第5章第1節(jié)基因突變PPT課件

1、棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蠅果蠅 紅眼紅眼白眼白眼 長(zhǎng)翅長(zhǎng)翅殘翅殘翅家鴿家鴿 羽毛白色羽毛白色灰紅色灰紅色人人 正常色覺正常色覺色盲色盲 正常膚色正常膚色白化病白化病常見突變性狀：常見突變性狀：玉米白化苗玉米白化苗第1頁(yè)/共30頁(yè)你認(rèn)為突變有什么特點(diǎn)？一 在生物界普遍存在；討論與思考討論與思考第2頁(yè)/共30頁(yè)基基 因因突變率突變率大腸桿菌組氨酸缺陷型基因大腸桿菌組氨酸缺陷型基因210果蠅的白眼基因果蠅的白眼基因4105果蠅的褐眼基因果蠅的褐眼基因3105玉米的皺縮基因玉米的皺縮基因110小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人類色盲基因人類色盲基因3105小資料小資料二 突變頻率很低

2、；第3頁(yè)/共30頁(yè)白化苗白化苗三 大多數(shù)突變是有害的白化病為什么呢？為什么呢？ 任何一種生物都是長(zhǎng)期進(jìn)化過程的產(chǎn)任何一種生物都是長(zhǎng)期進(jìn)化過程的產(chǎn)物，它們物，它們 與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)。與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)。第4頁(yè)/共30頁(yè)以植物的個(gè)體發(fā)育為例：以植物的個(gè)體發(fā)育為例：開花結(jié)果開花結(jié)果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具根莖葉具根莖葉的植株的植株分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵基因突變發(fā)生的時(shí)期與突變性狀在生物體的基因突變發(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有關(guān)系？表現(xiàn)部位及范圍大小有沒有關(guān)系？有什么關(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，突突變發(fā)生的時(shí)間越

3、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。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？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？哪些細(xì)胞能發(fā)生基因突變？任何時(shí)期任何時(shí)期分裂間期的細(xì)胞分裂間期的細(xì)胞有有四 在生物體內(nèi)隨機(jī)發(fā)生；第5頁(yè)/共30頁(yè)五 基因突變具有多向性和可逆性第6頁(yè)/共30頁(yè) 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。

4、基因突變的原因(一一)基因突變的實(shí)例基因突變的實(shí)例第7頁(yè)/共30頁(yè) 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)。是基因突變的結(jié)果。鐮刀型貧血癥簡(jiǎn)介第8頁(yè)/共30頁(yè) 血紅蛋白究竟出了什么問題？第9頁(yè)/共30頁(yè)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)

5、家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀狀年，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）細(xì)胞貧血癥患者血紅蛋白有兩條肽鏈（共四條）上，第上，第6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被纈氨酸纈氨酸取代取代。正常正常異常脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸纈氨酸纈氨酸谷氨酸谷氨酸 第10頁(yè)/共30頁(yè)思考與討論CTTCTTGAAGAA谷氨酸谷氨酸纈氨酸纈氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)正常正常異常異常GUAGUACATCATGTAGTA突變突變GAAGAA_原因原因_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：病因：基因突

6、變結(jié)構(gòu)根本直接第11頁(yè)/共30頁(yè)相應(yīng)性狀的改變相應(yīng)性狀的改變相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變相應(yīng)氨基酸的改變相應(yīng)氨基酸的改變mRNAmRNA分子中的堿基發(fā)生變化分子中的堿基發(fā)生變化DNADNA分子中的堿基對(duì)發(fā)生變化分子中的堿基對(duì)發(fā)生變化具體變化過程:這種變化可否遺傳這種變化可否遺傳? ?如何遺傳？如何遺傳？可以遺傳可以遺傳突變后的DNA分子復(fù)制,通過減數(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.注意：體細(xì)胞的突變不能遺傳給后代第12頁(yè)/共30頁(yè)增增添添缺缺失失改改變變DNADNA分子中發(fā)生分子中發(fā)生堿基對(duì)堿基對(duì)的的 、 和和 ，而引起的而引起的 的改變。的改變。 增添增添缺失缺失

7、改變改變基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因突變的概念：第13頁(yè)/共30頁(yè)基因突變的結(jié)果是產(chǎn)生了一個(gè)基因突變的結(jié)果是產(chǎn)生了一個(gè)新的基因新的基因，該基因與原基因是什么關(guān)系？該基因與原基因是什么關(guān)系？染色體上基因的數(shù)量發(fā)生改變了嗎？染色體上基因的數(shù)量發(fā)生改變了嗎？ 思考：思考：等位基因等位基因沒有沒有第14頁(yè)/共30頁(yè)思考：思考：生物體內(nèi)發(fā)生的基因突變是否都能引起生物表現(xiàn)型的變化？為什么？不一定。一種氨基酸可以由多種密碼子決定，當(dāng)突變后的DNA轉(zhuǎn)錄成的密碼子仍然決定同種氨基酸時(shí)，這種突變不會(huì)引起生物性狀的改變。突變成隱性基因在雜合子中不引起性狀的改變第15頁(yè)/共30頁(yè)對(duì)于生物個(gè)體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。

8、但一個(gè)物種是由很多個(gè)體組成，且經(jīng)漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的，其中有不少突變是有利突變，對(duì)生物的進(jìn)化有重要的意義。因此，基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料。打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性產(chǎn)生新基因引發(fā)生物變異引發(fā)生物變異為進(jìn)化提供原始材料為進(jìn)化提供原始材料思考：思考：既然自然狀態(tài)下基因突變率很低，而且大多數(shù)基因突變對(duì)生物體是有害的，如此的話基因突變對(duì)生物豈不是沒有意義?第16頁(yè)/共30頁(yè)基因突變的意義 生物變異的生物變異的根本來(lái)源根本來(lái)源，為生物進(jìn)化提供了最初，為生物進(jìn)化提供了最初的原始材料的原始材料,能使生物的性狀出現(xiàn)差別，以適應(yīng)不同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

9、素之一。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 第17頁(yè)/共30頁(yè)第18頁(yè)/共30頁(yè)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_。自然突變誘發(fā)突變有利突變 有害突變有害突變3 3、按表現(xiàn)條件分、按表現(xiàn)條件分顯性突變顯性突變和和隱性突變隱性突變第19頁(yè)/共30頁(yè)物理因素：化學(xué)因素：生物因素：如X射線、射線、紫外線、激光等。亞硝酸、堿基類似物，硫酸二乙酯，秋水仙素等包括病毒和某些細(xì)菌等。外因外因內(nèi)因：內(nèi)因：DNADNA分子復(fù)制偶爾發(fā)生錯(cuò)誤，分子復(fù)制偶爾發(fā)生錯(cuò)誤，DNADNA堿基組成發(fā)生改變等堿基組成發(fā)生改變

10、等第20頁(yè)/共30頁(yè) 1986年年4月月26日，前蘇聯(lián)（現(xiàn)烏克蘭日，前蘇聯(lián)（現(xiàn)烏克蘭境內(nèi)）的切爾諾貝利核電站境內(nèi)）的切爾諾貝利核電站4號(hào)機(jī)組號(hào)機(jī)組發(fā)生爆炸，發(fā)生爆炸，8噸多強(qiáng)輻射物質(zhì)傾瀉而噸多強(qiáng)輻射物質(zhì)傾瀉而出，使出，使5萬(wàn)多平方公里的土地受到污萬(wàn)多平方公里的土地受到污染，染，320多萬(wàn)人遭受核輻射的侵害。多萬(wàn)人遭受核輻射的侵害。事故發(fā)生后，發(fā)生爆炸的事故發(fā)生后，發(fā)生爆炸的4號(hào)機(jī)組被號(hào)機(jī)組被用鋼筋混凝土封起來(lái)，電站用鋼筋混凝土封起來(lái)，電站30公里公里以內(nèi)的地區(qū)被定為以內(nèi)的地區(qū)被定為“禁入?yún)^(qū)禁入?yún)^(qū)”。 瑪瑪林娜是自愿回到曾經(jīng)遭受核污染的林娜是自愿回到曾經(jīng)遭受核污染的切爾諾貝利地區(qū)生活的老人之一。

11、切爾諾貝利地區(qū)生活的老人之一。烏克蘭政府規(guī)定烏克蘭政府規(guī)定“禁入?yún)^(qū)禁入?yún)^(qū)”內(nèi)不準(zhǔn)內(nèi)不準(zhǔn)人居住，但一些老人想在故土安度人居住，但一些老人想在故土安度晚年，便偷偷返回居住地。他們?cè)谕砟辏阃低捣祷鼐幼〉?。他們?cè)凇敖雲(yún)^(qū)禁入?yún)^(qū)”內(nèi)種菜、捕魚和飼養(yǎng)家內(nèi)種菜、捕魚和飼養(yǎng)家畜，但產(chǎn)品只能供自己食用。目前畜，但產(chǎn)品只能供自己食用。目前“禁入?yún)^(qū)禁入?yún)^(qū)”內(nèi)生活著約內(nèi)生活著約600名老人。名老人。第21頁(yè)/共30頁(yè)成功率低,有利個(gè)體往往不多需大量處理材料人工誘變?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優(yōu)點(diǎn)：提高突變率，縮短育種周期大幅度改良某些性狀缺點(diǎn):物理因素：X射線、射線、紫外線、

12、激光等 化學(xué)因素：亞硝酸、硫酸二乙酯等 （1 1）常用的方法：）常用的方法：第22頁(yè)/共30頁(yè)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。實(shí)例：實(shí)例：“黑農(nóng)五號(hào)黑農(nóng)五號(hào)”大豆大豆 高產(chǎn)青霉菌株高產(chǎn)青霉菌株 太空椒太空椒 早熟水稻早熟水稻“原豐早原豐早”第23頁(yè)/共30頁(yè)第24頁(yè)/共30頁(yè)思考與討論：思考與討論：1、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？第25頁(yè)/共30頁(yè)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DD第26頁(yè)/共30頁(yè)4 4、人類能遺傳給后代的基因突變常發(fā)、人類能遺傳給后代的基因突變常發(fā)生在生在 A.A.減數(shù)第一次分裂減數(shù)第一次分裂 B.B.四分體時(shí)期四分體時(shí)期 C.C.減數(shù)第一次分裂的間期減數(shù)第一次分裂的間期 D.D.有絲分裂間期有絲分裂間期C第27頁(yè)/共30頁(yè)5.誘發(fā)突變與自然突變相