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第1節(jié) 基因突變和基因重組,第5章 基因突變及其他變異,高中生物多媒體教學(xué)課件,表現(xiàn)型,基因型,+ 環(huán)境條件,（改變）,（改變）,（改變）,復(fù)習(xí):表現(xiàn)型與基因型的關(guān)系,,引入:生物體遺傳性狀的改變就是生物的變異,普通的小麥種子種植在肥沃的土壤中，給予充足的陽光和水分，結(jié)出的是粒多飽滿的種子，但是再把這些種子種下去結(jié)出的仍就是普通的種子,不可遺傳的變異,,太空椒（經(jīng)過太空遨游，也就是經(jīng)過輻射的）和普通椒相比，太空椒具有明顯的優(yōu)勢，果實肥大，把其種下去后結(jié)出的仍是太空椒,可遺傳的變異,,變異類型,可遺傳的變異,不遺傳的變異,,基因突變,染色體變異,,基因重組,僅僅由環(huán)境不同引起，遺傳物質(zhì)沒有改變，不能進一步遺傳給后代。,由于生殖細胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，其后代將繼承這種改變。,,生物變異的類型,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．用生長素處理未經(jīng)受粉的番茄雌蕊，得到的果實無籽 D．開紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開白花,D,精典例題,,1910年，赫里克醫(yī)生的診所來了一位黑人病人，病人臉色蒼白，四肢無力，是嚴重的貧血病患者。醫(yī)生使用所有能治療貧血病的藥物，但對這個病人無效。對病人做血液檢查時發(fā)現(xiàn)，紅細胞在顯微鏡不是正常的圓餅形，而是又長又彎的鐮刀形，稱鐮刀狀細胞貧血癥。,一、基因突變,,(一)基因突變的實例,為什么谷氨酸會被纈氨酸取代呢？ 隨著分子遺傳學(xué)的崛起，已經(jīng)查明DNA分子中的一組堿基由CTT變成CAT。,1956年，英國科學(xué)家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀狀細胞貧血癥患者血紅蛋白有兩條肽鏈（共四條）上，第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代。,正常,異常,…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—…,…－脯氨酸－纈氨酸－谷氨酸 —…,,思考與討論,,谷氨酸,纈氨酸,正常,異常,_____原因,_____原因,,,根本,直接,,┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷,┯┯┯┯┯ ＡＴＡＧＣ ＴＡＴＣＧ ┷┷┷┷┷,,┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷,┯┯┯ ＡＧＣ ＴＣＧ ┷┷┷,,┯┯┯┯ ＡＣＧＣ ＴＧＣＧ ┷┷┷┷,┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷,,增添,缺失,替換,DNA分子中發(fā)生堿基對的 、 和 ，而引起的 的改變。,增添,缺失,替換,基因結(jié)構(gòu),（一）基因突變的概念：,,思考與討論：,①由于堿基對的改變，是否一定會引起蛋白質(zhì)的改變？,②基因突變都會遺傳給后代嗎？,,2、在一個DNA分子中如果插入了一個堿基對，則 A.不能轉(zhuǎn)錄 B.不能翻譯 C.在轉(zhuǎn)錄時造成插入點以前的遺傳密碼改變 D.在轉(zhuǎn)錄時造成插入點以后的遺傳密碼改變 3、若某基因原為303對堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，成為300個堿基對，它合成的蛋白質(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 A．只相差一個氨基酸，其他順序不變 B．長度相差一個氨基酸外，其他順序也有改變 C．長度不變，但順序改變 D．A、B都有可能,,D,D,精典例題,(二)基因突變發(fā)生的時間？ Why？,細胞周期中的分裂間期,A.有絲分裂間期,B.減數(shù)第一次分裂間期,體細胞,生殖細胞,,中可以發(fā)生基因突變,（但一般不能傳給后代）,中也可以發(fā)生基因突變,（可以通過受精作用直接傳給后代）,DNA在進行復(fù)制時發(fā)生錯誤或由于某種原因斷裂后進行修復(fù)時發(fā)生錯誤。,,(三)基因突變的原因,物理因素,化學(xué)因素,生物因素,,基因突變的原因,,X射線、激光等,亞硝酸和堿基類似物等,病毒和某些細菌等,(四)基因突變的類型,1、按來源分__________與__________,2、按突變后對生物個體的影響分 ， ，________。,自然突變,誘發(fā)突變,有利突變,有害突變,中性突變,,3、按表現(xiàn)條件分顯性突變和隱性突變,棉花 正常枝——短果枝 果蠅 紅眼——白眼 長翅——殘翅 家鴿 羽毛白色——灰紅色 人 正常色覺——色盲 正常膚色——白化病,你認為突變有什么特點？,常見突變性狀：,一 在生物界普遍存在；,討論與思考,短腿安康羊（中）,玉米白化苗,人類多指,以植物的個體發(fā)育為例：,基因突變發(fā)生的時期與突變性狀在生物體的表現(xiàn)部位及范圍大小有沒有關(guān)系？,有什么關(guān)系？,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。,基因突變發(fā)生在生物個體發(fā)育的什么時期？ 哪些細胞、DNA、基因能發(fā)生基因突變？,有,二 在生物體內(nèi)隨機發(fā)生；,小資料,三 突變率低；,五 基因突是 不定向的,(五)基因突變的特點,自然界的不同物種、不同個體中廣泛存在,可發(fā)生在同一個體的任何發(fā)育時期、 同一細胞內(nèi)的任何DNA分子、 同一DNA分子上的任何基因,自然界突變率很低：10－5- 10-8,①普遍性:,②隨機性:,④低頻性:,一個基因可以產(chǎn)生一個以上的等位基因,③ 不定向性：,,(六)基因突變的意義,生物變異的根本來源，為生物進化提供了最初的原始材料,能使生物的性狀出現(xiàn)差別，以適應(yīng)不同的外界環(huán)境，是生物進化的重要因素之一。,基因突變的結(jié)果：,使一個基因變成它的等位基因,,①成功率低,有利個體往往不多 ②需大量處理材料（Why?）,(七)人工誘變在育種上的應(yīng)用,誘變意義:,是創(chuàng)造動、植物新品種和微生物新類型的重要方法,（2）優(yōu)點：,①提高突變率，縮短育種周期,②大幅度改良某些性狀,（3）缺點:,,,物理因素：X射線、γ射線、紫外線、激光等 化學(xué)因素：亞硝酸、硫酸二乙酯等,,（1）常用的方法：,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。,（4）實例：“黑農(nóng)五號”大豆 高產(chǎn)青霉菌株 太空椒,“一母生九仔，連母十個樣”，這種個體的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的?,基因重組,二、基因重組,1、概念:,在生物進行有性生殖過程中,控制不同性狀的基因的自由組合.,2、類型:,①基因的自由組合:,②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.,,后一頁,,非同源染色體上的 非等位基因自由組合,一種具有20對等位基因（這20對等位基因分別位于 20對同源染色體上）的生物進行雜交時，F(xiàn)2可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型就有 種。,A,a,b,B,A,a,B,b,Ab和aB,AB和ab,上一頁,220=1048576,A,a,b,B,A,a,B,b,同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換,上一頁,3、意義:,通過有性生殖實現(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？,,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_________改變，它________新的基因 發(fā)生時期：________________________ 特點：①普遍性、②隨機性、③___________、 ④多數(shù)有害、⑤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：__________,內(nèi)部結(jié)構(gòu),能產(chǎn)生,細胞分裂間期（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(減數(shù)分裂),非常豐富,,1、生物變異的根本來源是 A．基因重組 B．染色體數(shù)目變異 C．染色體結(jié)構(gòu)變異 D．基因突變 2、基因重組發(fā)生在 A．減數(shù)分裂形成配子的過程中 B．受精作用形成受精卵的過程中 C．有絲分裂形成子細胞的過程中 D．通過嫁接，砧木和接穗愈合的過程中,,D,A,3、上眼瞼下垂是一種顯性遺傳病,某一男性患者,其父母正常，請判斷這人性狀最可能是 A.伴性遺傳 B.常染色體遺傳 C.基因突變 D.基因重組,C,4、生物界是千姿百態(tài)，多種多樣的，這都要建立在生物豐富變異的基礎(chǔ)上。生物豐富的變異主要來源于 A.基因重組 B.基因突變 C.染色體變異 D.環(huán)境變化,A,