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1、必修二基因突变和基因重组你现在浏览的是第一页，共50页你现在浏览的是第二页，共50页你知道金鱼是怎么培育出来的吗？金鱼的祖先你知道金鱼是怎么培育出来的吗？金鱼的祖先是鲫鱼。鲫鱼的后代发生了变异，人们选择其中合是鲫鱼。鲫鱼的后代发生了变异，人们选择其中合乎自己需要的个体进行繁殖，逐渐形成了各种金鱼。乎自己需要的个体进行繁殖，逐渐形成了各种金鱼。你现在浏览的是第三页，共50页大量的事实告诉我们，生物是能够发生变大量的事实告诉我们，生物是能够发生变异的。这些变异有的能够遗传给后代，有的却异的。这些变异有的能够遗传给后代，有的却不能！不能！变异的概念：生物的后代出现与亲本不同的性状变异的概念：生物的后
2、代出现与亲本不同的性状（也包括后代个体间的差异）（也包括后代个体间的差异）可遗传的变异可遗传的变异不可遗传的变异不可遗传的变异你现在浏览的是第四页，共50页干旱干旱 水肥充足水肥充足不不可可遗遗传传变变异异可可遗遗传传变变异异 可遗传变异：由于生殖细胞内的可遗传变异：由于生殖细胞内的 遗传物质遗传物质的的 改变改变变异的类型变异的类型 不可遗传变异：由于不可遗传变异：由于环境因素环境因素的影响的影响你现在浏览的是第五页，共50页表现型表现型基因型基因型+环境条件环境条件不可遗传变异不可遗传变异（如：晒黑的脸色）（如：晒黑的脸色）（改变改变）可遗传变异可遗传变异（如：色盲）（如：色盲）来源来源基
3、因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组诱因诱因（改变）（改变）（改变改变）你现在浏览的是第六页，共50页太空椒太空椒是在太空条件下，引起基因是在太空条件下，引起基因发生改变而培育的新品种发生改变而培育的新品种一、基因突变一、基因突变你现在浏览的是第七页，共50页缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸缬氨酸赖氨酸赖氨酸赖
4、氨酸赖氨酸血红蛋白正常血红蛋白正常血红蛋白异常血红蛋白异常？正常正常镰刀型镰刀型 （一）基因突变实例及概念（一）基因突变实例及概念你现在浏览的是第八页，共50页思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考与讨论蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸RNADNAGAACTTGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸正常正常异常异常GUAGTACAT（教材（教材P P8181）直接原因直接原因根本原因根本原因你现在浏览的是第九页，共50页 基因突变的概念基因突变的概念 指发生在基因水平上的变异指发生在基因水平上的变异,是由于是由于DNADNA分子中分子中发生发生碱基对碱基对的的替换替换、增添增添或或缺失缺失，而引起的基因结，而引起的
5、基因结构的改变。构的改变。你现在浏览的是第十页，共50页 基因突变发生在什么时期？基因突变发生在什么时期？基因突变的结果是什么？基因突变的结果是什么？基因突变是一种可遗传变异，是不是一定能够遗传基因突变是一种可遗传变异，是不是一定能够遗传给后代？给后代？（二）（二）基因突变的时期和结果基因突变的时期和结果发生在生殖细胞内发生在生殖细胞内发生体细胞内发生体细胞内可以遗传给后代可以遗传给后代产生新的等位基因，基因的数量不变产生新的等位基因，基因的数量不变一般不能遗传一般不能遗传可通过无性繁殖遗传可通过无性繁殖遗传可能发展为癌细胞可能发展为癌细胞DNADNA复制过程中复制过程中 有丝分裂的间期有丝分
6、裂的间期 减减 前的间期前的间期 你现在浏览的是第十一页，共50页（三）（三）基因突变的原因和特点基因突变的原因和特点 基因突变是如何产生的？基因突变是如何产生的？基因突变有哪些特点？你是怎么理基因突变有哪些特点？你是怎么理解的？解的？基因突变有什么意义？基因突变有什么意义？自学并思考以下问题：自学并思考以下问题：你现在浏览的是第十二页，共50页1 1、基因突变的原因基因突变的原因外因外因内因内因:物理因素：物理因素：损伤细胞内的损伤细胞内的DNA化学因素：化学因素：改变核酸的碱基改变核酸的碱基生物因素：生物因素：病毒病毒DNA损伤宿主细胞损伤宿主细胞 的的DNADNADNA复制复制偶发错误，
7、碱基组成改变偶发错误，碱基组成改变你现在浏览的是第十三页，共50页A.A.自发突变自发突变:自然发生的突变自然发生的突变B.B.诱发突变诱发突变:在人为条件下发生的突变在人为条件下发生的突变如如:正常绵羊突变产生短腿安康羊正常绵羊突变产生短腿安康羊如如:中子照射不抗锈病的燕麦种子中子照射不抗锈病的燕麦种子,变成变成抗锈病个体抗锈病个体(1)(1)按按来来源源分分：2 2、基因突变的类型基因突变的类型你现在浏览的是第十四页，共50页正正常常绵绵羊羊和和短短腿腿安安康康羊羊（中中）你现在浏览的是第十五页，共50页A.A.显性突变显性突变:a:aA,A,该突变一旦发该突变一旦发生即可表现出相应性状。
8、生即可表现出相应性状。B.B.隐形突变隐形突变:AAa a，突变性状一旦在，突变性状一旦在生物个体中表现出来，即可稳定遗生物个体中表现出来，即可稳定遗传。传。(2)(2)按按结结果果分分：你现在浏览的是第十六页，共50页特点特点1：基因突变具有普遍性：基因突变具有普遍性 无论是低等生物，还是高等动植物和人，无论是低等生物，还是高等动植物和人，都可能发生基因突变。如棉花的短果枝，水都可能发生基因突变。如棉花的短果枝，水稻的矮秆、糯性，家鸽羽毛的灰红色，果蝇稻的矮秆、糯性，家鸽羽毛的灰红色，果蝇的白眼、残翅，人的色盲、白化病等遗传病的白眼、残翅，人的色盲、白化病等遗传病都是突变性状。都是突变性状。
9、资料分析资料分析3 3、基因突变的特点基因突变的特点你现在浏览的是第十七页，共50页 基因突变既可发生在植物的种子期基因突变既可发生在植物的种子期,也可发生在幼也可发生在幼苗期苗期,还可发生在开花期；既能在动物体的体细胞中发还可发生在开花期；既能在动物体的体细胞中发生，也能在动物体的生殖细胞中发生；既能生，也能在动物体的生殖细胞中发生；既能发生在细发生在细胞内的不同的胞内的不同的DNADNA分子上，也能发生在同一分子上，也能发生在同一DNADNA分子的分子的不同部位上。不同部位上。这里的这里的“随机随机”是针对是针对生物个体生物个体而言的而言的,指的是可指的是可随机发生在生物体的不同生长随机发
10、生在生物体的不同生长(生活生活)时段时段;但是对但是对细胞来说细胞来说,却只能发生在正进行却只能发生在正进行DNADNA分子复制分子复制的细的细胞中胞中.资料分析资料分析特点特点2：基因突变具有随机性：基因突变具有随机性你现在浏览的是第十八页，共50页特点特点3：基因突变具有不定向性：基因突变具有不定向性基因突变一般产生其等位基因基因突变一般产生其等位基因资料分析资料分析你现在浏览的是第十九页，共50页特点特点4：基因突变具有低频性：基因突变具有低频性果蝇约有果蝇约有10104 4对基因，假定每个基因的对基因，假定每个基因的突变率都是突变率都是1010-5-5，对于一个中等数量的，对于一个中等
11、数量的果蝇种群（约有果蝇种群（约有10108 8个个体）来说，每个个体）来说，每一代出现的基因突变数是多少？一代出现的基因突变数是多少？资料分析资料分析2102104 41010-5-510108 8=210=2107 7（个）（个）你现在浏览的是第二十页，共50页特点特点5：基因突变具有多害少利性：基因突变具有多害少利性资料分析资料分析 任何一种生物都是长期进化的产物，与环境高度协调，任何一种生物都是长期进化的产物，与环境高度协调，若发生基因突变，就可能破坏这种协调关系。如人类的大多若发生基因突变，就可能破坏这种协调关系。如人类的大多数遗传病是基因突变造成的，会严重威胁人体健康。植物中数遗传
12、病是基因突变造成的，会严重威胁人体健康。植物中的白化苗会导致植物死亡。但少数植物的抗病性突变、耐旱的白化苗会导致植物死亡。但少数植物的抗病性突变、耐旱性突变有利于其生存。性突变有利于其生存。抗抗旱旱玉玉米米你现在浏览的是第二十一页，共50页（四）基因突变的意义基因基因突变突变新基因（等位基因）新基因（等位基因）基因型（改变）基因型（改变）表现型（改变）表现型（改变）1.1.新基因产生的途径；新基因产生的途径；2.2.生物变异的根本来生物变异的根本来源；源；3.3.生物进化的原始生物进化的原始 材料。材料。你现在浏览的是第二十二页，共50页(五五)人工诱变在育种上的应用人工诱变在育种上的应用化学
13、因素：有亚硝酸盐、硫酸二乙酯等。化学因素：有亚硝酸盐、硫酸二乙酯等。（2 2）人工诱变的常用方法）人工诱变的常用方法物理因素：包括物理因素：包括X X射线、紫外线、激光等；射线、紫外线、激光等；生物因素：病毒、细菌等。生物因素：病毒、细菌等。成功率低成功率低,有利个体往往不多有利个体往往不多会出现返祖现象会出现返祖现象（3 3 3 3）优点优点提高突变率，缩短育种周期提高突变率，缩短育种周期大副度改良某些性状大副度改良某些性状（4 4）缺点缺点（1 1）人工诱变人工诱变：利用物理或化学因素来处理生物，：利用物理或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变使生物发生基因突变你现在浏览的是第二十三页，
14、共50页太空南瓜王太空南瓜王 这种太空南瓜王最大能长到这种太空南瓜王最大能长到200200多公斤，多公斤，在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增长在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增长5 5公斤。公斤。你现在浏览的是第二十四页，共50页神奇的太空育种神奇的太空育种(八两八两)普通青椒普通青椒你现在浏览的是第二十五页，共50页 “一猪生九仔，连母十个样一猪生九仔，连母十个样”，这种个体的，这种个体的差异，主要是什么原因产生的差异，主要是什么原因产生的?二二 基因重组基因重组你现在浏览的是第二十六页，共50页（一）概念（一）概念 是指在生物体进行有性生殖的过程中，是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性
15、状的基因的重新组合。控制不同性状的基因的重新组合。二、基因重组二、基因重组你现在浏览的是第二十七页，共50页（二）类型（二）类型:基因的自由组合基因的自由组合:非同源染色体上的非等位非同源染色体上的非等位基因的自由组合基因的自由组合例子基因的互换基因的互换:同源染色体上的非姐妹染色体之同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部交换间发生局部交换.例子发生时期发生时期：减数分裂四分体时期减数分裂四分体时期减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期发生在减数第发生在减数第发生在减数第发生在减数第一次分裂后期一次分裂后期一次分裂后期一次分裂后期发生在减数分裂发生在减数分裂发生在减数分裂发生在减数分裂四分体时期
16、四分体时期四分体时期四分体时期你现在浏览的是第二十八页，共50页 两个亲本的杂合性越高，遗传物质差距两个亲本的杂合性越高，遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生越大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异就越多。基因重组是通过的变异就越多。基因重组是通过有性生殖有性生殖过程实现的。过程实现的。产产生生多多样样化化基基因因组组合合的的后后代代，为为生生物物变变异异提提供供丰丰富富的的来来源源，是是生生物物变变异异来来源源之之一一，是是形形成成生生物物多多样样性性的的重重要要原原因因之之一一，对对生生物物的进化具有重要意义。的进化具有重要意义。（三）结果与（三）结果与特点特点:（四）、（四
17、）、意义意义:你现在浏览的是第二十九页，共50页非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合你现在浏览的是第三十页，共50页同源染同源染色体的色体的非姐妹非姐妹染色单染色单体间发体间发生交换生交换现象。现象。你现在浏览的是第三十一页，共50页同源染色体之间交换示意图同源染色体之间交换示意图你现在浏览的是第三十二页，共50页优点：优点：使不同个体的优良性状集中到使不同个体的优良性状集中到一个个体上。一个个体上。缺点：缺点：育种年限长。育种年限长。（五）、（五）、应用：杂交育种应用：杂交育种:基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？你现在浏览的是第三十三页，共50页基因突变和基因重组引起的
18、变异有什么区别基因突变和基因重组引起的变异有什么区别?1 1基因突变：基因突变：基因基因_改变，它改变，它_新的基因新的基因 发生时期：发生时期：_ 特点：特点：普遍性、普遍性、随机性、随机性、_、多数有害、多数有害、不定向性。不定向性。2 2基因重组：基因重组：控制不同性状的控制不同性状的_，_新基因，可新基因，可 形成新的形成新的_。发生时期：发生时期：_ 特点：特点：_内部结构内部结构能产生能产生细胞分裂间期（细胞分裂间期（DNADNA复制时）复制时）突变率低突变率低基因重新组合基因重新组合不产生不产生基因型基因型有性生殖过程中有性生殖过程中非常丰富非常丰富你现在浏览的是第三十四页，共5
19、0页（二）基因重组（二）基因重组杂交育种的理论依据，亲子代之间往往存在差异的原因杂交育种的理论依据，亲子代之间往往存在差异的原因1、概念概念：2、类型类型：3、特点特点：生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合1）非同源染色体上非等位基因的自由组合）非同源染色体上非等位基因的自由组合2）四分体时期同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而）四分体时期同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而重组重组两个亲本的杂合性越高，遗传物质差距越大，基因重两个亲本的杂合性越高，遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生的
20、变异就越多组的类型就越多，后代产生的变异就越多你现在浏览的是第三十五页，共50页4、意义意义：5、应用应用：为生物变异提供了极其丰富的来源为生物变异提供了极其丰富的来源形成生物多样性的重要原因之一，形成生物多样性的重要原因之一，为生物的进化有十分重要的意义为生物的进化有十分重要的意义遗传工程：包括细胞核工程、染色体工程和基因遗传工程：包括细胞核工程、染色体工程和基因工程工程你现在浏览的是第三十六页，共50页通过杂交，抗倒通过杂交，抗倒伏基因和高产基伏基因和高产基因组合到一起因组合到一起你现在浏览的是第三十七页，共50页基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质发生时期发生时期及原因及原因条件条件
21、意义意义发生可能发生可能基因的分子结构发生了改变，产生了基因的分子结构发生了改变，产生了新基因，出现了新性状新基因，出现了新性状基因的重新组合，产生了新的基因基因的重新组合，产生了新的基因型，使之性状重新组合型，使之性状重新组合细胞分裂间期细胞分裂间期DNA分子复制时，由于分子复制时，由于碱基互补配对差错而引起的或由理化因碱基互补配对差错而引起的或由理化因素引起素引起DNA分子结构的破坏分子结构的破坏减减过程中，同源染色体的非姐过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，非同源妹染色单体间交叉互换，非同源染色体之间自由组合染色体之间自由组合外界条件的剧变和内部因外界条件的剧变和内部因素的相互
22、作用素的相互作用不同个体之间的杂交，有性生殖过不同个体之间的杂交，有性生殖过程中，减数分裂和受精作用程中，减数分裂和受精作用生物变异的主要来源，也是生物进生物变异的主要来源，也是生物进行的重要因素之一，通过诱变育种行的重要因素之一，通过诱变育种可培育新品种，是基因重组的基础可培育新品种，是基因重组的基础是生物变异的重要因素，通过杂交是生物变异的重要因素，通过杂交育种性状的重组，可培育出新的优育种性状的重组，可培育出新的优良良品种品种可能性很小可能性很小非常普遍非常普遍你现在浏览的是第三十八页，共50页知识拓展真核细胞的基因结构编码区非编码区非编码区与RNA聚合酶结合位点内含子 外显子 启动子终
23、止子基因突变一定会引起生物性状的改变吗？你现在浏览的是第三十九页，共50页人类应用遗传变异原理培育新品种人类应用遗传变异原理培育新品种1、高产奶牛的培育高产奶牛的培育2、高产抗倒伏小麦的培育高产抗倒伏小麦的培育3、太空椒的选择培育太空椒的选择培育你现在浏览的是第四十页，共50页基因突变的实例：基因突变的实例：红花的后代变成了蓝紫色红花的后代变成了蓝紫色你现在浏览的是第四十一页，共50页你现在浏览的是第四十二页，共50页你现在浏览的是第四十三页，共50页你现在浏览的是第四十四页，共50页你现在浏览的是第四十五页，共50页你现在浏览的是第四十六页，共50页由于遗传物质的改变，不同品种或由于遗传物质
24、的改变，不同品种或同一品种的奶牛控制产奶量的基因可能同一品种的奶牛控制产奶量的基因可能发生变化，通过人工选择可以将产奶量发生变化，通过人工选择可以将产奶量高的奶牛选出来，通过繁育，后代还会高的奶牛选出来，通过繁育，后代还会出现变异，再次选择繁育，经过数代，出现变异，再次选择繁育，经过数代，就会有高产奶牛，并且保持高产奶量。就会有高产奶牛，并且保持高产奶量。你现在浏览的是第四十七页，共50页你现在浏览的是第四十八页，共50页DNADNA分子断裂修复时发分子断裂修复时发生倒转错误生倒转错误DNADNA分子分子断裂断裂基因突变的原因：基因突变的原因：一般认为射线致变的原理是：射线将一般认为射线致变的
25、原理是：射线将DNA分子打断，分子打断，细胞在对细胞在对DNA进行修复时发生局部片段丢失、增添、进行修复时发生局部片段丢失、增添、倒转等错误。倒转等错误。你现在浏览的是第四十九页，共50页基因突变的原因：基因突变的原因：一般认为射线致变的原理是：射线将一般认为射线致变的原理是：射线将DNA分子打断，分子打断，细胞在对细胞在对DNA进行修复时发生局部片段丢失、增添、倒进行修复时发生局部片段丢失、增添、倒转等错误。转等错误。DNADNA分子断裂分子断裂DNADNA分子断裂分子断裂几个几个DNADNA分子同时分子同时断裂并修断裂并修复时发生复时发生错误错误碱基对丢失碱基对丢失碱基对增添碱基对增添你现在浏览的是第五十页，共50页