资源简介

(共49张PPT)
龙种金鱼
蛋种金鱼
水泡眼金鱼
顶着肉瘤的金鱼
第五章 基因突变及其他变异
第1节 基因突变和基因重组
变异
子代与亲代之间、同一物种之间一般都或多或少地存在着一些不同的特征。
基因突变
变异能否遗传呢？
不可遗传的变异
可遗传的变异
（环境引起，遗传物质未发生改变）
（由于遗传物质发生改变）
1.镰状细胞贫血
基因突变的实例
1
基因突变的实例
1
正常碱基序列片段mRNA
异常碱基序列片段mRNA
氨基酸的替换
基因突变的实例
1
T
A
A
——镰状细胞贫血
U
相应性状的改变
相应蛋白质的改变
基因中的单个碱基对的替换
除了碱基对的替换，基因中的碱基对否还会发生其他方式改变？
1.基因突变
DNA分子中发生碱基的_______、______或_____，而引起的基因_______的改变
替换
增添
缺失
碱基序列
增添
缺失
替换
A
A
T
T
C
G
G
C
G
A
T
C
C
G
G
C
A
A
T
T
C
G
G
C
T
A
T
A
C
G
G
C
A
T
A
A
T
T
C
G
G
C
A
T
C
G
G
C
思考2：基因突变的结果是什么？
产生了新基因，与原基因互为等位基因。
a
A
同源染色体
隐性突变
显性突变
思考1：基因突变什么时候发生？能否遗传？如何传给子代？
（DNA复制时）
体细胞
（一般不能传给子代）
有些植物可通过无性繁殖
生殖细胞
（能传给子代）
通常发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
DNA
···A U C C G C···
··· A U U C G C···
异亮氨酸
精氨酸
异亮氨酸
mRNA
··· A T C C G C ···
··· T A G G C G ···
正常
··· T A A G C G···
··· A T T C G C···
碱基对替换
精氨酸
（3）密码子具有简并性,编码出相同氨基酸
思考3：基因突变一定改变生物体的性状吗？
（1）隐性突变（AA→Aa），生物性状不改变。
（2）显性突变（aa→Aa），生物性状改变。
肽链延长
肽链缩短
肽链不能合成
问题8: 你还能举出基因突变的实例吗？
胃 胃癌
食 食管癌
结 结直肠癌
胰胰腺癌
白 乳腺癌
1 15%
9 12%
7 12%
5%
5%
肺 肺癌
肝 肝癌
28%
1 16%
脑 神经系统癌
淋白血病
2 3%
22%
22%
2019年全国男 性主要恶性肿瘤死亡
前十位排名
宫颈癌
国家癌症中心2019年全国癌症报告数据显示：我国平均每天超过1万人被确诊为癌症，每分钟有7.5个人被确诊为癌症。近10多年来，恶性肿瘤发病率每年保持约3.9％的增幅，死亡率每年保持2.5％的增幅。
讨论2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？
癌症的发生并不是单一基因突变，而是一种累积效应。
实例2. 细胞的癌变
4、基因突变的实例
抑癌基因
阻止细胞不正常增殖
原癌基因
调节细胞周期，控制细胞的生长和分裂
失控
无限增殖
细胞癌变
讨论1.从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？
1.癌细胞的特征：
(1)能够无限增殖
来自名叫海拉的女性宫颈癌症患者。这位患者已在1951年死去，但从她身上取下的癌细胞却在实验室一代代地传了下来。
(2)形态结构发生显著变化
正常的成纤维细胞
癌变后的成纤维细胞(球形)
(3)细胞膜上的糖蛋白等物质减少→细胞之间的黏着性显著降低→容易在体内分散和转移。
一、基因突变的实例
实例二：细胞的癌变
食物中的防癌物质：
①大豆、动物肝脏——含有的大量维生素A；
②蔬菜水果——富含的维生素C，维生素E，胡萝卜素；
③绿茶——富含多元酚
预防为主——保持健康饮食，良好生活习惯
一、基因突变的实例
实例二：细胞的癌变
　实战训练　
关于癌症，下列叙述错误的是（ ）
A.成纤维细胞癌变后变成球形，其结构和功能会发生相应改变
B.癌症发生的频率不是很高，大多数癌症的发生是多个基因突变的累积
效应
C.正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞，原因是抑癌基因突变成原癌基因
D.乐观向上的心态、良好的生活习惯，可降低癌症发生的可能性
　实战训练　
8.下列哪种细胞最可能发生了癌变（ ）
A.能连续分裂的细胞
B.细胞膜上糖蛋白减少的细胞
C.接触了致癌因子的细胞
D.存在原癌基因的细胞
问题11: 通过以上学习，你知道基因突变的原因吗？
【资料1】二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导致以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。
【资料2】苏丹红的致癌原理：苏丹红进入人体后，在过氧化物酶的作用下形成苯和萘环羟基衍生物，进一步生成自由基，自由基可以与DNA、RNA等结合，从而产生致癌作用。
【资料3】乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝细胞的基因，使肝细胞发生变异。肝脏炎症的不断刺激，使肝细胞进一步变异，肝细胞不凋亡，而且不断地再生，就形成了肿瘤。
合作探究：小组合作探究以下材料，找出以下基因突变的原因
①物理因素:
②化学因素:
③生物因素:
(1)外因
(2)内因:
DNA复制偶尔发生错误等
紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA
亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基
某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA
基因突变的原因
5.基因突变的原因：
RNA
RNA
DNA
DNA
DNA
6. 基因突变的特点
（1）普遍性：基因突变在生物界是普遍存在的，病毒、原核生物
和真核生物均能发生。
原因：自然界中诱发基因突变的因素很多，而且基因突变也会自发产生。
人类白化病
人类红绿色盲
白化苗
果蝇白眼
　实战训练　
9. 下列细胞或生物中容易发生基因突变的是（ ）
①洋葱根尖生长点细胞 ②洋葱表皮细胞 ③硝化细菌
④T2噬菌体 ⑤人的神经细胞 ⑥人的骨髓细胞
⑦蓝藻 ⑧人的精原细胞
A.①②③⑤⑥⑦ B.①③④⑥⑦⑧
C.①③④⑤⑥⑧ D.①②④⑤⑧
(2)随机性——基因突变是随机发生的
①发生时间的随机性：生物个体发育的任何时期均可发生。
②发生部位的随机性：任何细胞的任何DNA分子的任何部位。
6、基因突变的特点：
A
a1
a2
a3
a5
a7
a8
a6
a4
基因可以发生不同的突变，产生一个以上等位基因
（3）不定向性
6.基因突变的特点
基因突变的频率是很低的。
（4）低频性:
基 因 突变率
大肠杆菌组氨酸缺陷型基因 2×10－６
果蝇的白眼基因 4×10－5
果蝇的褐眼基因 3×10－5
玉米的皱缩基因 1×10－６
小鼠的白化基因 1×10－5
人类色盲基因 3×10－5
资料3：几种生物不同基因的自然突变率
6、基因突变的特点：
（5）多害少利性
所有生物都是长期进化过程的产物，基因突变可能破坏生物与现有环境的协调关系。
为什么呢？
用辐射法处理大豆，培育成“黑农五号”大豆品种，含油量提高了2.5%，大豆产量提高了16%。
“黑农五号”大豆
青霉素高产菌株的选育
人们对青霉菌进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株。
航天育种
利用太空中的特殊环境培育了很多优良品种，取得了极大的经济效益。
利用物理（如紫外线、X射线等）、化学因素（如亚硝酸盐等）处理生物，使生物发生基因突变，创造人类需要的生物新品种。
基因突变的应用—诱变育种
（1）方法：
情景视频：太空育种
基因突变
产生新基因的途径
原核生物；真核生物是等位基因
生物变异的根本来源
生物进化的原始材料
基因突变的意义
是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料。
　实战训练　
下列关于基因突变的说法，错误的是(　 　)
A．没有外界因素诱导也可能发生基因突变
B．动植物的体细胞中的突变基因都不能遗传给后代
C．基因突变不一定会引起性状改变
D．在细胞周期的有丝分裂间期最易发生基因突变
　实战训练　
下列关于基因突变的叙述，不正确的是（ ）
A．基因的碱基序列发生的改变，不一定导致性状改变
B．DNA分子中发生碱基的增添、缺失或替换，均属于基因突变
C．分裂间期较分裂期更易发生基因突变
D．基因突变一旦发生，改变的性状就会遗传给后代
“一母生九子，九子各不同”
是基因突变导致的吗？
不是
基因突变具有低频性
为什么会出现新的性状组合？
F1
P
×
YYRR
yyrr
F2
Y_R_
Y_rr
yyR_
9
3
：
yyrr
3
1
：
：
YyRr
基因重组
控制不同性状的基因自由组合
除了基因突变还有什么方式会导致性状的差异呢？
(1)概念：在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。
发生范围:真核生物
控制不同性状基因：非等位基因
二、基因重组
前提
②本质
A
D
a
d
（1）自由组合型：
Ad和aD
AD和ad
A
D
a
d
减Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因的自由组合。
3. 类型
A
A
B
a
a
b
B
b
A
A
B
a
a
b
b
B
（2）互换型 ：
可产生的配子类型： AB、ab
互换后，可产生的配子类型：
AB、Ab、aB、ab
3. 类型
四分体时期，
同源染色体的非姐妹染色单体交换片段
（3）不同个体或物种间基因的重组
3. 类型
S型菌
荚膜
控制荚膜形成的X基因
加热
杀死
被破坏的S型菌
X基因吸附在R型菌表面
X基因进入R型菌
重组
R型菌转化成S型菌
转基因荧光鼠
3.基因重组的结果
结果:产生新的基因吗？
三
基因重组的结果
B
a
A
b
a
B
A
b
A
A
B
a
a
b
b
B
只产生新的基因型，并未产生新的基因
只能产生新的基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状。
5. 意义：
（1）生物变异的来源之一；
（2）形成生物多样性的重要原因；
（3）对生物进化有重要意义。
4. 结果：产生新的基因吗？
即时训练
判断正误
1.碱基互补配对原则能保证DNA复制的准确性,使亲子代间的遗传信息保持一致。( )
2.基因突变改变了基因的数量和位置。( )
3.DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的DNA碱基序列的改变,叫作基因突变。( )
4.细胞癌变是因为细胞中含有原癌基因。( )
5.癌细胞表面糖蛋白减少,使得细胞容易扩散并无限增殖。( )
√
×
×
×
×
从1964年起，袁隆平就开始研究杂交水稻，到1975年，他研究出来的新品种就已经在全国推广，并取得了非同凡响的成果。此后十年内中国杂交水稻累计增产超亿吨，每年增产的大米可以多养活6000万人。
杂交水稻之父 · 袁隆平
你知道培育杂交水稻的原理吗？
矮杆抗病
DDTT
ddtt
高秆抗病
矮秆不抗病
ddRR
6. 基因重组的应用——杂交育种
将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经选择和培育，获得新品种。
P
DDTT
ddtt
×
DdTt
F1
高秆抗病
矮秆不抗病
矮秆抗病
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
后代全为
矮秆抗病
后代出现
性状分离
操作简单，目的性强；集不同品种的优良性状于一身。
不足：
育种年限长，过程繁琐；只能利用已有的基因重组，不能产生新的基因。
优点：
6. 基因重组的应用——杂交育种
五花鱼
朝天泡眼金鱼
我国是最早养殖和培育金鱼的国家。金鱼的祖先是野生鲫鱼。在饲养过程中，野生鲫鱼产生基因突变，人们选择喜欢的品种培养，并进行人工杂交。例如，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到了五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交，得到了朝天泡眼。
与社会的联系
基因突变和基因重组的比较
比较项目 基因突变 基因重组
定义
时期
类型
结果
意义
应用
碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变
有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合
主要在细胞分裂前的间期
减数分裂Ⅰ前期、后期
自发突变、诱发突变
自由组合、互换
产生新的基因
产生新的基因型
生物变异的根本来源
生物变异的来源之一
诱变育种
杂交育种
情景视频：基因编辑
1. 姐妹染色单体含有等位基因的原因分析
a
A
（1）若为体细胞有丝分裂（如根尖分生区细胞、受精卵等），则只能是基因突变造成的。
（2）若为减数分裂，则原因是基因突变（减数分裂前的间期）或基因重组（减数分裂Ⅰ四分体时期）。
（3）若已知该个体或细胞的基因型为AA，则姐妹染色单体上出现Aa，只能是由基因突变产生。
（4）细胞分裂图判断
a
A
A
a
a
A
A
A
有丝分裂
a
A
A
A
a
A
A
a
1. 姐妹染色单体含有等位基因的原因分析
基因突变
减Ⅰ后期
基因突变
减Ⅰ后期
基因重组
减Ⅱ
基因突变或基因重组
6. 造成基因突变的因素有外因,也有内因。( )
7. 基因突变都是有害的。( )
8. 一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因,这体现了基因突变的随机性。（ ）
9. 生物有性生殖过程中,不同基因型的雌雄配子随机结合现象属于基因重组。( )
10. 基因重组只能产生新基因型和重组性状,不能产生新基因和新性状。( )
√
×
×
×
√
即时训练
以下各项属于基因重组的是(　　)
A．基因型为Aa的个体自交，后代发生性状分离
B．雌、雄配子随机结合，产生不同类型的子代个体
C．YyRr个体自交后代出现不同于亲本的新类型
D．同卵双生姐妹间性状出现差异
基因的分离定律
表现型 = 基因型 + 环境
C
细胞分裂中的基因突变和互换
基因型AaBb的细胞
基因型AaBb的细胞
基因型AABb的细胞
基因突变或
交叉互换
互换
基因突变
基因突变
基因突变
如果是有丝分裂中染色单体上基因不同,则为
基因突变
（2）据亲子代基因型判断
①如果亲代基因型为 BB 或bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是
②如果亲代基因型为 Bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是
基因突变或互换
如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同,可能发生了
基因突变或互换
（1）据细胞分裂方式判断
（3）发生在基因的非编码序列，如非编码区和内含子部分
基因
非基因
非基因
非编码区
非编码区
编码区
内含子：不能编码蛋白质
外显子：能编码蛋白质

展开更多......

收起↑