因突变,原核生物,基因突变,真核生物,基因突变、基因重组、染色体变异,1、下面叙述的变异现象，可遗传的是 A由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状 B果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状 C用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无籽 D开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花,D,精典例题,(一).基因突变,问题3：什么是基因突变？,(一).基因突变,镰刀型细胞贫血症病因的图解,正常 谷氨酸 GAA CTT GAA,蛋白质 氨基酸 RNA DNA,异常 缬

3、氨酸 GUA CAT GTA,突变,问题3、什么是基因突变？,基因突变是指由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变。,增添,改变,缺失,（D）,（d1）,（d2）,（d3）,相应性状的改变,相应蛋白质的改变,相应氨基酸的改变,mRNA分子中的碱基发生变化,DNA分子中的碱基对发生变化,具体变化过程:,这种变化可否遗传?如何遗传？,可以遗传,突变后的DNA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.,问题4、基因为什么会突变？,自发突变,基因突变的原因,人工诱变,物理因素：如X射线、激光等化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等生物因素：如病毒和某

4、些细菌等,基因突变的类型,按来源分_与_,按突变后对生物个体的影响分_与_,对生物体而言，多数为_。,自然突变,人工诱变,有利突变,有害突变,有害突变,打破对环境的适应性,为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变?如此的话基因突变对生物岂不是没有意义?,产生新基因,引发生物变异,为进化提供原始材料,根据对性状类型的影响，可将基因突变分为,显性突变：a-A,隐性突变：Aa,根据诱变时的状态，可将基因突变分为,自然突变：在自然状态下发生的基因突变,诱发突变：在仍条件下诱发的突变,基因突变的特点(1)基因突变在生物界是普遍存在的。（自然突变 诱发突变）(2)基因突变是随机发生的。(3)在自然状态下，

5、基因突变的频率是很低的。(4)大多数基因突变对生物体是有害的。(5)基因突变是不定向的。,问题5、基因突变有什么特点？,(五)基因突变的特点,自然界的物种中广泛存在,可发生在任何时期,自然界突变率很低：105-10-8,(打破对环境的适应性)多数有害,少数有利,普遍性:,随机性:,稀有性:,有害性：,不定向性：Aa1或Aa2,等位基因是如何产生的？,a=A1或a=A2,(六)基因突变的意义,生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原始材料,能使生物的性状出现差别，以适应不同的外界环境，是生物进化的重要因素之一。,基因突变的结果：,使一个基因变成它的等位基因,指利用物理因素或化学因素来处理生物

6、，使之发生基因突变，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种。,成功率低,有利个体往往不多需大量处理材料,(七)人工诱变在育种上的应用,诱变意义:,是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法,（2）优点：,提高突变率，缩短育种周期,大幅度改良某些性状,（3）缺点:,物理因素：X射线、射线、紫外线、激光等 化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等,（1）常用的方法：,基因突变总结2,碱基种类改变碱基数目增减碱基排列顺序,物理辐射。化学药剂。,优点：提高突变频率，加速育种进程，大幅度改良生物性状。缺点：有利的个体往往不多。,讨论：DNA碱基对的改变一定会引起生物的性状改变吗？,单击画面继续,下

7、页中性突变,原因：,诱因：,人工诱变育种优缺点：,基因突变,单击画面继续,下页讨论结果,讨论结果1：,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,单击画面继续,下页讨论结果,下页讨论结果,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2：,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(

8、这为基因突变的实质），从而会使生物的基因型发生改变。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。,单击画面继续,下页讨论结果,突变的原因,中性突变学说碱基改变不一定引起变异,一个氨基酸有多个密码子；一些DNA片段不携带遗传信息；一些蛋白质中的氨基酸种类改变，不一定影响其正常功能。,单击画面继续,发病率高原因,问题：镰刀型细胞贫血症非洲发病率高，为什么呢？,镰刀型贫血症在非洲发病率较高的原因,携带者(杂合体)表现为轻度贫血，但对恶性疟疾有较强的抵抗力，由于自然选择的结果，使这一基因在非洲恶性疟疾猖獗的地区较多保留了下来。,单击画面继续,下页基因性状,杂合体的

9、红细胞,讨论：白化病基因的携带者（杂合体）为什么没有表现出症状？,基因与性状之间的关系,单击画面继续,下页巩固练习,讨论：突变基因一定能传给后代吗？,思考与讨论：,由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？,基因突变都会遗传给后代吗？,2、在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对，则 A.不能转录 B.不能翻译 C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变3、若某基因原为303对碱基，现经过突变，成为300个碱基对，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 A只相差一个氨基酸，其他顺序不变 B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变

10、C长度不变，但顺序改变 DA、B都有可能,D,D,精典例题,镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是A.解旋酶 B.DNA连接酶C.限制性内切酶 D.RNA聚合酶,答案 C,以下关于生物变异的叙述，正确的是A、基因突变都会遗传给后代 B、基因碱基序列发生改变，不一定导致性状改变C、染色体变异产生的后代都是不育的D、基因重组只发生在生殖细胞形成过程中,答案 B,某个婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子有一个氨基酸改换而导致乳糖酶失活，发生这种现象的根本原因是,A缺乏吸收某种氨基酸的能力,B不能摄取足够的乳糖酶,C乳糖酶基因有一个碱基改换了

11、,D乳糖酶基因有一个碱基缺失了,(),C,3、人类能遗传的基因突变常发生在A.减数第一次分裂 B.四分体时期C.减数第一次分裂的间期 D.有丝分裂间期,(二)基因突变发生的时间？Why？,细胞周期中的分裂间期,A.有丝分裂间期,B.减数第一次分裂间期,体细胞,生殖细胞,中可以发生基因突变,（但一般不能传给后代）,中也可以发生基因突变,（可以通过受精作用直接传给后代）,DNA在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂后进行修复时发生错误。,4、人类能遗传给后代的基因突变常发生在 A.减数第一次分裂 B.四分体时期 C.减数第一次分裂的间期 D.有丝分裂间期,C,精典例题,(四)基因突变的类型,1、按

12、来源分_与_,2、按突变后对生物个体的影响分 与_,对生物体而言，多数为_。,自然突变,诱发突变,有利突变,有害突变,有害突变,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?如此的话基因突变对生物岂不是没有意义?,产生新基因,引发生物变异,为进化提供原始材料,3、按表现条件分显性突变和隐性突变,“一母生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的?,基因重组,二、基因重组,1、概念:,在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的自由组合.,2、类型:,基因的自由组合:,基因的互换:,例,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

13、部互换.,基因重组的成因是什么？,成因：非同源染色体上非等位基因的自由组合；同源染 色体上等位基因之间的互换。,思考1：基因重组中有无新的基因产生？有无新的基因型和表现型形成？,思考2：当具有20对相对性状的亲本进行杂交（假设控制20对性状的20对等位基因 分别位于20对同源染色体上），F2可 出现多少种基因型和表现型？,非同源染色体自由组合,3、意义:,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.,基因重组能否产生新的基因？,新的性状？,不能,4.适用的范围：,有性生殖过程,基因工程,基因突变和基因重组引起的变异有什么区别?,1基因突变：基因_改变，它

14、_新的基因 发生时期：_ 特点：普遍性、随机性、_、多数有害、不定向性。2基因重组：控制不同性状的_，_新基因，可形成新的_。发生时期：_ 特点：_,内部结构,能产生,细胞分裂间期（DNA复制时）,突变率低,基因重新组合,不产生,基因型,有性生殖过程中,非常丰富,是生物变异的根本来源,是生物变异的主要来源,产生新的基因（基因分子结构改变），而产生新的基因型,不产生新的基因（基因分子结构不变），但重组产生新的基因型,区别,某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是 A基因突变 B基因重组 C基因分离 D环境影响,与无性生殖相比，有性生殖的后代具有较强的适应性，下

15、列说法不正确的是A后代继承了双亲的遗传物质B减数分裂过程中，DNA复制更容易发生差错C减数分裂过程中，由于基因重组产生了不同类型的配子D更容易产生新的基因型,答案 B,正常细胞的基因组里都带有原癌基因。原癌基因在发生突变就会变成具有致癌能力的癌细胞。（1）某原癌基因上一个碱基对的突变，引起该蛋白质中的氨基酸的改变，即氨基酸顺序上第19位氨基酸由脯氨酸转变为组氨酸。已知脯氨酸的密码子有CCU、CCC、CCA、CCG，组氨酸的密码子有CAU、CAC。决定第19位组氨酸密码子的碱基对组成是 或。这一原癌基因中发生突变的碱基对是。（2）癌细胞在体内容易分散转移，是因为癌细胞的细胞膜上，使得细胞间的。,

16、糖蛋白等物质减少,黏着性减小,生物变异的根本来源是A基因重组 B染色体数目变异C染色体结构变异 D基因突变,1、某自花传粉植物连续几年只开红花，一次开出一朵白花，该白花植株的后代全开白花。其变异原因是 A、基因分离 B、基因重组 C、基因突变 D、环境影响,2、进行有性生殖的动物，亲代和子代之间总存在着多多少少 的差异。形成这种差异的主要原因是 A、基因分离 B、基因重组 C、基因突变 D、环境影响,3、基因突变（）；基因重组（）。A、产生新基因，不形成新基因型 B、产生新基因，形成新基因型 C、不产生新基因，形成新基因型 D、不产生新基因，不形成新基因型,4、把“和平号”实验室里的植物种子，

17、带回地球种植，产量和 营养成分都有明显的优势。植物的这种变异来源于，原因是。,基因突变,宇宙辐射改变了遗传物质,5.诱发突变与自然突变相比，正确的是 A都是有利的 B都是定向的 C都是隐性突变 D诱发突变率高,D,精典例题,6.大丽花的红色(C)对白色(c)为显性，一株杂合的大丽花植株有许多分枝，盛开众多红色花朵，其中有一朵花半边红色半边白色，这可能是哪个部位的C基因突变为c造成的？,A、幼苗的体细胞 B、早期叶芽的体细胞 C、花芽分化时的细胞 D、杂合植株产生的性细胞,C,精典例题,练 一 练,8、右图是人类镰刀型细胞贫血症病因图解，请据图回答：,（1）是 过程，发生于细 胞 中；是 过程，

18、发生于细胞 中。,（2）是发生了差错的 过程，即突变。此过程发生在细胞 分裂的 期。,（3）的碱基序列为；的名称为 _。,（4）此病患者常出现溶血甚至 死亡现象；但人群中此病 患者很少。这体现了基因突变的 _与 _之特点。,（5）造成镰刀型细胞贫血症的根本原因是DNA中碱基由 变成。,转录,核,翻译,质,复制,间,GUA,缬氨酸,多害性,低频性,CTT,CAT,巩固练习,1近年来，世界某几个地区由于战争中使用了贫铀弹，导致这几个地区白血病、皮肤癌的患者猛增，其原因是。2.昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫发生基因突变，导致酯酶的活性升高，该酶可催化分解有机磷农药。通过转基因技术已将该基因导如入细菌体内，并与细菌的DNA整合在一起。这样的细菌仍能繁殖。请回答：（1）用人工诱变的方法诱发产生的基因突变叫作（2）这种重组DNA技术可以达到定向改变的目的，产生出人类所需要的物质，或者组建出新的（3）通过这种生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，其原因是：,单击见答案,诱发突变,生物性状,生物类型,控制酯酶合成的基因与细菌的DNA一起复制，并传给子代细菌。在子代细菌体内该基因通过转录和翻译合成酯酶。,贫铀弹产生核辐射，会诱发人体的基因突变,