第四節(jié) 基因突變和基因重組課件

基因突變和基因重組第1課時第四節(jié)基因突變和基因重組1、中心法則的內(nèi)容

2、基因、蛋白質(zhì)、性狀的關(guān)系

蛋白質(zhì)DNA逆轉(zhuǎn)錄

RNA翻譯轉(zhuǎn)錄

控制酶的合成基因性狀

控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)

復(fù)習(xí)第四節(jié)基因突變和基因重組思考：DNA能夠準(zhǔn)確復(fù)制的原因？◆DNA分子獨(dú)特的__________結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板；◆通過__________

_

保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行雙螺旋堿基互補(bǔ)配對原則第四節(jié)基因突變和基因重組思考：什么是生物的變異？

生物的變異是指生物親、子代間或子代各個體間存在性狀差異的現(xiàn)象。第四節(jié)基因突變和基因重組◆判斷以下兩個事例中變異的原因，并判斷該變異是否能遺傳？事例1：兩同卵雙胞胎兄弟，哥哥長期在室內(nèi)工作，弟弟長期在野外工作，弟弟與哥哥相比臉色較黑。事例2：一對正常夫婦，生了一個白化病孩子。思考：變異有哪些類型？不能遺傳的變異可遺傳的變異僅由環(huán)境因素影響造成生殖細(xì)胞的遺傳物質(zhì)改變基因突變基因重組染色體變異第四節(jié)基因突變和基因重組1.人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因分析：病人的血紅蛋白的一條多肽鏈發(fā)生了什么變化？…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—……

－脯氨酸－纈氨酸－谷氨酸—…正常異常一基因突變第四節(jié)基因突變和基因重組①從遺傳信息傳遞看是：

；從遺傳物質(zhì)改變看是：

。

②是

；③是

。GTAGAACATCTT谷氨酸纈氨酸DNAmRNA氨基酸血紅蛋白正常異常GUADNA復(fù)制GAA直接原因：根本原因：血紅蛋白結(jié)構(gòu)改變（一個谷氨酸被纈氨酸替換）控制血紅蛋白的基因突變（一個堿基對替換）思考與討論②③①基因突變轉(zhuǎn)錄翻譯第四節(jié)基因突變和基因重組┯┯┯┯

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ＡＴＧＣ

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┷┷┷┷增添缺失替換指DNA分子中發(fā)生堿基對的

、

和

，而引起的

的改變。替換增添缺失基因結(jié)構(gòu)2.基因突變的概念：一基因突變第四節(jié)基因突變和基因重組一基因突變思考：基因突變能遺傳嗎？配子中基因突變可遺傳；體細(xì)胞中基因突變一般不能遺傳植物的體細(xì)胞發(fā)生突變可通過無性繁殖傳遞基因突變的體細(xì)胞可能發(fā)展為癌細(xì)胞

思考：生物體內(nèi)發(fā)生的基因突變是否都能引起生物表現(xiàn)型的改變？為什么？①因密碼子的簡并性，基因突變改變的密碼子，可能決定的氨基酸與原來一樣②基因型AA突變?yōu)锳a第四節(jié)基因突變和基因重組思考：基因突變一般發(fā)生于哪個過程？什么時期最易發(fā)生基因突變？DNA分子復(fù)制過程中有絲分裂分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期

第四節(jié)基因突變和基因重組引起基因突變的外因是……？1、二戰(zhàn)時，美國在日本的廣島、長崎投下兩顆原子彈，導(dǎo)致以后大量畸形胎兒出生，畸形生物出現(xiàn)。2、蘇丹紅的致癌原理：蘇丹紅進(jìn)入人體后，在過氧化物酶的作用下形成苯和萘環(huán)羥基衍生物，進(jìn)一步生成自由基，自由基可以與DNA、RNA等結(jié)合，從而產(chǎn)生致癌作用。3、乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝細(xì)胞的基因，使肝細(xì)胞發(fā)生變異。肝臟炎癥的不斷刺激，使肝細(xì)胞進(jìn)一步變異，肝細(xì)胞不凋亡，而且不斷地再生，就形成了腫瘤。二基因突變的原因物理因素化學(xué)因素生物因素第四節(jié)基因突變和基因重組

三基因突變的種類自然突變誘發(fā)突變第四節(jié)基因突變和基因重組四基因突變的特點(diǎn)事例1：無論低等還是高等生物都可以發(fā)生基因突變，基因突變在自然界的物種中廣泛存在。白眼果蠅短腿的安康羊白化苗普遍性白化病第四節(jié)基因突變和基因重組事例3：控制小鼠毛色的灰色基因既可以突變成黃色基因，也可以突變成黑色基因。果蠅的眼色遺傳中，野生型的紅眼果蠅，其紅眼基因既可以突變?yōu)榘籽刍?，也可以突變?yōu)槠渌喾N顏色基因。不定向性(、）Aa1a2a3事例2：基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期和生物體的任何細(xì)胞。隨機(jī)性四基因突變的特點(diǎn)：多向可逆第四節(jié)基因突變和基因重組事例6：使生物產(chǎn)生新的性狀，適應(yīng)改變的環(huán)境，對生物有益，小麥的矮桿抗病等。白化病患者白化玉米苗畸形的雛鴨人類的多指多害少利性事例5：破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，對生物有害四基因突變的特點(diǎn)：事例4：據(jù)估計(jì)，在高等生物中，大約十萬個到一億個生殖細(xì)胞中，才會有一個生殖細(xì)胞發(fā)生基因突變，突變率是10－5～10-8。低頻性第四節(jié)基因突變和基因重組

多害少利性①②③④⑤不定向性低頻性隨機(jī)性不同發(fā)育階段、不同DNA、DNA不同部位均可發(fā)生。普遍性（生物界中普遍存在）四基因突變的特點(diǎn)：第四節(jié)基因突變和基因重組基因突變能產(chǎn)生

（為原基因的等位基因），這就可能產(chǎn)生一種新的

。新基因五基因突變結(jié)果

性狀基因突變新基因（等位基因）基因型（改變）表現(xiàn)型（可能改變）第四節(jié)基因突變和基因重組六基因突變的意義是

產(chǎn)生的途徑，是生物變異的

，為生物的進(jìn)化提供了最初的

。根本來源原材料新基因基因突變率很低，但每個種群有許多個體，每個個體有許多細(xì)胞，每個細(xì)胞內(nèi)有成千上萬基因，所以每一代都會產(chǎn)生大量的突變。每代基因突變數(shù)=每個基因突變率×每個個體的基因數(shù)×種群的個體數(shù)第四節(jié)基因突變和基因重組提高突變頻率，加速育種進(jìn)程，大幅度改良生物性狀。處理的材料量大青霉素高產(chǎn)菌株獲得七誘變育種優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：實(shí)例：第四節(jié)基因突變和基因重組七誘變育種分析下列過程：種子搭載人造衛(wèi)星到太空→返回地面種植→性狀穩(wěn)定的新品種該途徑獲得的新品種的育種方法是

，利用的原理是

。搭載的種子應(yīng)當(dāng)是

（填“干燥的”“萌動的”或“休眠的”）；種子返回地面種植后，其變異

（填“全是對人類有益的”“不全是對人類有益的”或“全是對人類有害的”），所以要對其進(jìn)行

。誘變育種基因突變萌動的不全是對人類有益的篩選第四節(jié)基因突變和基因重組小結(jié)基因突變概念：原因：特點(diǎn)：意義：普遍性、隨機(jī)性、低頻性、多害少利性、不定向性生物變異的根本來源、進(jìn)化提供了最初的原材料。外：物、化、病毒內(nèi)：DNA復(fù)制錯誤第四節(jié)基因突變和基因重組基因突變和基因重組第2課時第四節(jié)基因突變和基因重組1.概念

一基因重組在生物體進(jìn)行

的過程中，控制

的重新組合。有性生殖不同性狀的基因討論：是否所有的生物都可能發(fā)生基因重組？有性生殖的真核生物第四節(jié)基因突變和基因重組2.類型自由組合（非同源染色體上的非等位基因）

一基因重組減Ⅰ后期第四節(jié)基因突變和基因重組（同源染色體上非姐妹染色單體交叉互換）交叉互換2.類型

一基因重組AaAaBbAabBAaBb減Ⅰ前（四分體）期第四節(jié)基因突變和基因重組基因重組_________的多樣性配子結(jié)合的隨機(jī)性生物體的多樣性①形成生物多樣性的原因之一3.意義配子種類

一基因重組②對于生物的進(jìn)化具有十分重要的意義

③是雜交育種的重要依據(jù)第四節(jié)基因突變和基因重組抗蟲棉普通棉花(無抗蟲特性)蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因棉花細(xì)胞(含抗蟲基因)棉花植株(有抗蟲特性)重組DNA導(dǎo)入形成二基因工程第四節(jié)基因突變和基因重組二基因工程1.基因工程:又叫做

，是把從一個生物體內(nèi)分離得到的或人工合成的

導(dǎo)入到另一個生物體，定向的使后者獲得新性狀或表達(dá)所需產(chǎn)物的技術(shù)。DNA重組技術(shù)目的基因第四節(jié)基因突變和基因重組二基因工程用限制性核酸內(nèi)切酶切斷DNA

用DNA連接酶連接

提取目的基因目的基因與——————的結(jié)合目的基因?qū)?/p>

。目的基因的檢測和表達(dá)2.步驟運(yùn)載體受體細(xì)胞第四節(jié)基因突變和基因重組基因突變基因重組染色體變異概念DNA分子中發(fā)生

的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)改變控制不同性狀的

的重新組合染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目變化而引起的變異光鏡適用范圍產(chǎn)生結(jié)果產(chǎn)生新的

，基因

改變，

不變只改變

，基因種類和數(shù)目

基因的

改變，如增添或缺失幾個基因意義生物變異的

來源，提供生物進(jìn)化的

。形成多樣性的重要原因，對生物進(jìn)化有意義對生物進(jìn)化有一定意義共同點(diǎn)都會引起遺傳物質(zhì)的改變，均可遺傳給后代堿基對基因否否能所有生物（包括病毒）真核生物有性生殖過程中真核生物基因種類數(shù)量基因型不變數(shù)量、排序三可遺傳變異的比較

根本原材料第四節(jié)基因突變和基因重組四生物變異在育種上的應(yīng)用雜交育種誘變育種原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)例基因突變基因重組反復(fù)（篩選）自交→純種激光、射線或化學(xué)藥品處理可集中優(yōu)良性狀育種年限長

提高突變頻率加速育種進(jìn)程有利變異少，需處理大量實(shí)驗(yàn)材料矮桿抗病水稻高產(chǎn)青霉菌株親本雜交→F1自交→F2（篩選）自交→第四節(jié)基因突變和基因重組四生物變異在育種上的應(yīng)用單倍體育種多倍體育種原理方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)例染色體變異

培養(yǎng)→；→

處理幼苗（人工誘導(dǎo)染色體加倍）→純種花粉離體單倍體秋水仙素明顯縮短育種年限技術(shù)復(fù)雜矮桿抗病水稻

或

處理萌發(fā)種子或幼苗染色體變異器官大和營養(yǎng)物質(zhì)含量高適用于植物，動物方面難于開展三倍體無籽西瓜、八倍體小黑麥秋水仙素低溫第四節(jié)基因突變和基因重組第四節(jié)基因突變和基因重組

蛋白質(zhì)DNA逆轉(zhuǎn)錄

RNA翻譯轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制RNA復(fù)制第四節(jié)基因突變和基因重組第四節(jié)基因突變和基因重組不一定。原因是當(dāng)GTA//CAT或GTG//CAC中的第三對堿基A//T→G//C或G//C→A//T變化后，產(chǎn)生的遺傳密碼為CAC或CAU，仍然是組氨酸的密碼子，因而不影響產(chǎn)生正常的血紅蛋白第四節(jié)基因突變和基因重組第四節(jié)基因突變和基因重組有性生殖生物減數(shù)分裂配子減數(shù)第一次分裂減數(shù)第二次分裂包括包括間期前期中期后期末期

復(fù)制發(fā)生包括

復(fù)制蛋白質(zhì)合成

差錯發(fā)生聯(lián)會四分體

發(fā)生同源染色體分離，

染色體上的基因隨之變化第四節(jié)基因突變和基因重組配子中基因突變——體細(xì)胞中基因突變——若植物的體細(xì)胞發(fā)生突變——人體某些體細(xì)胞的基因突變——可遺傳一般不能遺傳可通過無性繁殖傳遞可能發(fā)展為癌細(xì)胞第四節(jié)基因突變和基因重組兩個芥酸含量中等的品種HHgg和hhGG，要獲得HHGG新品種，最快的方法是：；獲得hhgg新品種，最簡潔的方法是：

。PHHgg×hhGGF1

HhGg↓第1年↓×F2H_G_H_gghhG_hhgg

第2年第年減數(shù)分裂雄配子HGHghGhg單倍體HGHghGhg↓花藥離體培養(yǎng)↓秋水仙素第1年第2年HHgghhGGhhgg純合體HHGG

能明顯縮短育種年限連續(xù)多代自交，淘汰不需要類型單倍體育種雜交育種雜交育種單倍體育種第四節(jié)基因突變和基因重組ATGCTACGCATGCTACGTACCATGG第四節(jié)基因突變和基因重組（1）圖甲中①②表示的遺傳信息傳遞過程分別是①

，②

；①過程發(fā)生的時間是

，主要場所是

。（5）若正?；蚱沃械腃TT突變成CTC，由此控制的生物性狀是否可能發(fā)生變化？（2）α鏈堿基組成

，β鏈堿基組成

。DNA復(fù)制

轉(zhuǎn)錄有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂間期細(xì)胞核CATGUA不會，基因突變后密碼子由GAA變?yōu)镚AG，編碼后形成的氨基酸都是谷氨酸，所以性狀不會發(fā)生變化第四節(jié)基因突變和基因重組（3）鐮刀型細(xì)胞貧血癥致病基因位于

染色體上，屬于

性遺傳病。（4）圖乙中，Ⅱ6的基因型是

，要保證Ⅱ9婚配后代不患此病，從理論上說其配偶的基因型必須為

。常隱BbBB第四節(jié)基因突變和基因重組例題：下列表示某種農(nóng)作物①和②兩種品種分別培育出④⑤⑥三種品種,根據(jù)上述過程,回答下列問題:⑴用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ稱為_______,方法Ⅱ稱為_________,由Ⅰ和Ⅱ培育⑤所用的育種方法是；所依據(jù)的原理是________

.雜交自交雜交育種基因重組第四節(jié)