第四節(jié) 基因突變和基因重組課件

基因突變和基因重組第1課時第四節(jié)基因突變和基因重組1、中心法則的內容

2、基因、蛋白質、性狀的關系

蛋白質DNA逆轉錄

RNA翻譯轉錄

控制酶的合成基因性狀

控制蛋白質的結構

復習第四節(jié)基因突變和基因重組思考：DNA能夠準確復制的原因？◆DNA分子獨特的__________結構為復制提供了精確的模板；◆通過__________

_

保證了復制能夠準確地進行雙螺旋堿基互補配對原則第四節(jié)基因突變和基因重組思考：什么是生物的變異？

生物的變異是指生物親、子代間或子代各個體間存在性狀差異的現(xiàn)象。第四節(jié)基因突變和基因重組◆判斷以下兩個事例中變異的原因，并判斷該變異是否能遺傳？事例1：兩同卵雙胞胎兄弟，哥哥長期在室內工作，弟弟長期在野外工作，弟弟與哥哥相比臉色較黑。事例2：一對正常夫婦，生了一個白化病孩子。思考：變異有哪些類型？不能遺傳的變異可遺傳的變異僅由環(huán)境因素影響造成生殖細胞的遺傳物質改變基因突變基因重組染色體變異第四節(jié)基因突變和基因重組1.人類鐮刀型細胞貧血癥病因分析：病人的血紅蛋白的一條多肽鏈發(fā)生了什么變化？…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—……

－脯氨酸－纈氨酸－谷氨酸—…正常異常一基因突變第四節(jié)基因突變和基因重組①從遺傳信息傳遞看是：

；從遺傳物質改變看是：

。

②是

；③是

。GTAGAACATCTT谷氨酸纈氨酸DNAmRNA氨基酸血紅蛋白正常異常GUADNA復制GAA直接原因：根本原因：血紅蛋白結構改變（一個谷氨酸被纈氨酸替換）控制血紅蛋白的基因突變（一個堿基對替換）思考與討論②③①基因突變轉錄翻譯第四節(jié)基因突變和基因重組┯┯┯┯

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ＡＴＧＣ

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┷┷┷┷增添缺失替換指DNA分子中發(fā)生堿基對的

、

和

，而引起的

的改變。替換增添缺失基因結構2.基因突變的概念：一基因突變第四節(jié)基因突變和基因重組一基因突變思考：基因突變能遺傳嗎？配子中基因突變可遺傳；體細胞中基因突變一般不能遺傳植物的體細胞發(fā)生突變可通過無性繁殖傳遞基因突變的體細胞可能發(fā)展為癌細胞

思考：生物體內發(fā)生的基因突變是否都能引起生物表現(xiàn)型的改變？為什么？①因密碼子的簡并性，基因突變改變的密碼子，可能決定的氨基酸與原來一樣②基因型AA突變?yōu)锳a第四節(jié)基因突變和基因重組思考：基因突變一般發(fā)生于哪個過程？什么時期最易發(fā)生基因突變？DNA分子復制過程中有絲分裂分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期

第四節(jié)基因突變和基因重組引起基因突變的外因是……？1、二戰(zhàn)時，美國在日本的廣島、長崎投下兩顆原子彈，導致以后大量畸形胎兒出生，畸形生物出現(xiàn)。2、蘇丹紅的致癌原理：蘇丹紅進入人體后，在過氧化物酶的作用下形成苯和萘環(huán)羥基衍生物，進一步生成自由基，自由基可以與DNA、RNA等結合，從而產生致癌作用。3、乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝細胞的基因，使肝細胞發(fā)生變異。肝臟炎癥的不斷刺激，使肝細胞進一步變異，肝細胞不凋亡，而且不斷地再生，就形成了腫瘤。二基因突變的原因物理因素化學因素生物因素第四節(jié)基因突變和基因重組

三基因突變的種類自然突變誘發(fā)突變第四節(jié)基因突變和基因重組四基因突變的特點事例1：無論低等還是高等生物都可以發(fā)生基因突變，基因突變在自然界的物種中廣泛存在。白眼果蠅短腿的安康羊白化苗普遍性白化病第四節(jié)基因突變和基因重組事例3：控制小鼠毛色的灰色基因既可以突變成黃色基因，也可以突變成黑色基因。果蠅的眼色遺傳中，野生型的紅眼果蠅，其紅眼基因既可以突變?yōu)榘籽刍?，也可以突變?yōu)槠渌喾N顏色基因。不定向性(、）Aa1a2a3事例2：基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期和生物體的任何細胞。隨機性四基因突變的特點：多向可逆第四節(jié)基因突變和基因重組事例6：使生物產生新的性狀，適應改變的環(huán)境，對生物有益，小麥的矮桿抗病等。白化病患者白化玉米苗畸形的雛鴨人類的多指多害少利性事例5：破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調關系，對生物有害四基因突變的特點：事例4：據估計，在高等生物中，大約十萬個到一億個生殖細胞中，才會有一個生殖細胞發(fā)生基因突變，突變率是10－5～10-8。低頻性第四節(jié)基因突變和基因重組

多害少利性①②③④⑤不定向性低頻性隨機性不同發(fā)育階段、不同DNA、DNA不同部位均可發(fā)生。普遍性（生物界中普遍存在）四基因突變的特點：第四節(jié)基因突變和基因重組基因突變能產生

（為原基因的等位基因），這就可能產生一種新的

。新基因五基因突變結果

性狀基因突變新基因（等位基因）基因型（改變）表現(xiàn)型（可能改變）第四節(jié)基因突變和基因重組六基因突變的意義是

產生的途徑，是生物變異的

，為生物的進化提供了最初的

。根本來源原材料新基因基因突變率很低，但每個種群有許多個體，每個個體有許多細胞，每個細胞內有成千上萬基因，所以每一代都會產生大量的突變。每代基因突變數(shù)=每個基因突變率×每個個體的基因數(shù)×種群的個體數(shù)第四節(jié)基因突變和基因重組提高突變頻率，加速育種進程，大幅度改良生物性狀。處理的材料量大青霉素高產菌株獲得七誘變育種優(yōu)點：缺點：實例：第四節(jié)基因突變和基因重組七誘變育種分析下列過程：種子搭載人造衛(wèi)星到太空→返回地面種植→性狀穩(wěn)定的新品種該途徑獲得的新品種的育種方法是

，利用的原理是

。搭載的種子應當是

（填“干燥的”“萌動的”或“休眠的”）；種子返回地面種植后，其變異

（填“全是對人類有益的”“不全是對人類有益的”或“全是對人類有害的”），所以要對其進行

。誘變育種基因突變萌動的不全是對人類有益的篩選第四節(jié)基因突變和基因重組小結基因突變概念：原因：特點：意義：普遍性、隨機性、低頻性、多害少利性、不定向性生物變異的根本來源、進化提供了最初的原材料。外：物、化、病毒內：DNA復制錯誤第四節(jié)基因突變和基因重組基因突變和基因重組第2課時第四節(jié)基因突變和基因重組1.概念

一基因重組在生物體進行

的過程中，控制

的重新組合。有性生殖不同性狀的基因討論：是否所有的生物都可能發(fā)生基因重組？有性生殖的真核生物第四節(jié)基因突變和基因重組2.類型自由組合（非同源染色體上的非等位基因）

一基因重組減Ⅰ后期第四節(jié)基因突變和基因重組（同源染色體上非姐妹染色單體交叉互換）交叉互換2.類型

一基因重組AaAaBbAabBAaBb減Ⅰ前（四分體）期第四節(jié)基因突變和基因重組基因重組_________的多樣性配子結合的隨機性生物體的多樣性①形成生物多樣性的原因之一3.意義配子種類

一基因重組②對于生物的進化具有十分重要的意義

③是雜交育種的重要依據第四節(jié)基因突變和基因重組抗蟲棉普通棉花(無抗蟲特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因棉花細胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)重組DNA導入形成二基因工程第四節(jié)基因突變和基因重組二基因工程1.基因工程:又叫做

，是把從一個生物體內分離得到的或人工合成的

導入到另一個生物體，定向的使后者獲得新性狀或表達所需產物的技術。DNA重組技術目的基因第四節(jié)基因突變和基因重組二基因工程用限制性核酸內切酶切斷DNA

用DNA連接酶連接

提取目的基因目的基因與——————的結合目的基因導入

。目的基因的檢測和表達2.步驟運載體受體細胞第四節(jié)基因突變和基因重組基因突變基因重組染色體變異概念DNA分子中發(fā)生

的替換、增添和缺失，而引起的基因結構改變控制不同性狀的

的重新組合染色體結構或數(shù)目變化而引起的變異光鏡適用范圍產生結果產生新的

，基因

改變，

不變只改變

，基因種類和數(shù)目

基因的

改變，如增添或缺失幾個基因意義生物變異的

來源，提供生物進化的

。形成多樣性的重要原因，對生物進化有意義對生物進化有一定意義共同點都會引起遺傳物質的改變，均可遺傳給后代堿基對基因否否能所有生物（包括病毒）真核生物有性生殖過程中真核生物基因種類數(shù)量基因型不變數(shù)量、排序三可遺傳變異的比較

根本原材料第四節(jié)基因突變和基因重組四生物變異在育種上的應用雜交育種誘變育種原理方法優(yōu)點缺點例基因突變基因重組反復（篩選）自交→純種激光、射線或化學藥品處理可集中優(yōu)良性狀育種年限長

提高突變頻率加速育種進程有利變異少，需處理大量實驗材料矮桿抗病水稻高產青霉菌株親本雜交→F1自交→F2（篩選）自交→第四節(jié)基因突變和基因重組四生物變異在育種上的應用單倍體育種多倍體育種原理方法優(yōu)點缺點例染色體變異

培養(yǎng)→；→

處理幼苗（人工誘導染色體加倍）→純種花粉離體單倍體秋水仙素明顯縮短育種年限技術復雜矮桿抗病水稻

或

處理萌發(fā)種子或幼苗染色體變異器官大和營養(yǎng)物質含量高適用于植物，動物方面難于開展三倍體無籽西瓜、八倍體小黑麥秋水仙素低溫第四節(jié)基因突變和基因重組第四節(jié)基因突變和基因重組

蛋白質DNA逆轉錄

RNA翻譯轉錄DNA復制RNA復制第四節(jié)基因突變和基因重組第四節(jié)基因突變和基因重組不一定。原因是當GTA//CAT或GTG//CAC中的第三對堿基A//T→G//C或G//C→A//T變化后，產生的遺傳密碼為CAC或CAU，仍然是組氨酸的密碼子，因而不影響產生正常的血紅蛋白第四節(jié)基因突變和基因重組第四節(jié)基因突變和基因重組有性生殖生物減數(shù)分裂配子減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂包括包括間期前期中期后期末期

復制發(fā)生包括

復制蛋白質合成

差錯發(fā)生聯(lián)會四分體

發(fā)生同源染色體分離，

染色體上的基因隨之變化第四節(jié)基因突變和基因重組配子中基因突變——體細胞中基因突變——若植物的體細胞發(fā)生突變——人體某些體細胞的基因突變——可遺傳一般不能遺傳可通過無性繁殖傳遞可能發(fā)展為癌細胞第四節(jié)基因突變和基因重組兩個芥酸含量中等的品種HHgg和hhGG，要獲得HHGG新品種，最快的方法是：；獲得hhgg新品種，最簡潔的方法是：

。PHHgg×hhGGF1

HhGg↓第1年↓×F2H_G_H_gghhG_hhgg

第2年第年減數(shù)分裂雄配子HGHghGhg單倍體HGHghGhg↓花藥離體培養(yǎng)↓秋水仙素第1年第2年HHgghhGGhhgg純合體HHGG

能明顯縮短育種年限連續(xù)多代自交，淘汰不需要類型單倍體育種雜交育種雜交育種單倍體育種第四節(jié)基因突變和基因重組ATGCTACGCATGCTACGTACCATGG第四節(jié)基因突變和基因重組（1）圖甲中①②表示的遺傳信息傳遞過程分別是①

，②

；①過程發(fā)生的時間是

，主要場所是

。（5）若正常基因片段中的CTT突變成CTC，由此控制的生物性狀是否可能發(fā)生變化？（2）α鏈堿基組成

，β鏈堿基組成

。DNA復制

轉錄有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂間期細胞核CATGUA不會，基因突變后密碼子由GAA變?yōu)镚AG，編碼后形成的氨基酸都是谷氨酸，所以性狀不會發(fā)生變化第四節(jié)基因突變和基因重組（3）鐮刀型細胞貧血癥致病基因位于

染色體上，屬于

性遺傳病。（4）圖乙中，Ⅱ6的基因型是

，要保證Ⅱ9婚配后代不患此病，從理論上說其配偶的基因型必須為

。常隱BbBB第四節(jié)基因突變和基因重組例題：下列表示某種農作物①和②兩種品種分別培育出④⑤⑥三種品種,根據上述過程,回答下列問題:⑴用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ稱為_______,方法Ⅱ稱為_________,由Ⅰ和Ⅱ培育⑤所用的育種方法是；所依據的原理是________

.雜交自交雜交育種基因重組第四節(jié)