基因突变和基因重组课件.pptx

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1、第第5 5章章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异磐石一中：磐石一中：马悦程马悦程问题问题:什么是生物的变异？什么是生物的变异？生物的变异是指生物亲、子代间或子代生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在各个体间存在性状差异性状差异的现象。的现象。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生物的变异不可遗传的变异可遗传的变异 变异（遗传物质未发生改变）（遗传物质未发生改变）（遗传物质未发生改变）（遗传物质未发生改变）第第5 5章章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异5.1 5.1 磐石一中磐石一中：马悦程马悦程基因突变基因突变教学目教学目标标1举举例例说说明基因突明基因突变变

2、的的特点和原因特点和原因。2举举例例说说出基因重出基因重组组的的原因原因。3说说出基因突出基因突变变和基因重和基因重组组的的意意义义。重点重点:基因突基因突变变的的概念及特点概念及特点；基因突基因突变变的的原因原因。难难点点:基因突基因突变变和基因重和基因重组组的的意意义义。这种太空南瓜王最大能长到这种太空南瓜王最大能长到200200多公斤，多公斤，在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5 5公斤。公斤。我是太空南瓜王我是太空南瓜王见过我这样的见过我这样的 了吗？了吗？蓝色龙虾横空出世！蓝色龙虾横空出世！我不是一般的人！我不是一般的人！敢吃我吗？我有六条腿！敢吃我

3、吗？我有六条腿！同学们请看同学们请看1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。医病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。医生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病人无效。生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病人无效。对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀型细胞贫的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀型细胞贫血症。血症。患者不能进行患者不能进行激烈运动，长期遭激烈运动，长期遭受慢性贫血折磨。受慢性贫血折磨。常在幼年

4、发现。常在幼年发现。自主探究（阅读P80-81）1 1.镰刀形细胞贫血症发病的直接原因是？镰刀形细胞贫血症发病的直接原因是？2.2.镰刀形细胞贫血症发病的根本原因是？镰刀形细胞贫血症发病的根本原因是？3.3.基因突变会导致什么结果？基因突变会导致什么结果？自主探究正常红细胞镰刀型红细胞苏氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸苏氨酸脯氨酸缬氨酸谷氨酸赖氨酸正常血红蛋白异常血红蛋白 镰刀形细胞贫血症病因分析镰刀形细胞贫血症病因分析总结镰刀型细胞贫血症的病因总结镰刀型细胞贫血症的病因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GUAGUA

5、CATCATGTAGTA突变突变GAAGAA_原因原因_原因原因根本根本直接直接基因突变结果粉玫瑰粉玫瑰 红玫瑰红玫瑰黄玫瑰黄玫瑰 蓝玫瑰蓝玫瑰一个基因突变后产生一个基因突变后产生的是它的的是它的 等位基因等位基因 一、探究基因突变的类型一、探究基因突变的类型 原句：原句：THE CAT SAT ON THE MAT错句：错句：THE HAT SAT ON THE MAT THE CAT SAT ON THE MATCH THE CAT ON THE MAT增增添添缺缺失失替替换换结论：基因突变的类型有结论：基因突变的类型有3 3种种 替换替换增添增添缺失缺失基因结构基因结构DNADNA分子中

6、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。基因突变的基因突变的概念概念 P P8181 合作学习 1.基因中碱基对的替换，是否一定会引起氨基酸基因中碱基对的替换，是否一定会引起氨基酸的改变？的改变？2.基因中碱基对数目的增减，会引起什么样的改基因中碱基对数目的增减，会引起什么样的改变？变？合作学习请思考：请思考：基因中碱基对的替换，是否一定会引起氨基酸的改变？基因中碱基对的替换，是否一定会引起氨基酸的改变？结论：碱基对的替换改变 或 个氨基酸。0 01 1肽链：起始-缬-异亮-亮-甘-终止mRNA：-AUG-GAU-AUC-CUC-GGG-UAA-肽链：

7、起始-甘-天冬-脯-精-缬-TAC-CCT-ATA-GGA-GCC-CAT-ATG-GGA-TAT-CCT-CGG-GTA-DNAmRNA：-AUG-GGA-UAU-CCU-CGG-GUA-TAC-CTA-TAG-GAG-CCC-ATT-ATG-GAT-ATC-CTC-GGG-TAA-DNA突变前突变前突变后突变后+C+G此处插入一个碱基对基因中碱基对数目的增减，会引起什么样的改变？基因中碱基对数目的增减，会引起什么样的改变？结论：碱基对的增添或缺失改变 个氨基酸。多多 合作学习 3 3.基因突变都会遗传给后代吗？基因突变都会遗传给后代吗？4.4.基因突变在什么时期发生？基因突变在什么时期发生

8、？合作学习基因突变都会遗传给后代吗？基因突变都会遗传给后代吗？P P8181中中配子配子中发生基因突变，可以通过受精作用传递中发生基因突变，可以通过受精作用传递给后代。给后代。体细胞体细胞中发生基因突变，一般不传递给后代，中发生基因突变，一般不传递给后代，基因突变在什么时期发生？基因突变在什么时期发生？有丝分裂有丝分裂间期间期或减数第一次分裂或减数第一次分裂间期间期注：注：但植物的体细胞发生基因突变，可通过无但植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递。性繁殖传递。二 基因突变的原因 P81下82上外因外因(自然或人为的诱发突变自然或人为的诱发突变)1.1.物理因素物理因素:紫外线紫外线,X

9、,X射线及其他辐射射线及其他辐射 例如例如:太空椒太空椒,皮肤癌等皮肤癌等 2.2.化学因素化学因素:亚硝酸亚硝酸,碱基类似物等碱基类似物等 3.3.生物因素生物因素:某些病毒某些病毒 特别提醒特别提醒:我们应该保护环境我们应该保护环境,远离这些因素远离这些因素,养成良好的饮食养成良好的饮食,卫生习惯卫生习惯.内因内因(自发突变自发突变)DNA DNA复制时偶尔发生错误复制时偶尔发生错误三、基因突变的特点三、基因突变的特点P82P82 普遍性普遍性紫外紫外线照线照射处射处理理青霉菌青霉菌白化病患者加拿大无毛猫随机性随机性基因突变可发生在生物个体发育的任何时期；基因突变可发生在生物个体发育的任何

10、时期；可以发生在细胞内不同的可以发生在细胞内不同的DNADNA分子上；分子上；同一同一DNADNA分子的不同部位。分子的不同部位。小鼠毛色灰色可以突变为黄色或黑色（灰）（黄）（黑）不定向性不定向性资料：果蝇的白眼基因的突变率大约410-5，玉米的皱缩种子基因的突变率是10-6，小白鼠的白化基因的突变率是10-5，人类的血友病基因的突变率约是310-5。低频性低频性多害少利性多害少利性 合作学习 1 1.基因突变的结果都是有害的性状么？基因突变的结果都是有害的性状么？2 2.基因突变后为什么新产生的性状大多数基因突变后为什么新产生的性状大多数 都是有害的呢？都是有害的呢？合作学习实例：在经常刮大

11、风刮大风的海岛上，无翅或残 翅的昆虫特别多 突变的有利和有害并不是绝对的，它取决于生物的生存环境三、基因突变的特点三、基因突变的特点P82P82自然界的物种中广泛存在自然界的物种中广泛存在可发生在个体发育任何时期；可发生在个体发育任何时期；可以发生在细胞内不同的可以发生在细胞内不同的DNADNA分子上；分子上；可以发生在同一可以发生在同一DNADNA分子的不同部位。分子的不同部位。自然界突变率很低：自然界突变率很低：105-10-8(打破对环境的适应性打破对环境的适应性)多数有害多数有害,少数有利少数有利 普遍性普遍性:随机性随机性:低频性低频性:多害少利性：多害少利性：不定向性：不定向性：A

12、a1或Aa2基因突变是生物变异的根本来源；基因突变是生物变异的根本来源；基因突变是新基因产生的途径；基因突变是新基因产生的途径；基因突变是生物进化的原始材料。基因突变是生物进化的原始材料。四、基因突变的意义四、基因突变的意义 P P8282下下基因突变基因突变探究镰刀型细胞贫血探究镰刀型细胞贫血症的病因症的病因探究基因突变的类型探究基因突变的类型概念概念影响因素影响因素特点特点意义意义替换替换增添增添缺失缺失外因外因内因内因普遍性、随机性、不定向性、普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性低频性、多害少利性结结小小 1 1、20032003年年1 1月月100100粒洛阳牡丹种子随粒洛阳牡

13、丹种子随“神州神州”四号四号飞船遨游了太空，经太空实验的牡丹种子将发生飞船遨游了太空，经太空实验的牡丹种子将发生 A A、花朵会更大更艳、花朵会更大更艳 B B、花朵会变小、花朵会变小 C C、变成另类牡丹、变成另类牡丹 D D、均有可能、均有可能 2、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出 一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是 A基因突变 B基因重组 C基因分离 D环境影响课堂巩固课堂巩固3、如果基因中的一个脱氧核苷酸发生了改变，那么这种变化最终可能引起 A.遗传性状改变 B.遗传密码改变 C.遗传信息改变 D.遗传规律改变4、生物变异的根本来源是 A基因重组 B染色体数目变异 C.染色体

14、结构变异 D基因突变 对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但一个物种是由但一个物种是由很多个体很多个体组成，每个个体内有成千上组成，每个个体内有成千上万个基因，这样每一代就会产生大量的突变。万个基因，这样每一代就会产生大量的突变。例如：果蝇约有例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变对基因，假定每个基因的突变率都是率都是105，若有一个中等数量的果蝇种群（约有，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？2 104 105个体个体 108种群种群=2

15、107合作学习、积极思考1 1.为什么在强烈的日光下工作要注意防晒为什么在强烈的日光下工作要注意防晒？2.2.青少年为什么要远离香烟？青少年为什么要远离香烟？3.突变为何一般发生在分裂的间期？突变为何一般发生在分裂的间期？谢谢Thanks磐石市第一中学 马悦程 “一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，这种个体的差异，主要是什么原因产生的主要是什么原因产生的?想一想想一想二、基因重组二、基因重组1 1、概念、概念:在生物进行在生物进行有性生殖过程有性生殖过程中中,控制不同控制不同性状的基因的重新组合性状的基因的重新组合.自主探究、合作学习1.基因重组有几种类型？2 2.

16、基因重组发生的时期基因重组发生的时期？3.3.基因重组能否产生新的基因基因重组能否产生新的基因？4.基因重组的意义？基因重组的意义？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AabBAaBbAb和和aBAB和和ab上一页上一页AabBAaBb同源染色体的同源染色体的非姐妹染色单体非姐妹染色单体之间的局部交换之间的局部交换上一页上一页二、基因重组二、基因重组1 1、类型、类型:基因的自由组合基因的自由组合:基因的互换基因的互换: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四分体时期，同源染色体上的非姐四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色体之

17、间发生局部互换妹染色体之间发生局部互换.2.2.时期时期:有性生殖过程（减一前期、后期）有性生殖过程（减一前期、后期）4.基因重组的意义基因重组的意义 生物变异的来源之一生物变异的来源之一,对于生物的进化也具有重要对于生物的进化也具有重要的意义的意义.是生物多样性的重要是生物多样性的重要原因之一原因之一.3.基因重组能否产生新基因？基因重组能否产生新基因？不能产生新基因，只能产生不能产生新基因，只能产生新的基因型新的基因型比较项目基因突变基因重组本质结果时期意义发生频率碱基对的增添、缺失或替换引起的基因结构的改变控制不同性状的基因的重新组合，不产生新基因分裂间期有性生殖过程产生新基因产生新的基

18、因型生物变异的根本来源，生物进化的原材料生物变异的来源之一，形成生物多样性的重要原因突变频率低，但在生物界普遍存在有性生殖中非常普遍基因突变和基因重组1 1、一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这、一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变异主要来自种变异主要来自 A.A.基因突变基因突变 B.B.基因重组基因重组 C.C.环境影响环境影响 D.D.染色体变异染色体变异B2 2、基因重组发生在、基因重组发生在 A A减数分裂形成配子的过程中减数分裂形成配子的过程中 B B受精作用形成受精卵的过程中受精作用形成受精卵的过程中 C C有丝分裂形成子细胞的过程中有丝分裂形成子细胞的过程中 D D通过

19、嫁接，砧木和接穗愈合的过程中通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中A3.当牛的精原细胞进行DNA分子复制时，细胞中不可能发生()A基因重组 BDNA的解旋 C基因突变 D蛋白质合成答案答案 A5、若某基因原为303对碱基，现经过突变，成为300个 碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋 白质分子相比较，差异可能为 A只相差一个氨基酸，其他顺序不变 B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变 C长度不变，但顺序改变 DA、B都有可能6、在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对，则 A.不能转录 B.不能翻译 C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变练练 一一

20、 练练5、右图是人类镰刀型细胞贫血症病因图解，请据图回答：、右图是人类镰刀型细胞贫血症病因图解，请据图回答：G A AC T TDNAG T AC A TRNAG A A氨基酸谷氨酸血红蛋白正常异常（1）是是 过程，发生于细过程，发生于细 胞胞 中；中；是是 过程，过程，发生于细胞发生于细胞 中。中。（2）是发生了差错的是发生了差错的 过程，过程，即突变。此过程发生在细胞即突变。此过程发生在细胞 分裂的分裂的 期。期。（3）的碱基序列为的碱基序列为 ；的名称为的名称为 _。（4）此病患者常出现溶血甚至）此病患者常出现溶血甚至 死亡现象；但人群中此病死亡现象；但人群中此病 患者很少。这体现了基因突变的患者很少。这体现了基因突变的 _与与 _之特点。之特点。（5）造成镰刀型细胞贫血症的根本原因是）造成镰刀型细胞贫血症的根本原因是DNA中模板链碱基中模板链碱基 由由 变成变成 。转录转录核核翻译翻译质质复制复制间间GUA缬氨酸缬氨酸多害性多害性低频性低频性CTTCAT