高中生物第五章第一节基因突变和基因重组新人教版必修2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,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,.,表现型,基因型,+,环境条件,（,改变,）,（,改变,）,（改变）,复习,:,表现型与基因型的关系,引入,:,生物体遗传性状的改变就是生物的变异,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。,1910,年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称,镰刀型细胞贫血症,。这样的红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血,严重时会导致死亡,.,一、基因突变,(,一,),基因突变的实例,镰刀型细胞贫血症分析,圆饼状的红细胞,镰刀状的红细胞,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。,镰刀型贫血症简介,血红蛋白究竟出了什么问题？,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,。,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,谷氨酸,缬氨酸,DNA,mRNA,氨基酸,蛋白质,G,U,A,直接原因,根本原因,替换,正常,红细胞,镰刀形,红细胞,分析镰刀型细胞贫血症病因,相应性状的改变,相应蛋白质的改变,相应氨基酸的改变,mRNA,分子中的碱基发生变化,DNA,分子中的碱基对发生变化,具体变化过程,:,这种变化可否遗传,?,如何遗传？,可以遗传,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,.,增添,缺失,改变,DNA,分子中发生,碱基对,的,、,和,，而引起的,的改变。,增添,缺失,改变,基因结构,（一）基因突变的概念：,发生基因突变的基因与原来基因相同吗？,实质：产生,新基因,U,天冬氨酸,U,U,天冬氨酸,缬氨酸,（,1,）,基因突变，是否一定会引起蛋白质的改变？,(2),基因突变发生的时间？,Why,？,细胞周期中的分裂间期,A.,有丝分裂间期,B.,减数第一次分裂间期,体细胞,生殖细胞,中可以发生基因突变,（但一般不能传给后代）,中也可以发生基因突变,（可以通过受精作用直接传给后代）,DNA,在进行复制时发生错误,.,（,3,）上述时期发生的,基因突变一定能遗传给后代吗？,物理因素：,X,射线 激光等,化学因素：亚硝酸 碱基类似物等,生物因素：病毒 某些细菌等,（二）基因突变的原因,（,1,）外因,诱发突变,（,2,）内因,自发突变,棉花 正常枝,短果枝,果蝇 红眼,白眼,长翅,残翅,家鸽 羽毛白色,灰红色,人 正常色觉,色盲,正常肤色,白化病,你认为突变有什么特点？,常见突变性状：,一 在生物界普遍存在；,讨论与思考,短腿安康羊（中）,玉米白化苗,人类多指,以植物的个体发育为例：,开花结果的植株,胚,幼苗,具根茎叶的植株,分化出花芽的植株,受精卵,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。,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？,任何时期,分裂间期的细胞,有,二 在生物体内随机发生；,小资料,三 突变率,低,；,白化苗,四,多害,少利性,白化病,为什么呢？,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。,并指,无脑儿,白化病（常、隐）,唇裂,五,基因突是,不定向,的,等位基因,(,五,),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,自然界突变率很低：,10,5,-,10,-8,(,打破对环境的适应性,),多数有害,少数有利,普遍性,:,随机性,:,低频性,:,多害少利性：,一个基因可以产生一个以上的等位基因,不定向性：,思考：,1基因突变能产生新的基因吗？,2这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什么意义（有利还是有害）?,3自然环境会选择哪些个体生存下来？,（有利还是有害）,基因突变的意义,是新基因产生的途径；生物变异的根本来源；是生物进化的原始材料。,(,四,),基因突变的类型,1,、按来源分,_,与,_,2,、按突变后对生物个体的影响分,与,_,对生物体而言，多数为,_,。,自然突变,诱发突变,有利突变,有害突变,有害突变,打破生物对环境的适应性,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,?,产生新基因,引发生物变异,为进化提供原始材料,3,、按现条件分,显性突变,和,隐性突变,F,2,黄色,圆粒,黄色,皱粒,绿色,圆粒,绿色,皱粒,F,1,黄色圆粒,绿色皱粒,P,黄色圆粒,思考：为什么子二代会出现亲代没有的表现型？,YYRR,yyrr,YyRr,基因自由组合,一、基因重组,1,、概念,:,2,、类型,:,基因的自由组合,:,基因的互换,:,非同源染色体上的非等位基因的,自由组合,同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换,.(,交叉互换,),是指生物体在进行,有性生殖,的过程中，控制,不同性状的基因重新组合的过程。,非同源染色体上的,非等位基因自由组合,Y,y,r,R,Y,y,R,r,Yr和yR,YR和yr,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，,F,2,可能出现的表现型就有,种。,2,20,=1048576,A,a,b,B,A,a,B,b,同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换,思考,2,：基因重组中有无新的基因产生？,思考,3,：果蝇的体细胞有4对同源染色体，根据自由组合规律计算，一只雄果蝇能产生多少种染色体不同的精子，,一只雌果蝇能产生多少种染色体不同的卵细胞？,非常丰富,3、,特点,思考1：基因重组发生在什么时期,4、意义,:,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，为,生物进化,提供丰富的物质基础,。,小结：基因突变与基因重组的比较,碱基对增添|缺失|替换引起,基因结构变化，,产生新基因,不产生新基因，产生新基因型,生物变异的根本来源，为生物的进化提供原始材料,有性生殖中，控制不同性状的,基因重新组合的过程,普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性。,非常丰富,自发突变、诱发突变,细胞分裂间期，DNA复制,过程中,减数第一次分裂前、后期,生物变异的来源之一，对生物的进化有重要意义。,非同源染色体自由,组合|交叉互换,基因突变和重组引起的变异有什么区别,?,1,基因突变：,基因,_,改变，它,_,新的基因,发生时期：,_,特点：普遍性、随机性、,_,、,多数有害、不定向性。,2,基因重组：,控制不同性状的,_,，,_,新基因，可形成新的,_,。,发生时期：,_,特点：,_,内部结构,能产生,细胞分裂间期（,DNA,复制时）,突变率低,基因重新组合,不产生,基因型,有性生殖过程中,(,减数分裂,),非常丰富,思考: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，F,2,可能出现的表现型就有,种。,2,20,=1048576,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。,重组,DNA,技术,生物体外,基因,DNA,分子水平,人类需要的基因产物,剪切,拼接,导入,表达,基因重组,(,广义,),基因工程的概念,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,棉细胞,导入,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,限制酶,什么叫黏性末端？,二、“分子缝合针”DNA连接酶,1,、种类：,2,、作用部位：,两类,E,coli DNA,连接酶,T4 DNA,连接酶,磷酸二酯键,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。,