突变和重组课件

第4章生物的变异第4章生物的变异表现型＝基因型＋环境条件可遗传的变异不能遗传的变异基因突变基因重组染色体变异来源（改变）（改变）（改变）变异的概念：生物的亲代与子代之间以及子代个体之间性状上的差异。基因型环境条件表现型＝基因型＋环境条件可遗传的变异不能遗传的变异基第一节生物变异的来源一、基因突变第一节生物变异的来源一、基因突变

假如在DNA分子复制过程中，发生了类似的错误，DNA分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化？可能对生物体产生什么影响？

DNA分子携带的遗传信息发生了改变。但由于大多数氨基酸有2个以上的遗传密码，DNA编码的氨基酸不一定改变。如果氨基酸发生了改变，生物体的性状可能发生改变。改变的性状对生物体的生存可能有害，可能有利，也有可能既无害也无利。假如在DNA分子复制过程中，发生了类似的错误一、基因突变的实例正常型红细胞镰刀型红细胞一、基因突变的实例正常型红细胞

镰刀形细胞贫血症镰刀形细胞贫血症

血红蛋白胰蛋白酶水解水解得到的肽段相同吗？血红蛋白胰蛋白酶水解水解得到的肽段相同吗？

胰蛋白酶水解血红蛋白肽段胰蛋白酶水解血红蛋白肽段正常细胞的血红蛋白镰刀形红细胞血红蛋白

滤纸电泳双向层析图谱正常细胞的血红蛋白镰刀形红细胞缬氨酸-组氨酸-亮氨酸-苏氨酸-脯氨酸-谷氨酸-谷氨酸-赖氨酸-‥‥‥正常缬氨酸-组氨酸-亮氨酸-苏氨酸-脯氨酸-缬氨酸-谷氨酸-赖氨酸-‥‥‥异常血红蛋白分子的部分氨基酸顺序图中哪个氨基酸发生了改变？缬氨酸-组氨酸-亮氨酸-苏氨酸-脯氨酸-谷氨酸-谷氨酸-赖氨思考与讨论（P78）CTTGAA谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白质正常异常GUACATGTA突变GAA_____原因_____原因

镰刀型细胞贫血症是由_________引起的一种遗传病，是由于基因的_________发生了改变产生的。病因：基因突变分子结构根本直接思考与讨论（P78）CTTGAA谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨相应性状的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变mRNA分子中的碱基发生变化DNA分子中的碱基对发生变化具体变化过程:相应性状的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变mRNA分子中镰刀型细胞贫血症能否遗传？怎样遗传？

能够遗传。突变后的DNA分子复制，通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞，并将突变基因传递给下一代。镰刀型细胞贫血症能否遗传？怎样遗传？能够遗传。abCTTCCGAAGGCATCCGTAGGCT

TTCCGAA

AGGC

TCCG

AGG替换增添缺失DNA的碱基还有可能发生什么的变化？abCTTCCGAAGGCATCC基因突变genemutationDNA分子中，发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。概念基因突变genemutationDNA分子中基因突变发生的时间？细胞周期中的分裂间期A.有丝分裂间期B.减数第一次分裂间期体细胞生殖细胞中可以发生基因突变（但一般不能传给后代）中也可以发生基因突变（可以通过受精作用直接传给后代）3、人类能遗传的基因突变常发生在

A.减数第一次分裂B.四分体时期

C.减数第一次分裂的间期D.有丝分裂间期DNA在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂后进行修复时发生错误。基因突变发生的时间？细胞周期中的分裂间期A.有丝分裂间期B.引起基因突变的原因是……？1、二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导致以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。2、苏丹红的致癌原理：苏丹红进入人体后，在过氧化物酶的作用下形成苯和萘环羟基衍生物，进一步生成自由基，自由基可以与DNA、RNA等结合，从而产生致癌作用。3、乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝细胞的基因，使肝细胞发生变异。肝脏炎症的不断刺激，使肝细胞进一步变异，肝细胞不凋亡，而且不断地再生，就形成了肿瘤。引起基因突变的原因是……？1、二战时，美国在日本的广岛、长崎物理：受到辐射如：X射线、紫外线、激光等化学：能够与DNA分子起作用而改变DNA分子性质的物质，如：亚硝酸、硫酸二乙酯、碱基类似物等生物：包括病毒和某些细菌等二、基因突变的原因内部因素复制偶发错误碱基组成改变外部因素物理：受到辐射如：X射线、紫外线、激光等化学：能够与DN三、基因突变的特点

从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？白眼果蝇白化苗短腿的安康羊基因突变的特点：普遍性

白色皮毛牛犊三、基因突变的特点从以下图片，你能归纳出基因基因突变的特点

大多数基因突变对生物体是有害的，只有少数是有利的，有些既无害也无益。多数有害性基因突变的特点大多数基因突变对生物体是有害的，只有少基因突变的特点植物的个体发育性成熟的植株胚幼苗具根茎叶的植株分化出花芽的植株受精卵

发生在个体发育的任何时期，生物体的任何部位。可以发生在细胞内的不同DNA分子上、同一DNA分子的不同部位。基因突变具有随机性基因突变的特点植物的个体发育性成熟的植株胚幼苗具根茎叶的植株

基因突变发生在体细胞与生殖细胞，对生物体产生的影响相同吗？一般不能传给后代（通过营养生殖也可传给后代。）可以通过受精作用直接传给后代体细胞生殖细胞基因突变的特点植物的个体发育性成熟的植株胚幼苗具根茎叶的植株分化出花芽的植株受精卵基因突变发生在体细胞与生殖细胞，对生物体产基因突变的特点基因突变具有不定向性基因突变的特点：可逆性、多方向性基因突变的特点基因突变具有不定向性基因突变的特点：可逆性、多3×10－5人类色盲基因1×10－5小鼠的白化基因1×10－６玉米的皱缩基因4×10－5果蝇的白眼基因突变率基因基因突变的特点基因突变的特点：稀有性3×10－5人类色盲基因1×10－5小鼠的白化基因1×10－基因突变的特点自然界的物种中广泛存在可发生在任何时期自然界突变率很低：10－5-

10-8(打破对环境的适应性)多数有害,少数有利①普遍性:②随机性:③稀有性:④有害性：⑤多方向性，可逆性A＝a1或A＝a2等位基因是如何产生的？基因突变的特点自然界的物种中广泛存在可发生在任何时期自然界突

有人认为基因突变率低，大多有害，故认为它不可能为生物进化提供原材料，你认为正确吗？为什么？

这种看法不正确。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对于生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。有人认为基因突变率低，大多有害，故认为它不可“一母生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的?基因重组“一母生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产二、基因重组1、概念:在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的自由组合.2、类型:3、意义:通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一.①基因的自由组合:②基因的互换:例基因重组能否产生新的基因？非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换.二、基因重组1、概念:在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状基因突变和基因重组引起的变异有什么区别?1．基因突变：基因_________改变，它________新的基因发生时期：________________________

特点：①普遍性、②随机性、③___________、④多数有害、⑤多定向、可逆性。

2．基因重组：控制不同性状的_____________，_______新基因，可形成新的________。发生时期：___________________

特点：__________内部结构能产生细胞分裂间期（DNA复制时）稀有性基因重新组合不产生基因型有性生殖过程中非常丰富是生物变异的根本来源是生物变异的主要来源基因突变和基因重组引起的变异有什么区别?1．基因突变：内部结试一试：动物的杂交育种方法假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）长毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫试一试：动物的杂交育种方法假设现有长毛立耳猫（BBEE长毛立耳短毛折耳BBEEbbee长立长折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折短折长折长折短折杂交F1间交配选优测交ＰＦ１Ｆ２F3♀长毛立耳BbEe♂长毛立耳BbEe长折短折长毛立耳短毛折耳BBEEbbee长立长［问题情景］例1：小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt）两个品系，根据你前面所学的遗传变异基本规律的有关知识，你能否设计一个育种步骤怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？①请你写出育种的步骤；②用遗传图解表示出育种过程。［问题情景］以下是杂交的育种参考方案：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT矮抗矮不抗ddTtddTT杂交自交选优自交F3选优以下是杂交的育种参考方案：Ｐ高抗矮不抗Ｆ以下是育种的参考步骤：育种步骤①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1

；②让F1自交得F2

；③选F2中矮秆抗锈病小麦自交得F3；④淘汰F3中的矮秆不抗病个体，选出F3中的矮秆抗锈病小麦再进行自交，再选优，经过几次连续不断的自交和选优。以下是育种的参考步骤：育种步骤①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交。2、比植物杂交育种所需年限短。结合上述几个实例，请总结出杂交育种的的原理、优点和缺点？你能说出植物杂交育种和动物杂交育种的区别吗？想一想？1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交原理：

基因重组方法：优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”,能产生新的基因型。缺点：杂交育种只能利用已有基因的重组，按需选择，并不能创造新的基因。杂交后代会出现分离现象，育种过程缓慢，过程复杂。杂交→自交→选优→自交概念：杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，在经过选择和培育，获得新品种的方法。2、有没有更好的育种方法可以弥补杂交育种的这些缺陷呢？一、杂交育种1、杂交育种不能创造新的基因，并且所需时间要长，你知道在什么情况下能够产生新的基因吗？可以用什么方法处理？[知识归纳总结]原理：基因重组方法：优点：使位于不同个体上的多个优良性状［问题情景］

资料分析：我国运用返回式运载卫星搭载水稻种子，返回地面后种植，培育出的水稻穗长粒大，亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8%-20%，生长期平均缩短10天。请回答：（1）水稻产生这种变异的来源是_______，产生变异的原因是________。基因突变各种宇宙射线和失重的作用，使基因的分子结构发生改变。

（2）这种方法育种的优点有__________。能提高突变频率，加速育种进程，并能大幅度改良某些性状［问题情景］（1）水稻产生这种变异的来源是_______，产［思考与讨论］与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突变的特点，谈谈诱变育种的局限性。要想克服这些局限性，可以采取什么办法？诱变育种的优点：是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型。是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。诱变育种的局限性：［思考与讨论］与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联系基因突二、诱变育种原理：基因突变

方法：物理方法(紫外线、α射线、失重等)或化学方法(亚硝酸、硫酸二乙酯等)处理植株，再选择符合要求的变异类型优点：产生新基因和新的性状，能提高变异的频率，后代变异性状能较快稳定，加速育种进程。缺点：应用:太空辣椒的培育、青霉菌的选育等微生物的育种方面诱变育种的局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想性状。要想克服这些局限性，可以扩大诱变后代的群体，增加选择的机会。[知识归纳总结]二、诱变育种原理：基因突变方法：物理方法(紫外线、α射突变和重组课件用于微生物育种：例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来的青霉菌只能产生青霉素20单位/mL。后来人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株，目前青霉素的产量已达到50000～60000单位/mL。中间为青霉菌，周围是细菌。用于微生物育种：例如青霉素的选育。1943年从自然界分离出来第4章生物的变异第4章生物的变异表现型＝基因型＋环境条件可遗传的变异不能遗传的变异基因突变基因重组染色体变异来源（改变）（改变）（改变）变异的概念：生物的亲代与子代之间以及子代个体之间性状上的差异。基因型环境条件表现型＝基因型＋环境条件可遗传的变异不能遗传的变异基第一节生物变异的来源一、基因突变第一节生物变异的来源一、基因突变

假如在DNA分子复制过程中，发生了类似的错误，DNA分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化？可能对生物体产生什么影响？

DNA分子携带的遗传信息发生了改变。但由于大多数氨基酸有2个以上的遗传密码，DNA编码的氨基酸不一定改变。如果氨基酸发生了改变，生物体的性状可能发生改变。改变的性状对生物体的生存可能有害，可能有利，也有可能既无害也无利。假如在DNA分子复制过程中，发生了类似的错误一、基因突变的实例正常型红细胞镰刀型红细胞一、基因突变的实例正常型红细胞

镰刀形细胞贫血症镰刀形细胞贫血症

血红蛋白胰蛋白酶水解水解得到的肽段相同吗？血红蛋白胰蛋白酶水解水解得到的肽段相同吗？

胰蛋白酶水解血红蛋白肽段胰蛋白酶水解血红蛋白肽段正常细胞的血红蛋白镰刀形红细胞血红蛋白

滤纸电泳双向层析图谱正常细胞的血红蛋白镰刀形红细胞缬氨酸-组氨酸-亮氨酸-苏氨酸-脯氨酸-谷氨酸-谷氨酸-赖氨酸-‥‥‥正常缬氨酸-组氨酸-亮氨酸-苏氨酸-脯氨酸-缬氨酸-谷氨酸-赖氨酸-‥‥‥异常血红蛋白分子的部分氨基酸顺序图中哪个氨基酸发生了改变？缬氨酸-组氨酸-亮氨酸-苏氨酸-脯氨酸-谷氨酸-谷氨酸-赖氨思考与讨论（P78）CTTGAA谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白质正常异常GUACATGTA突变GAA_____原因_____原因

镰刀型细胞贫血症是由_________引起的一种遗传病，是由于基因的_________发生了改变产生的。病因：基因突变分子结构根本直接思考与讨论（P78）CTTGAA谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨相应性状的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变mRNA分子中的碱基发生变化DNA分子中的碱基对发生变化具体变化过程:相应性状的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变mRNA分子中镰刀型细胞贫血症能否遗传？怎样遗传？

能够遗传。突变后的DNA分子复制，通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞，并将突变基因传递给下一代。镰刀型细胞贫血症能否遗传？怎样遗传？能够遗传。abCTTCCGAAGGCATCCGTAGGCT

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AGGC

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AGG替换增添缺失DNA的碱基还有可能发生什么的变化？abCTTCCGAAGGCATCC基因突变genemutationDNA分子中，发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。概念基因突变genemutationDNA分子中基因突变发生的时间？细胞周期中的分裂间期A.有丝分裂间期B.减数第一次分裂间期体细胞生殖细胞中可以发生基因突变（但一般不能传给后代）中也可以发生基因突变（可以通过受精作用直接传给后代）3、人类能遗传的基因突变常发生在

A.减数第一次分裂B.四分体时期

C.减数第一次分裂的间期D.有丝分裂间期DNA在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂后进行修复时发生错误。基因突变发生的时间？细胞周期中的分裂间期A.有丝分裂间期B.引起基因突变的原因是……？1、二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导致以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。2、苏丹红的致癌原理：苏丹红进入人体后，在过氧化物酶的作用下形成苯和萘环羟基衍生物，进一步生成自由基，自由基可以与DNA、RNA等结合，从而产生致癌作用。3、乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝细胞的基因，使肝细胞发生变异。肝脏炎症的不断刺激，使肝细胞进一步变异，肝细胞不凋亡，而且不断地再生，就形成了肿瘤。引起基因突变的原因是……？1、二战时，美国在日本的广岛、长崎物理：受到辐射如：X射线、紫外线、激光等化学：能够与DNA分子起作用而改变DNA分子性质的物质，如：亚硝酸、硫酸二乙酯、碱基类似物等生物：包括病毒和某些细菌等二、基因突变的原因内部因素复制偶发错误碱基组成改变外部因素物理：受到辐射如：X射线、紫外线、激光等化学：能够与DN三、基因突变的特点

从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？白眼果蝇白化苗短腿的安康羊基因突变的特点：普遍性

白色皮毛牛犊三、基因突变的特点从以下图片，你能归纳出基因基因突变的特点

大多数基因突变对生物体是有害的，只有少数是有利的，有些既无害也无益。多数有害性基因突变的特点大多数基因突变对生物体是有害的，只有少基因突变的特点植物的个体发育性成熟的植株胚幼苗具根茎叶的植株分化出花芽的植株受精卵

发生在个体发育的任何时期，生物体的任何部位。可以发生在细胞内的不同DNA分子上、同一DNA分子的不同部位。基因突变具有随机性基因突变的特点植物的个体发育性成熟的植株胚幼苗具根茎叶的植株

基因突变发生在体细胞与生殖细胞，对生物体产生的影响相同吗？一般不能传给后代（通过营养生殖也可传给后代。）可以通过受精作用直接传给后代体细胞生殖细胞基因突变的特点植物的个体发育性成熟的植株胚幼苗具根茎叶的植株分化出花芽的植株受精卵基因突变发生在体细胞与生殖细胞，对生物体产基因突变的特点基因突变具有不定向性基因突变的特点：可逆性、多方向性基因突变的特点基因突变具有不定向性基因突变的特点：可逆性、多3×10－5人类色盲基因1×10－5小鼠的白化基因1×10－６玉米的皱缩基因4×10－5果蝇的白眼基因突变率基因基因突变的特点基因突变的特点：稀有性3×10－5人类色盲基因1×10－5小鼠的白化基因1×10－基因突变的特点自然界的物种中广泛存在可发生在任何时期自然界突变率很低：10－5-

10-8(打破对环境的适应性)多数有害,少数有利①普遍性:②随机性:③稀有性:④有害性：⑤多方向性，可逆性A＝a1或A＝a2等位基因是如何产生的？基因突变的特点自然界的物种中广泛存在可发生在任何时期自然界突

有人认为基因突变率低，大多有害，故认为它不可能为生物进化提供原材料，你认为正确吗？为什么？

这种看法不正确。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对于生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。有人认为基因突变率低，大多有害，故认为它不可“一母生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的?基因重组“一母生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产二、基因重组1、概念:在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的自由组合.2、类型:3、意义:通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一.①基因的自由组合:②基因的互换:例基因重组能否产生新的基因？非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换.二、基因重组1、概念:在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状基因突变和基因重组引起的变异有什么区别?1．基因突变：基因_________改变，它________新的基因发生时期：________________________

特点：①普遍性、②随机性、③___________、④多数有害、⑤多定向、可逆性。

2．基因重组：控制不同性状的_____________，_______新基因，可形成新的________。发生时期：___________________

特点：__________内部结构能产生细胞分裂间期（DNA复制时）稀有性基因重新组合不产生基因型有性生殖过程中非常丰富是生物变异的根本来源是生物变异的主要来源基因突变和基因重组引起的变异有什么区别?1．基因突变：内部结试一试：动物的杂交育种方法假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）长毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫试一试：动物的杂交育种方法假设现有长毛立耳猫（BBEE长毛立耳短毛折耳BBEEbbee长立长折短立短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折短折长折长折短折杂交F1间交配选优测交ＰＦ１Ｆ２F3♀长毛立耳BbEe♂长毛立耳BbEe长折短折长毛立耳短毛折耳BBEEbbee长立长［问题情景］例1：小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt）两个品系，根据你前面所学的遗传变异基本规律的有关知识，你能否设计一个育种步骤怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？①请你写出育种的步骤；②用遗传图解表示出育种过程。［问题情景］以下是杂交的育种参考方案：Ｐ高抗矮不抗Ｆ１高抗Ｆ２DDTTddttDdTtddTt高抗高不抗矮抗矮不抗ddTT矮抗矮不抗ddTtddTT杂交自交选优自交F3选优以下是杂交的育种参考方案：Ｐ高抗矮不抗Ｆ以下是育种的参考步骤：育种步骤①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1

；②让F1自交得F2

；③选F2中矮秆抗锈病小麦自交得F3；④淘汰F3中的矮秆不抗病个体，选出F3中的矮秆抗锈病小麦再进行自交，再选优，经过几次连续不断的自交和选优。以下是育种的参考步骤：育种步骤①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交。2、比植物杂交育种所需年限短。结合上述几个实例，请总结出杂交育种的的原理、优点和缺点？你能说出植物杂交育种和动物杂交育种的区别吗？想一想？1、动物杂交育种中纯合子的获得不能通过逐代自交，而应改为测交原理