基因突變和基因重組課件

1、第1節(jié) 基因突變和基因重組第5章 基因突變及其變異玫瑰為什么不一樣紅鸚鵡體色的變異一對(duì)綠色的鸚鵡產(chǎn)下的卵孵出了4只體色迥異的小鸚鵡。表現(xiàn)型 基因型 環(huán)境 = +（改變） （改變） （改變）影響生物表現(xiàn)型的內(nèi)外因素變異的類型：表現(xiàn)型 基因型 環(huán)境 = + （改變） （改變） （改變）不遺傳的變異可遺傳的變異三種來(lái)源：基因重組基因突變?nèi)旧w變異討論：是不是環(huán)境因素引起的變異就一定不能遺傳呢？誘因由環(huán)境不同引起，遺傳物質(zhì)沒有改變，不能進(jìn)一步遺傳給后代。由遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，其后代將繼承這種改變。基因與性狀之間的關(guān)系逆轉(zhuǎn)錄RNADNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制RNA復(fù)制基因性狀基因型表現(xiàn)型決定結(jié)構(gòu)基因結(jié)

2、構(gòu)蛋白調(diào)節(jié)基因細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞代謝酶或激素性狀直接控制作用間接控制作用表達(dá)信息選擇信息一、基因突變這種太空南瓜王最大能長(zhǎng)到200多公斤，在生長(zhǎng)繁殖期高峰時(shí)，南瓜每天能增大5公斤。正常綿羊和 短腿安康羊（中） 正常型紅細(xì)胞(左)與鐮刀型紅細(xì)胞(右)正常人的紅細(xì)胞是圓餅狀的，鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞卻是彎曲的鐮刀狀的。這樣的紅細(xì)胞容易破裂，使人患溶血性貧血，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡。 血紅蛋白是由四條多肽鏈組成.研究證明，在整個(gè)多肽鏈的574個(gè)氨基酸中，病者與正常人的573個(gè)氨基酸是相同的。所不同的是一個(gè)谷氨酸被纈氨酸替代，因而引起血紅蛋白結(jié)構(gòu)異常。C T TG A AC A TG T A G A AG

3、U ADNA mRNA蛋白質(zhì)氨基酸谷氨酸正常纈氨酸 不正常基因突變?cè)蚍治觯?）直接原因：血紅蛋白分子的多肽鏈 上， 一個(gè)谷氨酸被一個(gè)纈氨酸替換。C T TG A AC A TG T A原因分析：2）根本原因： 控制合成血紅蛋白分子 的DNA的堿基序列發(fā)生了改變。 即：鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由_引起的一種遺傳病，是由于基因_發(fā)生了改變導(dǎo)致血紅蛋白分子改變而產(chǎn)生的?；蛲蛔兎肿咏Y(jié)構(gòu)增添缺失替換DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的 、 和 ，而引起的 的改變。 替換增添缺失基因結(jié)構(gòu)基因突變的概念：基因突變的時(shí)間細(xì)胞分裂的間期A.有絲分裂間期B.減數(shù)第一次分裂間期體細(xì)胞中可以發(fā)生基因突變產(chǎn)生生殖細(xì)胞可以發(fā)生基因突變

4、但一般不能傳給后代（產(chǎn)生性原細(xì)胞時(shí)可以）可以通過受精作用直接傳給后代 DNA在進(jìn)行復(fù)制時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤或由于某種原因斷裂后進(jìn)行修復(fù)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤?；駻（DNA分子復(fù)制時(shí)）外界因素誘導(dǎo)堿基序列改變遺傳信息改變基因a1或a2突變基因突變是染色上某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變，使一個(gè)基因變成它的等位基因。例如3 小麥從高稈變成矮稈12基因突變的結(jié)果：基因突變的意義：基因突變通常會(huì)引起一定的表現(xiàn)型變化，因而會(huì)產(chǎn)生一些新性狀?；蛲蛔兪巧镒儺惖母緛?lái)源，為生物的進(jìn)化提供了最初的原材料。物理因素：如X射線、射線、紫外線、激光等?；瘜W(xué)因素：是指能夠與DNA分子起作用而改變DNA 分子性質(zhì)的物質(zhì)，如亞硝酸、堿基類似物等。生

5、物因素：包括病毒和某些細(xì)菌等。基因突變的原因：基因突變的類型1（1）堿基置換突變 請(qǐng)思考：基因突變了,性狀一定會(huì)改變嗎？（2）移碼突變按來(lái)源分_與_按突變后對(duì)生物個(gè)體的影響分_與_,對(duì)生物體而言，多數(shù)為_。自然突變?nèi)斯ふT變有利突變有害突變有害突變基因突變的類型2基因突變的特點(diǎn)自然界的物種中廣泛存在可發(fā)生在任何時(shí)期自然界突變率很低：105- 10-8(打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性)多數(shù)有害,少數(shù)有利 普遍性:隨機(jī)性:稀有性:有害性：不定向性：Aa1或Aa2等位基因是如何產(chǎn)生的？一個(gè)基因可以向不同方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因。但是，每一個(gè)基因的突變都只能限定在其相對(duì)性狀的范圍內(nèi)，不會(huì)超出限制。 1、

6、基因突變的普遍性與低頻率性是否矛盾？2、基因突變的隨機(jī)性與“基因突變發(fā)生在DNA分子復(fù)制時(shí)”是否矛盾？ 思考與討論在太空突變的真菌 (普遍性)基因突變可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期；可以是體細(xì)胞中，也可以是生殖細(xì)胞中。（隨機(jī)性）這里的“隨機(jī)”是針對(duì)生物個(gè)體而言的,指的是可隨機(jī)發(fā)生在生物體的不同生長(zhǎng)(生活)時(shí)段;但是對(duì)細(xì)胞來(lái)說(shuō),卻只能發(fā)生在正進(jìn)行DNA分子復(fù)制的細(xì)胞中.這種說(shuō)法不正確。對(duì)于生物個(gè)體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但一個(gè)物種是由很多個(gè)體組成，且經(jīng)漫長(zhǎng)的進(jìn)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(duì)生物的進(jìn)化有重要的意義。因此，基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料。打破對(duì)

7、環(huán)境的適應(yīng)性產(chǎn)生新基因引發(fā)生物變異為進(jìn)化提供原始材料成功率低,有利個(gè)體往往不多，產(chǎn)生大量不合格突變型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)境污染會(huì)出現(xiàn)返祖現(xiàn)象人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用誘變意義:是創(chuàng)造動(dòng)、植物新品種和微生物新類型的重要方法（舉例）（2）優(yōu)點(diǎn)：提高突變率，縮短育種周期大副度改良某些性狀（3）缺點(diǎn):（1）常用的方法： 物理因素：X射線、射線、紫外線等 化學(xué)因素：亞硝酸、硫酸二乙酯等 應(yīng)用：1945年愛爾蘭科學(xué)家費(fèi)來(lái)明發(fā)明青霉素以來(lái)，世界各地科學(xué)家用紫外線照射的方法處理青霉，將青霉素的產(chǎn)量提高了幾千倍，價(jià)格下降到原來(lái)的幾萬(wàn)分之一。紫外線照射處理“一母生九仔，連母十個(gè)樣”，

8、這種個(gè)體的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的?基因重組1、概念:是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的自由組合.2、類型:基因的自由組合:基因的互換:非同源染色體上的非等位基因的自由組合同源染色體上的非姐妹染色體之間發(fā)生局部互換.二、基因重組3、意義:通過有性生殖實(shí)現(xiàn)基因重組為生物變異提供了極其豐富的來(lái)源,是生物多樣性的重要原因之一. 比如說(shuō)，一對(duì)具有20對(duì)等位基因（這20對(duì)等位基因分別位于 20對(duì)同源染色體上）的生物進(jìn)行雜交時(shí)，F(xiàn)2可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型就有220=1048576種。重組DNA技術(shù)（轉(zhuǎn)基因技術(shù)）遺傳物質(zhì)的變化特點(diǎn)發(fā)生時(shí)間基因突變基因重組產(chǎn)生新基因不產(chǎn)生新基因，可產(chǎn)生新基因型普遍性、隨機(jī)性、低頻性、多數(shù)有害性、不定向性 有性生殖過程中；形成的變異豐富 隨機(jī)發(fā)生在DNA分子復(fù)制時(shí)或修復(fù)時(shí) 有性生殖減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)基因突變與基因重組的比較基因突變和重組引起的變異有什么區(qū)別?1基因突變： 基因_改