天津外院附校2014年高考生物復(fù)習(xí)全套第五章 第一節(jié) 基因突變與重組ppt課件

1、2.5.1 2.5.1 基因突變和基因重組基因突變和基因重組科學(xué)史一科學(xué)史一19101910年赫里克醫(yī)生接診了一位黑人貧血病患者。年赫里克醫(yī)生接診了一位黑人貧血病患者。一切治療貧血病的藥物對他無效。鏡檢時發(fā)現(xiàn)其紅一切治療貧血病的藥物對他無效。鏡檢時發(fā)現(xiàn)其紅細(xì)不是正常的圓餅狀，而是鐮刀形，后稱之鐮刀型細(xì)不是正常的圓餅狀，而是鐮刀形，后稱之鐮刀型細(xì)胞貧血癥。細(xì)胞貧血癥。正常正常 異常異常正常正常異常異常脯氨酸谷氨酸谷氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸纈氨酸谷氨酸脯氨酸纈氨酸谷氨酸 1949年，美國鮑林博士首先認(rèn)識到，紅細(xì)胞中血紅蛋白分子的異常引起紅細(xì)胞變形。1956年，英國科學(xué)家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞

2、貧血癥患者血紅蛋白的肽鏈上，有一處的谷氨酸被纈氨酸取代。科學(xué)史二科學(xué)史二根本緣由根本緣由是堿基對被交換引起的一種遺傳病，是堿基對被交換引起的一種遺傳病，從而基因的分子構(gòu)造發(fā)生了改動產(chǎn)生的。從而基因的分子構(gòu)造發(fā)生了改動產(chǎn)生的。病因：病因：兩面凹的圓餅狀兩面凹的圓餅狀性狀性狀谷氨酸谷氨酸 CTTGAADNAGAAmRNA正常蛋白質(zhì)正常蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)G U A 纈氨酸纈氨酸異常蛋白質(zhì)異常蛋白質(zhì)鐮刀型鐮刀型CA TG T A病因分析病因分析ATCCGTAGGC缺失缺失正?；蚱握；蚱谓粨Q交換增添增添AACCGTTGGCATTCCGTAAGGC ACCGT GGC1 2 3 4 5比一比比一

3、比1 1、基因突變的概念、基因突變的概念: :一、基因突變一、基因突變指發(fā)生在基因程度上的變異。是由于指發(fā)生在基因程度上的變異。是由于DNADNA分子分子中發(fā)生堿基對的交換、增添或缺失，而引起的基因中發(fā)生堿基對的交換、增添或缺失，而引起的基因構(gòu)造的改動。構(gòu)造的改動。假設(shè)假設(shè)DNADNA堿基對交換，能否一定引起蛋白質(zhì)構(gòu)造的改動？堿基對交換，能否一定引起蛋白質(zhì)構(gòu)造的改動？基因突變的本質(zhì)是：基因突變的本質(zhì)是：？基因構(gòu)造的改動，產(chǎn)生基因構(gòu)造的改動，產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)新性狀。了新基因，出現(xiàn)新性狀。比一比、查一查比一比、查一查甲甲 乙乙 丙丙 丁丁DNADNA堿基對交換，不一定引起蛋白質(zhì)構(gòu)造的改動。堿基對

4、交換，不一定引起蛋白質(zhì)構(gòu)造的改動。結(jié)論結(jié)論:議一議議一議基因突變發(fā)生時間？基因突變發(fā)生時間？ 細(xì)胞分裂間期細(xì)胞分裂間期DNADNA復(fù)制時復(fù)制時基因突變可以發(fā)生在生殖細(xì)胞，也可以發(fā)生基因突變可以發(fā)生在生殖細(xì)胞，也可以發(fā)生 在體細(xì)胞在體細(xì)胞, ,那么基因突變都會遺傳給后代嗎？那么基因突變都會遺傳給后代嗎？ 前者可以；后者普通不能。前者可以；后者普通不能。某自花傳粉欣賞植物延續(xù)幾代開紅花，一次某自花傳粉欣賞植物延續(xù)幾代開紅花，一次 開出一朵白花，如何培育更多開白花的植株？開出一朵白花，如何培育更多開白花的植株？ 用無性繁衍的方法嫁接、扦插等。用無性繁衍的方法嫁接、扦插等。 基因突變假設(shè)發(fā)生在配子中減

5、數(shù)分基因突變假設(shè)發(fā)生在配子中減數(shù)分裂時產(chǎn)生將遵照遺傳規(guī)律傳送給后代。裂時產(chǎn)生將遵照遺傳規(guī)律傳送給后代。 假設(shè)發(fā)生在體細(xì)胞有絲分裂，普假設(shè)發(fā)生在體細(xì)胞有絲分裂，普通不能遺傳。人體某些體細(xì)胞的基因突通不能遺傳。人體某些體細(xì)胞的基因突變，有能夠開展成癌細(xì)胞。變，有能夠開展成癌細(xì)胞。、基因突變的緣由、基因突變的緣由自發(fā)突變：自然條件下自發(fā)突變：自然條件下DNADNA偶爾復(fù)制錯誤偶爾復(fù)制錯誤誘發(fā)突變：誘發(fā)突變：物理要素物理要素化學(xué)要素化學(xué)要素生物要素生物要素提高提高突變突變頻率頻率X X射線、激光等射線、激光等亞硝酸、堿基類似物等亞硝酸、堿基類似物等病毒、某些細(xì)菌等病毒、某些細(xì)菌等、基因突變的特點、基因

6、突變的特點普遍性：自然界的物種中廣泛存在普遍性：自然界的物種中廣泛存在隨機(jī)性：不同發(fā)育階段、不同隨機(jī)性：不同發(fā)育階段、不同DNADNA、 DAN DAN不同部位均可發(fā)生。不同部位均可發(fā)生。多向性：多向性：低頻性：自然界突變率很低低頻性：自然界突變率很低 10-5 10-510-810-8多害性：多害性：想一想想一想基因突變的低頻性和普遍性矛盾嗎？基因突變的低頻性和普遍性矛盾嗎？如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A+突變突變AY (黃毛黃毛)a (黑毛黑毛) 不矛盾。不矛盾。由于一個基因的突變頻率雖然很低，但一個種群由于一個基因的突變頻率雖然很低，但一個種群中個體數(shù)可以很多，一個細(xì)胞中也有許多基因。中

7、個體數(shù)可以很多，一個細(xì)胞中也有許多基因。、基因突變的意義、基因突變的意義產(chǎn)生新基因產(chǎn)生新基因 生物變異的根本來源生物變異的根本來源構(gòu)成新性狀構(gòu)成新性狀生物進(jìn)化的原始資料生物進(jìn)化的原始資料緣由：緣由： 基因突變可以產(chǎn)生前所未有的新基因，基因突變可以產(chǎn)生前所未有的新基因，從而出現(xiàn)前所未有的新性狀。從而出現(xiàn)前所未有的新性狀。二、基因重組二、基因重組 概念：是指在生物體進(jìn)展有性生殖概念：是指在生物體進(jìn)展有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的過程中，控制不同性狀的基因重新組合。重新組合。實現(xiàn)：是經(jīng)過實現(xiàn)：是經(jīng)過 過程實現(xiàn)的。過程實現(xiàn)的。有性生殖有性生殖經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生配子，受精作用發(fā)配子

8、，受精作用發(fā)育成個體。育成個體。 同源染色體的交叉互換同源染色體的交叉互換 非同源染色體非同源染色體 的自在組合的自在組合基因重組發(fā)生的時期：基因重組發(fā)生的時期：減數(shù)第一次分裂前期四分體、后期減數(shù)第一次分裂前期四分體、后期基因的自在組合基因的自在組合基因的交叉互換基因的交叉互換意義意義思索思索 ：基因重組中有無新的基因產(chǎn)生？：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)型構(gòu)成？有無新的基因型和表現(xiàn)型構(gòu)成？是生物變異的來源之一，是生物變異的來源之一，是生物多樣性的來源之一，是生物多樣性的來源之一，對生物的進(jìn)化具有重要的意義。對生物的進(jìn)化具有重要的意義。 基因突變基因突變 基因重組基因重組本

9、質(zhì)本質(zhì)原因原因時間時間意義意義可能性可能性產(chǎn)生新的基因產(chǎn)生新的基因產(chǎn)生新的基因型產(chǎn)生新的基因型堿基對的增添、堿基對的增添、缺失、改動缺失、改動基因自在組合；基因自在組合；基因交叉互換等基因交叉互換等間期間期DNADNA復(fù)制時復(fù)制時減數(shù)第一次分裂減數(shù)第一次分裂變異的根本來源；變異的根本來源；進(jìn)化的原資料進(jìn)化的原資料生物變異來源之一生物變異來源之一生物多樣性重要緣由生物多樣性重要緣由低頻但普遍低頻但普遍有性生殖中普遍有性生殖中普遍基因突變基因突變-基因重組基因重組練練 一一 練練1 1、某自花傳粉植物延續(xù)幾年只開紅花，一次開出一、某自花傳粉植物延續(xù)幾年只開紅花，一次開出一朵白花，該白花植株的后代全

10、開白花。其變異緣由是朵白花，該白花植株的后代全開白花。其變異緣由是 A A、基因分別、基因分別 B B、基因重組、基因重組 C C、基因突變、基因突變 D D、環(huán)境影響、環(huán)境影響2 2、進(jìn)展有性生殖的動物，親代和子代之間總存在著、進(jìn)展有性生殖的動物，親代和子代之間總存在著多多少少的差別。構(gòu)成這種差別的主要緣由是多多少少的差別。構(gòu)成這種差別的主要緣由是 A A、基因分別、基因分別 B B、基因重組、基因重組 C C、基因突變、基因突變 D D、環(huán)境影響、環(huán)境影響3 3、基因突變、基因突變 ；基因重組；基因重組 。 A A、產(chǎn)生新基因；、產(chǎn)生新基因； 不構(gòu)成新基因型不構(gòu)成新基因型 B B、產(chǎn)生新基

11、因；、產(chǎn)生新基因； 構(gòu)成新基因型構(gòu)成新基因型 C C、不產(chǎn)生新基因；、不產(chǎn)生新基因； 構(gòu)成新基因型構(gòu)成新基因型 D D、不產(chǎn)生新基因；、不產(chǎn)生新基因； 不構(gòu)成新基因型不構(gòu)成新基因型 4、在一塊甲蟲成災(zāi)的馬鈴薯地里，噴灑了一種新、在一塊甲蟲成災(zāi)的馬鈴薯地里，噴灑了一種新農(nóng)藥后，農(nóng)藥后，98%的甲蟲死了，的甲蟲死了，2%的甲蟲生存下來。的甲蟲生存下來。生存下來的緣由是生存下來的緣由是 A、未吃到沾有農(nóng)藥的葉子、未吃到沾有農(nóng)藥的葉子 B、以前曾經(jīng)運用過農(nóng)藥，甲蟲有了抗藥性、以前曾經(jīng)運用過農(nóng)藥，甲蟲有了抗藥性 C、能夠是另外一種甲蟲、能夠是另外一種甲蟲 D、由于自然突變產(chǎn)生了抗藥性。、由于自然突變產(chǎn)生

12、了抗藥性。 以下說法錯誤的選項是以下說法錯誤的選項是 A、基因突變只發(fā)生在有性生殖過程中、基因突變只發(fā)生在有性生殖過程中 B基因重組只發(fā)生在有性生殖過程中基因重組只發(fā)生在有性生殖過程中 C基因突變只發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期基因突變只發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期 D、基因重組只發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的、基因重組只發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的四分體時期和后期四分體時期和后期附：重組附：重組DNA技術(shù)基因工程技術(shù)基因工程三三.重組重組DNA技術(shù)基因工程技術(shù)基因工程recombinant DNA technique 指將一個生物體中的目的基因轉(zhuǎn)入另一個生物體中，使后者獲得新的遺傳性狀或表達(dá)所需求的產(chǎn)物的技術(shù)。 這一技術(shù)是

13、人類根據(jù)一定的目的和設(shè)計，對DNA分子進(jìn)展體外加工操作，再引入受體生物，以改動后者的某些遺傳性狀，從而培育生物新類型或治療遺傳疾病的一種現(xiàn)代的、嶄新的、分子程度的生物工程技術(shù)。 兩段不同來源的DNA片段被連在一同所構(gòu)成的新DNA片段叫重組DNA重組DNA 質(zhì)粒已成為目前最常用的基因克隆的載體分子。有一些質(zhì)粒能攜帶外源DNA，可以作為目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞的運載工具。 多細(xì)菌除了染色體之外，還有大量很小的環(huán)狀的雙鏈DNA分子，這就是質(zhì)粒(plasmid)。質(zhì)粒通常獨立于染色體之外，可以自主復(fù)制。 質(zhì)粒質(zhì)粒(plasmid)目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞的運載工具。目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞的運載工具。質(zhì)粒質(zhì)粒染色體染色體細(xì)菌細(xì)菌2目的基因目的基因 和質(zhì)粒載體和質(zhì)粒載體 的銜接的銜接 3 3將重組將重組DNADNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞分子導(dǎo)入受體細(xì)胞 4 4選擇選擇5 5目的基因表達(dá)目的基因表達(dá) 1 1目的基因的獲得目的基因的獲得 DNA片段目的基因與載體DNA分子相銜接，構(gòu)成重組DNA選出含有所需求的重組體DNA分子的