高中生物4.1.1基因重组和基因突变课件1浙科版必修2.pdf

一、基因重组一、基因重组 1定义定义：是指具有是指具有不同遗传性状不同遗传性状的雌、雄个体的雌、雄个体 进行进行有性生殖有性生殖时，控制时，控制不同性状不同性状的基因重新组合，的基因重新组合， 导致后代导致后代不同不同于亲本类型的现象或过程于亲本类型的现象或过程。 2类型类型 非同源染色体上的非等位非同源染色体上的非等位 基因自由组合基因自由组合 A a b B A a B b 同源染色体的非姐妹染色单体之间的局同源染色体的非姐妹染色单体之间的局 部交换部交换 (1)发生时间发生时间 写出相应细胞所处的时间：写出相应细胞所处的时间：减数第一次分裂四减数第一次分裂四 分体时期分体时期，减数，减数第一次分裂的后期第一次分裂的后期。 (2)类型类型 a.同源染色体上同源染色体上非姐妹染色单体非姐妹染色单体之间交换。之间交换。 b.非同源染色体上的非同源染色体上的非等位基因非等位基因之间自由组合。之间自由组合。 3意义意义 导致生物性状的导致生物性状的多样性多样性，为动植物，为动植物育种育种和生物和生物 进化提供丰富的物质基础。进化提供丰富的物质基础。 基因重组能产生新的基因吗？能产生新的性状吗？基因重组能产生新的基因吗？能产生新的性状吗？ 基因重组不能产生新的基因，但可产生新的基因基因重组不能产生新的基因，但可产生新的基因 型。故基因重组不能产生新的性状，但能产生新型。故基因重组不能产生新的性状，但能产生新 的性状组合。的性状组合。 各种生物都可以发生基因重组吗？举例说明。各种生物都可以发生基因重组吗？举例说明。 不是。进行有性生殖的生物可发生基因重组；病毒、不是。进行有性生殖的生物可发生基因重组；病毒、 原核生物均不进行有性生殖，故不发生基因重组。原核生物均不进行有性生殖，故不发生基因重组。 二、基因突变二、基因突变 1概念概念 基因内部基因内部核酸核酸分子上的特定分子上的特定核苷酸核苷酸序列发生改变序列发生改变 的现象或过程。的现象或过程。 2实质实质 DNA分子上碱基对的分子上碱基对的缺失缺失、增加增加或或替换替换都可以引都可以引 起核苷酸序列的变化，因而引起基因结构的改变。起核苷酸序列的变化，因而引起基因结构的改变。 替换替换 增添增添 缺失缺失 A T C C G C T A G G C G C C G C G G C G A T T A C C G C G G C G A T T A A T A C C G C T G G C G DNA片段片段 碱基对的增添、缺失或碱基对的增添、缺失或 改变，改变了遗传信息。改变，改变了遗传信息。 A T C C G C T A G G C G C C G C G G C G 3意义意义 是生物变异的是生物变异的根本来源根本来源，对，对生物进化生物进化和选育和选育 新品种具有重要意义。新品种具有重要意义。 4类型类型 (1)划分依据划分依据 基因突变对基因突变对表现型表现型的影响。的影响。 影响范围影响范围导致后果导致后果实例实例 生物的生物的形形 态结构态结构 表现型表现型出现明显出现明显 差异差异 果蝇的红眼果蝇的红眼 突变为白眼突变为白眼 生物的生物的代代 谢过程谢过程 某个特定某个特定生化生化功功 能的改变或丧失能的改变或丧失 人类的苯丙人类的苯丙 酮尿症酮尿症 生物个体生物个体 活力活力 活力下降，甚至活力下降，甚至 死亡死亡 镰刀型细胞镰刀型细胞 贫血症贫血症 三者关系三者关系 严格的讲，任何突变都是严格的讲，任何突变都是生化突变生化突变 形态突变形态突变 生化突变生化突变 致死突变致死突变 (2)类型类型 所有生物所有生物 不同阶段不同阶段 任何细胞任何细胞 (2)多方向多方向性性 染色体某一位置上的基因可以向不同的方向突染色体某一位置上的基因可以向不同的方向突 变成它的变成它的等位基因等位基因。 5.特点特点 (1)普遍普遍性性 很低很低 隐性基因隐性基因 (3)稀有性稀有性 自然状态下，生物的基因突变频率一般是自然状态下，生物的基因突变频率一般是_的。的。 (5)有害有害性性 大多数大多数的基因突变会给生物带来不利的影响。的基因突变会给生物带来不利的影响。 (4)可逆可逆性性 显性基因显性基因 (2)类型类型 。 。 (1)诱因诱因 物理因素：如各种射线的照射、物理因素：如各种射线的照射、 等。等。 化学因素：如亚硝酸、化学因素：如亚硝酸、 等。等。 生物因素：如生物因素：如 等。等。 温度剧变温度剧变 碱基类似物碱基类似物 麻疹病毒麻疹病毒 自发突变自发突变 诱发突变诱发突变 6诱发基因突变的因素诱发基因突变的因素 缺失缺失 7基因突变的机理基因突变的机理 (1)机理机理 mRNA 蛋白质蛋白质 遗传性状遗传性状 DNA A U C C G C ··· A A C C G C··· 异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精氨酸天冬酰氨天冬酰氨 mRNA A T C C G C ··· T A G G C G ··· 正常正常 T T G G C G ··· A A C C G C ··· 碱基对碱基对替换替换 精氨酸精氨酸 DNA A U C C G C ··· A C C G C ··· 苏氨酸苏氨酸丙氨酸丙氨酸 mRNA A T C C G C ··· T A G G C G ··· 正常正常 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸 碱基对缺失碱基对缺失 A C C G C ··· T G G C G ··· A T A C C G C ··· T A G G C G ···T A T G G C G ··· DNA A T C C G C ··· A U C C G C ··· A U A C C G C··· mRNA 正常正常碱基对增添碱基对增添 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸 异亮氨酸异亮氨酸 脯氨酸脯氨酸 症状症状 a细胞形状：患者红细胞由中央微凹的圆饼状变细胞形状：患者红细胞由中央微凹的圆饼状变 为为镰刀状； b特点：易发生红细胞特点：易发生红细胞破裂，使人严重贫血而死，使人严重贫血而死 亡。亡。 (2)实例实例人类的镰刀形细胞贫血症人类的镰刀形细胞贫血症 病因图解病因图解 血红蛋白血红蛋白 正常正常 异常异常 氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸 mRNA DNA CTT突变突变 红细胞红细胞 圆饼状圆饼状 镰刀型镰刀型 GAAGUA CAT GAAGTA (1)遗传信息一定改变。基因突变是指基因中碱基遗传信息一定改变。基因突变是指基因中碱基 对的增添、缺失和替换，基因中脱氧核苷酸的排对的增添、缺失和替换，基因中脱氧核苷酸的排 列顺序代表遗传信息。发生基因突变后，遗传信列顺序代表遗传信息。发生基因突变后，遗传信 息会发生改变。息会发生改变。 (2)生物性状不一定发生改变。发生碱基对的改变生物性状不一定发生改变。发生碱基对的改变 时，由于密码子的简并性，可能并不改变蛋白质时，由于密码子的简并性，可能并不改变蛋白质 中的氨基酸序列，不改变生物的性状；发生隐性中的氨基酸序列，不改变生物的性状；发生隐性 突变时，生物的性状也不一定改变。突变时，生物的性状也不一定改变。 基因突变一定会改变遗传信息和生物性状吗？试分基因突变一定会改变遗传信息和生物性状吗？试分 析原因。析原因。 项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组 发生发生 时间时间 有丝分裂间期、减数第一次有丝分裂间期、减数第一次 分裂前的间期分裂前的间期 减数第一次分裂减数第一次分裂 发生发生 原因原因 在一定外界或内部因素作用在一定外界或内部因素作用 下，下，DNA分子中发生碱基对分子中发生碱基对 的替换、增添和缺失，引起的替换、增添和缺失，引起 基因结构的改变基因结构的改变 减数第一次分裂过程中，减数第一次分裂过程中， 同源染色体的非姐妹染同源染色体的非姐妹染 色单体交叉互换，或非色单体交叉互换，或非 同源染色体上非等位基同源染色体上非等位基 因的自由组合因的自由组合 基因突变和基因重组的比较基因突变和基因重组的比较 适用适用 范围范围 所有生物都可以发生所有生物都可以发生 只适用于真核生物有性生殖只适用于真核生物有性生殖 细胞核遗传细胞核遗传 种类种类 自然突变自然突变 人工诱变人工诱变 基因自由组合基因自由组合 染色体交叉互换染色体交叉互换 结果结果 产生新基因，控制新性产生新基因，控制新性 状状 产生新的基因型，不产生新产生新的基因型，不产生新 的基因的基因 意义意义 是生物变异的根本来源，是生物变异的根本来源， 生物进化的原始材料生物进化的原始材料 生物变异的来源之一，有利生物变异的来源之一，有利 于生物进化于生物进化