基因突变和基因重组(使用).ppt

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第五章第五章遗传信息的改变遗传信息的改变基因突变和基因重组基因突变和基因重组一、一、生物的变异生物的变异：

1、概念：

生物的子代和亲代之间以及子代各、概念：

生物的子代和亲代之间以及子代各个体之间个体之间性状上的差异性性状上的差异性称为生物的变异。

称为生物的变异。

变异可以遗传吗变异可以遗传吗?

是否所有的变异都可以遗传是否所有的变异都可以遗传？

22、生物变异的类型、生物变异的类型不可遗传的变异（由不可遗传的变异（由环境环境变化引起）变化引起）可遗传的变异（由生殖细胞内可遗传的变异（由生殖细胞内遗传物质遗传物质的变的变化引起）化引起）基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异注意：

注意：

1、显微镜下只能看到染色体变异；2、属于分子水平的变异是：

基因突变和基因重组；3、原核生物、病毒的变异方式有：

环境引起的变异和基因突变，而可遗传变异只有基因突变。

1实例：

人类镰刀型细胞贫血症实例：

人类镰刀型细胞贫血症二、基因突变的二、基因突变的原因原因阅读课本阅读课本P76-77P76-77，回答以下问题：

，回答以下问题：

11、镰刀型细胞贫血症发生的、镰刀型细胞贫血症发生的直接原因直接原因是什么？

（病是什么？

（病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？

）人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？

）22、请填写出、请填写出mRNAmRNA上对应的碱基，推测出镰刀型细胞上对应的碱基，推测出镰刀型细胞贫血症发生的贫血症发生的根本原因根本原因（从（从基因基因的角度考虑）的角度考虑）正常红细胞的血红蛋白氨基酸组成正常红细胞的血红蛋白氨基酸组成缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸谷氨酸赖氨酸镰刀型细胞贫血症红细胞的血红蛋白氨基酸组成镰刀型细胞贫血症红细胞的血红蛋白氨基酸组成缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸赖氨酸谷氨酸赖氨酸CTTGAACATGTAGAAGUADNAmRNA蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸正常正常缬氨酸缬氨酸不正常不正常基因突变基因突变基因突变基因突变原因分析：

原因分析：

1、直接原因直接原因：

血红蛋白分子的多肽链上一个：

血红蛋白分子的多肽链上一个谷氨酸谷氨酸被一个被一个缬氨酸缬氨酸替换。

替换。

CTTGAACATGTA原因分析：

原因分析：

2、根本原因根本原因：

控制合成血红蛋白分子的控制合成血红蛋白分子的DNADNA的的碱基序列发生了改变。

碱基序列发生了改变。

即即：

镰刀型细胞贫血镰刀型细胞贫血症是由症是由_引引起的一种遗传病，是起的一种遗传病，是由于基因由于基因_发生了改变导致血红发生了改变导致血红蛋白分子改变而产生蛋白分子改变而产生的。

的。

基因突变基因突变分子结构分子结构22基因突变的基因突变的概念概念指指DNADNA分分子子中中发发生生碱碱基基对对的的增增添添、缺缺失失或或改改变变，而引起基因结构的改变。

而引起基因结构的改变。

判断下图分别为哪种类型的基因突变？

判断下图分别为哪种类型的基因突变？

ATCCGTCTAGGCAG缺失缺失（正常）（正常）ATTCCGTCTAAGGCAGAACCGTCTTGGCAGACCGTCTGGCAG改变改变增添增添发生基因突变发生基因突变后碱基序列一后碱基序列一定不同定不同BA.A.有丝分裂间期有丝分裂间期B.B.减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞（但（但一般一般不能传给后代，也可以通过不能传给后代，也可以通过无性无性繁殖繁殖方式传给后代）方式传给后代）（可以可以通过受精作用直接传给后代通过受精作用直接传给后代）DNADNA在进行复制时发生错误在进行复制时发生错误.一、基因突变基因突变基因突变通常通常发生在细胞分裂间期发生在细胞分裂间期DNADNA分分子复制过程中，即子复制过程中，即DNADNADNADNA。

3.3.基因突变的基因突变的时间：

时间：

注意：

注意：

基因突变容易发生在具有基因突变容易发生在具有DNA复制功能的细胞中（具有分裂能复制功能的细胞中（具有分裂能力的细胞），已高度分化的、失力的细胞），已高度分化的、失去分裂能力的细胞因其不发生去分裂能力的细胞因其不发生DNA复制，故不容易发生基因复制，故不容易发生基因突变。

突变。

4、基因突变的、基因突变的结果结果使一个基因成为它的使一个基因成为它的等位基因等位基因（产生了（产生了新新的基因）的基因）注意：

注意：

1、基因突变产生了新基因，新基因与原、基因突变产生了新基因，新基因与原基因互为等位基因；基因互为等位基因；2、基因突变不改变基因数量、基因突变不改变基因数量讨论：

有人说，基因突变就是指生物体基讨论：

有人说，基因突变就是指生物体基讨论：

有人说，基因突变就是指生物体基讨论：

有人说，基因突变就是指生物体基因型的改变。

你认为这种说法正确吗？

试举例因型的改变。

你认为这种说法正确吗？

试举例因型的改变。

你认为这种说法正确吗？

试举例因型的改变。

你认为这种说法正确吗？

试举例说明。

说明。

说明。

说明。

这种说法这种说法不正确不正确。

基因突变是指。

基因突变是指DNADNA分子分子中发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的中发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因分子结构的改变。

基因分子结构的改变。

基因突变使一个基因基因突变使一个基因突变成它的等位基因突变成它的等位基因，从而会使生物的基因从而会使生物的基因型发生改变。

但是基因型的改变并不都是由型发生改变。

但是基因型的改变并不都是由基因突变引起的，基因重组和染色体变异都基因突变引起的，基因重组和染色体变异都可引起基因型改变。

可引起基因型改变。

5.5.基因突变的特点基因突变的特点从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？

从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？

白眼果蝇白眼果蝇白化苗白化苗短腿的安康羊短腿的安康羊普遍性普遍性白白色色皮皮毛毛牛牛犊犊3105人类色盲基因人类色盲基因1105小鼠的白化基因小鼠的白化基因110玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因4105果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因突变率突变率基基因因低频率性低频率性注：

基因突变的低频性是针对生物体注：

基因突变的低频性是针对生物体某一个基因某一个基因来说发生来说发生突变的几率很低，但对于突变的几率很低，但对于群体群体来说突变的几率就大多了。

来说突变的几率就大多了。

高产大豆高产大豆高产青霉菌株高产青霉菌株大南瓜大南瓜太空椒（左）太空椒（左）有有利利的的基基因因突突变变白白化化病病患患者者有有害害的的基基因因突突变变白白化化玉玉米米苗苗畸畸形形的的雏雏鸭鸭人人类类的的多多指指大多数基因突变对生物体大多数基因突变对生物体是有害的，只有少数是有利的，是有害的，只有少数是有利的，有些既无害也无益。

有些既无害也无益。

多数有害性多数有害性植物的个体发育植物的个体发育性成熟的植株性成熟的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶的植株具根茎叶的植株分化出花芽的植株分化出花芽的植株受精卵受精卵发生在个体发育的任何时期，发生在个体发育的任何时期，生物体的任何部位。

可以发生在细生物体的任何部位。

可以发生在细胞内的不同胞内的不同DNADNA分子上、同一分子上、同一DNADNA分子的不同部位。

分子的不同部位。

具有随机性具有随机性多向性和可逆性：

多向性和可逆性：

基因基因AA可以突变为可以突变为aa11，也可，也可以突变为以突变为aa22、aa33、aa44等。

基因突变也是可逆的，等。

基因突变也是可逆的，可以由可以由AA突变为突变为aa，也可以由，也可以由aa突变为突变为AA。

基因突变的基因突变的特点特点普遍性普遍性突变率低（稀有性突变率低（稀有性,低频率性）低频率性）多数有害性多数有害性随机性随机性多向性和可逆性多向性和可逆性11、基因突变的、基因突变的普遍性普遍性与与低频率低频率性是否矛盾？

性是否矛盾？

22、基因突变的、基因突变的随机性随机性与与“基因突变发生在基因突变发生在DNADNA分子复分子复制时制时”是否矛盾？

是否矛盾？

在太空突变在太空突变的真菌的真菌基因突变可发生在生物个基因突变可发生在生物个体发育的体发育的任何时期，任何时期，可以可以是是体细胞体细胞中，也可以是中，也可以是生生殖细胞殖细胞中。

中。

这里的这里的“随机随机”是针对是针对生生物个体物个体而言的而言的,指的是可随指的是可随机发生在生物体的不同生机发生在生物体的不同生长长（生活生活）时段；但是对时段；但是对细细胞胞来说来说,却只能发生在正进却只能发生在正进行行DNADNA分子复制分子复制的细胞中。

的细胞中。

是生物变异的是生物变异的根本来源根本来源；为生物的进化提供了为生物的进化提供了原始材料原始材料；是形成是形成生物多样性生物多样性的重要原因之一的重要原因之一（新基因产新基因产生的途径生的途径）66、基因突变的意义、基因突变的意义7、基因突变的种类、基因突变的种类自然突变自然突变：

自然条件下发生的基因突变自然条件下发生的基因突变人工诱变人工诱变：

人为条件下诱发产生的基因突变人为条件下诱发产生的基因突变8、引起基因突变的因素（、引起基因突变的因素（P77）：

物理因素物理因素：

紫外线、：

紫外线、X射线、激光等射线、激光等化学因素化学因素：

亚硝酸盐、碱基类似物等：

亚硝酸盐、碱基类似物等生物因素生物因素：

病毒、有些细菌等：

病毒、有些细菌等一、基因突变基因碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质（性状）的改变？

不一定。

不一定。

（1）

（1）有些基因突变并不引起生物性状的改变有些基因突变并不引起生物性状的改变突变发生在突变发生在非编码区和内含子中非编码区和内含子中，不会改变生物的性状。

，不会改变生物的性状。

显显性性纯纯合合子子中中的的一一个个基基因因突突变变后后，该该基基因因型型控控制制的的生生物物性性状状不不会改变。

会改变。

由由于于可可由由多多种种密密码码子子决决定定同同一一种种氨氨基基酸酸，因因此此某某些些基基因因突突变变也也不会引起生物性状的改变。

不会引起生物性状的改变。

（2）

（2）有些基因突变可引起生物性状的改变，如人的白化病等。

有些基因突变可引起生物性状的改变，如人的白化病等。

GATCTADNAmRNAGAU氨基酸氨基酸天冬氨酸天冬氨酸GAC天冬氨酸天冬氨酸CTGGAC一、一、概念概念：

利用物理因素（如利用物理因素（如射线、射线、射线、紫外线、激射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。

理生物，使生物发生基因突变。

二、二、依据原理依据原理：

基因突变基因突变三、三、常用方法常用方法：

辐射诱变、激光诱变、作物空间技术辐射诱变、激光诱变、作物空间技术育种育种四、四、优点优点：

（1）可以提高突变率，加速育种进程；）可以提高突变率，加速育种进程；

（2）大幅度改良某些品种）大幅度改良某些品种,产生前所未有产生前所未有的性状。

的性状。

五、五、缺点缺点：

（1）盲目性大，有利变异少；）盲目性大，有利变异少；

（2）工作量大，需大量的实验材料。

）工作量大，需大量的实验材料。

9、应用：

应用：

诱变育种诱变育种小结：

小结：

生物的变异生物的变异1.概念概念2.分类分类一一基因突变基因突变1.概念概念:

碱基对碱基对增添增添、缺失缺失或或改变改变2.引起基因突变的因素引起基因突变的因素:

物理物理化学化学生物生物3.意义意义:

（1）（）

（2）（）（3）4.特点特点:

（1）

（2）（3）（4）（5）巩固练习巩固练习：

1、基因突变的本质不包括：

、基因突变的本质不包括：

（）A、DNA复制时出差错复制时出差错B、DNA碱基对的增添、缺失或改变碱基对的增添、缺失或改变C、基因分子结构的改变、基因分子结构的改变D、非等位基因间的自由组合、非等位基因间的自由组合2、下列有关基因突变的说法，、下列有关基因突变的说法，不正确不正确的是（的是（）A.自然突变下突变率是很低的自然突变下突变率是很低的B.人工诱变都是有利的