高中生物 5_1 基因突變和基因重組課件 新人教版必修21

基因突變 和基因重組,表現(xiàn)型,基因型,+ 環(huán)境條件,（改變）,（改變）,（改變）,復(fù)習(xí):表現(xiàn)型與基因型的關(guān)系,引入:生物體遺傳性狀的改變就是生物的變異,普通的小麥種子種植在肥沃的土壤中，給予充足的陽(yáng)光和水分，結(jié)出的是粒多飽滿的種子，但是再把這些種子種下去結(jié)出的仍就是普通的種子,不可遺傳的變異,太空椒（經(jīng)過(guò)太空遨游，也就是經(jīng)過(guò)輻射的）和普通椒相比，太空椒具有明顯的優(yōu)勢(shì)，果實(shí)肥大，把其種下去后結(jié)出的仍是太空椒,可遺傳的變異,變異的類型,遺傳的變異：,不遺傳的變異：,基因突變,染色體變異,基因重組,僅僅由環(huán)境不同引起，遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變，不能進(jìn)一步遺傳給后代。,由于生殖細(xì)胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，其后代將繼承這種改變,生物變異的類型,1、下面敘述的變異現(xiàn)象，可遺傳的是 A由于水肥充足而造成的小麥粒大粒多性狀 B果樹(shù)修剪后所形成的樹(shù)冠具有特定的形狀 C用生長(zhǎng)素處理未經(jīng)受粉的番茄雌蕊，得到的果實(shí)無(wú)籽 D開(kāi)紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開(kāi)白花,D,精典例題,1910年，赫里克醫(yī)生的診所來(lái)了一位黑人病人，病人臉色蒼白，四肢無(wú)力，是嚴(yán)重的貧血病患者。醫(yī)生使用所有能治療貧血病的藥物，但對(duì)這個(gè)病人無(wú)效。對(duì)病人做血液檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，紅細(xì)胞在顯微鏡不是正常的圓餅形，而是又長(zhǎng)又彎的鐮刀形，稱鐮刀狀細(xì)胞貧血癥。,一、基因突變,(一)基因突變的實(shí)例,鐮刀型貧血癥是一種異常血紅蛋白病。一旦缺氧，患者紅細(xì)胞變成長(zhǎng)鐮刀型，血液的粘性增加，引起紅細(xì)胞的堆積，導(dǎo)致各器官血流的阻塞。而出現(xiàn)脾臟腫大，四肢的骨骼、關(guān)節(jié)疼痛，血尿和腎功能衰竭等癥狀，病重時(shí)，紅細(xì)胞受機(jī)械損傷而破裂產(chǎn)生溶血現(xiàn)象，引起嚴(yán)重貧血而造成死亡。,患者不能進(jìn)行激烈運(yùn)動(dòng)，長(zhǎng)期遭受慢性貧血折磨。常在幼年發(fā)現(xiàn)。,鐮刀型貧血癥簡(jiǎn)介,1949年，美國(guó)鮑林博士首先意識(shí)到，紅細(xì)胞中血紅蛋白分子不完善引起使紅細(xì)胞變形，從而失去輸氧功能。 血紅蛋白究竟出了什么問(wèn)題？,為什么谷氨酸會(huì)被纈氨酸取代呢？ 隨著分子遺傳學(xué)的崛起，已經(jīng)查明 DNA分子中的一組堿基由CTT變成CAT。,1956年，英國(guó)科學(xué)家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀狀細(xì)胞貧血癥患者血紅蛋白有兩條肽鏈（共四條）上，第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代。,正常,異常,脯氨酸谷氨酸谷氨酸,脯氨酸纈氨酸谷氨酸 ,思考與討論,谷氨酸,纈氨酸,正常,異常,_原因,_原因,鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由_引起的一種遺傳病，是由于基因的_發(fā)生了改變產(chǎn)生的。,病因：,基因突變,結(jié)構(gòu),根本,直接,相應(yīng)性狀的改變,相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變,相應(yīng)氨基酸的改變,mRNA分子中的堿基發(fā)生變化,DNA分子中的堿基對(duì)發(fā)生變化,具體變化過(guò)程:,這種變化可否遺傳? 如何遺傳？,可以遺傳,突變后的DNA分子復(fù)制,通過(guò)減數(shù)分裂形成帶有突變基因的生殖細(xì)胞,并將突變基因傳給下一代., , , , , , ,增添,缺失,改變,DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的 、 和 ，而引起的 的改變。,增添,缺失,改變,基因結(jié)構(gòu),（一）基因突變的概念：,思考與討論：,由于堿基對(duì)的改變，是否一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變？,基因突變都會(huì)遺傳給后代嗎？,2、在一個(gè)DNA分子中如果插入了一個(gè)堿基對(duì)，則 A.不能轉(zhuǎn)錄 B.不能翻譯 C.在轉(zhuǎn)錄時(shí)造成插入點(diǎn)以前的遺傳密碼改變 D.在轉(zhuǎn)錄時(shí)造成插入點(diǎn)以后的遺傳密碼改變 3、若某基因原為303對(duì)堿基，現(xiàn)經(jīng)過(guò)突變，成為300個(gè)堿基對(duì)，它合成的蛋白質(zhì)分子與原來(lái)基因合成的蛋白質(zhì)分子相比較，差異可能為 A只相差一個(gè)氨基酸，其他順序不變 B長(zhǎng)度相差一個(gè)氨基酸外，其他順序也有改變 C長(zhǎng)度不變，但順序改變 DA、B都有可能,D,D,精典例題,(二)基因突變發(fā)生的時(shí)間？,細(xì)胞周期中的分裂間期,A.有絲分裂間期,B.減數(shù)第一次分裂間期,體細(xì)胞,生殖細(xì)胞,中可以發(fā)生基因突變,（但一般不能傳給后代）,中也可以發(fā)生基因突變,（可以通過(guò)受精作用直接傳給后代）,DNA在進(jìn)行復(fù)制時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤,4、人類能遺傳給后代的基因突變常發(fā)生在 A.減數(shù)第一次分裂 B.四分體時(shí)期 C.減數(shù)第一次分裂的間期 D.有絲分裂間期,C,精典例題,(三)基因突變的原因,物理因素,化學(xué)因素,生物因素,基因突變的原因,X射線、激光等,亞硝酸和堿基類似物等,病毒和某些細(xì)菌等,(四)基因突變的類型,1、按來(lái)源分_與_,2、按突變后對(duì)生物個(gè)體的影響分 與_,對(duì)生物體而言，多數(shù)為_(kāi)。,自然突變,誘發(fā)突變,有利突變,有害突變,有害突變,打破生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性,為何基因突變對(duì)生物體而言，多數(shù)為有害突變? 如此的話基因突變對(duì)生物豈不是沒(méi)有意義?,產(chǎn)生新基因,引發(fā)生物變異,為進(jìn)化提供原始材料,3、按表現(xiàn)條件分顯性突變和隱性突變,棉花 正常枝短果枝 果蠅 紅眼白眼 長(zhǎng)翅殘翅 家鴿 羽毛白色灰紅色 人 正常色覺(jué)色盲 正常膚色白化病,你認(rèn)為突變有什么特點(diǎn)？,常見(jiàn)突變性狀：,一 在生物界普遍存在；,討論與思考,短腿安康羊（中）,玉米白化苗,人類多指,以植物的個(gè)體發(fā)育為例：,基因突變發(fā)生的時(shí)期與突變性狀在生物體的表現(xiàn)部位及范圍大小有沒(méi)有關(guān)系？,有什么關(guān)系？,突變發(fā)生的時(shí)間越早，表現(xiàn)突變的部分越多，突變發(fā)生的時(shí)期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少。,基因突變發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的什么時(shí)期？ 哪些細(xì)胞能發(fā)生基因突變？,任何時(shí)期,分裂間期的細(xì)胞,有,二 在生物體內(nèi)隨機(jī)發(fā)生；,小資料,三 突變率低；,白化苗,四 大多數(shù)突變是有害的,白化病,為什么呢？,任何一種生物都是長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程的產(chǎn)物，它們 與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)。,五 基因突變是不定向的,(五)基因突變的特點(diǎn),自然界的物種中廣泛存在,可發(fā)生在任何時(shí)期,自然界突變率很低：105- 10-8,(打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性) 多數(shù)有害,少數(shù)有利,普遍性:,隨機(jī)性:,低頻性:,多害少利性：,一個(gè)基因可以產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因,不定向性：,(六)基因突變的意義,生物變異的根本來(lái)源，為生物進(jìn)化提供了最初的原始材料,能使生物的性狀出現(xiàn)差別，以適應(yīng)不同的外界環(huán)境，是生物進(jìn)化的重要因素之一。,基因突變的結(jié)果：,使一個(gè)基因變成它的等位基因,成功率低,有利個(gè)體往往不多 需大量處理材料,(七)人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用,誘變意義:,是創(chuàng)造動(dòng)、植物新品種和微生物新類型的重要方法,（2）優(yōu)點(diǎn)：,提高突變率，縮短育種周期,大幅度改良某些性狀,（3）缺點(diǎn):,物理因素：X射線、射線、紫外線、激光等 化學(xué)因素：亞硝酸、硫酸二乙酯等,（1）常用的方法：,這種太空南瓜王最大能長(zhǎng)到200多公斤， 在生長(zhǎng)繁殖期高峰時(shí)，南瓜每天能增大5公斤。,（4）實(shí)例：“黑農(nóng)五號(hào)”大豆 高產(chǎn)青霉菌株 太空椒,5.誘發(fā)突變與自然突變相比，正確的是 A都是有利的 B都是定向的 C都是隱性突變 D誘發(fā)突變率高,D,精典例題,6 .大麗花的紅色( C )對(duì)白色( c )為顯性，一株雜合的大麗花植株有許多分枝，盛開(kāi)眾多紅色花朵，其中有一朵花半邊紅色半邊白色，這可能是哪個(gè)部位的C基因突變?yōu)閏造成的？,A 、幼苗的體細(xì)胞 B、早期葉芽的體細(xì)胞 C、花芽分化時(shí)的細(xì)胞 D、雜合植株產(chǎn)生的性細(xì)胞,C,精典例題,“一母生九仔，連母十個(gè)樣”，這種個(gè)體的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的?,基因重組,二、基因重組,1、概念:,在生物進(jìn)行有性生殖過(guò)程中,控制不同性狀的基因的自由組合.,2、類型:,基因的自由組合:,基因的互換:,非同源染色體上的非等位基因的 自由組合,同源染色體上的非姐妹染色體之間 發(fā)生局部互換.,非同源染色體上的 非等位基因自由組合,一種具有20對(duì)等位基因（這20對(duì)等位基因分別位于 20對(duì)同源染色體上）的生物進(jìn)行雜交時(shí)，F(xiàn)2可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型就有 種。,A,a,b,B,A,a,B,b,Ab和aB,AB和ab,220=1048576,A,a,b,B,A,a,B,b,同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換,3、意義:,通過(guò)有性生殖實(shí)現(xiàn)基因重組為生物變異提供了極其豐富的來(lái)源,是生物多樣性的重要原因之一.,基因重組能否產(chǎn)生新的基因？,基因突變和重組引起的變異有什么區(qū)別?,1基因突變： 基因_改變，它_新的基因 發(fā)生時(shí)期：_ 特點(diǎn)：普遍性、隨機(jī)性、_、 多數(shù)有害、不定向性。 2基因重組： 控制不同性狀的_，_新基因，可形成新的_。 發(fā)生時(shí)期：_ 特點(diǎn)：_,內(nèi)部結(jié)構(gòu),能產(chǎn)生,細(xì)胞分裂間期（DNA復(fù)制時(shí)）,突變率低,基因重新組合,不產(chǎn)生,基因型,有性生殖過(guò)程中(減數(shù)分裂),非常豐富,1、生物變異的根本來(lái)源是 A基因重組 B染色體數(shù)目變異 C染色體結(jié)構(gòu)變異 D基因突變 2、基因重組發(fā)生在 A減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中 B受精作用形成受精卵的過(guò)程中 C有絲分裂形成子細(xì)胞的過(guò)程中 D通過(guò)嫁接，砧木和接穗愈合的過(guò)程中,D,A,3、某自花傳粉植物連續(xù)幾代開(kāi)紅花，一次開(kāi)出一朵白花，白花的后代全開(kāi)白花，其原因是 A基因突變 B基因重組 C基因分離 D環(huán)境影響,A,4、上眼瞼下垂是一種顯性遺傳病,某一男性患者,其父母正常，請(qǐng)判斷這人性狀最可能是 A.伴性遺傳 B.常染色體遺傳 C.基因突變 D.基因重組,C,5.如果將一個(gè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的患者血液,輸給一個(gè)血型相同的正常人,將使正常人,B,A、 基因產(chǎn)生突變,使