基因突變和基因重組使用

基因突變和基因重組使用第1頁/共51頁一、生物的變異：1、概念：生物的子代和親代之間以及子代各個體之間性狀上的差異性稱為生物的變異。第2頁/共51頁變異可以遺傳嗎?是否所有的變異都可以遺傳？第3頁/共51頁2、生物變異的類型⑴不可遺傳的變異（由環(huán)境變化引起）⑵可遺傳的變異（由生殖細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的變化引起）基因突變基因重組染色體變異第4頁/共51頁注意：1、顯微鏡下只能看到染色體變異；2、屬于分子水平的變異是：基因突變和基因重組；3、原核生物、病毒的變異方式有：環(huán)境引起的變異和基因突變，而可遺傳變異只有基因突變。第5頁/共51頁1實例：人類鐮刀型細胞貧血癥二、基因突變的原因第6頁/共51頁閱讀課本P76-77，回答以下問題：1、鐮刀型細胞貧血癥發(fā)生的直接原因是什么？（病人的血紅蛋白的一條多肽鏈發(fā)生了什么變化？）2、請?zhí)顚懗鰉RNA上對應(yīng)的堿基，推測出鐮刀型細胞貧血癥發(fā)生的根本原因（從基因的角度考慮）思考與討論第7頁/共51頁正常紅細胞的血紅蛋白氨基酸組成……—纈氨酸－組氨酸－亮氨酸－蘇氨酸－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸－賴氨酸—……鐮刀型細胞貧血癥紅細胞的血紅蛋白氨基酸組成……—纈氨酸－組氨酸－亮氨酸－蘇氨酸－脯氨酸－纈氨酸－谷氨酸－賴氨酸—……第8頁/共51頁CTTGAACATGTAGAAGUADNAmRNA蛋白質(zhì)氨基酸谷氨酸正常纈氨酸

不正常基因突變原因分析：第9頁/共51頁1、直接原因：血紅蛋白分子的多肽鏈上一個谷氨酸被一個纈氨酸替換。CTTGAACATGTA原因分析：2、根本原因：控制合成血紅蛋白分子的DNA的堿基序列發(fā)生了改變。

即：鐮刀型細胞貧血癥是由_________引起的一種遺傳病，是由于基因_________發(fā)生了改變導致血紅蛋白分子改變而產(chǎn)生的?；蛲蛔兎肿咏Y(jié)構(gòu)第10頁/共51頁2．基因突變的概念

指DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，而引起基因結(jié)構(gòu)的改變。判斷下圖分別為哪種類型的基因突變？第11頁/共51頁ATCCGTCTAGGCAG缺失（正常）ATTCCGTCTAAGGCAG

AACCGTCTTGGCAGACCGTCTGGCAG改變增添發(fā)生基因突變后堿基序列一定不同第12頁/共51頁小試牛刀B第13頁/共51頁A.有絲分裂間期B.減數(shù)第一次分裂間期——體細胞——生殖細胞（但一般不能傳給后代，也可以通過無性繁殖方式傳給后代）（可以通過受精作用直接傳給后代）DNA在進行復制時發(fā)生錯誤.一、基因突變

基因突變通常發(fā)生在細胞分裂間期DNA分子復制過程中，即DNADNA。3.基因突變的時間：第14頁/共51頁注意：基因突變?nèi)菀装l(fā)生在具有DNA復制功能的細胞中（具有分裂能力的細胞），已高度分化的、失去分裂能力的細胞因其不發(fā)生DNA復制，故不容易發(fā)生基因突變。第15頁/共51頁4、基因突變的結(jié)果使一個基因成為它的等位基因（產(chǎn)生了新的基因）注意：1、基因突變產(chǎn)生了新基因，新基因與原基因互為等位基因；2、基因突變不改變基因數(shù)量第16頁/共51頁

討論：有人說，基因突變就是指生物體基因型的改變。你認為這種說法正確嗎？試舉例說明。這種說法不正確?；蛲蛔兪侵窪NA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變而引起的基因分子結(jié)構(gòu)的改變?；蛲蛔兪挂粋€基因突變成它的等位基因，從而會使生物的基因型發(fā)生改變。但是基因型的改變并不都是由基因突變引起的，基因重組和染色體變異都可引起基因型改變。思考與討論第17頁/共51頁5.基因突變的特點

從以下圖片，你能歸納出基因突變的什么特點嗎？白眼果蠅白化苗短腿的安康羊普遍性

白色皮毛牛犢第18頁/共51頁3×10－5人類色盲基因1×10－5小鼠的白化基因1×10－６玉米的皺縮基因4×10－5果蠅的白眼基因突變率基因低頻率性注：基因突變的低頻性是針對生物體某一個基因來說發(fā)生突變的幾率很低，但對于群體來說突變的幾率就大多了。第19頁/共51頁高產(chǎn)大豆高產(chǎn)青霉菌株大南瓜太空椒（左）有利的基因突變第20頁/共51頁白化病患者有害的基因突變白化玉米苗畸形的雛鴨人類的多指第21頁/共51頁

大多數(shù)基因突變對生物體是有害的，只有少數(shù)是有利的，有些既無害也無益。多數(shù)有害性第22頁/共51頁植物的個體發(fā)育性成熟的植株胚幼苗具根莖葉的植株分化出花芽的植株受精卵

發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期，生物體的任何部位?？梢园l(fā)生在細胞內(nèi)的不同DNA分子上、同一DNA分子的不同部位。具有隨機性第23頁/共51頁多向性和可逆性：基因A可以突變?yōu)閍1，也可以突變?yōu)閍2、a3、a4……等?；蛲蛔円彩强赡娴?，可以由A突變?yōu)閍，也可以由a突變?yōu)锳。第24頁/共51頁基因突變的特點

①普遍性②突變率低（稀有性,低頻率性）③多數(shù)有害性④隨機性⑤多向性和可逆性

第25頁/共51頁1、基因突變的普遍性與低頻率性是否矛盾？2、基因突變的隨機性與“基因突變發(fā)生在DNA分子復制時”是否矛盾？在太空突變的真菌

基因突變可發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期，可以是體細胞中，也可以是生殖細胞中。這里的“隨機”是針對生物個體而言的,指的是可隨機發(fā)生在生物體的不同生長(生活)時段；但是對細胞來說,卻只能發(fā)生在正進行DNA分子復制的細胞中。思考與討論第26頁/共51頁⑴是生物變異的根本來源；⑵為生物的進化提供了原始材料；⑶是形成生物多樣性的重要原因之一（新基因產(chǎn)生的途徑）6、基因突變的意義第27頁/共51頁7、基因突變的種類⑴自然突變：自然條件下發(fā)生的基因突變⑵人工誘變：人為條件下誘發(fā)產(chǎn)生的基因突變8、引起基因突變的因素（P77)：⑴物理因素：紫外線、X射線、激光等⑵化學因素：亞硝酸鹽、堿基類似物等⑶生物因素：病毒、有些細菌等第28頁/共51頁一、基因突變基因堿基對的改變，是否一定會引起蛋白質(zhì)（性狀）的改變？思考與討論不一定。(1)有些基因突變并不引起生物性狀的改變①突變發(fā)生在非編碼區(qū)和內(nèi)含子中，不會改變生物的性狀。②顯性純合子中的一個基因突變后，該基因型控制的生物性狀不會改變。③由于可由多種密碼子決定同一種氨基酸，因此某些基因突變也不會引起生物性狀的改變。(2)有些基因突變可引起生物性狀的改變，如人的白化病等。第29頁/共51頁GATCTADNAmRNAGAU氨基酸天冬氨酸GAC天冬氨酸CTGGAC第30頁/共51頁一、概念：

利用物理因素（如ⅹ射線、γ射線、紫外線、激光等）或化學因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來處理生物，使生物發(fā)生基因突變。二、依據(jù)原理：基因突變?nèi)?、常用方法：輻射誘變、激光誘變、作物空間技術(shù)育種四、優(yōu)點：（1）可以提高突變率，加速育種進程；（2）大幅度改良某些品種,產(chǎn)生前所未有的性狀。五、缺點：（1）盲目性大，有利變異少；（2）工作量大，需大量的實驗材料。9、

應(yīng)用：誘變育種第31頁/共51頁小結(jié)：生物的變異

1.概念

2.分類

一基因突變1.概念:堿基對增添、缺失或改變2.引起基因突變的因素:物理\化學\生物3.意義:（1）（2）（3）4.特點:(1)(2)(3)(4)(5)

第32頁/共51頁鞏固練習：1、基因突變的本質(zhì)不包括：()A、DNA復制時出差錯B、DNA堿基對的增添、缺失或改變C、基因分子結(jié)構(gòu)的改變D、非等位基因間的自由組合2、下列有關(guān)基因突變的說法，不正確的是（）

A.自然突變下突變率是很低的

B.人工誘變都是有利的

C.基因突變能產(chǎn)生新的基因

D.基因突變在自然界廣泛存在DB第33頁/共51頁3．在一塊馬鈴薯甲蟲成災的地里，噴了一種新的農(nóng)藥后，約98％的甲蟲死了，約2％的甲蟲生存下來，生存下來的原因是（

）

A．有基因突變產(chǎn)生的抗藥性個體存在

B．以前曾噴過某種農(nóng)藥，對農(nóng)藥有抵抗力

C．約有2％的甲蟲未吃到沾有農(nóng)藥的葉子

D．生存下來的甲蟲是身強體壯的年輕個體A第34頁/共51頁4、基因突變主要發(fā)生在在下列哪種細胞中：

A.洋蔥表皮細胞B.人的神經(jīng)細胞

C.根尖生長點D.人的卵細胞c第35頁/共51頁

“一豬生九仔，連母十個樣”，這種個體的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的?基因重組第36頁/共51頁在生物體進行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合.1.概念:適用范圍：進行有性生殖的生物第37頁/共51頁細菌的基因重組細菌的有性生殖方式：接合生殖（兩個菌體通過暫時形成的原生質(zhì)橋單向地轉(zhuǎn)移遺傳信息）過程：通過接合生殖，一個細菌的遺傳物質(zhì)可以進入到另一個細菌中，使細菌內(nèi)的遺傳物質(zhì)有了新的組合。當這些細菌再通過分裂形成子細胞時，重新組合成的遺傳物質(zhì)就傳遞到了子細胞中。第38頁/共51頁高等生物的基因重組自由組合定律：

控制不同性狀的的基因分離和組合是互不干擾的;在形成配子時,決定同一性狀的成對基因彼此分離,決定不同性狀的基因自由組合.思考：基因重組在什么時候發(fā)生呢?第39頁/共51頁減數(shù)第一次分裂后期

同源染色體

分開，非同源染色體自由組合減Ⅰ中期初級精母細胞第40頁/共51頁減數(shù)第一次分裂后期

同源染色體

分開，非同源染色體自由組合初級精母細胞第41頁/共51頁同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交換現(xiàn)象。減I四分體時期（減I前期）第42頁/共51頁3、實現(xiàn)基因重組的途徑

途徑1：基因自由組合

時間：（減I后期）途徑2：基因互換

時間：（減I四分體時期）

途徑3：轉(zhuǎn)基因（DNA重組技術(shù)）第43頁/共51頁

控制不同性狀的基因重新組合，不產(chǎn)生新基因，但可形成新的基因型。4、基因重組的結(jié)果：第44頁/共51頁思考：一種具有20對等位基因（這20對等位基因分別位于20對同源染色體上）的生物進行雜交時，F(xiàn)2可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型有多少種？2205、特點：變異類型非常豐富。第45頁/共51頁6、意義:（1）通過有性生殖實現(xiàn)的基因重組，為生物變異提供了極其豐富的來源；（2）是形成生物多樣性的重要原因之一，對于生物進化具有十分重要的意義。第46頁/共51頁一、依據(jù)原理：基因重組二、方法：三、優(yōu)點：能夠?qū)⒎稚⒃谕晃锓N不同品種中的多個優(yōu)良性狀集中于同一個體上。四、缺點：（1）育種時間較長；（2）局限于同種或親緣關(guān)系較近的個體；（3）需及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良品種。7、

應(yīng)用：雜交育種雜