基因突变和基因重组.ppt
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第5章基因突变及其他变异,第1节基因的突变和基因重组,通过整容改变的外型可以遗传给后代吗?,什么叫“生物的变异”?,是指亲子间和子代个体间的差异。,变异能否遗传?是否所有的变异都能遗传给后代?,通过美容手术,纹成弯弯的柳叶眉,这种柳叶眉能遗传吗?为什么?,不可遗传的变异,太空椒(经过太空遨游,也就是经过辐射的)和普通椒相比,太空椒具有明显的优势,果实肥大,把其种下去后结出的仍是太空椒,可遗传的变异,生物的变异,不可遗传的变异可遗传的变异,:环境因素引起的,自身的遗传物质没有改变),生殖细胞内遗传物质改变,一、基因突变,基因突变实例:镰刀型细胞贫血症,正常红细胞,镰刀型红细胞,这种病是怎样形成的呢?,为什么谷氨酸会被缬氨酸取代?,DNA,mRNA,正常蛋白质,蛋白质,异常蛋白质,氨基酸,正常红细胞,镰刀型红细胞,根本原因,直接原因,谷氨酸缬氨酸,镰刀型细胞贫血症的病因分析,思考!,DNA中碱基对的替换可以引起DNA结构的改变,从而引起生物性状的改变.那么如果发生碱基对的增添或缺失,是否也可能引起生物性状的改变呢?,DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变(一般地,基因突变后变成其新的等位基因)。,一基因突变的概念,注意:,1、基因突变是基因上某一位点的改变,在显微镜下看不到,且不改变染色体上基因的数量和位置,2、表示基因突变时,应用碱基对的形式如:,思考与讨论:,由于DNA碱基对的改变,是否一定会引起蛋白质的改变?,基因突变都会遗传给后代吗?,1突变发生在配子中,可传给后代.2突变发生在体细胞中,一般不能遗传.,基因突变主要发生在什么时候?,DNA复制时(有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期),不一定,密码子具有简并性(一种氨基酸可能对应多种密码子),化学因素:,生物因素:,亚硝酸、碱基类似物等,病毒和某些细菌等,复制偶发错误碱基组成改变,2、基因突变的原因,1、外部因素:(自然或人为的诱发突变),2、内因(自发突变),2、基因突变的原因,分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突变的可能,从而防止细胞癌变?,物理因素,物理因素,化学因素,少吃烧烤和油炸食品,化学因素,接种乙肝疫苗,生物因素,夏季涂抹防晒霜,青少年少上网,少用手机,不喝反复烧开的水(含亚硝酸盐),白眼果蝇,短腿的安康羊,所有生物均能发生,(1)普遍性,3.基因突变的特点,玉米白化苗,白色皮毛牛犊,人类多指,A.自然突变:自然条件下发生的突变,B.诱发突变:在人为条件下发生的突变,(2)随机性,3.基因突变的特点,植物的个体发育,基因突变可发生在:,生物个体发育的任何时期,生物体的任何部位。,细胞内不同的DNA分子上;,同一DNA分子的不同部位,(3)不定向性,3.基因突变的特点,经诱变处理的紫色种子产生的子代种子,经诱变处理的黑色家鼠产生的子代,基因突变的不定向表现为:一个基因向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因,而且基因突变的方向和环境没有明确的因果关系!,自然状态下,基因突变的频率是很低的。,(4)低频性,3.基因突变的特点,据估计,在高等生物中,大约105-108个生殖细胞中才会有1个生殖细胞发生基因突变。,注意:虽然基因频率很低,但当一种群内有许多个体时,就有可能产生各种各样的随机突变,足以提供丰富的可遗传变异(p82),白化病,任何一种生物都是长期进化过程的产物,它们与环境取得了高度的协调。,白化苗,(5)少利多害性,3.基因突变的特点,大多数基因突变对生物体是有害的,只有少数是有利的,有些既无害也无益。,为什么呢?,(三)基因突变的特点,自然界的物种中广泛存在,可发生在任何时期,(打破对环境的适应性)多数有害,少数有利,普遍性:,随机性:,少利多害性:,不定向性:Aa1或Aa2,等位基因是如何产生的?,自然界突变率:105-10-8,低频性:,2020/5/20,基因突变的结果:,一个基因突变后产生的是它的等位基因,即产生了新基因:原基因的等位基因基因突变是等位基因产生的根本来源。,隐性突变,显性突变,基因,突变,新基因(等位基因),基因型(改变),表现型(改变),4.基因突变的意义,(1)是新基因产生的途径,(2)是生物变异的根本来源,(3)是生物进化的原始原材料,批判性思维,有人认为,自然条件下基因突变率很多低,而且大多数基因突变对生物体是有害的,因此,它不可能为生物进化提供原材料。你认为这样的看法正确吗?为什么?,这种看法不正确。对于生物个体而言,发生自然突变的频率是很低的。但是,一个物种往往是由许多个体组成的,就整个物种来看,在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的,其中有不少突变是有利突变,对生物的进化有重要意义。因此,基因突变能够为生物进化提供原材料。,(P82),DNA,异亮氨酸,精氨酸,天冬氨酸,mRNA,TTGGCG,AACCGC,碱基对替换,精氨酸,异亮氨酸,TAAGCG,ATTCGC,精氨酸,基因突变是否一定引起生物性状的改变呢?,基因突变一定会导致基因结构的改变。基因突变并不一定引起生物性状的改变。,基因突变是否一定引起生物性状的改变呢?,思考:1、哪一种基因突变对生物性状的影响最小?,2、基因突变不一定改变生物性状的原因有哪些?一种氨基酸可能有几种密码子(密码子的简并性)显性纯合子突变成杂合子(AAAa)不直接编码氨基酸的基因片段(DNA片段)发生改变,碱基对的替换,经典例题,1.诱发突变与自然突变相比,正确的是()A都是有利的B都是定向的C都是隐性突变D诱发突变率高,D,2.基因A与a1、a2、a3之间的关系如图,该图不能表明的是()A、基因突变是不定向的B、等位基因的出现是基因突变的结果C、正常基因与致病基因可以通过突变而转化D、这些基因的转化遵循自由组合定律,D,“一母生九子,连母十个样”,这种个体的差异,主要是什么原因产生的?,想一想,注:广义的基因重组还包括基因工程,1、概念:,在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的自由组合。,2、类型:,(1)自由组合:,(2)交叉互换:,在减数第一次分裂后期,非同源染色体上的非等位基因的自由组合,在减数第一次分裂四分体时期,同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换.,3、意义:为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一。对生物的进化也具有重要意义。,二、基因重组,基因重组能否产生新的基因?,不能。控制不同性状的基因重新组合,不产生新基因,可形成新的基因型。,基因重组意义:,1、产生新基因型(未产生新基因)2、生物变异的来源之一3、对生物进化有重要意义,课堂小结,碱基对的增添、缺失或替换引起的基因结构的改变,控制不同性状的基因的重新组合,不产生新基因,分裂间期,有性生殖过程,自然突变、诱发突变,产生新基因,产生新的基因型,生物变异的根本来源,生物进化的原材料,生物变异的来源之一,形成生物多样性的重要原因,突变频率低,但在生物界普遍存在,有性生殖中非常普遍,基因突变和基因重组,自由组合型、交叉互换型,3、某自花传粉植物连续几代开红花,一次开出一朵白花,白花的后代全开白花,其原因是A基因突变B基因重组C基因分离D环境影响,A,1、生物变异的根本来源是A基因重组B染色体数目变异C染色体结构变异D基因突变2、基因重组发生在A减数分裂形成配子的过程中B受精作用形成受精卵的过程中C有丝分裂形成子细胞的过程中D通过嫁接,砧木和接穗愈合的过程中,D,A,课堂巩固,课堂练习,1.一种植物在正常情况下只开红花,但偶然会出现一朵白花,如果将白花种子种下去,它的后代全部开白花,出现这种现象的原因是()A.自然杂交B.自然选择C.基因突变D.基因重组2.进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定的差异的主要原因是()A.基因重组B.基因突变C.染色体变异D.生活条件改变,3.下列有关基因突变的说法,不正确的是()A.自然条件下,一种生物的突变率是很低的B.生物所发生的基因突变一般都是有利的C.基因突变在自然界的中广泛存在D.基因突变可产生新的基因,是生物变异的根本来源,4、基因突变的本质是:A染色体上的DNA变成了蛋白质B染色体上的DNA变成了RNAC染色体上的DNA减少了或增多了D染色体上的DNA结构发生了局部改变,1、下图示“中心法则”,请根据图回答:,(1)指出图中数字表示的过程名称:1、_2、_3、_4、_5、_(2)图中箭头表示_(3)指出下列过程进行的场所:1、_2、_5、_(4)图示1过程和2过程DNA双螺旋结构的打开需要的催化。(5)图示3过程需要的作用。,1,2,3,4,5,2、一条多肽链中有氨基酸500个,则合成该多肽链的信使RNA至少有个碱基,其基因中至少有个碱基。,- 配套讲稿:
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- 基因突变 基因 重组
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