高中生物《第五章 第一节 基因突变和基因重组》课件5 新人教版必修2

缺 失
┯┯┯ ＡＧＣ ＴＣＧ ┷┷┷
思考与讨论： ①由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的 改变？
②基因突变都会遗传给后代吗？
1.生物变异的类型及原因 2.基因突变的概念
(二)基因突变发生的时间？ Why？
细胞周期中的分裂间期 DNA在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂后 进行修复时发生错误。 A.有丝分裂间期 体细胞 中可以发生基因突变 （但一般不能传给后代） B.减数第一次分裂间期 生殖细胞 中也可以发生基因突变 （可以通过受精作用直接传给后代）
仅由环境条件引起的变异.
可遗传的变异:由细胞内遗传物质变
化引起的变异.
基因突变 由于DNA分子中碱基对的增
遗传变异 三种来源
添缺失或替换而引起基因结构 的改变。 非同源染色体上非等位基因的 基因重组 自由组合；同源染色体上的非 姐妹染色单体之间发生局部交换 染色体变异 染色体结构或数目改变
资料一：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大
本来源；是生物进化的原始材料。
基因重组：
1、概念： 生物体在进行有性生殖的过程中， 控制不同性状的基因的重新组合
一类是自由组合型,是非同源染色体的 2、类型： 非等位基因的自由组合；另一类是交叉互换 型,是同源染色体上非姐妹染色单体发生局部 交换，这些染色单体上的基因重新组合。
基因重组发生在减数分裂过程。
血红蛋白究竟出了什么问题？
1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀 状细胞贫血症患者血红蛋白有两条肽链上， 第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代。
正常 异常
…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—… …－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸 —…
为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？ 随着分子遗传学的崛起，已经查明DNA分 子中的一组碱基由CTT变成CAT。
3、按现条件分显性突变和隐性突变
常见突变性状：
棉花
果蝇
正常枝——短果枝
红眼——白眼
短腿安康羊（中）
长翅——残翅
家鸽 羽毛白色——灰红色
玉米白化苗
人
讨论与思考
正常色觉——色盲
正常肤色——白化病
人类多指
你认为突变有什么特点？
在生物界普遍存在；
一
以植物的个体发育为例：
具根茎叶 胚 幼苗 受精卵 的植株 分化出花 开花结果 芽的植株 的植株 任何时期 基因突变发生在生物个体发育的什么时期？ 哪些细胞能发生基因突变？分裂间期的细胞 基因突变发生的时期与突变性状在生物体 的表现部位及范围大小有没有关系？ 有 有什么关系？ 突变发生的时间越早，表现突变的部分越多， 突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。
二
在生物体内随机发生；
小资料
基 因 突变率
2×10－６ 4×10－5 3×10－5 1×10－６ 1×10－5 3×10－5 大肠杆菌组氨酸缺陷型基因 果蝇的白眼基因 果蝇的褐眼基因 玉米的皱缩基因 小鼠的白化基因 人类色盲基因
三
突变率低；
四
大多数突变是有害的
白化苗
为 什 么 呢 ？ 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。
基因工程的概念
基因工程又叫做重组DNA技术。 通俗地说，就是按照人们的意 愿，把一种生物的某种基因提 取出来，加以修饰改造，然后 放到另一种生物的细胞里，定 向地改造生物的遗传性状。
基因工程的概念
基因工程的别名 操作环境 操作对象
重组DNA技术
生物体外
基因
操作水平
基本过程 实质 结果
DNA分子水平
基因重组能否产生新的基因？
基因突变和重组引起的变异有什么区别? 1．基因突变： 内部结构 能产生 基因_________改变，它________新的基因 细胞分裂间期（DNA复制时） 发生时期：________________________ 特点：①普遍性、②随机性、③___________、 突变率低 ④多数有害、⑤不定向性。 2．基因重组： 控制不同性状的_____________，_______新基因，可 基因重新组合 不产生 形成新的________。 基因型 发生时期：___________________ 有性生殖过程中(减数分裂) 特点：__________ 非常丰富
非同源染色体上的 非等位基因自由组合
b B
Ab 和 aB
B b
AB 和 ab
一种具有20对等位基因（这20对等位基因分别位于 20对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出 现的表现型就有 220=1048576 种。
同源染色体的非姐妹染色单体 之间的局部交换
b
B
b
B
3、意义: 通过有性生殖实现基因重 组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.
分析镰刀型细胞贫血症病因
血红蛋白 正常 氨基酸 谷氨酸A
GUA
突变
CTT GAA
CAT GTA
具体变化过程:
DNA分子中的碱基对发生变化 这种变化可否遗传? 如何遗传？ 可以遗传
mRNA分子中的碱基发生变化
相应氨基酸的改变
相应蛋白质的改变
相应性状的改变
突变后的DNA分 子复制,通过减 数分裂形成带有 突变基因的生殖 细胞,并将突变 基因传给下一代.
(三)基因突变的原因
物理因素 X射线、激光等
基因突变的原因
化学因素 亚硝酸和碱基类似物等 生物因素 病毒和某些细菌等
(四)基因突变的类型
自然突变 诱发突变 1、按来源分__________与__________ 2、按突变后对生物个体的影响分 有利突变 与 有害突变 ________,对生物体而言，多数为____________。 有害突变 为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变? 如此的话基因突变对生物岂不是没有意义? ①打破生物对环境的适应性 ②产生新基因 引发生物变异 为进化提供原始材料
• 什么叫黏性末端？
限制 酶
二、 “分子缝合针” —— DNA连接酶 1、种类：两类
E· DNA连接酶 coli T4 DNA连接酶 磷酸二酯键 2、作用部位：
DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙 “缝合”起来，即把梯子两边扶手的断口连 接起来，这样一个重组的DNA分子就形成了。
的有7斤，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日 照时间长、光照强，叶球可重达14斤左右。但再引 回北京后，叶球又只有7斤。
资料二：太空椒与普通青
椒对比，果实明显增大， 将太空椒的种子种植下去， 仍然是肥大果实。
这种太空南瓜王最大能 长到200多公斤， 在生长繁殖期高峰时， 南瓜每天能增大5公斤。
正常型红细胞
剪切 → 拼接 → 导入 → 表达 基因重组(广义) 人类需要的基因产物
例：基因工程培育抗虫棉的简要过程
苏云金芽孢杆菌
提取
抗虫基因 与运载体结合
导入
棉细胞
抗虫棉 (产生抗虫蛋白)
二、基因工程操作的工具:
1、基因的“剪刀”—限制性内切酶
2、基因的“针线”——DNA连接酶 3、基因的运输工具——运载体
镰刀型细胞贫血症红细胞
一、基因突变
(一)基因突变的实例
镰刀型贫血症简介
镰刀型贫血症是一种异常血红蛋白病。 一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，血液的 粘性增加，引起红细胞的堆积，导致各器官血 流的阻塞。而出现脾脏肿大，四肢的骨骼、关 节疼痛，血尿和肾功能衰竭等症状，病重时， 红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象，引起 严重贫血而造成死亡。 患者不能进行激烈运动，长期遭受慢性 贫血折磨。常在幼年发现。
1.基因控制性状的两条途径? 2.用图解表示中心法则.
基因突变和基因重组
遗传:后代与亲代之间性状相似. 变异:后代个体之间以及后代与亲代之间 性状差异.
复习:表现型与基因型的关系
表现型
（改变）
基因型 +
（改变）
环境条件
（改变）
引入:生物体遗传性状的改变就是 生物的变异
不可遗传的变异:
生物变异 的类型
（一）基因突变的概念：
DNA分子中发生碱基对的 增添、 缺失 和 改变 ， 而引起的 基因结构 的改变。
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改 变
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增 添
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五
基因突是 不定向的
(五)基因突变的特点
①普遍性: 自然界的物种中广泛存在 ②随机性: 可发生在任何时期 ③低频性: 自然界突变率很低：10－5- 10-8
④多害少利性： (打破对环境的适应性) 多数有害,少数有利
一个基因可以产生一个以上的等位基因 ⑤不定向性：
基因突变的意义
是新基因产生的途径；生物变异的根