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1、基因突变和基因重组课件第1页，本讲稿共28页第2页，本讲稿共28页5.1基因突变和基因重组通过本课学习,我们要能够:1.用例子来说明基因突变的特点和原因2.举例说出什么叫基因重组3.说出基因突变和基因重组的意义第3页，本讲稿共28页一.基因突变n n基因突变的例子基因突变的例子19101910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，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。病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。病人脸色苍白，四肢无力
2、，是严重的贫血病患者。医生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病医生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病医生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病医生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病人无效。对病人做血液检查时发现，红细胞在显人无效。对病人做血液检查时发现，红细胞在显人无效。对病人做血液检查时发现，红细胞在显人无效。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，微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀状细胞贫血症。称镰刀状细胞贫血症。称镰刀状细胞贫血症。称镰刀
3、状细胞贫血症。动一下脑:为什么会出现这样的性状?第4页，本讲稿共28页1949年，美国鲍林博士首先意识到，年，美国鲍林博士首先意识到，红细胞中血红蛋白分子的异常引起红细红细胞中血红蛋白分子的异常引起红细胞变形胞变形.血红蛋白究竟出了什么问题？血红蛋白究竟出了什么问题？第5页，本讲稿共28页为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀型细年，英国科学家英格拉姆发现镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白的肽链上，有一处的胞贫血症患者血红蛋白的肽链上，有一处的谷氨谷氨酸酸被被缬氨酸缬氨酸取代取代。正常正常异常异常脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯
4、氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 第6页，本讲稿共28页两面凹的圆饼状两面凹的圆饼状性状性状 缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 CT TG A ADNAG A AmRNA正常蛋白质正常蛋白质蛋白质蛋白质CA TG T AG U A异常蛋白质异常蛋白质镰刀型细胞镰刀型细胞DNA的碱基对发生了替换的碱基对发生了替换病因分析病因分析第7页，本讲稿共28页思考 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?第8页，本讲稿共28页DNADNA分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的替换替换、增添增添和和缺失缺失，而引起的，而引起的基
5、因结构基因结构的改变的改变(一般地，基因突变后变成其一般地，基因突变后变成其等位基因等位基因)。基因突变的概念基因突变的概念增增添添缺缺失失替替换换第9页，本讲稿共28页基因突变的例子第10页，本讲稿共28页思考与讨论：思考与讨论：由于由于DNADNA碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？改变？基因突变都会遗传给后代吗？基因突变都会遗传给后代吗？基因突变发生的时间基因突变发生的时间:DNA复制时(有丝分裂的间期和减数第一 次分裂间期)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.第11页，本讲稿共28页1 1、在一个、在一个DN
6、ADNA分子中如果插入了一个碱基对，则分子中如果插入了一个碱基对，则 A.A.不能转录不能转录 B.B.不能翻译不能翻译 C.C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变在转录时造成插入点以后的遗传密码改变2 2、若某基因原为、若某基因原为303303对碱基，现经过突变，成为对碱基，现经过突变，成为 300 300个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白质分子相比较，差异可能为白质分子相比较，差异可能为 A A只相差一个氨基酸，其他顺序不变只相差一个氨基酸，其他顺
7、序不变 B B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变 C C长度不变，但顺序改变长度不变，但顺序改变 D DA A、B B都有可能都有可能精典例题精典例题第12页，本讲稿共28页基因突变的原因n n外因(诱发突变)1.物理因素:紫外线,X射线及其他辐射 例如:太空椒,皮肤癌等 2.化学因素:亚硝酸,碱基类似物等 3.生物因素:某些病毒 特别提醒:我们应该保护环境,远离这些因 素,养成良好的饮食,卫生习惯.n n内因(自发突变)DNA复制时偶尔发生错误第13页，本讲稿共28页基因突变的特点n n普遍性 如:棉花棉花棉花棉花 正常枝正常枝正常枝正常枝短果枝短果
8、枝短果枝短果枝 果蝇果蝇果蝇果蝇 红眼红眼红眼红眼白眼白眼白眼白眼 长翅长翅长翅长翅残翅残翅残翅残翅 家鸽家鸽家鸽家鸽 羽毛白色羽毛白色羽毛白色羽毛白色灰红色灰红色灰红色灰红色 人人人人 正常色觉正常色觉正常色觉正常色觉色盲色盲色盲色盲 正常肤色正常肤色正常肤色正常肤色白化病白化病白化病白化病n n随机性-个体发育的任何时期和部位个体发育的任何时期和部位个体发育的任何时期和部位个体发育的任何时期和部位 不定向性-产生一个以上的等位基因产生一个以上的等位基因产生一个以上的等位基因产生一个以上的等位基因n n自然状态下,突变率很低-1010-5_-5_1010-8-8第14页，本讲稿共28页思考
9、基因突变对于该生物本身来说是有害还是有利?答:大多数是有害的大多数是有害的,因为基因突变可能 破坏生物体与环境的协调关系,导致生物 体不能适应环境.第15页，本讲稿共28页基因突变的意义n n产生新基因n n生物变异的根本来源n n生物进化的原始材料第16页，本讲稿共28页基因突变的应用人工诱变育种n n原理:运用运用运用运用物理因素物理因素物理因素物理因素或或或或化学因素化学因素化学因素化学因素提高突变率提高突变率提高突变率提高突变率,诱发基因突变诱发基因突变诱发基因突变诱发基因突变,获得优获得优获得优获得优良品种良品种良品种良品种.n n实例:“黑农五号”大豆 高产青霉菌株 太空椒 太空南
10、瓜第17页，本讲稿共28页经典例题1.诱发突变与自然突变相比，正确的是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2.基因基因A与与a1、a2、a3之间之间 的关系如图的关系如图,该图该图不能不能表明的是表明的是A、基因突变是不定向的、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、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、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、这些基因的转化遵循自由组合定律第18页，本讲稿共28页“一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样”，这种个体的，这
11、种个体的差异，主要是什么原因产生的差异，主要是什么原因产生的?想一想想一想第19页，本讲稿共28页二、基因重组二、基因重组1 1、概念、概念:在生物进行在生物进行有性生殖过程有性生殖过程中中,控制不同性状控制不同性状的基因的重新组合的基因的重新组合.2 2、类型、类型:基因的自由组合基因的自由组合:基因的互换基因的互换:非同源染色体上的非等位基因的非同源染色体上的非等位基因的自由组合自由组合四分体时期，同源染色体上的非姐妹四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换染色体之间发生局部互换.动脑动脑:基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？第20页，本讲稿共28页非同源染色
12、体上的非同源染色体上的 非非等位基因自由组合等位基因自由组合AabBAaBbAb和和aBAB和和ab上一页上一页第21页，本讲稿共28页AabBAaBb同源染色体的同源染色体的非姐妹染色单体非姐妹染色单体之间之间的局部交换的局部交换上一页上一页第22页，本讲稿共28页基因重组的意义 生物变异的来源之一,对于生物的进化也具有重要的意义.是生物多样性的重要原因之一.第23页，本讲稿共28页基因突变和基因重组的区别基因突变和基因重组的区别?1 1基因突变：基因突变：基因基因_改变，它改变，它_产生新的基因产生新的基因 发生时期：发生时期：_ 特点：特点：普遍性普遍性 随机性、不定向性随机性、不定向性
13、 突变率低突变率低 2 2基因重组：基因重组：控制不同性状的基因控制不同性状的基因_，_产生新基因，可形产生新基因，可形成新的成新的_。发生时期：发生时期：_ 特点：特点：_结构结构能能细胞分裂间期（细胞分裂间期（DNADNA复制时）复制时）重新组合重新组合不不基因型基因型有性生殖过程中有性生殖过程中(减数分裂减数分裂)非常丰富非常丰富第24页，本讲稿共28页1 1、生物变异的根本来源是、生物变异的根本来源是 A A基因重组基因重组 B B染色体数目变异染色体数目变异 C C染色体结构变异染色体结构变异D D基因突变基因突变2 2、基因重组发生在、基因重组发生在 A A减数分裂形成配子的过程中
14、减数分裂形成配子的过程中 B B受精作用形成受精卵的过程中受精作用形成受精卵的过程中 C C有丝分裂形成子细胞的过程中有丝分裂形成子细胞的过程中 D D通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中课堂巩固课堂巩固DA第25页，本讲稿共28页3 3、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开、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，其原因是出一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是 A A基因突变基因突变 B B基因重组基因重组 C C基因分离基因分离 D D环境影响环境影响A第26页，本讲稿共28页4.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液如果将一个镰刀型
15、细胞贫血症的患者血液,输给输给一个血型相同的正常人一个血型相同的正常人,将使正常人将使正常人B A、基因产生突变基因产生突变,使此人患病使此人患病 B、无基因突变、无基因突变,性状不遗传给此人性状不遗传给此人 C、基因重组、基因重组,将病遗传给此人将病遗传给此人 D、无基因突变、无基因突变,此人无病此人无病,其后代患病其后代患病第27页，本讲稿共28页5 5、一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变、一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变 异主要来自异主要来自 A.A.基因突变基因突变 B.B.基因重组基因重组 C.C.环境影响环境影响 D.D.染色体变异染色体变异B第28页，本讲稿共28页