生物 第四章 生物的变异 4.1 生物变异的来源（第1课时）基因重组和基因突变教学 浙科版必修2.ppt

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1、第一节第一节 生物变异的来源生物变异的来源第第1 1课时课时 基因重组和基因突变基因重组和基因突变一、基因重组一、基因重组1定义定义：是指具有是指具有不同遗传性状不同遗传性状的雌、雄个体的雌、雄个体进行进行有性生殖有性生殖时，控制时，控制不同性状不同性状的基因重新组合，的基因重新组合，导致后代导致后代不同不同于亲本类型的现象或过程于亲本类型的现象或过程。2类型类型非同源染色体上的非等位基非同源染色体上的非等位基因自由组合因自由组合AabBAaBb同源染色体的非姐妹染色单体之间的局同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换部交换(1)发生时间发生时间写出相应细胞所处的时间：写出相应细胞所处的时间：

2、减数第一次分裂四减数第一次分裂四分体时期分体时期，减数，减数第一次分裂的后期第一次分裂的后期。(2)类型类型a.同源染色体上同源染色体上非姐妹染色单体非姐妹染色单体之间交换。之间交换。b.非同源染色体上的非同源染色体上的非等位基因非等位基因之间自由组合。之间自由组合。3意义意义导致生物性状的导致生物性状的多样性多样性，为动植物，为动植物育种育种和生物和生物进化提供丰富的物质基础。进化提供丰富的物质基础。基因重组能产生新的基因吗？能产生新的性状吗基因重组能产生新的基因吗？能产生新的性状吗？基因重组不能产生新的基因，但可产生新的基因基因重组不能产生新的基因，但可产生新的基因型。故基因重组不能产生新

3、的性状，但能产生新型。故基因重组不能产生新的性状，但能产生新的性状组合。的性状组合。各种生物都可以发生基因重组吗？举例说明。各种生物都可以发生基因重组吗？举例说明。不是。进行有性生殖的生物可发生基因重组；病毒、不是。进行有性生殖的生物可发生基因重组；病毒、原核生物均不进行有性生殖，故不发生基因重组。原核生物均不进行有性生殖，故不发生基因重组。二、基因突变二、基因突变1概念概念基因内部基因内部核酸核酸分子上的特定分子上的特定核苷酸核苷酸序列发生改变序列发生改变的现象或过程。的现象或过程。2实质实质DNA分子上碱基对的分子上碱基对的缺失缺失、增加增加或或替换替换都可以引都可以引起核苷酸序列的变化，

4、因而引起基因结构的改变。起核苷酸序列的变化，因而引起基因结构的改变。替换替换增添增添缺失缺失ATCCGCTAGGCGCCGCGGCGATTACCGCGGCGATTAATACCGCTGGCGDNA片段片段碱基对的增添、缺失或碱基对的增添、缺失或改变，改变了遗传信息。改变，改变了遗传信息。ATCCGCTAGGCGCCGCGGCG3意义意义是生物变异的是生物变异的根本来源根本来源，对，对生物进化生物进化和选育和选育新品种具有重要意义。新品种具有重要意义。4类型类型(1)划分依据划分依据基因突变对基因突变对表现型表现型的影响。的影响。影响范围影响范围导致后果导致后果实例实例生物的生物的形形态结构态结构

5、表现型表现型出现明显出现明显差异差异果蝇的红眼果蝇的红眼突变为白眼突变为白眼生物的生物的代代谢过程谢过程某个特定某个特定生化生化功功能的改变或丧失能的改变或丧失人类的苯丙人类的苯丙酮尿症酮尿症生物个体生物个体活力活力活力下降，甚至活力下降，甚至死亡死亡镰刀型细胞镰刀型细胞贫血症贫血症三者关系三者关系 严格的讲，任何突变都是严格的讲，任何突变都是生化突变生化突变形态突变形态突变生化突变生化突变致死突变致死突变(2)类型类型所有生物所有生物不同阶段不同阶段任何细胞任何细胞(2)多方向多方向性性染色体某一位置上的基因可以向不同的方向突染色体某一位置上的基因可以向不同的方向突变成它的变成它的等位基因等

6、位基因。5.特点特点(1)普遍普遍性性很低很低隐性基因隐性基因(3)稀有性稀有性自然状态下，生物的基因突变频率一般是自然状态下，生物的基因突变频率一般是_的。的。(5)有害有害性性大多数大多数的基因突变会给生物带来不利的影响。的基因突变会给生物带来不利的影响。(4)可逆可逆性性显性基因显性基因(2)类型类型。(1)诱因诱因物理因素：如各种射线的照射、物理因素：如各种射线的照射、等。等。化学因素：如亚硝酸、化学因素：如亚硝酸、等。等。生物因素：如生物因素：如等。等。温度剧变温度剧变碱基类似物碱基类似物麻疹病毒麻疹病毒自发突变自发突变诱发突变诱发突变6诱发基因突变的因素诱发基因突变的因素缺失缺失7

7、基因突变的机理基因突变的机理(1)机理机理mRNA蛋白质蛋白质遗传性状遗传性状DNAAUCCGCAACCGC异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精氨酸天冬酰氨天冬酰氨mRNAATCCGCTAGGCG正常正常TTGGCGAACCGC碱基对替换碱基对替换精氨酸精氨酸DNAAUCCGCACCGC苏氨酸苏氨酸丙氨酸丙氨酸mRNAATCCGCTAGGCG正常正常异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸碱基对缺失碱基对缺失ACCGCTGGCGATACCGCTAGGCGTATGGCGDNAATCCGCAUCCGCAUACCGCmRNA正常正常碱基对增添碱基对增添异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸 脯氨酸脯氨酸症状症状a

8、细胞形状：患者红细胞由中央微凹的圆饼状变细胞形状：患者红细胞由中央微凹的圆饼状变为为镰刀状；b特点：易发生红细胞特点：易发生红细胞破裂，使人严重贫血而死，使人严重贫血而死亡。亡。(2)实例实例人类的镰刀形细胞贫血症人类的镰刀形细胞贫血症病因图解病因图解血红蛋白血红蛋白正常正常异常异常氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸mRNADNACTT突变突变红细胞红细胞圆饼状圆饼状镰刀型镰刀型GAAGUACATGAAGTA(1)遗传信息一定改变。基因突变是指基因中碱基遗传信息一定改变。基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失和替换，基因中脱氧核苷酸的排列对的增添、缺失和替换，基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传

9、信息。发生基因突变后，遗传信息会顺序代表遗传信息。发生基因突变后，遗传信息会发生改变。发生改变。(2)生物性状不一定发生改变。发生碱基对的改变生物性状不一定发生改变。发生碱基对的改变时，由于密码子的简并性，可能并不改变蛋白质中时，由于密码子的简并性，可能并不改变蛋白质中的氨基酸序列，不改变生物的性状；发生隐性突变的氨基酸序列，不改变生物的性状；发生隐性突变时，生物的性状也不一定改变。时，生物的性状也不一定改变。基因突变一定会改变遗传信息和生物性状吗？试分基因突变一定会改变遗传信息和生物性状吗？试分析原因。析原因。项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组发生发生时间时间有丝分裂间期、减数第一次有

10、丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期分裂前的间期减数第一次分裂减数第一次分裂发生发生原因原因在一定外界或内部因素作用在一定外界或内部因素作用下，下，DNA分子中发生碱基对分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，引起的替换、增添和缺失，引起基因结构的改变基因结构的改变减数第一次分裂过程中，减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换，或非色单体交叉互换，或非同源染色体上非等位基同源染色体上非等位基因的自由组合因的自由组合基因突变和基因重组的比较基因突变和基因重组的比较适用适用范围范围所有生物都可以发生所有生物都可以发生只适用于真核生物有性生殖只适用于真核生物有性生殖细胞核遗传细胞核遗传种类种类自然突变自然突变人工诱变人工诱变基因自由组合基因自由组合染色体交叉互换染色体交叉互换结果结果产生新基因，控制新性产生新基因，控制新性状状产生新的基因型，不产生新产生新的基因型，不产生新的基因的基因意义意义是生物变异的根本来源，是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料生物进化的原始材料生物变异的来源之一，有利生物变异的来源之一，有利于生物进化于生物进化