第1節(jié) 基因突變和基因重組,第5章 基因突變及其他變異,高中生物多媒體教學(xué)課件,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)過太空遨游，也就是經(jīng)過輻射的）和普通椒相比，太空椒具有明顯的優(yōu)勢，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,變異類型,可遺傳的變異,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果樹修剪后所形成的樹冠具有特定的形狀 C用生長素處理未經(jīng)受粉的番茄雌蕊，得到的果實(shí)無籽 D開紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開白花,D,精典例題,1910年，赫里克醫(yī)生的診所來了一位黑人病人，病人臉色蒼白，四肢無力，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,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,根本,直接, , , , , , ,增添,缺失,替換,DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的 、 和 ，而引起的 的改變。,增添,缺失,替換,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)過突變，成為300個(gè)堿基對(duì)，它合成的蛋白質(zhì)分子與原來基因合成的蛋白質(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長度相差一個(gè)氨基酸外，其他順序也有改變 C長度不變，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？ Why？,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)誤或由于某種原因斷裂后進(jìn)行修復(fù)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。,(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、按來源分_與_,2、按突變后對(duì)生物個(gè)體的影響分 ， ，_。,自然突變,誘發(fā)突變,有利突變,有害突變,中性突變,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 長翅殘翅 家鴿 羽毛白色灰紅色 人 正常色覺色盲 正常膚色白化病,你認(rèn)為突變有什么特點(diǎn)？,常見突變性狀：,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、DNA、基因能發(fā)生基因突變？,有,二 在生物體內(nèi)隨機(jī)發(fā)生；,小資料,三 突變率低；,五 基因突是 不定向的,(五)基因突變的特點(diǎn),自然界的不同物種、不同個(gè)體中廣泛存在,可發(fā)生在同一個(gè)體的任何發(fā)育時(shí)期、 同一細(xì)胞內(nèi)的任何DNA分子、 同一DNA分子上的任何基因,自然界突變率很低：105- 10-8,普遍性:,隨機(jī)性:,低頻性:,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（Why?）,(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到200多公斤， 在生長繁殖期高峰時(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,“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.,后一頁,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,上一頁,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,上一頁,3、意義:,通過有性生殖實(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,有性生殖過程中(減數(shù)分裂),非常豐富,1、生物變異的根本來源是 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)分裂形成配子的過程中 B受精作用形成受精卵的過程中 C有絲分裂形成子細(xì)胞的過程中 D通過嫁接，砧木和接穗愈合的過程中,D,A,3、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,4、生物界是千姿百態(tài)，多種多樣的，這都要建立在生物豐富變異的基礎(chǔ)上。生物豐富的變異主要來源于 A.基因重組 B.基因突變 C.染色體變異 D.環(huán)境變化,A,