必修二基因突变和基因重组

必修二基因突变和基因重组第1页，共50页，2023年，2月20日，星期一第2页，共50页，2023年，2月20日，星期一你知道金鱼是怎么培育出来的吗？金鱼的祖先是鲫鱼。鲫鱼的后代发生了变异，人们选择其中合乎自己需要的个体进行繁殖，逐渐形成了各种金鱼。第3页，共50页，2023年，2月20日，星期一大量的事实告诉我们，生物是能够发生变异的。这些变异有的能够遗传给后代，有的却不能！变异的概念：生物的后代出现与亲本不同的性状（也包括后代个体间的差异）可遗传的变异不可遗传的变异第4页，共50页，2023年，2月20日，星期一干旱水肥充足不可遗传变异可遗传变异

可遗传变异：由于生殖细胞内的遗传物质的改变变异的类型不可遗传变异：由于环境因素的影响第5页，共50页，2023年，2月20日，星期一表现型基因型+

环境条件不可遗传变异（如：晒黑的脸色）（改变）可遗传变异（如：色盲）来源基因突变染色体变异基因重组诱因（改变）（改变）第6页，共50页，2023年，2月20日，星期一太空椒是在太空条件下，引起基因发生改变而培育的新品种一、基因突变第7页，共50页，2023年，2月20日，星期一缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸谷氨酸赖氨酸····缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸缬氨酸赖氨酸····血红蛋白正常血红蛋白异常？正常镰刀型

（一）基因突变实例及概念第8页，共50页，2023年，2月20日，星期一思考与讨论蛋白质氨基酸RNADNAGAACTTGAA谷氨酸缬氨酸正常异常GUAGTACAT（教材P81）直接原因根本原因第9页，共50页，2023年，2月20日，星期一

基因突变的概念

指发生在基因水平上的变异,是由于DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变。第10页，共50页，2023年，2月20日，星期一

基因突变发生在什么时期？

基因突变的结果是什么？

基因突变是一种可遗传变异，是不是一定能够遗传给后代？（二）基因突变的时期和结果发生在生殖细胞内发生体细胞内可以遗传给后代产生新的等位基因，基因的数量不变

一般不能遗传

可通过无性繁殖遗传

可能发展为癌细胞DNA复制过程中有丝分裂的间期减Ⅰ前的间期第11页，共50页，2023年，2月20日，星期一（三）基因突变的原因和特点

基因突变是如何产生的？

基因突变有哪些特点？你是怎么理解的？

基因突变有什么意义？自学并思考以下问题：第12页，共50页，2023年，2月20日，星期一1、基因突变的原因外因内因:物理因素：损伤细胞内的DNA化学因素：改变核酸的碱基生物因素：病毒DNA损伤宿主细胞的DNADNA复制偶发错误，碱基组成改变第13页，共50页，2023年，2月20日，星期一A.自发突变:自然发生的突变B.诱发突变:在人为条件下发生的突变如:正常绵羊突变产生短腿安康羊如:中子照射不抗锈病的燕麦种子,变成抗锈病个体(1)按来源分：2、基因突变的类型第14页，共50页，2023年，2月20日，星期一正常绵羊和短腿安康羊（中）第15页，共50页，2023年，2月20日，星期一A.显性突变:a→A,该突变一旦发生即可表现出相应性状。B.隐形突变:A→a，突变性状一旦在生物个体中表现出来，即可稳定遗传。(2)按结果分：第16页，共50页，2023年，2月20日，星期一特点1：基因突变具有普遍性无论是低等生物，还是高等动植物和人，都可能发生基因突变。如棉花的短果枝，水稻的矮秆、糯性，家鸽羽毛的灰红色，果蝇的白眼、残翅，人的色盲、白化病等遗传病都是突变性状。资料分析3、基因突变的特点第17页，共50页，2023年，2月20日，星期一基因突变既可发生在植物的种子期,也可发生在幼苗期,还可发生在开花期；既能在动物体的体细胞中发生，也能在动物体的生殖细胞中发生；既能发生在细胞内的不同的DNA分子上，也能发生在同一DNA分子的不同部位上。这里的“随机”是针对生物个体而言的,指的是可随机发生在生物体的不同生长(生活)时段;但是对细胞来说,却只能发生在正进行DNA分子复制的细胞中.资料分析特点2：基因突变具有随机性第18页，共50页，2023年，2月20日，星期一特点3：基因突变具有不定向性基因突变一般产生其等位基因资料分析第19页，共50页，2023年，2月20日，星期一特点4：基因突变具有低频性果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10-5，对于一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体）来说，每一代出现的基因突变数是多少？资料分析2╳104╳10-5╳108=2╳107（个）第20页，共50页，2023年，2月20日，星期一特点5：基因突变具有多害少利性资料分析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。抗旱玉米第21页，共50页，2023年，2月20日，星期一（四）基因突变的意义基因突变新基因（等位基因）基因型（改变）表现型（改变）1.新基因产生的途径；2.生物变异的根本来源；3.生物进化的原始材料。第22页，共50页，2023年，2月20日，星期一(五)人工诱变在育种上的应用化学因素：有亚硝酸盐、硫酸二乙酯等。（2）人工诱变的常用方法物理因素：包括X射线、紫外线、激光等；生物因素：病毒、细菌等。①成功率低,有利个体往往不多②会出现返祖现象（3）优点①提高突变率，缩短育种周期②大副度改良某些性状（4）缺点（1）人工诱变：利用物理或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变第23页，共50页，2023年，2月20日，星期一太空南瓜王

这种太空南瓜王最大能长到200多公斤，在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增长5公斤。第24页，共50页，2023年，2月20日，星期一神奇的太空育种(八两)普通青椒第25页，共50页，2023年，2月20日，星期一“一猪生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的?二基因重组第26页，共50页，2023年，2月20日，星期一（一）概念

是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。二、基因重组第27页，共50页，2023年，2月20日，星期一（二）类型:①基因的自由组合:非同源染色体上的非等位基因的自由组合例子②基因的互换:同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部交换.例子发生时期：减数分裂四分体时期减数第一次分裂后期发生在减数第一次分裂后期发生在减数分裂四分体时期第28页，共50页，2023年，2月20日，星期一

两个亲本的杂合性越高，遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异就越多。基因重组是通过有性生殖过程实现的。

产生多样化基因组合的后代，为生物变异提供丰富的来源，是生物变异来源之一，是形成生物多样性的重要原因之一，对生物的进化具有重要意义。（三）结果与特点:（四）、意义:第29页，共50页，2023年，2月20日，星期一非同源染色体自由组合第30页，共50页，2023年，2月20日，星期一同源染色体的非姐妹染色单体间发生交换现象。第31页，共50页，2023年，2月20日，星期一同源染色体之间交换示意图第32页，共50页，2023年，2月20日，星期一优点：使不同个体的优良性状集中到一个个体上。缺点：育种年限长。（五）、应用：杂交育种:基因重组能否产生新的基因？第33页，共50页，2023年，2月20日，星期一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不定向性。

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）突变率低基因重新组合不产生基因型有性生殖过程中非常丰富第34页，共50页，2023年，2月20日，星期一（二）基因重组杂交育种的理论依据，亲子代之间往往存在差异的原因1、概念：2、类型：3、特点：生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合1）非同源染色体上非等位基因的自由组合2）四分体时期同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而重组两个亲本的杂合性越高，遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异就越多第35页，共50页，2023年，2月20日，星期一4、意义：5、应用：为生物变异提供了极其丰富的来源形成生物多样性的重要原因之一，为生物的进化有十分重要的意义遗传工程：包括细胞核工程、染色体工程和基因工程第36页，共50页，2023年，2月20日，星期一通过杂交，抗倒伏基因和高产基因组合到一起高产抗倒伏小麦第37页，共50页，2023年，2月20日，星期一

基因突变

基因重组

本质发生时期及原因

条件意义发生可能基因的分子结构发生了改变，产生了新基因，出现了新性状基因的重新组合，产生了新的基因型，使之性状重新组合细胞分裂间期DNA分子复制时，由于碱基互补配对差错而引起的或由理化因素引起DNA分子结构的破坏减Ⅰ过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，非同源染色体之间自由组合外界条件的剧变和内部因素的相互作用不同个体之间的杂交，有性生殖过程中，减数分裂和受精作用生物变异的主要来源，也是生物进行的重要因素之一，通过诱变育种可培育新品种，是基因重组的基础是生物变异的重要因素，通过杂交育种性状的重组，可培育出新的优良[品种可能性很小非常普遍第38页，共50页，2023年，2月20日，星期一知识拓展真核细胞的基因结构编码区非编码区非编码区与RNA聚合酶结合位点内含子外显子启动子终止子基因突变一定会引起生物性状的改变吗？第39页，共50页，2023年，2月20日，星期一人类应用遗传变异原理培育新品种1、

高产奶牛的培育2、

高产抗倒伏小麦的培育3、

太空椒的选择培育第40页，共50页，2023年，2月20日，星期一基因突变的实例：红花的后代变成了蓝紫色第41页，共50页，2023年，2月20日，星期一第42页，共50页，2023年，2月20日，星期一第43页，共50页，2023年，2月20日，星期一第44页，共50页，2023年，2月20日，星期一不同品种的奶牛第45页，共50页，2023年，2月20日，星期一第46页，共50页，2023年，2月20日，星期一由于遗传物质的改变，不同品种或同一品种的奶牛控制产奶量的基因可能发生变化，通过人工选择可以将产奶量高的奶牛选出来，通过繁育，后代还会出现变异，再次选择繁育，经过数代，就会有高产奶牛，并且保持高产奶量。高产奶牛如何诞生？第47页，共50页，2023年，2月20日，星期一不同品种的小麦第48页，共50页，2023年，2月20日，星期一┯┯┯┯┯┯┯┯

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ＴＡＣＡＣＡＣＧ┷┷┷┷┷┷┷┷DNA分子断裂修复时发生倒转错误DNA分子断裂基因突变的原因：

一般认为射线致变的原理是：射线将DNA分子打断，细胞在对DNA进行修复时发生局部片段丢失、增添、倒转等错误。第49页，共50页，2023年，2月20日，星期一基因突变的原因：

一般认为射线致变的原