高中生物 5.1 基因突變和基因重組課件2 新人教版必修2.ppt

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第5章生物的變異,兩只青蛙相愛了,結(jié)婚后生了一個(gè)癩蛤蟆,公青蛙見狀大怒說:賤人,怎么回事?母青蛙哭著說:他爹,認(rèn)識(shí)你之前我整過容.,,,,變異現(xiàn)象,表現(xiàn)型,基因型,+環(huán)境條件,（改變）,（改變）,（改變）,,相互作用,變異,直接,通過改變,,可遺傳變異（一定傳給后代？）,不遺傳的變異：,生物體親代和子代之間以及子代個(gè)體之間性狀的差異性。,變異能否遺傳？,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．開紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開白花D.手術(shù)刀下的麋鹿（美女）和歐巴,C,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(yán)重的貧血病患者。對(duì)病人做血液檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，紅細(xì)胞在顯微鏡不是正常的圓餅形，而是又長又彎的鐮刀形，稱鐮刀型細(xì)胞貧血癥。這樣的紅細(xì)胞容易破裂,使人患溶血性貧血,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致死亡.,二、基因突變,,(一)基因突變的實(shí)例,,1.1949年，美國化學(xué)家鮑林將正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白，分別放在一定的溶液中電泳，發(fā)現(xiàn)正常人和患者的血紅蛋白的電泳圖譜明顯不同，鮑林推測(cè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于血紅蛋白分子的缺陷造成的。經(jīng)過分析，鮑林認(rèn)為鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種分子病。2.1956年，英格拉姆等人用酶將正常的血紅蛋白和鐮刀型細(xì)胞的血紅蛋白在相同條件下切成肽段，通過電泳對(duì)二者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)肽段的位置不同。,為什么谷氨酸會(huì)被纈氨酸取代呢？,1949年美國鮑林（化學(xué)家）發(fā)現(xiàn)鐮刀狀細(xì)胞貧血癥患者血紅蛋白異常1956年，英國科學(xué)家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀狀細(xì)胞貧血癥患者血紅蛋白異常，一條多肽鏈上的谷氨酸被纈氨酸取代。,,U,A,_____原因,根本,病因：鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由引起的一種遺傳病。,直接原因,谷氨酸→纈氨酸,DNA分子中堿基對(duì)替換,如果基因中脫氧核苷酸的排列順序發(fā)生變化，那么一定會(huì)導(dǎo)致A.遺傳性狀的改變B.遺傳密碼的改變C.遺傳信息的改變D.遺傳規(guī)律的改變,,基因分離和基因自由組合定律,,,相應(yīng)性狀的改變,,相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變,,相應(yīng)氨基酸的改變,,mRNA分子中的堿基發(fā)生變化,,基因中的堿基對(duì)發(fā)生變化,透過現(xiàn)象看本質(zhì):,基因突變的草莓正常草莓P87,顯微鏡可觀察到嗎？,分子水平的變異核酸分析儀,基因突變，指導(dǎo)的蛋白質(zhì)一定改變？性狀一定改變？,（一般產(chǎn)生其等位基因）,┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷,┯┯┯┯┯ＡＴＡＧＣＴＡＴＣＧ┷┷┷┷┷,,┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷,┯┯┯ＡＧＣＴＣＧ┷┷┷,,┯┯┯┯ＡＡＧＣＴＴＣＧ┷┷┷┷,┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷,,增加,缺失,替換,機(jī)理：DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的、和，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。P81,增添,缺失,替換,基因突變概念：,基因內(nèi)部核酸分子上的特定脫氧核苷酸序列發(fā)生改變的現(xiàn)象或過程．,哪種變化對(duì)蛋白質(zhì)的氨基酸序列影響較??？,原核生物中某一基因的編碼區(qū)起始端插入了一個(gè)堿基對(duì)。在插入位點(diǎn)的附近，再發(fā)生下列哪種情況有可能對(duì)其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最?。ǎ?A.置換單個(gè)堿基對(duì)B.增加4個(gè)堿基對(duì)C.缺失3個(gè)堿基對(duì)D.缺失4個(gè)堿基對(duì),D,1、基因突變發(fā)生在信息流動(dòng)的哪個(gè)環(huán)節(jié)中？2、從圖中來看，基因突變一般發(fā)生在細(xì)胞分裂的那一時(shí)期？,思考：,有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂間期DNA復(fù)制時(shí),DNA→DNA,3、基因突變都會(huì)遺傳給后代嗎？,基因突變發(fā)生的時(shí)間？Why？,細(xì)胞的分裂間期:,A.有絲分裂間期,B.減數(shù)第一次分裂間期,體細(xì)胞,生殖細(xì)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(jìn)行復(fù)制時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤?,,4、人類能遺傳給后代的基因突變常發(fā)生在A.減數(shù)第一次分裂B.四分體時(shí)期C.減數(shù)第一次分裂的間期D.有絲分裂間期,C,精典例題,基因突變的外因和內(nèi)因？,物理因素,化學(xué)因素,生物因素,,基因突變的因素,各種射線的照射、溫度劇變等,亞硝酸和堿基類似物等1947年,病毒和某些細(xì)菌等,1、自發(fā)突變：在自然狀態(tài)下發(fā)生的基因突變。,2、誘發(fā)突變：在人工條件下誘發(fā)的基因突變。,DNA復(fù)制時(shí)，自身偶爾出現(xiàn)的堿基錯(cuò)誤配對(duì),內(nèi)因：,DNA分子復(fù)制偶爾發(fā)生錯(cuò)誤，DNA堿基組成發(fā)生改變等,早晨起床，掀開黑心棉做的被子，用致癌牙膏刷完牙，喝了杯摻了三聚氰胺的牛奶，吃一根柴油炸的洗衣粉油條，外加一個(gè)蘇丹紅咸鴨蛋，在票販子那兒買了張車票，趕到地下煙廠上班。9：30偷偷用山寨手機(jī)看股票，中午在餐館點(diǎn)了盤用地溝油炒的的黃膳，,一盤敵敵畏噴過的白菜，盛兩碗陳化糧米飯；晚餐蒸一盤瘦肉精養(yǎng)大的死豬肉做的臘肉，沾上點(diǎn)毛發(fā)勾兌的毒醬油，拌盤福爾馬林泡過的海蜇皮，抓兩個(gè)添加了漂白粉的大饅頭，喝兩杯富含甲醇的白酒……唉，這日子過得真叫爽……,,基因突變的特點(diǎn),1.普遍性:,基因突變可在生物的任何時(shí)期、不同DNA、基因隨機(jī)發(fā)生,突變發(fā)生的時(shí)間越早，表現(xiàn)突變的部分越多，突變發(fā)生的時(shí)期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少。,2.隨機(jī)性,生物界原核、真核生物、病毒等所有物種均可以發(fā)生（生物范圍）,3。基因突變是不定向的。不止一種等位基因,,可逆性？多方向性,人工誘發(fā)基因突變能定向嗎？,顯性突變,隱性突變,基因突變是不定向的,,灰老鼠,黑老鼠,黃老鼠,小資料,４、突變率低稀有性,龐大的種群？,可產(chǎn)生豐富的基因突變,基因突變的意義：,是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源,是生物的進(jìn)化的原材料。,白化苗,有害性：大多數(shù)突變是有害的,白化病,為什么呢？,任何一種生物都是長期進(jìn)化過程的產(chǎn)物，它們與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)。,,并指,唇裂,基因突變意義,產(chǎn)生新基因,,引發(fā)生物變異,生物變異的根本來源，為進(jìn)化提供原材料，,常見突變性狀：,棉花：正常枝——短果枝果蠅：紅眼——白眼長翅——?dú)埑峒银潱河鹈咨壹t色人：正常色覺——色盲正常膚色——白化病,基因突變的結(jié)果往往使一個(gè)基因變成它的等位基因,即產(chǎn)生了新的基因.,基因突變的意義:,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(shí)，南瓜每天能增大5公斤。,實(shí)例：“黑農(nóng)五號(hào)”大豆高產(chǎn)青霉菌株太空椒,人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用,是創(chuàng)造動(dòng)、植物新品種和微生物新類型的重要方法,人工誘變能引起基因發(fā)生定向突變嗎?,有利的基因突變,高產(chǎn)大豆高產(chǎn)青霉菌株,有利的基因突變,粉玫瑰紅玫瑰,黃玫瑰藍(lán)玫瑰,基因突變，染色體上基因數(shù)量和位置發(fā)生改變嗎？,基因突變小結(jié),,堿基對(duì)替換、增添、缺失,脫氧核苷酸種類、數(shù)量、排列順序改變,基因結(jié)構(gòu)改變,遺傳信息改變,產(chǎn)生等位基因,,,,,差錯(cuò),,實(shí)質(zhì),,結(jié)果,二、基因重組,1、概念:,具有不同遺傳性狀的雌、雄個(gè)體進(jìn)行有性生殖過程時(shí),控制不同性狀的基因？重新組合，導(dǎo)致后代不同于親本類型的現(xiàn)象或過程。,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單體之間發(fā)生局部互換.(交叉互換)導(dǎo)致同源染色體的染色單體上的非等位基因重組,,后一頁,,非同源染色體上的非等位基因自由組合,Y,y,r,R,Y,y,R,r,Yr和yR,YR和yr,,A,A,A,A,B,B,b,b,B,B,b,b,a,a,a,a,,,,,,,,,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,1、細(xì)菌和病毒存在基因重組這種變異嗎？2、基因重組能否產(chǎn)生新基因？能產(chǎn)生新的基因型嗎？3、你能從基因重組的角度解釋人群中個(gè)體性狀的多種多樣嗎？,不存在,不能,能,①減數(shù)分裂形成的配子,染色體組成具有多樣性,導(dǎo)致不同配子遺傳物質(zhì)的差異②受精過程中卵細(xì)胞和精子的結(jié)合的隨機(jī)性,,3、意義:,思考:一種具有20對(duì)等位基因（這20對(duì)等位基因分別位于20對(duì)同源染色體上）的生物進(jìn)行雜交時(shí)，F(xiàn)2可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型就有種。,220=1048576,廣義的基因重組？,減數(shù)第一次分裂普遍發(fā)生,小結(jié)：基因突變和基因重組的比較,基因的主要載體---染色體變異,,2、關(guān)于基因突變的下列敘述中，錯(cuò)誤的是（）A．基因突變是指基因結(jié)構(gòu)中堿基對(duì)的增添、缺失或改變B．基因突變是由于基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量和排列順序的改變而發(fā)生的C．基因突變可以在一定的外界環(huán)境條件或者生物內(nèi)部因素的作用下引起D．基因突變的突變率是很低的，并且都是有害的,跟蹤訓(xùn)練,D,3、基因A與a1、a2、a3之間的關(guān)系如圖，該圖不能表明的是（）A基因突變是不定向B．等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果C．正?；蚺c致病基因可以通過突變而轉(zhuǎn)化D．這些基因的轉(zhuǎn)化遵循自由組合定律,跟蹤訓(xùn)練,D,1、某自花傳粉植物連續(xù)幾代開紅花，一次開出一朵白花，白花的后代全開白花，其原因是A．基因突變B．基因重組C．基因分離D．環(huán)境影響,,A,2、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(qǐng)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,3.如果將一個(gè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的患者血液,輸給一個(gè)血型相同的正常人,將使正常人,B,A、基因產(chǎn)生突變,使此人患病B、無基因突變,性狀不遺傳給此人C、基因重組,將病遺傳給此人D、無基因突變,此人無病,其后代患病,,5、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,4、若一對(duì)夫婦所生育子女中，性狀差異甚多，這種變異主要來自A.基因突變B.基因重組C.環(huán)境影響D.染色體變異,B,2、在一個(gè)DNA分子中如果插入了一個(gè)堿基對(duì)，則A.不能轉(zhuǎn)錄B.不能翻譯C.在轉(zhuǎn)錄時(shí)造成插入點(diǎn)以前的遺傳密碼改變D.在轉(zhuǎn)錄時(shí)造成插入點(diǎn)以后的遺傳密碼改變3、若某基因原為303對(duì)堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，成為300個(gè)堿基對(duì)，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(gè)氨基酸，其他順序不變B．長度相差一個(gè)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,原核生物中某一基因的編碼區(qū)起始端插入了一個(gè)堿基對(duì)。在插入位點(diǎn)的附近，再發(fā)生下列哪種情況有可能對(duì)其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最?。ǎ?A.置換單個(gè)堿基對(duì)B.增加4個(gè)堿基對(duì)C.缺失3個(gè)堿基對(duì)D.缺失4個(gè)堿基對(duì),D,賴氨酸的密碼子有如下幾種：UUA、UUG、CUU、CUA、CUG，當(dāng)某基因片段中的GAC突變?yōu)锳AC時(shí)，這種突變的結(jié)果對(duì)該生物的影響是（）A．一定是有害的B．一定是有利的C．有害的概率大于有利的概率D．既無利也無害,D,（1）該圖為什么分裂什么時(shí)期？,（2）該細(xì)胞叫什么？,（2）分析造成B、b不同的原因？,