高二生物 4.4.1基因突變和基因重組

1、高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,基因突變和基因重組,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,什么叫“生物的變異”？,是指親子間和子代個(gè)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？,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,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 基因重組 染色體變異,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,一.基因突變,積極思維,鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因是什么?,圓餅型的紅細(xì)胞,鐮刀狀的紅細(xì)胞,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,脯氨酸谷氨酸谷氨酸, 脯氨酸纈氨酸谷

2、氨酸 ,正常,病人的血紅蛋白的一條多肽鏈發(fā)生了什么變化？,鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因分析,異常,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,谷氨酸,纈氨酸,正常,異常,直接原因,根本原因,鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由基因突變引起的一種遺傳病，是由于基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變產(chǎn)生的。,病因：,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,指發(fā)生在基因水平上的變異,是由于DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變,1基因突變的概念:,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,2基因突變的類型,缺失,（正常）,改變,增添,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,3基因突變發(fā)生的時(shí)期？,細(xì)胞周期中的分裂間

3、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,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,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(shí)期 稀有性:自然界突變率很低：10 5- 10-8 有害性:(打破對環(huán)境的適應(yīng)性)多數(shù)有害,少數(shù)有利 不定向性：Aa或AA,例子,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,5基因突變發(fā)生的原因？,引起基因突變的因素 （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

4、病個(gè)體,物理因素； 化學(xué)因素； 生物因素,例子,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,化學(xué)因素：有亞硝酸、硫酸二乙酯等。,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(xì)菌等。,6人工誘變在育種上的應(yīng)用,成功率低,有利個(gè)體往往不多 會(huì)出現(xiàn)返祖現(xiàn)象,（2）優(yōu)點(diǎn)：,（3）缺點(diǎn):,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,基因突變的意義,基因突變在生物進(jìn)化中有重要意義。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。,原因： 基因突變能夠產(chǎn)生前所未有的新基因， 從而出現(xiàn)前所未有的新性狀。,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,“一豬生九仔，連母十個(gè)樣”，

5、這種個(gè)體的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的?,基因重組,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,1 概念:,生物在進(jìn)行有性生殖過程中,控制不同性狀的基因的自由組合的過程.,二.基因重組,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,2 類型:,基因的自由組合: 非同源染色體上的非等位基因的組合.,基因的互換: 同源染色體上的非姐妹染色體之間發(fā)生局部互換.,例子,圖解,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,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？,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,控制不同性狀的基因重新組合，不產(chǎn)生新

6、基因，可形成新的基因型。,發(fā)生時(shí)期：有性生殖過程中。,特點(diǎn)是：非常豐富。,基因重組：,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,三.重組DNA技術(shù)（基因工程）,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,三.重組DNA技術(shù)（基因工程）,rebinant DNA technique,指將一個(gè)生物體中的目的基因轉(zhuǎn)入另一個(gè)生物體中，使后者獲得新的遺傳性狀或表達(dá)所需要的產(chǎn)物的技術(shù)。,這一技術(shù)是人類根據(jù)一定的目的和設(shè)計(jì)，對DNA分子進(jìn)行體外加工操作，再引入受體生物，以改變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、分子水平的生物工程技術(shù)。,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,

7、兩段不同來源的DNA片段被連在一起所形成的新DNA片段叫重組DNA,重組DNA,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,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(dú)立于染色體之外，可以自主復(fù)制。,質(zhì)粒(plasmid)目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞的運(yùn)載工具。,質(zhì)粒,染色體,細(xì)菌,2目的基因 和質(zhì)粒載體 的連接,3將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞,4選擇,5目的基因表達(dá),1目的基因的取得,DNA片段（目的基因）與載體DNA分子相連接，形成重組DNA,選出含有所需要的重組體DNA分子的受體細(xì)胞,目的基因在受體細(xì)胞中高效表達(dá)，合成產(chǎn)物（蛋白質(zhì)),重組DNA技

8、術(shù)的一般過程,（DNA片段）,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,利用這個(gè)技術(shù)，可以改變生物的遺傳組成，從而獲得新的遺傳性狀或人們需要的產(chǎn)品。,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,基因工程的應(yīng)用,2、人類基因治療,基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生： 1、生產(chǎn)基因工程藥品，如胰島素、生長激素、乙肝疫苗等。,基因工程與農(nóng)牧業(yè)： 應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)可按照人類的要求定向地改造生物，產(chǎn)生新的性狀?？梢垣@得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物（如高產(chǎn)玉米、抗蟲棉等）；培育出轉(zhuǎn)基因奶牛、轉(zhuǎn)基因魚等動(dòng)物新品種。（動(dòng)植物的遺傳改造）,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,一窩兔子,返回,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交換現(xiàn)象。,返回,高二生物 4.4.1基因突變和基因重組,正常綿羊和短腿安康（中）,高二生物 4.4