基因重组和基因变异.ppt

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1、表现型表现型 基因型基因型 环境条件环境条件可可遗传的变异遗传的变异不能遗传的变异不能遗传的变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异来源来源（改变）改变）（改变）改变）（改变）改变）变异的概念：变异的概念：生物的亲代与子代之间以及子代个体之生物的亲代与子代之间以及子代个体之间性状上的差异。间性状上的差异。基因型基因型环境条件环境条件原句：原句：THE CAT SAT ON THE MAT抄写：抄写：1.THE CAT SAT ON THE MAT2.THE HAT SAT ON THE MAT4.THE CAT ON THE MAT与原句比与原句比较，意思较，意思发生了哪发生了

2、哪些变化？些变化？意思不变、意思不变、变化不大和变化不大和完全改变完全改变 假如在假如在DNA分子复制过程中，发生了类分子复制过程中，发生了类似的错误，似的错误，DNA分子携带的遗传信息将会发生分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化？可能对生物体产生什么影响？怎样的变化？可能对生物体产生什么影响？3.THE CAT SAT ON THE MAT 假如在假如在DNA分子复制过程中，发生了分子复制过程中，发生了类似的错误，类似的错误，DNA分子携带的遗传信息将分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化？可能对生物体产生什么会发生怎样的变化？可能对生物体产生什么影响？影响？DNA分子携带的遗传信息发生了改变

3、。但由分子携带的遗传信息发生了改变。但由于遗传密码的简并性，于遗传密码的简并性，DNA编码的氨基酸不一定改编码的氨基酸不一定改变。如果氨基酸发生了改变，生物体的性状可能发变。如果氨基酸发生了改变，生物体的性状可能发生改变。改变的性状对生物体的生存可能有害，可生改变。改变的性状对生物体的生存可能有害，可能有利，也有可能既无害也无利。能有利，也有可能既无害也无利。一、基因突变的实例一、基因突变的实例正常型红细胞正常型红细胞 镰刀型红细胞镰刀型红细胞缬氨酸缬氨酸-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-正常正常缬氨酸缬氨酸-组氨酸组氨酸-亮氨

4、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-赖氨酸赖氨酸-异常异常血红蛋白分子的部分氨基酸顺序血红蛋白分子的部分氨基酸顺序图中图中哪个氨基酸发生了改变？哪个氨基酸发生了改变？请请查阅密码子表，完成以下图解查阅密码子表，完成以下图解GAAGAACTTCTT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G AG AG G A AG G A AC C T T突变突变直接原因直接原因根本原因根本原因A AA AT TU U科目一考试 http:/ http:/ 2016年科目二考试技巧、考试内容、考试视频 能够遗传。突变后的能够遗传。

5、突变后的DNA分子分子复制，通过减数分裂形成带有突变复制，通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞，并将突变基因传基因的生殖细胞，并将突变基因传递给下一代。递给下一代。abC T T C C G A A G GC A T C C G T A G GC T T T C C G A A A G G C T C C G A G G 替替换换增增添添缺缺失失n思考：请结合思考：请结合“问题探讨问题探讨”，DNADNA的碱基还的碱基还有可能发生什么的变化？有可能发生什么的变化？基因突变基因突变gene mutation DNA分子中，发生分子中，发生碱基碱基对对的的替换、增添和缺失替换、增添和缺失，而，而

6、引起的引起的基因结构基因结构的改变。的改变。概概念念引起基因突变的原因是引起基因突变的原因是？1 1 1 1、二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导致、二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导致、二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导致、二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导致以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。2 2、苏丹红的致癌原理：苏丹红进入人体后，在过氧化物酶、苏丹红的致癌原理：苏丹红进入人体后，在过氧化物酶的作用下形成苯和萘环羟基衍生物，进

7、一步生成自由基，自的作用下形成苯和萘环羟基衍生物，进一步生成自由基，自由基可以与由基可以与DNADNA、RNARNA等结合，从而产生致癌作用。等结合，从而产生致癌作用。3 3、乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝细胞的、乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝细胞的基因，使肝细胞发生变异。肝脏炎症的不断刺激，使肝细基因，使肝细胞发生变异。肝脏炎症的不断刺激，使肝细胞进一步变异，肝细胞不凋亡，而且不断地再生，就形成胞进一步变异，肝细胞不凋亡，而且不断地再生，就形成了肿瘤。了肿瘤。物理：物理：受到辐射受到辐射 如：如：X射线、紫外线、激射线、紫外线、激光等光等化学：化学：能够与能够与DNA

8、分子起作用而改变分子起作用而改变DNA分子性质的物质，如：亚硝酸、硫酸分子性质的物质，如：亚硝酸、硫酸二乙酯、碱基类似物等二乙酯、碱基类似物等生物：生物：包括病毒和某些细菌等包括病毒和某些细菌等二、基因突变的原因二、基因突变的原因内部因素内部因素复制偶发错误复制偶发错误碱基组成改变碱基组成改变外外部部因因素素三、基因突变的特点三、基因突变的特点 从以下图片，你能归纳出基因突变从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？的什么特点吗？白眼果蝇白眼果蝇白化苗白化苗短腿的安康羊短腿的安康羊基因突变的特点基因突变的特点1：普遍性：普遍性 白白色色皮皮毛毛牛牛犊犊基因突变的特点基因突变的特点 大多数基因

9、突变对生物体大多数基因突变对生物体是有害的，只有少数是有利的，是有害的，只有少数是有利的，有些既无害也无益。有些既无害也无益。多数有害性多数有害性基因突变的特点基因突变的特点植物的个体发育植物的个体发育性成熟的植株性成熟的植株胚胚幼苗幼苗具具根茎叶的植株根茎叶的植株分化出花芽的植株分化出花芽的植株受精卵受精卵 发生在个体发育的任何时期，发生在个体发育的任何时期，生物体的任何部位。生物体的任何部位。可以发生在细可以发生在细胞内的不同胞内的不同DNA分子上、同一分子上、同一DNA分子的不同部位。分子的不同部位。基因突变具有随机性基因突变具有随机性 基因突变发生在体细胞与生殖细基因突变发生在体细胞与

10、生殖细胞，对生物体产生的影响相同吗？胞，对生物体产生的影响相同吗？一般不能传给后代一般不能传给后代（通过营养生殖（通过营养生殖也可传给后代。）也可传给后代。）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体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞基因突变的特点基因突变的特点植物的个体发育植物的个体发育性成熟的植株性成熟的植株胚胚幼苗幼苗具具根茎叶的植株根茎叶的植株分化出花芽的植株分化出花芽的植株受精卵受精卵基因突变的特点基因突变的特点基因突变具有不定向性基因突变具有不定向性基因突变的特点基因突变的特点2：随机性、不定向性随机性、不定向性3105人类色盲基因人类色盲基因1105小鼠的白化基因小鼠的白

11、化基因110玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因4105果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因突变率突变率基基 因因基因突变的特点基因突变的特点基因突变的特点基因突变的特点3：低频率性低频率性 有有人人认为基因突变率低，大多有害，故认认为基因突变率低，大多有害，故认为它不可能为生物进化提供原材料，你认为正为它不可能为生物进化提供原材料，你认为正确吗？为什么？确吗？为什么？这种看法不正确。对于生物个体而言，发生自然突变这种看法不正确。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变

12、还是很多就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对于生物的进化有重要意的，其中有不少突变是有利突变，对于生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。基因突变的意义基因突变的意义基因突变会产生性的基因吗？基因突变会产生性的基因吗？对基因的影响：对基因的影响：往往产生与之相对应的基因（等位基因）往往产生与之相对应的基因（等位基因）对性状的影响：对性状的影响：一般产生与之相对应的性状（相对性状）一般产生与之相对应的性状（相对性状）基因突变的意义：基因突变的意义：是是新新基因产生的途径，是生物变异的

13、基因产生的途径，是生物变异的根本来源根本来源、生物进化的原始材料。、生物进化的原始材料。二、基因重组二、基因重组 在生物体进行在生物体进行有性生殖有性生殖的过程中，控制不同性的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。状的基因的重新组合。1.概念：概念：2.原因：原因：减数第一次分裂后期中，随着同源染色体的分减数第一次分裂后期中，随着同源染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由自由组合组合。四分体时期非姐妹染色单体的交换带来的等位四分体时期非姐妹染色单体的交换带来的等位基因的基因的交换交换。1.223种精子；种精子；223种卵细胞种卵细胞2.（

14、246+1）个个体。）个个体。3.人的性状是由基因决定的。人的基因约有人的性状是由基因决定的。人的基因约有3万多个，在万多个，在减数分裂形成生殖细胞的过程中，减数分裂形成生殖细胞的过程中，随着非同源染色体及非等位基因的随着非同源染色体及非等位基因的自由组合自由组合、四分体时期非姐妹染色单体的交换带来的等位基因的四分体时期非姐妹染色单体的交换带来的等位基因的交换交换，所以形成的生殖细胞的类型非常多，由生殖细胞通过所以形成的生殖细胞的类型非常多，由生殖细胞通过受精作用形成的受精作用形成的受精卵的类型也就非常多受精卵的类型也就非常多。故人群中个。故人群中个体性状是多种多样的体性状是多种多样的。1 1

15、、基因重组有新的基因产生吗？有新的性状、基因重组有新的基因产生吗？有新的性状产生吗？产生吗？思考：思考：没有新的基因产生，也没有新的性状产生。没有新的基因产生，也没有新的性状产生。只是控制不同性状的基因重新组合。只是控制不同性状的基因重新组合。基因重组是生物变异的来源之一，是形成生物多基因重组是生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化有重要的意义。样性的重要原因，对生物的进化有重要的意义。2 2、与基因突变相比较，基因重组有何意义？、与基因突变相比较，基因重组有何意义？基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质发生时间及发生时间及原因原因条件条件意义意义发生可能性发生可能性基

16、因的分子结构发生改变，产生基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现了新的性状。了新基因，出现了新的性状。细胞分裂间期细胞分裂间期DNA分子复制时，分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因由于外界理化因素或自身生理因素引起的素引起的碱基对的替换、增添或碱基对的替换、增添或缺失缺失。不同基因的重新组合，不产生新基不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。性状重新组合。减数第一次分裂后期中，随着同源减数第一次分裂后期中，随着同源染色体的分开，位于非同源染色体染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了上的非等位基因进行了自由组合自

17、由组合。四分体时期非姐妹染色单体的交换四分体时期非姐妹染色单体的交换带来的等位基因的带来的等位基因的交换交换。外界条件的变化和内部因素的相外界条件的变化和内部因素的相互作用。互作用。有性生殖过程中进行减数分裂形有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞成生殖细胞生物变异的生物变异的根本来源根本来源，是生物进，是生物进化的原材料。化的原材料。生物变异的生物变异的来源之一来源之一，是形成生物，是形成生物多样性的重要原因。多样性的重要原因。有性生殖中非常普遍。有性生殖中非常普遍。突变频率低，但普遍存在。突变频率低，但普遍存在。1.下列现象中属于可遗传变异的是下列现象中属于可遗传变异的是（）（A）玉米由于

18、水肥充足而长得穗大粒足；玉米由于水肥充足而长得穗大粒足；（B）人由于晒太阳而皮肤变黑；人由于晒太阳而皮肤变黑；（C）无子番茄没有种子；无子番茄没有种子；（D）镰刀型细胞贫血症。镰刀型细胞贫血症。2.下列有关基因突变的说法，不正确的下列有关基因突变的说法，不正确的是是（）（A）自然条件下的突变率很低；自然条件下的突变率很低；（B）诱发突变对生物自身都是不利的诱发突变对生物自身都是不利的 （C）基因突变能够产生新的基因；基因突变能够产生新的基因；（D）基因突变是广泛存在的。基因突变是广泛存在的。4.下列细胞中不会发生基因突变的有下列细胞中不会发生基因突变的有（）人的成熟红细胞人的成熟红细胞 神经细

19、胞神经细胞 种子中的胚细胞种子中的胚细胞 皮肤生长层细胞皮肤生长层细胞 根尖分生区细胞根尖分生区细胞 癌细胞癌细胞A.B.B.C.D.5.有性生殖的后代具有更大的变异性，根有性生殖的后代具有更大的变异性，根本原因是（本原因是（）A.基因突变频率高基因突变频率高B.产生新的基因组合机会多产生新的基因组合机会多C.后代出现性状重组后代出现性状重组D.环境影响增大环境影响增大 基因突变的特点低频率性和普遍性是否存基因突变的特点低频率性和普遍性是否存在矛盾？为什么？在矛盾？为什么？3.基因基因A与与a1、a2、a3之间的关系之间的关系如图示，该图不能表示（如图示，该图不能表示（）（A）基因突变是不定向

20、的；基因突变是不定向的；（B）等位基因的出现是基因突变的结果；等位基因的出现是基因突变的结果；（C）正常基因与致病基因可以通过突变而正常基因与致病基因可以通过突变而转化；转化；（D）这些基因的转化遵循自由组合定律。这些基因的转化遵循自由组合定律。Aa1a2a3 为什么在强烈的日光下要为什么在强烈的日光下要涂抹防晒霜，做涂抹防晒霜，做X射线透视的医射线透视的医务人员要穿防护衣？务人员要穿防护衣？因为紫外线和因为紫外线和X射线易射线易诱发基因突变，使人患癌诱发基因突变，使人患癌症。症。n基因突变是发生在什么时期？哪些细胞能基因突变是发生在什么时期？哪些细胞能发生基因突变？发生基因突变？对单个细胞而

21、言发生在细胞分裂对单个细胞而言发生在细胞分裂DNADNA复制时复制时 对整个生物体而言可以发生在对整个生物体而言可以发生在生物个生物个体发育的任何时期体发育的任何时期和和生物体的任何细胞生物体的任何细胞;突变发生的时期突变发生的时期越早越早，表现突变的部分，表现突变的部分越越多多，突变发生的时期越晚，表现突变的部，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。分越少。n如果突变发生在体细胞，该性状会不会遗如果突变发生在体细胞，该性状会不会遗传给后代？传给后代？不会，只有生殖细胞的突变才会遗传不会，只有生殖细胞的突变才会遗传给后代给后代 (一般情况下一般情况下)基因的分子结构发生改变，可基因的分子结构

22、发生改变，可以产生以产生新的基因新的基因，当然可以产，当然可以产生新的基因型（但基因型改变生新的基因型（但基因型改变不仅仅是基因突变产生的），不仅仅是基因突变产生的），并且并且通常通常会引起一定的表现型会引起一定的表现型的的变化变化。结结果果紫外线紫外线 据资料统计分析，臭氧浓度降低据资料统计分析，臭氧浓度降低1，皮肤癌增加皮肤癌增加4，白内障白内障发生则增加发生则增加06。到。到20世纪世纪初，地球中部上空的臭氧层已减初，地球中部上空的臭氧层已减少了少了510，使皮肤癌患者，使皮肤癌患者人数增加了人数增加了26。变变 异异 的的 类类 型型 不不遗遗传传变变异异(环环境境因因素素改改变变)可

23、遗传变异可遗传变异（遗传物质改变（遗传物质改变）基因重组基因重组基因突变基因突变染色体变异染色体变异变异的概念：变异的概念：生物的亲代与子代之间以及子代个体之生物的亲代与子代之间以及子代个体之间性状上的差异。间性状上的差异。基因突变的特点基因突变的特点植物的个体发育植物的个体发育性成熟的植株性成熟的植株胚胚幼苗幼苗具具根茎叶的植株根茎叶的植株分化出花芽的植株分化出花芽的植株受精卵受精卵 基因突变发生在个体发育的不同基因突变发生在个体发育的不同时期（如受精卵中和植株的叶芽），时期（如受精卵中和植株的叶芽），对生物体产生的影响相同吗？对生物体产生的影响相同吗？突变发生的时间越早，表现突突变发生的时

24、间越早，表现突变的部分越多。变的部分越多。基因重组的意义基因重组的意义 基因重组是生物变异基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进的来源之一，对生物的进化也具有重要的意义。化也具有重要的意义。可可遗传：遗传：突变引起的变异突变引起的变异不不可遗传：体细胞可遗传：体细胞（但可通过无性生殖传递）（但可通过无性生殖传递）配子，受精卵，胚配子，受精卵，胚表现型表现型 基因型基因型 环境条件环境条件可可遗传的变异遗传的变异不能遗传的变异不能遗传的变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异来源来源（改变）改变）（改变）改变）（改变）改变）变异的概念：变异的概念：生物的亲代与子代之间以及子代个体之生物的亲代与子代之间以及子代个体之间性状上的差异。间性状上的差异。基因突变基因突变生生物物的的变变异异 不遗传的变异不遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异 基因重组基因重组染色体变异染色体变异由于环境因素由于环境因素影响，生物体影响，生物体内遗传物质没内遗传物质没有改变有改变生殖细胞内遗生殖细胞内遗传物质的改变传物质的改变