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(共25张PPT)
第一节 基因突变可能引起性状改变（第二课时）
第四章 生物的变异
素养目标
概述人工诱变的方法和诱变育种的主要特点。
生命观念
通过收集基因突变在育种上应用的实例，关注生物学社会议题。
社会责任
教学重难点
01
02
基因突变的特点和原因
基因突变在育种上应用的实例
复习导入
缺失
（正常）
AACCG
TTGGC
替换
插入
ACCG
TGGC
ATTCCG
TAAGGC
ATCCG
TAGGC
基因突变类型
表现为：碱基对的
插入
缺失
替换
在生物界中普遍存在——普遍性
基因突变的特点
基因突变的例子：有角家畜出现的无角品种、玉米的黄粒变白粒……
在生物界中普遍存在——普遍性
基因突变的特点
在生物个体发育的不同阶段，以及不同个体的任何细胞内，均可发生基因突变。
多方向性
基因突变的特点
染色体某一位置上的基因可以向不同的方向突变成它的等位基因，即A可突变为基因a1、a2、a3......
灰色基因
黄色基因
黑色
基因
褐色基因
小鼠毛色基因的突变示意图
自然状态下，基因突变频率很低——稀有性
基因突变的特点
基 因 突变率
大肠杆菌的组氨酸缺陷型基因 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
人类的色盲基因 3×10－5
可逆性
基因突变的特点
显性基因可以突变为隐性基因，隐性基因也可以突变为显性基因。例如，果蝇的红眼基因（W）可以突变为白眼基因（w）；当然w也可突变为W。
多数有害性
基因突变的特点
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。如人类的大多数遗传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、耐旱性突变有利于其生存。
畸形的雏鸭
人类的多指
人类的并指
镰刀形红细胞
有害的
基因突变
基因突变的意义
形成新性状
基因突变
生物变异的根本来源
产生新基因
生物进化的原材料
对生物体来说，基因突变有的是有害的，有的是有利的，还有的是中性的。
有些因素能提高基因突变概率
哪些因素可能引起基因突变？（外因）
紫外线
病毒（如人乳头瘤病毒）
亚硝酸盐
辐射
黄曲霉素
甲醛
烟雾
物理因素
化学因素
生物因素
有些因素能提高基因突变概率
哪些因素可能引起基因突变？（内因）
DNA分子复制时发生差错
作用
产生新基因
新性状
结果
表现
DNA
导致
基因内部核苷酸发生改变
内因
碱基对（替换、插入或缺失）
碱基序列
个别密码改变
部分密码移位
遗传信息改变
A
a1
a2
——等位基因
有些因素能提高基因突变概率
物理因素：X射线、紫外线等各种射线
化学因素：亚硝酸、碱基类似物等
生物因素：病毒等，它们的毒素或代谢产物
诱变因素
外因
诱发
作用于
基因突变可用于诱变育种
太空育种即航天育种，也称空间诱变育种，是将作物种子或诱变材料搭乘返回式卫星或高空气球送到太空，利用太空特殊的环境诱变作用，提高种子变异的频率，再返回地面培育作物新品种的育种新技术。
基因突变可用于诱变育种
种子、幼苗、微生物、某些动物的卵
诱变因素处理
变异个体
筛选
优良个体
诱变因素
物理因素：X射线、γ射线、紫外线、激光
化学因素：亚硝酸、秋水仙素、硫酸乙二酯等
目的：提高基因突变和染色体畸变频率。
筛选符合人类需求的优良品种或个体，即进行人工选择
育种过程
基因突变可用于诱变育种
优缺点
优点：提高突变概率；能在较短时间内有效地改良某些生物品种的某些性状；改良作物品质，增强抗逆性
缺点：由于基因突变的多方向性，诱变育种具有一定的盲目性，有利变异少
基因突变可用于诱变育种
特点
在微生物方面，诱变育种的成效极为明显，例如：青霉菌的选育。
能在较短的时间内有效地改良生物品种的某些性状
可提高突变概率，能产生多种多样的新类型，为育种创造出丰富的原材料
改良作物品质，增强抗逆性
基因突变可用于诱变育种
成果
高产大豆
高产青霉菌株
抗逆性强的小麦
辐射方法
交替使用X射线、紫外线等照射和化学物质诱发突变
基因突变可用于诱变育种
应用
青霉菌最初从发霉的甜瓜上发现，这种野生的青霉菌分泌的青霉素很少，青霉素是抗菌素的一种，是第一种能够治疗肺炎、脑膜炎、脓肿等人类疾病的抗生素。
黑龙江省农科院用辐射方法处理大豆，培育成了“黑农五号”等大豆品种，产量提高了16％，含油量比原来提高2.5％。
农作物
微生物
课堂练习
解析：A、基因突变对生物的生存有利还是有害要取决于基因突变是否破坏生物体与现有环境的协调关系，可能有利、可能有害、也可能是中性的，A错误； B、基因突变发生在个体发育的任何时期，B错误； C、所有的生物都可以发生基因突变，C正确;D、基因突变不一定改变生物的性状，比如发生了隐性突变，或者由于密码子具有简并性，D错误。
1.下列关于基因突变特点的叙述,正确的是（ ）
A. 突变对生物的生存往往是有利的
B. 生物在个体发育的特定时期才可发生突变
C. 无论是低等还是高等生物都可能发生突变
D. 基因突变一定能改变生物的表现型
C
课堂练习
2.基因突变是生物变异的根本来源，下列关于基因突变特点的说法不正确的是（ ）
A.无论是低等生物还是高等生物都能发生基因突变
B.自然状态下，基因突变的频率是很低的
C.基因突变只能定向形成新的等位基因
D.基因突变具有随机性
解析：基因突变具有普遍性，因此无论是低等生物还是高等生物都可能发生基因突变，A正确；自然状态下，基因突变的频率很低，B正确；基因突变是不定向的，C错误；基因突变具有随机性，D正确。
C
课堂练习
3.下列有关诱变育种的说法，正确的是（ ）
A.诱变育种的原理是基因突变，不进行诱变不能发生突变
B.用辐射或化学物质诱变可提高基因突变的概率
C.人工诱变增加了有利变异的比例
D.实际操作中育种方向明确
解析：人工诱导基因突变是诱变育种的原理，自然状态下基因突变也会发生，A错误；因为基因突变具有多数有害性，人工诱变虽然可以提高基因突变的概率，增加有利变异出现的概率，但并不能提高其在变异中的比例，B正确，C错误；基因突变具有多方向性，实际操作中要处理大量的材料，具有一定的盲目性，D错误。
B
课堂练习
4.用X射线处理水稻种子后，筛选出一株抗稻瘟病的突变植株Y，取其花药进行离体培养得到若干单倍体植株，其中抗病植株占50%，下列叙述中正确的是（ ）
A.X射线诱发的该基因突变为显性突变
B.植株Y连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代降低
C.从上述例子可以看出该育种方法的优点是目的性强，能定向改变生物的性状
D.高产青霉素菌株、无子西瓜的育种手段与植株Y一致
解析：X射线处理水稻种子后，能筛选出一株抗稻瘟病的突变植株Y，且取其花药进行离体培养得到的若干单倍体植株中抗病植株占50%，说明该抗稻瘟病植株为杂合体，X射线诱发的该基因突变为显性突变，A正确；植株Y连续自交若干代，纯合抗病植株的比例逐代增加，B错误；诱变育种不能定向改变生物的性状，C错误；高产青霉素菌株是诱变育种的成果，而无子西瓜的育种方法是多倍体育种，D错误。
A
总结归纳
基因突变的原因：
基因突变的特点：
基因突变的应用——诱变育种
普遍性、多方向性、稀有性、可逆性、多数有害性
物理、化学、生物致癌因子

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