人教版必修二 基因突變和基因重組 課件(48張).ppt

新課標(biāo)人教版課件系列 高中生物 必修2 表現(xiàn)型 基因型 環(huán)境條件 不能遺傳的變異 如 曬黑的臉色 改變 可遺傳的變異 如 色盲 來源 基因突變 染色體變異 基因重組 誘因 改變 改變 思考 通過美容手術(shù) 紋成彎彎的柳葉眉 這種柳葉眉能遺傳嗎 第一節(jié)基因突變和基因重組 基因突變 基因重組 一 基因突變的實(shí)例 積極思維 鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因是什么 圓餅型的紅細(xì)胞 鐮刀狀的紅細(xì)胞 實(shí)例 鐮刀型細(xì)胞貧血癥 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 脯氨酸 纈氨酸 谷氨酸 正常 病人的血紅蛋白的一條多肽鏈發(fā)生了什么變化 鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因分析 異常 谷氨酸 纈氨酸 正常 異常 直接原因 根本原因 鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由基因突變引起的一種遺傳病 是由于基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變產(chǎn)生的 病因 指發(fā)生在基因水平上的變異 是由于dna分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添 缺失或改變 而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變 二 基因突變的概念 三 基因突變發(fā)生的時(shí)期 細(xì)胞分裂的分裂間期 dna在進(jìn)行復(fù)制時(shí) 由于解旋 dna分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定 容易發(fā)生錯(cuò)誤或由于某種原因斷裂后進(jìn)行修復(fù)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤 a 有絲分裂間期 b 減數(shù)第一次分裂間期 但一般不能傳給后代 可以通過受精作用直接傳給后代 dna只要進(jìn)行解旋 分子結(jié)構(gòu)就不穩(wěn)定 就容易發(fā)生基因突變 細(xì)胞分裂前的dna復(fù)制 轉(zhuǎn)錄時(shí) 四 基因突變的原因 物理因素 化學(xué)因素 病毒因素 紫外線 x射線 其它各種輻射 亞硝酸堿基類似物苯環(huán)類似物 致癌物質(zhì)有 亞硝酸胺 石棉 3 4 苯并芘 黃曲霉素 苯 甲苯 二甲苯 甲醛 蘇丹紅 丙烯酰胺 孔雀石綠 萘 鉛 硫酸鈷 硝基苯 硝基甲烷等 復(fù)制偶發(fā)錯(cuò)誤堿基組成改變 內(nèi)部因素 外部因素 引起基因突變的因素 基因突變的根本原因 組成基因的脫氧核苷酸種類 數(shù)量 排列順序發(fā)生局部改變 五 基因突變的特點(diǎn) 普遍性 自然界的物種中廣泛存在 所有生物都可能發(fā)生 隨機(jī)性 可發(fā)生在任何時(shí)期 突變率低 自然界突變率很低 10 5 10 8 多害少利性 打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性 多數(shù)有害 少數(shù)有利 不定向性 a a1或a a2 基因突變的結(jié)果 產(chǎn)生它的等位基因 產(chǎn)生復(fù)等位基因 基因突變的結(jié)果 一個(gè)基因突變后產(chǎn)生的是它的等位基因 六 基因突變的類型 缺失 正常 改變 增添 1 根據(jù)基因突變的概念 置換突變 改變移碼突變 增添或缺失 a 自然突變 自然發(fā)生的突變 b 誘發(fā)突變 在人為條件下發(fā)生的突變 如 正常綿羊突變產(chǎn)生短腿安康羊 如 中子照射不抗銹病的燕麥種子 變成抗銹病個(gè)體 按來源分 2 根據(jù)突變的來源 3 根據(jù)對(duì)性狀的影響 顯形突變 a突變?yōu)閍一旦發(fā)生即可表現(xiàn)隱性突變 a突變?yōu)閍一旦在生物體表現(xiàn)出來即可穩(wěn)定遺傳判斷方法 自交看后代有無性狀分離 4 根據(jù)基因突變的后果 1 點(diǎn)突變dna序列中涉及單個(gè)核苷酸或堿基的變化稱為點(diǎn)突變 通常有兩種情況 一是一種堿基或核苷酸被另一種堿基或核苷酸所替換 二是一個(gè)堿基的插入或缺失 沉默突變 c 無義突變 是指當(dāng)點(diǎn)突變使一個(gè)編碼氨基酸的密碼子變成終止子時(shí) 則蛋白質(zhì)合成進(jìn)行到該突變位點(diǎn)時(shí)會(huì)提前終止 結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)較短的多肽鏈或較小的蛋白質(zhì) d 移碼突變 指在dna鏈上 有時(shí)一個(gè)或幾個(gè)非3的整數(shù)倍的堿基的插入或缺失 往往產(chǎn)生比堿基替換突變更嚴(yán)重的后果 這種插入或缺失突變會(huì)造成閱讀框的改變 翻譯過程中其下游的三聯(lián)密碼子都被錯(cuò)讀 產(chǎn)生完全錯(cuò)誤的肽鏈或肽鏈合成提前終止 這種插入或缺失突變又稱為移碼突變 請(qǐng)思考 由于堿基對(duì)的改變 是否一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變 基因突變都會(huì)遺傳給后代嗎 取決于 如果由于dna分子攜帶的遺傳信息改變 而使其所編碼的氨基酸改變 生物體的性狀可能發(fā)生改變 改變的性狀對(duì)生物體的生存可能有利 可能有害 也可能既無害也無利 七 基因?qū)π誀畹挠绊?1 引起生物性狀改變無論是堿基置換突變還是移碼突變 都能使多肽鏈中氨基酸組成或順序發(fā)生改變 進(jìn)而影響蛋白質(zhì)或酶的生物功能 使機(jī)體的表型出現(xiàn)異常 a 顯性突變aa突變?yōu)閍ab 錯(cuò)義突變c 無義突變d 移碼突變 2 不引起生物性狀改變a 不直接編碼氨基酸的基因片段發(fā)生突變非編碼區(qū)真核基因內(nèi)含子b 同義突變c 顯性純合子發(fā)生隱性突變a突變?yōu)閍即aa突變?yōu)閍ad 突變改變了蛋白質(zhì)中的氨基酸 但是不影響蛋白質(zhì)的功能由于基因突變使不同生物中的細(xì)胞色素c中的氨基酸發(fā)生了改變 其中酵母菌的細(xì)胞色素c肽鏈第17位上是亮氨酸 而小麥?zhǔn)钱惲涟彼?盡管有這樣的差異 但它們的細(xì)胞色素c的功能是相同的 六 基因突變的意義 基因突變?cè)谏镞M(jìn)化中有重要意義 是生物變異的根本來源 也為生物進(jìn)化提供了最初的原材料 原因 基因突變能夠產(chǎn)生前所未有的新基因 從而出現(xiàn)前所未有的新性狀 打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性 為何基因突變對(duì)生物體而言 多數(shù)為有害突變 如此的話基因突變對(duì)生物豈不是沒有意義 產(chǎn)生新基因 引發(fā)生物變異 為進(jìn)化提供原始材料 一豬生九仔 連母十個(gè)樣 這種個(gè)體的差異 主要是什么原因產(chǎn)生的 二基因重組 一 概念 是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中 控制不同性狀的基因的重新組合 二 基因重組 二 類型 基因的自由組合 減數(shù)分裂形成配子時(shí) 隨著非同源染色體的組合 非等位基因也自由組合 例子 基因的互換 減數(shù)分裂的四分體時(shí)期 同源染色體上的等位基因隨姐妹染色單體之間發(fā)生局部互換而互換 導(dǎo)致基因重組 例子 發(fā)生時(shí)期 減數(shù)分裂四分體時(shí)期減數(shù)第一次分裂后期 兩個(gè)親本的雜合性越高 遺傳物質(zhì)差距越大 基因重組的類型就越多 后代產(chǎn)生的變異就越多 基因重組是通過有性生殖過程實(shí)現(xiàn)的 產(chǎn)生多樣化基因組合的后代 為生物變異提供豐富的來源 是生物變異來源之一 是形成生物多樣性的重要原因之一 對(duì)生物的進(jìn)化具有重要意義 三 特點(diǎn) 四 意義 優(yōu)點(diǎn) 使不同個(gè)體的優(yōu)良性狀集中到一個(gè)個(gè)體上 缺點(diǎn) 育種年限長 五 應(yīng)用 雜交育種 基因重組能否產(chǎn)生新的基因 基因突變和基因重組引起的變異有什么區(qū)別 1 基因突變 基因 改變 它 新的基因發(fā)生時(shí)期 特點(diǎn) 普遍性 隨機(jī)性 多數(shù)有害 不定向性 2 基因重組 控制不同性狀的 新基因 可形成新的 發(fā)生時(shí)期 特點(diǎn) 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 能產(chǎn)生 細(xì)胞分裂間期 dna復(fù)制時(shí) 突變率低 基因重新組合 不產(chǎn)生 基因型 有性生殖過程中 非常豐富 對(duì)比基因突變與基因重組 對(duì)比基因突變與基因重組 對(duì)比基因突變與基因重組 對(duì)比基因突變與基因重組 對(duì)比基因突變與基因重組 對(duì)比基因突變與基因重組 四 旁欄思考題因?yàn)樽贤饩€和x射線易誘發(fā)基因突變 使人患癌癥 五 批判性思維這種看法不正確 對(duì)于生物個(gè)體而言 發(fā)生自然突變的頻率是很低的 但是 一個(gè)物種往往是由許多個(gè)體組成的 就整個(gè)物種來看 在漫長的進(jìn)化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的 其中有不少突變是有利突變 對(duì)生物的進(jìn)化有重要意義 因此 基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料 正常綿羊和短腿安康羊 中 普遍性 時(shí)間上的隨機(jī)性 基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期部位上的隨機(jī)性 基因突變可以發(fā)生在生物體的任何細(xì)胞基因突變可以在體細(xì)胞中發(fā)生 也能在生殖細(xì)胞中發(fā)生 分子對(duì)象上的隨機(jī)性 基因突變可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的不同dna上或同一dna分子不同部位 突變發(fā)生的時(shí)期越早 表現(xiàn)突變的部分越多 突變發(fā)生的時(shí)期越晚 表現(xiàn)突變的部分越少 這里的 隨機(jī) 是針對(duì)生物個(gè)體而言的 指的是可隨機(jī)發(fā)生在生物體的不同生長 生活 時(shí)段 但是對(duì)細(xì)胞來說 卻只能發(fā)生在正進(jìn)行dna分子復(fù)制的細(xì)胞中 一個(gè)正?；騛可能突變成a1也可能突變成a2或a3 如小鼠毛色的灰色基因可突變?yōu)辄S色基因或黑色基因 不定向性 太空南瓜 太空南瓜王 這種太空南瓜王最大能長到200多公斤 在生長繁殖期高峰時(shí) 南瓜每天能增大5公斤 神奇的太空育種 八兩 普通青椒 非同源染色體自由組合 三 思考與討論二1 223種精子 223種卵細(xì)胞 3 提示 可以從染色體上基因的多樣性 減數(shù)分裂過程中配子形成的過程