资源简介

(共30张PPT)
2
5.1基因突变和基因重组
基因突变的实例
基因突变的原因、特点及意义
基因重组
通过整形美容，单眼皮成为双眼皮，这种双眼皮能遗传吗？为什么？
术后
思考*讨论
不可遗传
生物性状是基因决定的，如果仅仅是性状改变，基因没有改变，那么后代仍然表现出原来的性状。
遗传：生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的相似性。
变异：生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。
龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞
一母生九仔，连母十个样
表现型
=
基因型
+
环境
生物变异
（环境引起，不改变遗传物质）
不可遗传的变异
可遗传的变异
（改变遗传物质）
基因突变
基因重组
染色体变异
▲注意：基因中碱基序列不发生改变，
有时候也可通过表观遗传影响下一代。
我国早在1987年就利用返回式卫星进行航天育种研究：将作物种子带入太空，利用太空中的特殊环境诱导基因发生突变，然后在地面选择优良的品种进行培育。
问题探讨
航天育种的生物学原理是什么
通过太空高辐射、微重力或无重力的特殊环境提高作物基因突变的频率，从而筛选出人们需要的品种。
实例1
一、基因突变的实例
镰状细胞贫血
中央微凹的圆饼状
弯曲的镰刀状
易破裂，使人患溶血性贫血
实例1
一、基因突变的实例
镰状细胞贫血
正常血红蛋白β链部分氨基酸序列
镰状血红蛋白β链对应氨基酸序列
实例1
一、基因突变的实例
镰状细胞贫血
思考 讨论：镰状细胞贫血形成的原因
谷氨酸变成了缬氨酸。
编码血红蛋白的基因的
碱基序列发生改变
直接原因
根本原因
G
C
C
G
G
G
缬氨酸
异常
U
A
T
转录
翻译
转录
翻译
DNA分子中的碱基对还发生哪些变化会导致基因结构改变？
替换
增添
缺失
A T C C G C
T A G G C G
C C G C
G G C G
A
T
T
A
C C G C
G G C G
A
T
T
A
A
T
A C C G C
T G G C G
DNA片段
A T C C G C
T A G G C G
C C G C
G G C G
DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。
基因突变
1. 概念
通常在有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期
2. 发生时间
（1）有丝分裂前的间期（体细胞）：一般不能遗传
（某些植物可通过无性生殖遗传）
（2）减数第一次分裂前的间期（配子）：可遗传
一、基因突变的实例
碱基对的三种方式改变方式对性状的影响相同吗？
碱基对 影响范围 对氨基酸序列的影响
替换
增添
缺失
由于密码子的简并性，
只改变1个氨基酸可能不改变性状
不影响插入位置前的序列，
影响插入位置后的序列
不影响缺失位置前的序列，
影响缺失位置后的序列
小
大
大
①突变可能发生在非基因片段上。
②突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。
③基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。
④改变蛋白质个别氨基酸，但蛋白质的功能不变（如同工酶）。
⑤某些环境中，改变了的基因可能不会在性状上表现出来。
一、基因突变的实例
基因突变一定会引起生物性状的改变吗？
不一定
二、基因突变的原因、特点及意义
1. 基因突变的原因
外因
内因:
自然条件下DNA复制出错、DNA的碱基组成发生改变
物理因素:
紫外线，X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA；
化学因素:
亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基；
生物因素:
某些病毒如Rous肉瘤病毒的遗传物质能影响宿主细胞DNA；
二、基因突变的原因、特点及意义
2. 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。
（2）随机性：
时间随机：生物个体发育的任何时期。
部位随机：不同DNA分子上及同一DNA分子的不同部位。
（3）不定向性：
一个基因可发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。
（4）低频性：
自然状态下，基因突变频率很低。
105-108个生殖细胞中，才有一个生殖细胞发生基因突变。
二、基因突变的原因、特点及意义
3. 基因突变的意义
（1）对生物体的意义
（2）对进化的意义
①有害突变：可能破坏生物体与现有环境的协调关系。
②有利突变：如抗病性突变、耐旱性突变等。
③中性突变：不会导致新的性状出现。
产生新基因
形成新性状
生物进化的原始材料
基因突变
生物变异的根本来源
小结
定义
结果
原因
是否遗传
发生时间
特点
意义
DNA分子中发生碱基对替换增添和缺失，导致碱基序列改变
产生新的基因，不一定产生新的性状（有利、有害、中性）
内因（自发突变）、外因（诱发突变）
配子（可遗传），体细胞（不一定）
生物个体发育的任何时期
普遍性、随机性、低频性、不定向性
新基因产生的途径；生物变异的根本来源；进化的原始材料
拓展一：基因突变的“一定”和“不一定”
1.基因突变一定能引起基因中碱基序列 的改变
2. 基因突变不一定能引起生物性状的改变。
3.基因突变不一定都能产生等位基因
4.基因突变不一定都能遗传给后代
5.基因突变不一定发生在间期，也能发生在其他时期。
拓展二：基因突变一定都能产生等位基因吗
病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，病毒和原核生物基因突变产生的是一个新基因，而不是等位基因。
[易错判断]
1. DNA分子中发生碱基的增添、缺失和替换，而引起的DNA碱基序列的改变，叫做基因突变。(　　)
2. 若没有外界因素的影响，基因就不会发生突变。(　　)
3. 基因突变一定引起基因结构的改变，但不一定引起生物性状的改变。(　　)
×
提示：突变是普遍存在的，在DNA复制的时候，碱基有可能发生错配。
×
√
[易错判断]
4. 物理、化学等诱变因素可以使基因发生定向的变异。(　　)
5. 基因突变的随机性只是指发生时期是随机的。(　　)
6. 由于基因突变是不定向的，因此基因A可以突变为基因B。(　　)
×
提示：基因突变是不定向的。
提示：基因突变的部位是随机的。
×
提示：基因A突变只能产生它的等位基因a 或复等位基因a1、a2、a3等。
×
实例2
基因突变的实例
思考 讨论：结肠癌发生的原因
正常结肠上皮细胞
抑癌基因I突变
原癌基因突变
抑癌基因II突变
抑癌基因Ⅲ突变
癌
癌细胞转移
一、基因突变的实例
从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？
原癌基因、抑癌基因突变
健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？
原癌基因
抑癌基因
细胞的正常的生长和增殖
抑制细胞的增殖，促进凋亡
原癌基因
抑癌基因
细胞增殖
+
＋
×
失控
无限增殖
细胞癌变
细胞癌变后有哪些特征？
（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。
（1）能够无限增殖。
（2）形态结构发生显著变化。；
一、基因突变的实例
正常的成纤维细胞
癌变后的成纤维细胞
三、基因重组
1. 概念
指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因(非等位基因)的重新组合。
三、基因重组
2. 基因重组类型
(1)自由组合型
a. 时间：减数分裂Ⅰ后期
B.位于非同源染色体上的
非等位基因自由组合
三、基因重组
(2)互换型
a. 时间：减数分裂Ⅰ前期
B.位于同源染色体上的
等位基因互换，
导致染色单体上的
非等位基因重组。
三、基因重组
2. 基因重组的意义
（1）基因重组是生物变异的主要来源
（3）基因重组为生物进化提供了原材料
（2）基因重组是形成生物多样性的重要原因
有性生殖亲本
多样化配子
多样化个体
受精卵
不同环境
减数分裂
受精作用
发育
适应
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。
与社会的联系
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。正是因为基因突变、基因重组以及人工选择，才会出现色彩斑斓、形态各异的金鱼，极大地丰富了人们的生活。
项目 基因突变 基因重组
本质
发生时间 及原因
可能性
意义
联系
基因碱基序列发生改变，产生了新基因
控制不同性状的基因重新组合，产生新的基因型和表现型。
生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。
生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因.
细胞分裂间期DNA分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。
减数第一次分裂后期，非同源染色体的自由组合。
四分体时期的非姐妹染色单体互换。
可能性小，突变频率低
普遍发生在有性生殖过程中
①都使生物产生可遗传变异；②在长期进化过程中，基因突变为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因重组使突变的基因以多种形式传递；③两者均产生新的基因型，可能产生新的表型
比较与小结
难点突破：根据姐妹染色单体上等位基因的来源
判断基因突变或基因重组
（1）根据细胞分裂方式
如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变的结果。如图甲。
如果是减数分裂过程中姐妹染色单体
上基因不同，可能发生了基因突变或
染色体互换。如图乙。
【典例】如图是基因型为Aa的个体不同分裂时期的图像，请根据图像判定每个细胞发生的变异类型(　　)
A．①基因突变　②基因突变　③基因突变
B．①基因突变或基因重组　②基因突变　③基因重组
C．①基因突变　②基因突变　③基因突变或基因重组
D．①基因突变或基因重组　②基因突变或基因重组　③基因重组
C

展开更多......

收起↑