基因突变和基因重组课件 【知识精讲精研】高一下学期生物人教版必修2

第5章基因突变及其他变异

第1节

基因突变和基因重组第一节基因突变和基因重组问题探讨

我国早在1987年就利用返回式卫星进行航天育种研究：将作物种子带入太空，利用太空中的特殊环境诱导，然后在地面选择优良的品种进行培育。通过航天育种，我过已在收到、小麦、棉花、番茄、南瓜和青椒等作物上培育出一系列优质品种，取得了极大的经济效益。讨论1.航天育种的生物学原理是什么？基因突变2.如何看待基因突变造成的结果？

基因突变的本质是基因的碱基序列发生改变，这种改变可以直接表现在性状上，改变的性状对生物的生存可能有害，可能有利，也可能既无害也无益。

镰状细胞贫血(也叫镰刀型细胞贫血症)是一种遗传病。正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的镰刀状这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。一、基因突变的实例镰状细胞贫血

这种病的病因是什么呢?一、基因突变的实例镰状细胞贫血

对患者红细胞的血红蛋自分子的分析研究发现，在组成血红蛋白分子的肽链上，发生了氨基酸的替换。一、基因突变的实例思考·讨论1．图5－2中氨基酸发生了什么变化？2．研究发现，这个氨基酸的变化是编码血红蛋白的基因的碱基序列发生改变所引起的。右图是镰状细胞贫血病因的图解，请你完成图解。想一想这种疾病能否遗传？怎样遗传？【答案】图中谷氨酸发生了改变，变成了缬氨酸。正常人镰状细胞贫血患者氨基酸蛋白质DNA转录mRNA翻译谷氨酸正常缬氨酸异常AATU碱基对替换根本原因：基因层面直接原因：蛋白质层面一、基因突变的实例思考·讨论一、基因突变的实例思考·讨论3．如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列是否也会改变？所对应的性状呢？【答案】如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列也会发生改变，所对应的性状肯定会改变。(1)概念：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变（即基因结构的改变）。(教材P81)(2)发生时间：通常发生在DNA

复制即分裂间期。增添缺失替换AATTCGGCGATCCGGCAATTCGGCTATACGGCATAATTCGGCATCGGC实质二、基因突变碱基对影响范围对氨基酸序列的影响替换增添缺失(3)基因突变对表达产物的影响思考：增添或缺失几个碱基时影响最小？增添或缺失3个或3的倍数个碱基时对蛋白质影响最小小大大只改变1个氨基酸或不改变插入前序列未影响，影响插入后序列缺失前序列未影响，影响缺失后序列二、基因突变(4)基因突变对性状的影响主要原因：1.发生部位：突变可能发生基因的非编码区上。2.密码子简并性：基因突变前后密码子决定的是同一种氨基酸。3.隐性突变：如AA→Aa，不会导致性状的改变。4.选择性表达：突变的基因在这个细胞不表达。原密码子亮氨酸UUA突变密码子UUG基因突变不一定导致生物性状的改变二、基因突变（5）基因突变的类型隐性突变：Aa该突变发生后，F1不表现出新性状，直到F2突变基因aa纯合时才表现出新性状。显性突变：aA该突变一旦发生，突变个体即可表现出新的性状二、基因突变(6)基因突变的遗传结果：产生新的等位基因。殖遗传。（p81）遗传特性：若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。若发生在体细胞中，一般不能遗传。可通过无性生二、基因突变思考:

基因突变可以遗传给后代吗？三、细胞的癌变三、细胞的癌变1.从基因角度分析，结肠癌发生的原因是相关基因（包括抑癌基因I、原癌基因、抑癌基因Ⅱ、抑癌基因Ⅲ）发生了突变。原癌基因突变或过量表达细胞癌变抑癌基因突变细胞癌变细胞正常生长和增殖所必需的。抑制细胞的生长和增殖或促进凋亡(1)细胞癌变的原因相应蛋白质活性过强蛋白质活性减弱或失去活性注意：原癌基因和抑癌基因是两大类基因，癌变是多基因突变累积导致的。不受控制，恶性增殖正常细胞中也存在三、细胞的癌变三、细胞的癌变2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因。3.根据图示可以推测，癌细胞与正常细胞相比，所具有的特点是呈球形、增殖快、容易发生转移等。正常的成纤维细胞癌变后的成纤维细胞①能够无限增殖；②形态结构发生显著变化；③细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，易在体内分散和转移。（P82）(2)癌细胞的特点三、细胞的癌变基因突变产生的发现：1927年，美国遗传学家缪勒发现，用X射线照射果蝇，后代发生突变的个体数大大增加。同年，又有科学家用X射线和γ射线照射玉米和大麦的种子，也得到了类似的结论。Artificialtransmutationofthegene《基因的人工诱变》四、基因突变的原因1.外因（诱发突变）①物理因素：X射线，紫外线等②化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物等③生物因素：病毒、某些细菌等2.内因（自然突变）自然条件下，由于DNA复制发生错误而自发产生。四、基因突变的原因基因突变的特点(1)普遍性：在生物界普遍存在。(2)随机性：可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在不同的DNA分子，也可以发生在同一个DNA分子的不同部位。(3)不定向性：一个基因可以发生不同的突变,产生一个以上的等位基因（例如A---a1、a2、a3…）。(4)低频性：在自然状态下，基因突变的频率很低。四、基因突变的原因形成新性状基因突变生物变异的根本来源1.基因突变是新基因产生的途径2.基因突变是生物变异的根本来源、为生物的进化提供了丰富的原材料。产生新基因生物进化的原始材料五、基因突变的意义(1)概念：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。实质(2)类型：减数第一次分裂后期的自由组合

减数第一次分裂前期的互换(3)发生时期：减数第一次分裂（即产生新的基因型，并未产生新的基因）六、基因重组AaBbAbaBBAab自由组合BAbabaBAbABa互换六、基因重组(2)类型：(4)基因重组的意义是生物变异的来源之一对生物的进化具有重要的意义。六、基因重组小结：基因突变与基因重组的比较基因突变基因重组本质发生时间原因特点意义基因结构改变，产生新基因、可能会产生新性状变异的根本来源，为进化提供原材料不同基因的重新组合，产生新的基因型，使不同性状重新组合普遍性、随机性、低频性、不定向性。有性生殖生物中普遍存在自然突变、诱发突变分裂间期减I（前期、后期）变异的来源之一，对进化有重要意义自由组合；互换练习与应用一、概念检测1.（1）√（2）×（3）×二、拓展应用（1）【答案】杂合子能同时合成正常和异常的血红蛋白，相比只能合成正常血红蛋白的纯合子，杂合子对疟疾具有较强的抵抗力，在疟疾高发地区，他们生存的机会更多，从而能将自己的基因传递下去。因此，这些