基因突变和基因重组(3).ppt

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1、 第四节第四节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组思考思考:上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象的发生？异现象的发生？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，自身的遗传物质没有改变。有改变。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，叶可重达重达7kg左

2、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。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: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是不是环境因素引起的变异就一定不能遗传呢？能遗传呢？基因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）

3、（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机械械损损伤伤而而破破裂裂

4、的的现现象象，引引起起严严重重贫贫血血而而造造成死亡。成死亡。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？缬缬氨酸氨酸组氨酸组氨酸 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缬氨酸氨酸组氨酸组氨酸 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）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

5、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 引起的引起的一种遗传病。一种遗传病。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

6、 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，从而分子中的碱基对有哪几种变化，从而导致基因结构的改变？导致基因结构的改变？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 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

7、 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 精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸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思考思考：1、基因突变的三种方式哪

8、一种对生物性状基因突变的三种方式哪一种对生物性状的影响最小？的影响最小？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）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

9、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？细菌细菌 无抗药性无抗药性抗药性抗药性棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蝇果蝇 红眼红眼白眼白眼 长翅长翅残翅残翅家鸽家鸽 羽毛白色羽毛白色灰红色灰红色人人 正常色觉正常色觉色盲色盲 正常肤色正常肤色白化病白化病常见突变性状：常见突变性状：一一 在生物界普遍存在；在生物界普遍存在；玉米白化苗玉米白化苗人类多指人类多指探究 基因突变有何特

10、点？基因突变有何特点？短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）开花结果开花结果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具具根茎叶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？任何时期任何时期二二 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

11、因3105三三 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？白化苗白化苗四四 大多数突变是大多数突变是有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？五五 基因突变是不定向的基因突变是不定向的探究 基因突变有何特点？基因突变有何特点？经诱变处理的紫色种子产经诱变处理的紫色种子产生的子代种子生的子代种子经诱变处理的黑色家鼠经诱变处理的黑色家鼠产生的子代产生的子代 基因突变有何特点？基因突变有何特点？一一 在生物界普遍

12、存在在生物界普遍存在(普遍性普遍性)二二 在生物体内随机发生在生物体内随机发生(随机性随机性)三三 突变率低突变率低(低频性低频性)四四 大多数突变是大多数突变是有害有害的的(有害性有害性)五五 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)引起基因突变的因素有哪些？引起基因突变的因素有哪些？1 1、物理因素：、物理因素：X X射线射线 激光等激光等2 2、化学因素：、化学因素：亚硝酸亚硝酸 碱基类似物、碱基类似物、烟碱、秋水仙素、黄曲霉毒素等烟碱、秋水仙素、黄曲霉毒素等3 3、生物因素：、生物因素：病毒病毒 某些细菌等某些细菌等总结总结：基因突变的意义？基因突变的意义？基因突变是基

13、因突变是新基因新基因产生的途径，产生的途径，是是生物变异生物变异的根本来源，为的根本来源，为生物进生物进化化提供了原材料。提供了原材料。思考：思考：1 1、子二代中与亲本表现型不同的个体有、子二代中与亲本表现型不同的个体有 和和 。基因发生了自由组合基因发生了自由组合绿色圆粒绿色圆粒黄色皱粒黄色皱粒原因分析？原因分析？有性生殖有性生殖二、基因重组二、基因重组概念概念基因重组是通过基因重组是通过 过程实现的过程实现的方式方式 在生物体进行有性生殖的过程中在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合控制不同性状的基因的重新组合.、非同源染色体上的非等位基因、非同源染色体上的非等位基因

14、自由组合自由组合2、同源染色体的非姐妹染色单体之间的同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉交换交叉交换3、基因工程基因工程非同源染色体上的非同源染色体上的 非等位基因自由组合非等位基因自由组合BaAbaBAb同源染色体的非姐妹染色单体同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换之间的局部交换AaAaBbAabBAaBb思考思考1:人的体细胞中有人的体细胞中有23对染色体对染色体,请你计请你计算算,一位父亲可能产生多少种染色体不同的一位父亲可能产生多少种染色体不同的精子精子,一位母亲可能产生多少种染色体组成一位母亲可能产生多少种染色体组成不同的卵细胞不同的卵细胞?理论上理论上2 22323思考思考2:

15、你能从基因重组的角度解释人群中个你能从基因重组的角度解释人群中个体性状的多种多样吗体性状的多种多样吗?n由于减数分裂形成的配子由于减数分裂形成的配子,染色体组成具有染色体组成具有多样性多样性,导致导致不同配子遗传物质的差异不同配子遗传物质的差异,加加上受精过程中上受精过程中卵细胞和精子的结合的随机卵细胞和精子的结合的随机性性,同一双亲的后代必然呈现多样性同一双亲的后代必然呈现多样性.通过有性生殖实现的基因重组通过有性生殖实现的基因重组通过有性生殖实现的基因重组通过有性生殖实现的基因重组,为为为为生物变生物变生物变生物变异异异异提供了极其丰富的提供了极其丰富的提供了极其丰富的提供了极其丰富的来源

16、来源来源来源.这是形成这是形成这是形成这是形成生物多生物多生物多生物多样性样性样性样性的重要原因之一的重要原因之一的重要原因之一的重要原因之一,对于对于对于对于生物进化生物进化生物进化生物进化具有十具有十具有十具有十分重要的意义分重要的意义分重要的意义分重要的意义.基因重组意义：基因重组意义：比较基因突变和基因重组的异同点？比较基因突变和基因重组的异同点？相同点：都可产生新的相同点：都可产生新的基因型基因型，为生物进化提供材料，为生物进化提供材料不同点：不同点：1 结果：基因突变可产生新的基因；结果：基因突变可产生新的基因；基因重组不产生基因重组不产生 新基因，只产生新的新基因，只产生新的基因

17、型基因型 2 时间：突变一般在时间：突变一般在间期间期；基因重组减数分裂；基因重组减数分裂前期前期 和后期和后期 3 条件：突变要物理等因素条件：突变要物理等因素 ；重组要重组要有性生殖有性生殖过程过程 4 意义：突变产生意义：突变产生进化原材料进化原材料；是变异根本来源；是变异根本来源 重组是重组是生物多样性生物多样性的主要原因的主要原因 5 范围：突变所有生物范围：突变所有生物 ；重组真核有性生殖生物重组真核有性生殖生物以下是几种不同的育种方法以下是几种不同的育种方法 亲本（亲本（X）A AF1F2D DFn选择稳定选择稳定 品种品种 单倍体单倍体植株植株纯合体纯合体 纯合二倍纯合二倍体种子长体种子长出的植株出的植株 C CB B种子或种子或幼苗幼苗 具有新具有新基因的基因的种子或种子或幼苗幼苗 E E染色体染色体加倍的加倍的种子或种子或幼苗幼苗 F F种子或种子或幼苗幼苗 植物细胞植物细胞 新细胞新细胞 愈伤组织愈伤组织 胚状体胚状体 人工种子人工种子 G H I 12345新品种新品种