(生物)基因突变和基因重组.ppt

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1、5.1基因突变和基因重组变异的概念变异的概念 变异的概念与分类变异的概念与分类 不可遗传的变异不可遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异 （来源）（来源）基因突变基因突变根本根本染色体变异染色体变异生物的变异生物的变异基因重组基因重组- - 一般一般在有性生殖中在有性生殖中变异的分类变异的分类(一一)基因突变的实例基因突变的实例人类镰刀型贫血病的形成人类镰刀型贫血病的形成镰刀型细胞贫血症的病因分析镰刀型细胞贫血症的病因分析病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 正常正常异常异常一

2、、基因突变一、基因突变CTTCTTGAAGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常GUAGUACATCATGTAGTA突变突变GAAGAA_原因原因_原因原因 镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由_引起的一种遗传引起的一种遗传病，是由于基因的病，是由于基因的_发生了改变产生的。发生了改变产生的。病因：病因：基因突变基因突变分子结构分子结构根本根本直接直接相应性状的改变相应性状的改变相应蛋白质的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变相应氨基酸的改变mRNAmRNA分子中的碱基发生变化分子中的碱基发生变化DNADNA分子中的碱基对发生变化分

3、子中的碱基对发生变化具体变化过程具体变化过程: :这种变化可否遗传这种变化可否遗传? ?如何遗传？如何遗传？可以遗传可以遗传突变后的突变后的DNADNA分分子复制子复制, ,通过减通过减数分裂形成带有数分裂形成带有突变基因的生殖突变基因的生殖细胞细胞, ,并将突变并将突变基因传给基因传给下一代下一代. .增增添添缺缺失失替替换换DNADNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的 、_ 和和 ，而引起的，而引起的 的改变。的改变。 替换替换增添增添缺失缺失基因结构基因结构基因突变的概念：基因突变的概念：请思考：请思考：由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋

4、白质的改变？基因突变都会遗传给后代吗？取决于？基因突变都会遗传给后代吗？取决于？3.3.基因突变发生的时间：基因突变发生的时间：2.2.基因突变本质：基因突变本质： 基因中脱氧核苷酸的种类基因中脱氧核苷酸的种类, ,数量数量, ,和排列和排列顺序的改变顺序的改变, ,而改变了遗传信息而改变了遗传信息. .细胞周期中的分裂间期细胞周期中的分裂间期4.4.基因突变的结果：基因突变的结果：A Aa a， a a 产生一个以上等位基因产生一个以上等位基因新的基因新性状新的基因新性状 质变质变5.5.基因突变的范围：基因突变的范围：真核真核, ,原核原核, ,病毒病毒 6. 6.基因突变的原因：基因突变

5、的原因： 引起基因突变的外因：引起基因突变的外因： 物理因素：主要是各种射线。物理因素：主要是各种射线。 如：紫外线、射线如：紫外线、射线等。等。化学因素：如秋水仙素、硫酸二乙酯等。化学因素：如秋水仙素、硫酸二乙酯等。生物因素：主要是某些寄生在细胞内病毒。生物因素：主要是某些寄生在细胞内病毒。 基因突变的内因：基因突变的内因：DNADNA复制出错复制出错7 7基因突变的特点基因突变的特点 普遍性普遍性 随机性随机性a a时间上看时间上看: :个体发育的任何时期个体发育的任何时期 b b部位：生殖细胞体细胞部位：生殖细胞体细胞 低频性低频性 1010-8-8-10-10 5 5 多害少利性多害少

6、利性 不定向性不定向性 8.基因突变的意义基因突变的意义 基因突变在生物进化中有重要意义。是基因突变在生物进化中有重要意义。是生物变异的根本来源，也为生物进化提供生物变异的根本来源，也为生物进化提供了最初的原材料。了最初的原材料。原因：原因： 基因突变能够产生前所未有的基因突变能够产生前所未有的新基因新基因，从而，从而出现前所未有的新性状。出现前所未有的新性状。（1 1）常用的方法：）常用的方法： 物理因素：物理因素：X X射线、紫外线、激光等射线、紫外线、激光等 化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等 （2 2）优点：）优点： 提高突变率，提高突变率， 缩短育种周期缩短

7、育种周期, , 大幅度改良某些性状大幅度改良某些性状（3 3）缺点）缺点: : 多害性多害性 (4) (4) 实例实例: : 青霉素高产菌株青霉素高产菌株9 9基因突变的应用基因突变的应用 诱变育种诱变育种二、基因重组二、基因重组1 1、概念、概念: : 在生物进行有性生殖过程中在生物进行有性生殖过程中, ,控制不同控制不同性状的基因的自由组合性状的基因的自由组合. .2 2、类型、类型: :3 3、意义、意义: : 通过有性生殖实现基因重组为生物变异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提供了极其丰富的来源, ,是生物多样性的是生物多样性的重要原因之一重要原因之一. .基因的

8、自由组合基因的自由组合: :基因的互换基因的互换: :基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？非同源染色体上的非等位基因的非同源染色体上的非等位基因的自由组合自由组合同源染色体上的非姐妹染色体之间同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换发生局部互换. .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_新的基因新的基因 发生时期：发生时期：_ 特点：特点：普遍性、普遍性、 随机性、随机性、 _、 多数有害、多数有害、不定向性。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_

9、，_新基因，可新基因，可 形成新的形成新的_。 发生时期：发生时期：_ 特点：特点：_内部结构内部结构能产生能产生细胞分裂间期（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分类分类基因重组基因重组基因突变基因突变变异变异实质实质产生产生过程过程 特特 点点 实实 例例 育种育种 方法方法 可 遗 传 变 异 与 育 种可 遗 传 变 异 与 育 种分类分类基因重组基因重组基因突变基因突变变异变异实质实质控制不同性状的基因重新组合，控制不同性状的基因重新组合，产生新基因型产生新基因型 基因分

10、子结构发生改变，产基因分子结构发生改变，产生新的基因生新的基因 产生产生过程过程 减数分裂产生配子时，非等位基减数分裂产生配子时，非等位基因的自由组合因的自由组合 分裂间期，分裂间期，DNADNA复制时，基复制时，基因中脱氧核苷酸变化因中脱氧核苷酸变化 特特 点点 后代中重组类型有一定比例后代中重组类型有一定比例 发生频率低，有害变异多，发生频率低，有害变异多，是变异根本来源，进化重要是变异根本来源，进化重要因素因素 实实 例例 双杂合黄圆绿皱，后代产生黄皱、双杂合黄圆绿皱，后代产生黄皱、绿圆绿圆 镰刀型贫血症镰刀型贫血症色盲色盲 育种育种 杂交育种杂交育种 诱变育种诱变育种 方法方法人工杂交人工杂交 激光、射线照射激光、射线照射 可 遗 传 变 异 与 育 种可 遗 传 变 异 与 育 种