基因突变与基因重组(6).ppt

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1、关于基因突变和基因重组(6)第一张，PPT共五十页，创作于2022年6月思考思考:上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象的发生？象的发生？这种变异性状这种变异性状能遗传给子代吗？能遗传给子代吗？是环境因素引起的是环境因素引起的，自身的遗传物质没有改，自身的遗传物质没有改变。变。甘蓝甘蓝3.5kg3.5kg7kg7kg拉萨拉萨3.5kg3.5kg北京北京资料资料1：在北京培育的优质甘蓝品种，叶最大的有：在北京培育的优质甘蓝品种，叶最大的有3.5kg，当引，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶可种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强

2、，叶可重达重达7kg左右。但再引回北京后，叶又只有左右。但再引回北京后，叶又只有3.5kg。第二张，PPT共五十页，创作于2022年6月红红花花的的后后代代变变了了紫紫色色上述变异性状的后代上述变异性状的后代为何仍然是紫色花呢？为何仍然是紫色花呢？遗传物质发生了改变遗传物质发生了改变紫色花的后代仍是紫色紫色花的后代仍是紫色资料资料2:第三张，PPT共五十页，创作于2022年6月表现型表现型基因型基因型环境环境1、不可遗传的变异、不可遗传的变异诱诱因因（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）思考思考：是不是环境因素引起的变异就一定不能是不是环境因素引起的变异就一定不能遗传呢？遗传呢？基因

3、重组基因重组染色体变异染色体变异基因突变基因突变（遗传物质未发生改变）（遗传物质未发生改变）（遗传物质发生改变）（遗传物质发生改变）2、可遗传的变异、可遗传的变异生生物物的的变变异异第四张，PPT共五十页，创作于2022年6月一、基因突变一、基因突变基因突变的实例基因突变的实例镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症正常红细胞正常红细胞镰刀型贫血症镰刀型贫血症 资资料料：1904年年，美美国国的的一一位位医医生生在在芝芝加加哥哥首首次次发发现现一一名名严严重重贫贫血血病病人人，他他的的红红细细胞胞不不是是正正常常的的圆圆饼饼状状，而而是是弯弯曲曲的的镰镰刀刀状状，人人们们称称这这种种病病为为镰镰刀刀型

4、型细细胞胞贫贫血血症症。这这种种病病患患者者一一旦旦缺缺氧氧，红红细细胞胞变变成成长长镰镰刀刀型型。病病重重时时，红红细细胞胞受受机械损伤而破裂的现象，引起严重贫血而造成死亡。机械损伤而破裂的现象，引起严重贫血而造成死亡。第五张，PPT共五十页，创作于2022年6月正常血红蛋白第正常血红蛋白第6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代取代。探究正常血红蛋白究竟出了什么问题？正常血红蛋白究竟出了什么问题？缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸

5、赖氨酸1 2 3 4 5 6 7 8（正常血红蛋白）（正常血红蛋白）（异常血红蛋白）（异常血红蛋白）第六张，PPT共五十页，创作于2022年6月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根本原因根本原因 镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由 引起的一引起的一种遗传病。种遗传病。病因：病因：DNADNA分子中碱基对替换分子中碱基对替换探究第第6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代的根本原因是什么取代的根本原因是什么？分析：分析：A AT TT TA A替换

6、替换直接原因直接原因决决定定谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸第七张，PPT共五十页，创作于2022年6月替换替换增添增添缺失缺失A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G AT TA C C G C G G C G AT TA AT A C C G C T G G C G DNA片段片段碱基对的碱基对的增添、缺增添、缺失或替换失或替换，改变了，改变了基因的结构。基因的结构。A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G 探究 DNADNA分子中的碱基对有哪几种变化，从而导致分子中的碱基对有哪几种变化，从而导致基因结构的改变？基因结构的改变

7、？第八张，PPT共五十页，创作于2022年6月基因突变的概念：基因突变的概念：DNA分子中发生碱基对的替换、分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改增添和缺失而引起的基因结构的改变，叫变，叫基因突变基因突变第九张，PPT共五十页，创作于2022年6月 T A G G C G A U C C G C A U A C C GC mRNA碱基对增添碱基对增添A T A C C G C T A T G G C G 异亮氨酸异亮氨酸脯氨酸脯氨酸探究：碱基对探究：碱基对增添增添会导致蛋白质的结构改变吗？会导致蛋白质的结构改变吗？DNA A T C C G C 正常正常异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精

8、氨酸氨基酸氨基酸第十张，PPT共五十页，创作于2022年6月探究碱基对的碱基对的缺失缺失会导致蛋白质的变化吗会导致蛋白质的变化吗?A T C C G C T A G G C G 正常正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 A U C C G C 异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精氨酸 A C C G C 苏氨酸苏氨酸 A C C G C T G G C G 碱基对缺失碱基对缺失第十一张，PPT共五十页，创作于2022年6月思考思考：1、基因突变的三种方式哪一种对生物性状的基因突变的三种方式哪一种对生物性状的影响最小？影响最小？碱基对的替换碱基对的替换2、基因突变不改变生物性状的情况会发

9、生吗？、基因突变不改变生物性状的情况会发生吗？有哪些类型？有哪些类型？一种氨基酸可能有几种密码子一种氨基酸可能有几种密码子 显性纯合子突变成杂合子（显性纯合子突变成杂合子（AAAa）第十二张，PPT共五十页，创作于2022年6月A.A.有丝分裂间期有丝分裂间期B.B.减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期体细胞体细胞可以发生基因突变可以发生基因突变生殖细胞生殖细胞中也可以发生基因突变中也可以发生基因突变（一般不能传给后代）（一般不能传给后代）（可以通过受精作用直接传给后代）（可以通过受精作用直接传给后代）探究基因突变发生的时间？基因突变发生的时间？DNADNA的复制发生在什么时间？的复制发生在什

10、么时间？分裂间期分裂间期体细胞发生的基因突变体细胞发生的基因突变可以传给后代吗？可以传给后代吗？生殖细胞发生的基因突生殖细胞发生的基因突变可以传给后代吗？变可以传给后代吗？第十三张，PPT共五十页，创作于2022年6月基因突变的原因基因突变的原因自发突变自发突变:在没有人为因素的干预下，在没有人为因素的干预下，DNA在在复制过程中一个碱基对也可能会被另一个碱基复制过程中一个碱基对也可能会被另一个碱基对取代。对取代。人工诱变人工诱变：在人为因素干预下发生的基因突变。在人为因素干预下发生的基因突变。如：利用如：利用X射线、激光等射线、激光等物理因素物理因素，亚硝酸盐，亚硝酸盐等等化学因素化学因素、

11、以及病毒、细菌等、以及病毒、细菌等生物因素生物因素来处来处理生物，会使生物发生突变的概率大为提高。理生物，会使生物发生突变的概率大为提高。第十四张，PPT共五十页，创作于2022年6月基基 因因突变率突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因4105果蝇的褐眼基因果蝇的褐眼基因3105玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因110小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人类色盲基因人类色盲基因3105一一 突变率低突变率低；探究 基因突变有何特点？基因突变有何特点？第十五张，PPT共五十页，创作于2022年6月二二 基因突变是不定向的基因突变是不定向的探究 基因突

12、变有何特点？基因突变有何特点？经诱变处理的紫色种子产生的经诱变处理的紫色种子产生的子代种子子代种子经诱变处理的黑色家鼠产经诱变处理的黑色家鼠产生的子代生的子代第十六张，PPT共五十页，创作于2022年6月开花结果开花结果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶具根茎叶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1、基因突变发生在生物个体发育的什么时期？、基因突变发生在生物个体发育的什么时期？任何时期任何时期三三 在生物体内随机发生；在生物体内随机发生；探究 基因突变有何特点？基因突变有何特点？思考思考第十七张，PPT共五十页，创作于2022年6月白化苗白化苗四四 大多数突变是大多数突变是有

13、害有害的的白化病白化病为为什什么么呢呢？任何一种生物都是长期进化过程的产物，任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们它们 与环境取得了高度的协调。与环境取得了高度的协调。探究 基因突变有何特点？基因突变有何特点？第十八张，PPT共五十页，创作于2022年6月 基因突变有何特点？基因突变有何特点？一一 突变率低突变率低(低频性低频性)三三 在生物体内随机发生在生物体内随机发生(随机性随机性)四四 大多数突变是大多数突变是有害有害的的(多害少利性多害少利性)二二 基因突变是不定向的基因突变是不定向的(不定向性不定向性)第十九张，PPT共五十页，创作于2022年6月总结总结：基因突变的意义？基因突变

14、的意义？基因突变是基因突变是新基因新基因产生的途径，是产生的途径，是生物变异生物变异的根本来源，为的根本来源，为生物进化生物进化提提供了原材料。供了原材料。第二十张，PPT共五十页，创作于2022年6月基因重组：基因重组：是指生物体在进行有性生是指生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合的过程。基因重新组合的过程。核心概念核心概念二、基因重组二、基因重组第二十一张，PPT共五十页，创作于2022年6月积极思维积极思维玫瑰鸡冠和豆鸡冠从何而来？玫瑰鸡冠和豆鸡冠从何而来？事实：研究发现，鸡冠的形态是事实：研究发现，鸡冠的形态是由两对基因决定的。若玫瑰鸡冠和

15、豆由两对基因决定的。若玫瑰鸡冠和豆鸡冠交配，则子一代全部都是胡桃鸡鸡冠交配，则子一代全部都是胡桃鸡冠。如果子一代胡桃鸡冠相互交配，冠。如果子一代胡桃鸡冠相互交配，子二代出现子二代出现4 4种不同的性状。种不同的性状。第二十二张，PPT共五十页，创作于2022年6月玫瑰冠玫瑰冠RRpp豆冠豆冠rrPP胡桃冠胡桃冠RrPp胡桃冠胡桃冠RrPp胡桃冠胡桃冠玫瑰冠玫瑰冠豆冠豆冠单冠单冠第二十三张，PPT共五十页，创作于2022年6月分 析1、子四代、子四代4种表现型对应的基因种表现型对应的基因型是什么？型是什么？2、为什么子二代会出现亲代没有、为什么子二代会出现亲代没有的性状？的性状？第二十四张，PP

16、T共五十页，创作于2022年6月基因重组的分类基因重组的分类n1、基因自由组合基因自由组合：减数分裂时，随着：减数分裂时，随着非同源染非同源染色体色体的自由组合，位于这些染色体上的基因也的自由组合，位于这些染色体上的基因也自由组合。组合结果可能产生与亲代自由组合。组合结果可能产生与亲代基因型不基因型不同同的个体。的个体。n2、交叉互换交叉互换：同源染色体同源染色体之间遗传物质的交换。之间遗传物质的交换。结果是导致染色体上基因的组成和排列次序的结果是导致染色体上基因的组成和排列次序的改变，从而可能出现改变，从而可能出现新的性状新的性状。第二十五张，PPT共五十页，创作于2022年6月同源染色体之

17、间交换示意图同源染色体之间交换示意图第二十六张，PPT共五十页，创作于2022年6月基因重组的意义基因重组的意义是生物进化的源泉。是生物进化的源泉。是生物体多样性的重要是生物体多样性的重要原因之一。原因之一。第二十七张，PPT共五十页，创作于2022年6月基因工程基因工程 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。（既是概念，又是原理）生物产品。（既是概念，又

18、是原理）第二十八张，PPT共五十页，创作于2022年6月1 1、目的基因的获取、目的基因的获取2 2、基因表达载体的构建、基因表达载体的构建3 3、将目的基因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞4 4、目的基因的检测与鉴定、目的基因的检测与鉴定基因工程基本操作的四个步骤基因工程基本操作的四个步骤有了目的基因，我们才能有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生赋予一种生物以另一种生物的遗传特性。物的遗传特性。使目的基因在受体细胞中稳使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可进行遗传、表定存在，并可进行遗传、表达和发挥作用达和发挥作用 载体进入受体细胞稳定表达，载体进入受体细胞稳定表达，才能实现一种生

19、物的基因在才能实现一种生物的基因在另一种生物中的转化。另一种生物中的转化。才能确定目的基因是否真才能确定目的基因是否真正在受体细胞中稳定遗传正在受体细胞中稳定遗传和正确表达。和正确表达。第二十九张，PPT共五十页，创作于2022年6月第三十张，PPT共五十页，创作于2022年6月一、目的基因的获取一、目的基因的获取(一一)、目的基因主要是、目的基因主要是_编码蛋白质的结构基因编码蛋白质的结构基因（二）、获取目的基因的方法有哪些（二）、获取目的基因的方法有哪些?1 1、从细胞中直接获取、从细胞中直接获取2 2、人工合成、人工合成第三十一张，PPT共五十页，创作于2022年6月二、基因表达载体的构

20、建二、基因表达载体的构建基因工程的核心基因工程的核心目的：目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。表达和发挥作用。第三十二张，PPT共五十页，创作于2022年6月2、表达载体的组成、表达载体的组成1 1）启动子）启动子2 2）终止子）终止子3 3）目的基因）目的基因4 4）标记基因等）标记基因等它们各自的作用是什么它们各自的作用是什么?第三十三张，PPT共五十页，创作于2022年6月启动子：启动子：位于基因的首端的一段位于基因的首端的一段特殊的特殊的DNADNA片断，它

21、是片断，它是RNARNA聚合酶聚合酶识别和结合的部位，有了它才能识别和结合的部位，有了它才能驱驱动基因转录出动基因转录出mRNAmRNA，最终获得蛋，最终获得蛋白质白质终止子：终止子：位于基因的尾端的一段位于基因的尾端的一段特殊的特殊的DNA片断，片断，能终止能终止mRNA的转录的转录标记基因标记基因的作用是的作用是为了为了鉴别鉴别受体细胞中是否含有目的基因，受体细胞中是否含有目的基因，从而将有目的基因的细胞筛选出来。从而将有目的基因的细胞筛选出来。第三十四张，PPT共五十页，创作于2022年6月质粒质粒DNADNA分子分子限制酶处理限制酶处理二个切口二个切口两个黏性末端两个黏性末端四个切口四

22、个切口获得目的基因获得目的基因DNADNA连接酶连接酶重组重组DNADNA分子（重组质粒）分子（重组质粒）同一种同一种3 3、过程、过程:第三十五张，PPT共五十页，创作于2022年6月载体载体与与表达载体表达载体的区别：二者都有标记基因和复的区别：二者都有标记基因和复制原点两部分制原点两部分DNADNA片段。表达载体在载体基础上增片段。表达载体在载体基础上增加了加了目的基因、启动子、终止子目的基因、启动子、终止子三部分结构三部分结构用到的工具酶：用到的工具酶：既用到限制酶切割载体，又用既用到限制酶切割载体，又用到到DNADNA连接酶将目的基因和载体拼接，两种酶作用连接酶将目的基因和载体拼接，

23、两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键的化学键都是磷酸二酯键启动子、终止子启动子、终止子对于目的基因表达必不可少对于目的基因表达必不可少目的基因不能单独进入受体细胞，目的基因不能单独进入受体细胞，必需以表达载必需以表达载体的方式携带进去。体的方式携带进去。注意注意第三十六张，PPT共五十页，创作于2022年6月三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞（一）转化：（一）转化：（二）方法（二）方法将目的基因导入将目的基因导入植物细胞植物细胞将目的基因导入将目的基因导入动物细胞动物细胞将目的基因导入将目的基因导入微生物细胞微生物细胞农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道

24、法显微注射法显微注射法钙离子处理法钙离子处理法目的基因进入目的基因进入_内，并且在内，并且在 受受体细胞内维持体细胞内维持_和和_的过程的过程受体细胞受体细胞稳定稳定表达表达第三十七张，PPT共五十页，创作于2022年6月1 1、将目的基因导入植物细胞的方法：、将目的基因导入植物细胞的方法：（1）农杆菌转化法农杆菌转化法 农杆菌特点：农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物，对大多易感染双子叶植物和裸子植物，对大多数单子叶植物没有感染能力数单子叶植物没有感染能力原理：原理：Ti质粒上的质粒上的T-DNA可以转移可以转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色到受体细胞，并整合到受体细胞染色体的体的DNA

25、上。上。第三十八张，PPT共五十页，创作于2022年6月过程：过程：第三十九张，PPT共五十页，创作于2022年6月（2）基因枪法基因枪法（3）花粉管通道法花粉管通道法第四十张，PPT共五十页，创作于2022年6月2 2、将目的基因导入动物细胞、将目的基因导入动物细胞方法：显微注射法方法：显微注射法程序：程序：目的基因表达载体提纯目的基因表达载体提纯 取卵（受精卵）取卵（受精卵）显微注射显微注射 受精卵受精卵 新性状动物新性状动物第四十一张，PPT共五十页，创作于2022年6月3 3、将目的基因导入微生物细胞、将目的基因导入微生物细胞原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质少原核生物特点：繁殖快

26、、单细胞、遗传物质少方法：方法：钙离子处理法钙离子处理法 用用Ca2+处理细胞处理细胞 感受态细胞感受态细胞 表达表达载体与感受态细胞混合载体与感受态细胞混合 感受态细胞感受态细胞吸收吸收DNA分子分子第四十二张，PPT共五十页，创作于2022年6月四、目的基因的检测与鉴定四、目的基因的检测与鉴定检查是否成功检查是否成功第四十三张，PPT共五十页，创作于2022年6月（一）、检测（一）、检测1 1、检测转基因生物染色体的、检测转基因生物染色体的DNADNA上是否插入了上是否插入了目的基因目的基因 (关键步骤关键步骤)首先取出转基因生物的基因组首先取出转基因生物的基因组DNA 用含目的基因的用含

27、目的基因的DNA片段用放射性同位素片段用放射性同位素等作标记等作标记,以此做探针以此做探针 使探针和转基因生物的基因组杂交使探针和转基因生物的基因组杂交,若显示出杂若显示出杂交带交带,表明染色体已插入染色体表明染色体已插入染色体DNA中中（1）方法方法:DNADNA分子杂交分子杂交（2）过程）过程:第四十四张，PPT共五十页，创作于2022年6月DNADNA分子杂交示意图分子杂交示意图 采用一定的技术手段，将两种生物的采用一定的技术手段，将两种生物的DNADNA分子的分子的单链放在一起，如果这两个单链具有互补的碱基单链放在一起，如果这两个单链具有互补的碱基序列，那么，互补的碱基序列就会结合在一

28、起，序列，那么，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链。仍然是两条游离的单链。第四十五张，PPT共五十页，创作于2022年6月（二）、鉴定（个体生物学水平）（二）、鉴定（个体生物学水平）2 2、检测目的基因是否转录出了、检测目的基因是否转录出了mRNAmRNA3 3、检测目的基因是否翻译成蛋白质、检测目的基因是否翻译成蛋白质抗虫鉴定、抗病鉴定等抗虫鉴定、抗病鉴定等方法方法:分分 子子 杂杂 交交方法方法:抗原抗体杂交抗原抗体杂交过程过程:用上述探针和转基因生物的用上述探针和转基因生物的mRNA杂交杂

29、交,若出若出现杂交带现杂交带,表明目的基因转录出了表明目的基因转录出了mRNA第四十六张，PPT共五十页，创作于2022年6月（1 1）作物育作物育种种基因工程的应用第四十七张，PPT共五十页，创作于2022年6月转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转黄瓜抗青枯病基因的甜椒转鱼抗寒基转鱼抗寒基因的番茄因的番茄获得高产、稳产和具有优良获得高产、稳产和具有优良品质的农作物和具有抗逆性品质的农作物和具有抗逆性的作物新品种。的作物新品种。第四十八张，PPT共五十页，创作于2022年6月（2 2）药物研制）药物研制我国生产的部分基因我国生产的部分基因工程疫苗和药物工程疫苗和药物许多药品的生产是许多药品的生产是从从生物组织生物组织中提取的。中提取的。受材料来源限制产量受材料来源限制产量有限，其价格往往十有限，其价格往往十分昂贵。分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若产。若将生物合成相应药物成分的基因将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，胞内，让它们产生相应的药物，不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。还能大大降低生产成本。第四十九张，PPT共五十页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看第五十张，PPT共五十页，创作于2022年6月