基因突變與重組課件.ppt

1、黑老鼠,灰老鼠,黃老鼠,哼，什么殺蟲藥，對付俺老祖宗還差不多！,什么叫“生物的變異”？,是指親子間和子代個體間的差異。,變異能否遺傳？ 是否所有的變異都能遺傳給后代？,普通的小麥種子種植在水，肥，光充足的土壤中，結(jié)出的是粒多飽滿的種子，但是再把這些種子種在普通土壤中仍就是普通的種子,不遺傳的變異,通過美容手術(shù)，紋成彎彎的柳葉眉，這種柳葉眉能遺傳嗎？為什么？,不可遺傳的變異,太空南瓜王（經(jīng)過太空遨游，也就是經(jīng)過輻射的）把其種下去后結(jié)出的仍是太空南瓜王,可遺傳的變異,變異的類型,可遺傳變異,生殖細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì) 發(fā)生改變而引起的,不遺傳變異,環(huán)境因素影響而造成的,可遺傳變異的三種來源:,基因突變 基

2、因重組 染色體變異,第一節(jié) 基因突變和基因重組,基因突變的實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥,鐮刀型貧血癥是一種異常血紅蛋白病?；颊呒t細(xì)胞易破裂產(chǎn)生溶血現(xiàn)象，引起嚴(yán)重貧血而造成死亡。,血紅蛋白結(jié)構(gòu)異常：,尋找病因,肽鏈中的氨基酸順序是由什么直接決定的呢？,基因突變的實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥,蛋白質(zhì),氨基酸,異常,正常,谷氨酸,纈氨酸,mRNA,G A,G A,DNA,根本原因,基因突變的實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥,尋找病因,A,U,增添,缺失,改變,DNA的堿基還有可能發(fā)生什么樣的變化？,由于DNA分子中發(fā)生的堿基對的改變、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫基因突變。,一.基因突變的定義,想一想： 基因結(jié)構(gòu)

3、處于什么狀態(tài)時是最不穩(wěn)定的？,2基因突變發(fā)生的時期？,細(xì)胞分裂的分裂間期。,A有絲分裂間期（體細(xì)胞）,B減數(shù)第一次分裂間期（生殖細(xì)胞）,但一般不能傳給后代,可以通過受精作用直接傳給后代,三 基因突變的結(jié)果：,使一個基因變成它的等位基因,你能確定突變出的等位基因的顯隱性嗎？,？,某生物發(fā)生了基因突變，能 否說其性狀一定發(fā)生改變？,小組討論：,不能,突變后轉(zhuǎn)錄形成的密碼子決定的是同一種 氨基酸 不表達(dá)的基因發(fā)生突變 突變被顯性性狀掩蓋（AAAa或AaAA）,【自主學(xué)習(xí)】,閱讀書本P81最后部分，尋找誘發(fā)基因突變的原因。,究竟是什么原因?qū)е禄蛲蛔兡兀?3基因突變發(fā)生的原因？,引起基因突變的因素 （

4、致變因素）,A.自然突變:自然發(fā)生的突變,B.誘發(fā)突變: 在人為條件下發(fā)生的突變,如:正常綿羊突變產(chǎn)生短腿安康羊,如:中子照射不抗銹病的燕麥種子, 變成抗銹病個體,物理因素； 化學(xué)因素； 生物因素,例子,4.基因突變的類型,4基因突變的特點(diǎn),普遍性:自然界的物種中廣泛存在 隨機(jī)性:可發(fā)生在任何時期 不定向性： 低頻性:自然界突變率很低：10 5- 10-8 有害性:多數(shù)有害,少數(shù)有利,例子,Aa1或Aa2,一個基因突變后產(chǎn)生 的是它的等位基因,基因突變的意義,基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，也為生物進(jìn)化提供了最初的原材料。,“一豬生九仔，連母十個樣”，這種個體的差異，主要是什

5、么原因產(chǎn)生的?,基因重組,二 基因重組,F2,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,A,a,b,B,A,a,B,b,1.概念,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重新組合,2. 類型,隨機(jī)重組（自由組合）,交換重組（交叉互換）,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源,是生物多樣性的重要原因之一.,基因重組能否產(chǎn)生新的基因？,表現(xiàn)型,基因型環(huán)境條件,不可遺傳的變異,（改變）,（改變）,（改變）,基因突變 基因重組 染色體變異,可遺傳的變異,小結(jié),基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變產(chǎn)生了新基因,基因的重新組合

6、，產(chǎn)生了新的基因型,細(xì)胞分裂間期，DNA分子復(fù)制時，堿基的種類、數(shù)目、排列順序發(fā)生改變,外界條件的劇變和內(nèi)部因素的相互作用,有性生殖過程中減數(shù)分裂,所有生物,只適應(yīng)于真核生物有性生殖的核基因,是生物變異的根本來源，是基因重組的基礎(chǔ),是生物變異的重要來源是生物多樣性的重要原因,很小,非常普遍,使生物產(chǎn)生可遺傳變異，在長期進(jìn)化過程中通過基因突變產(chǎn)生新基因， 為基因重組提供大量可供自由組合的新基因，基因突變是基因重組的 基礎(chǔ),減數(shù)第一次分裂四分體時期同源染色體非姐妹染色單體間交叉互換；減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體自由組合,基因突變和基因重組引起的變異有什么區(qū)別?,1基因突變： 基因_改變，它_(能

7、或否)產(chǎn)生新的基因 發(fā)生時期：_ 特點(diǎn)：普遍性、 隨機(jī)性、 _、 多數(shù)有害、不定向性。 2基因重組： 控制不同性狀的_，_新基因，可形成新的_。 發(fā)生時期：_ 特點(diǎn)：_,內(nèi)部結(jié)構(gòu),能,細(xì)胞分裂間期（DNA復(fù)制時）,突變率低,基因重新組合,不產(chǎn)生,基因型,有性生殖過程中,非常豐富,練 習(xí),1、生物的變異有兩種 和 。 2、可遺傳的變異有三種來源 、 和 。 3、生物變異的根本來源是 。 4在一塊馬鈴薯甲蟲成災(zāi)的地里，噴了一種新的農(nóng)藥后，約98的甲蟲死了，約2的甲蟲生存下來，生存下來的原因是（ ） A有基因突變產(chǎn)生的抗藥性個體存在 B以前曾噴過某種農(nóng)藥，對農(nóng)藥有抵抗力 C約有2的甲蟲未吃到沾有農(nóng)藥

8、的葉子 D生存下來的甲蟲是身強(qiáng)體壯的年輕個體,可遺傳變異,不可遺傳變異,基因突變,基因重組,染色體變異,基因突變,A,5下列關(guān)于基因突變的敘述中，正確的是 （ ） A基因突變發(fā)生在DNA的復(fù)制過程中 B基因突變都是有害的，不利于生物進(jìn)化 C只有細(xì)胞核中的基因才會發(fā)生基因突變 D同源染色體上的成對基因往往同時突變,A,6、某自花傳粉植物連續(xù)幾代開紅花，一次開出一朵白花，白花的后代全開白花，其原因是（ ） A. 基因分離 B. 基因重組 C. 基因突變 D. 環(huán)境刺激 7、下列不屬于基因突變引起的變異是（ ） A. 果蠅的白眼 B. 血友病 C. 短腿安康羊 D. 貓叫綜合征,8、若某基因原有30

9、3對堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，成為300個堿基對，若合成的蛋白質(zhì)分子與原來基因合成的蛋白質(zhì)分子相比較。差異可能為（ ） 只相差一個氨基酸，其他順序不變 長度相差一個氨基酸外，其他順序也有改變 長度不變，但順序改變 A、B都有可能,正常綿羊和短腿安康（中）,白化病患兒,太空椒,普通青椒,神奇的太空育種,繼續(xù),太空南瓜王,這種太空南瓜王最大能長到200多公斤， 在生長繁殖期高峰時，南瓜每天能增大5公斤。,案例：,北京市民李發(fā)君的妻子朱繼榮2002年8月初買了一輛新車作為上下班的交通工具，9月底就發(fā)現(xiàn)身上有大量出血點(diǎn)。10月被正規(guī)醫(yī)院診斷為重癥再生障礙性貧血（白血?。?，治療5個月后宣告治療無效病逝。由于苯中

10、毒可導(dǎo)致重癥再生障礙性貧血，朱也是繼買車后才出現(xiàn)病癥，于是李在中國室內(nèi)裝飾協(xié)會下屬的室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測中心進(jìn)行車內(nèi)空氣檢測，確認(rèn)車內(nèi)苯超標(biāo)后，認(rèn)為罪魁禍?zhǔn)拙褪沁@輛新車。,如果沒有這些因素， 基因突變會不會發(fā)生？,？,基因突變的類型,誘發(fā)突變： 自然突變：,在人為因素的干預(yù)下發(fā)生的基因突變。,在沒有人為因素的干預(yù)下，基因產(chǎn)生的變異。,棉花 正常枝短果枝 果蠅 紅眼白眼 家鴿 羽毛白色灰紅色 人 正常色覺色盲 正常膚色白化病,你認(rèn)為突變有什么特點(diǎn)？,常見突變性狀：,結(jié)論一 基因突變具有普遍性,短腿安康羊（中）,資料一：,資料二：,基因突變可以發(fā)生在 1、生物個體發(fā)育的任何時期 2、可發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同的D

11、NA分子上 3、可發(fā)生在同一DNA分子的不同部位上,結(jié)論二 基因突變具有_性,隨機(jī),1.在生物的個體發(fā)育過程中，基因突變發(fā)生的時期越早，該生物體表現(xiàn)突變部位的范圍越大還是越?。?思考與討論：,2.基因突變可能發(fā)生在哪些細(xì)胞中？,3.基因突變都能傳遞給后代嗎？,突變發(fā)生的時間越早，表現(xiàn)突變的部分越多， 突變發(fā)生的時期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少。,體細(xì)胞和生殖細(xì)胞均可,生殖細(xì)胞可以，體細(xì)胞一般不能傳遞,結(jié)論三： 基因突變的,資料三：,頻率很低,白眼,W,血紅眼,Wb1,象牙眼,Wi,櫻紅眼,Wc,杏紅眼,Wa,伊紅眼,Wc,淺黃色眼,Wb,微色眼,Wt,蜜色眼,Wh,珍珠眼,Wp,珊瑚色眼,W,結(jié)論

12、四：基因突變的方向是不確定的，可逆的,資料四：,絕大多數(shù)的人類遺傳病，都是由基因突變造成的，這些病對人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。 鐮刀型細(xì)胞貧血癥就是一種這樣的遺傳病，患者(aa)不到成年就會死亡?？梢娺@種突變基因在自然選擇的壓力下容易被淘汰。可是在非洲瘧疾流行的地區(qū)，發(fā)現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞雜合基因型(Aa)對瘧疾的感染率，比正常人(AA)低得多。因此，在瘧疾流行的地區(qū)，不利的鐮刀型細(xì)胞基因突變可轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣诜乐汞懠驳牧餍小?結(jié)論五：基因突變的有害性是相對的，但害多利少。,資料五：,1、普遍性 2 、 隨機(jī)性 3 、發(fā)生頻率低 4、不定向性 5、少利多害性,五、基因突變的特征,六基因突變的意義,基因突變是

13、新基因產(chǎn)生的途徑， 生物變異的根本來源，,為生物進(jìn)化提供了最初 的原始材料.,七 人工誘變育種上的應(yīng)用,1、太空種子為什么會發(fā)生變異的呢？依據(jù)什么原理？ 2、太空種子發(fā)生的變異都是我們需要嗎？為什么？ 3.人工誘變育種有什么優(yōu)缺點(diǎn)？,誘變育種小結(jié),利用物理因素或化學(xué)因素來處理生物，使生物發(fā)生基因突變。,原理：基因突變 優(yōu)點(diǎn)：提高變異頻率，加速育種進(jìn)程， 創(chuàng)造新類型 缺點(diǎn)： 成功率低,有利個體往往不多 需大量處理材料 實(shí)例：,青霉素高產(chǎn)菌株 “黑農(nóng)五號”大豆,基因突變,一、定義： DNA分子中發(fā)生的堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。 二、時間及結(jié)果 三、原因 自發(fā)突變 人工誘變：

14、 四、特征 頻率低、不定向、隨機(jī)性、普遍性、大多有害 五、意義 是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，為生物的進(jìn)化提供了原材料。 六、人工誘變育種,物理、化學(xué)、生物因素,1、下面敘述的變異現(xiàn)象， 可遺傳的是 A由于水肥充足而造成的小麥粒大粒多性狀 B果樹修剪后所形成的樹冠具有特定的形狀 C通過美容手術(shù)，單眼皮能變成雙眼皮 D開紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開 白花,D,練 一 練,2、人類能遺傳給后代的基因突變常 發(fā)生在 A.減數(shù)第一次分裂 B.四分體時期 C.減數(shù)第一次分裂的間期 D.有絲分裂間期,c,3.誘發(fā)突變與自然突變相比， 正確的是 A都是有利的 B都是定向的 C都是隱性突變 D誘發(fā)突變率高,D,4.大麗花的紅色( C )對白色( c )為顯性，一株雜