基因突變和基因重組 (2).ppt

1、三位同學(xué)在抄寫英語句子“THE CAT SAT ON THE MAT (貓坐在草席上) ”時，分別抄成了以下的句子： THE KAT SAT ON THE MAT THE HAT SAT ON THE MAT 與原來的句子相比較，意思發(fā)生了什么變化呢？ 假如在DNA分子的復(fù)制過程中，發(fā)生了類似的錯誤，DNA分子所攜帶的遺傳信息將會發(fā)生怎樣的變化？這樣的變化可能對生物體產(chǎn)生什么影響？,問題探討,DNA分子攜帶的遺傳信息發(fā)生了改變。但由于密碼的簡并性，DNA編碼的氨基酸不一定改變。如果氨基酸發(fā)生了改變，生物體的性狀可能發(fā)生改變。改變的性狀對生物體的生存可能有害，可能有利，也有可能既無害也無利。,生

2、物界中的變異現(xiàn)象,什么叫“生物的變異”？,生物體親代和子代之間以及子代個體之間性狀的差異性。,變異能否遺傳？,想一想：上述甘藍品種的引種過程中，有沒有變異現(xiàn)象的發(fā)生？ 這種變異性狀能遺傳給子代嗎？為什么?,分析：是環(huán)境因素引起的 ，自身的遺傳物質(zhì)沒有改變。,紅花的后代變成了藍紫色,上述變異性狀的后代 為何仍然是藍紫色花呢？,遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變。,藍紫色花的后代仍是藍紫色,（不遺傳的變異）,（改變）,（改變）,（改變）,判斷：僅環(huán)境因素引起的變異一定不能遺傳。,（遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變）,（遺傳物質(zhì)發(fā)生改變）,（可遺傳的變異）,基因突變,生物的變異,不可遺傳的變異 可遺傳的變異,基因重組,染色體變異

3、,生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)沒有改變,生殖細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的改變,我?guī)洿簦?哼,一、基因突變,鐮刀型細胞貧血癥,（一）基因突變的實例,資料：1910年，一個黑人青年到醫(yī)院看病，檢查發(fā)現(xiàn)他患的是當時人們尚未認識的一種特殊的貧血癥，他的紅細胞不是正常的圓餅狀，而是彎曲的鐮刀狀，人們稱這種病為鐮刀型細胞貧血癥。這種病患者一旦缺氧，紅細胞變成長鐮刀型。病重時，紅細胞受機械損傷而破裂的現(xiàn)象，引起嚴重貧血而造成死亡。,正常血紅蛋白第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代。,探究正常血紅蛋白究竟出了什么問題？,谷氨酸,纈氨酸,DNA,mRNA,氨基酸,蛋白質(zhì),正常,異常,_原因,鐮刀型細胞貧血癥是由 引起的一種遺傳病。,病因：,D

4、NA分子中堿基對替換,根本,探究第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代的根本原因是什么？,直接原因,決定,谷氨酸 纈氨酸,替換,增添,缺失,DNA片段,堿基對的增添、缺失或替換，改變了基因的結(jié)構(gòu)。,探究 DNA分子中的堿基對有哪幾種變化，從而導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變？,DNA,異亮氨酸,精氨酸,異亮氨酸,mRNA,精氨酸,探究堿基對改變一定會導(dǎo)致蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變嗎？,正常,mRNA,DNA,mRNA,DNA,氨基酸,氨基酸,異亮氨酸,精氨酸,蘇氨酸,丙氨酸,堿基對缺失,1、概念： DNA分子中發(fā)生堿基對的_、_和_，而引起的_的改變。,增添,缺失,替換,基因結(jié)構(gòu),（二）基因突變的概念,思考：1、哪一種基因突變

5、對生物性狀的影響最??？,堿基對的替換 2、基因突變不改變生物性狀的原因有哪些？ 一種氨基酸可能有幾種密碼子 顯性純合子突變成雜合子（AAAa）,一個基因突變后產(chǎn)生的是它的等位基因,（三）基因突變的結(jié)果,基因突變是染色體的某一位點上基因的改變,使一個基因變成它的等位基因（Aa或aA）,不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量，只改變基因的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且通常會引起一定的表現(xiàn)型的變化.,有絲分裂的間期 減數(shù)第一次分裂間期,DNA復(fù)制時期,（四）基因突變的時間,基因突變?nèi)舭l(fā)生在配子中（減數(shù)分裂時產(chǎn)生）將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。 若發(fā)生在體細胞（有絲分裂），一般不能遺傳。有些植物體細胞發(fā)生基因突變，可以通過無性繁殖傳遞

6、。人體某些體細胞的基因（原癌基因和抑癌基因）突變，有可能發(fā)展成癌細胞。,思考：突變后的基因會遺傳給后代么？,（五）基因突變的原因,自發(fā)突變：自然條件下DNA偶爾復(fù)制錯誤 例如：果蠅的白眼，水稻的矮稈等。 誘發(fā)突變：,提高突變頻率,X射線、激光等,亞硝酸、堿基類似物等,病毒、某些細菌等,夏季涂抹防曬霜 青少年少上網(wǎng)，少用手機 不喝反復(fù)燒開的水（含亞硝酸鹽）,物理因素,物理因素,化學(xué)因素,少吃燒烤和油炸食品,化學(xué)因素,分析以下情況是減少哪種因素誘發(fā)基因突變的可能，從而防止細胞癌變？,接種乙肝疫苗,生物因素,遺傳信息改變,DNA,DNA,差錯,內(nèi)因：,堿基變化,外因：,物理因素,化學(xué)因素,生物因素,

7、脫氧核苷酸種類、數(shù)量、排列順序改變,堿基對的替換、增添、缺失,基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,產(chǎn)生等位基因（A1 a1、a2）,復(fù)制,引起,（五）基因突變的特點,細菌 無抗藥性抗藥性 棉花 正常枝短果枝 果蠅 紅眼白眼 長翅殘翅 家鴿 羽毛白色灰紅色 人 正常色覺色盲 正常膚色白化病,常見突變性狀：,一、在生物界普遍存在普遍性,玉米白化苗,人類多指,探究 基因突變有何特點？,短腿安康羊（中）,基因突變發(fā)生在生物個體發(fā)育的什么時期？,任何時期,二、在生物個體發(fā)育的任何時期發(fā)生隨機性,花芽在分化時發(fā)生基因突變,小資料,三、突變率低低頻性,自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。,白化苗,四、大多數(shù)突變是有害的多害性

8、,白化病,為什么呢？,任何一種生物都是長期進化過程的產(chǎn)物，它們 與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)。,基因突變中，有利突變多，還是有害突變多？,有害的基因突變,畸形的雛鴨,人類的多指,人類的并指,鐮刀形紅細胞,高產(chǎn)大豆 高產(chǎn)青霉菌株,有利的基因突變,有利的基因突變,五、 基因突變是不定向的,經(jīng)誘變處理的紫色種子產(chǎn)生的子代種子,灰老鼠,黑老鼠,黃老鼠,普遍性,隨機性,低頻性,多害少利性,不定向性,任何生物,時期、個體、細胞、基因,不同基因突變頻率不同,產(chǎn)生一個以上等位基因,（五）基因突變的特點,基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源,是生物進化的原始材料.,（六）基因突變的意義,批判性思維,有人認

9、為，自然條件下基因突變率很多低，而且大多數(shù)基因突變對生物體是有害的，因此，它不可能為生物進化提供原材料。你認為這樣的看法正確嗎？為什么？,這種看法不正確。對于生物個體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但是，一個物種往往是由許多個體組成的，就整個物種來看，在漫長的進化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的，其中有不少突變是有利突變，對生物的進化有重要意義。因此，基因突變能夠為生物進化提供原材料。,（P82）,化學(xué)因素：有亞硝酸、硫酸二乙酯等。,（1）人工誘導(dǎo)基因突變常用方法：,物理因素：包括X射線、紫外線、激光等；,生物因素：病毒、細菌等。,（七）、人工誘變在育種上的應(yīng)用,（4）誘變意義:,是創(chuàng)造動、植物新

10、品種和微生物新類型的重要方法（舉例）,（七）、人工誘變在育種上的應(yīng)用,成功率低,有利變異個體往往不多，處理的材料量大（育種規(guī)模大） 誘變的各種因素都是致癌因素，如有泄漏將造成人體傷害或環(huán)境污染,（2）優(yōu)點：,（3）缺點:,“一母生九仔，連母十個樣”這種差異怎么造成的？,二、基因重組,在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。,（一）基因重組的概念,方式,、非同源染色體上的非等位基因自由組合,2、同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換,減數(shù)第一次分裂后期 非同源染色體上的非等位基因自由組合,A,a,b,B,A,a,B,b,Ab和aB,AB和ab,（二）基因重組發(fā)生時期,減數(shù)第

11、一次分裂前期（四分體時期）同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換,3、兩個親本的遺傳物質(zhì)差距越大，基因重組的類型就越多。,（三）基因重組的特點,1、變異概率高，幾乎100% 2、只有通過有性生殖過程才能實現(xiàn)的。,思考與討論,（P83）,1.2 種精子；2 種卵細胞。,23,23,2.需要有2 +1個個體；不可能。,46,3 .生物體的性狀是由基因控制的。在減數(shù)分裂形成生殖細胞的過程中，隨著同源染色體的分離，位于非同源染色體上的非等位基因進行重新組合。人的基因約有3萬多個，因此，形成生殖細胞的類型也非常多，由生殖細胞通過受精作用形成的受精卵的類型也就非常多。所以，人群中個體性狀是多種多樣的。

12、,意義,基因重組中有無新的基因產(chǎn)生？ 有無新的基因型和表現(xiàn)型形成？,是生物變異的來源之一， 是生物多樣性的來源之一， 對生物的進化具有重要的意義。,思考,（四）基因重組的意義,優(yōu)點：使不同個體的優(yōu)良性狀集中到 一個個體上。,缺點：育種年限長。,（五）、應(yīng)用：雜交育種:,基因重組能否產(chǎn)生新的基因？,基因重組的廣義理解： (1)基因工程也屬于控制不同性狀的基因重新組合，屬于非自然的基因重組，可以發(fā)生在不同種生物之間，能夠定向改變生物性狀。 (2)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化也屬于基因重組。 (3)基因重組產(chǎn)生了新的基因型，但未改變基因的“質(zhì)”和“量”。,基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。,不同基因的重新組合。,細胞分裂

13、間期 由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基對的替換、缺失或增添,減數(shù)第一次分裂前期的四分體時期的交叉互換； 減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合。,外界環(huán)境條件的變化和內(nèi)部因素的相互作用。,有性生殖過程中進行減數(shù)分裂形成生殖細胞。,新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源,是生物進化的原始材料。,是生物變異的重要來源，是形成生物多樣性的重要原因，對生物的進化也具有重要的意義,突變頻率低，但普遍存在,有性生殖中非常普遍,產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)了新性狀。,不產(chǎn)生新基因，而是產(chǎn)生新的基因型，使不同性狀重新組合。,不同生物的可遺傳變異來源：,病毒,基因突變,原核生物,基因突變,真核生物

14、,基因突變、基因重組、染色體變異,思維拓展,課后練習,（P84）,基礎(chǔ)題 1.（1）；（2）；（3）。 2.C。 3.B。 4.A。,拓展題 1.放療或化療的作用是通過一定量的輻射或化學(xué)藥劑干擾腫瘤細胞和癌細胞進行DNA分子的復(fù)制，使其產(chǎn)生基因突變，從而抑制其分裂的能力，或者殺死癌細胞。放療的射線或化療的藥劑，既對癌細胞有作用，也對正常的體細胞有作用，因此，放療或化療后病人的身體是非常虛弱的。,2.鐮刀型細胞貧血癥患者對瘧疾具有較強的抵抗力，這說明，在易患瘧疾的地區(qū)，鐮刀型細胞的突變具有有利于當?shù)厝松娴囊环矫?。雖然這個突變體的純合體對生存不利，但其雜合體卻有利于當?shù)厝说纳妗?課 堂 練 習

15、,D,1. 下列現(xiàn)象中屬于可遺傳的變異的是（ ） A、玉米由于水肥充足而長得穗大粒足 B、人由于曬太陽皮膚變黑 C、無籽番茄沒有種子 D、人類的色盲病,3.下列有關(guān)基因突變的說法，不正確的是( )A. 自然條件下，一種生物的突變率是很低的B. 生物所發(fā)生的基因突變一般都是有利的C. 基因突變在自然界的中廣泛存在D. 基因突變可產(chǎn)生新的基因，是生物變異的 主要來源,B,C,2. 一種植物在正常情況下只開紅花，但偶然會出現(xiàn)一朵白花，如果將白花種子種下去，它的后代全部開白花，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是( ） A. 自然雜交 B. 自然選擇 C. 基因突變 D. 基因重組,4. 下圖中，基因A與a1a2a3之間的 關(guān)系，不能表現(xiàn)的是 ( ),A. 基因突變是不定向的 B. 等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果 C.