5.1 基因突变和基因重组（第2课时）（教学课件）-【上好课】高一生物同步备课系列（人教版2019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2课时 学习目标 1 举例说明基因突变的原因和特点 说出基因突变的意义 2 结合减数分裂的过程图解，理解基因重组的类型 3 概述基因重组的概念和意义 4 基因突变的原因 目录 contents 01 02 基因突变的特点 03 基因突变的意义 04 基因重组的类型 05 基因重组的概念 06 基因重组的意义 基因突变的原因 基因突变是如何产生的呢? 1927年，美国遗传学家缪勒发现 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 玉米和大麦的种子 X射线和Y射线照射 射线能提高突变率 基因突变的原因 ◆诱发突变的外因： 物理因素: 如紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA 在紫外线的照射下，DNA可能发生多种形式的结构改变，结构改变可能会阻碍双链的分开和下一步的复制，可能会阻碍碱基的正常配对和腺嘌呤的正常加入，使复制在这个点上停止或发生错误，于是新形成的链上便出现改变了的碱基顺序，在随后的复制过程中就会产生一个在两条链上碱基顺序都变了的分子，从而导致基因突变。 基因突变的原因 如亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基 化学因素: ◆诱发突变的外因： 碱基类似物的分子结构与DNA中的碱基十分相似。在DNA复制时，这些碱基类似物能够以假乱真，作为DNA的组成成分加入到DNA中，从而引起基因突变 基因突变的原因 如某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA 生物因素: ◆诱发突变的外因： ①DNA病毒和RNA病毒。 DNA病毒可以直接将DNA整合到宿主细胞的DNA分子中，引起宿主的基因突变。RNA病毒主要通过逆转录酶，以病毒RNA为模板合成cDNA, cDNA可整合到宿主细胞的DNA分子中，引起基因突变。 ②细菌和真菌。细菌和真菌所产生的毒素和次生代谢物往往具有很强的诱变作用。 基因突变的原因 ◆诱发突变的外因： 物理因素 化学因素 生物因素 ◆在没有这些外来因素的影响时，基因突变也会由于DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。 基因突变的原因 ◆诱变育种 利用物理因素(如紫外线、X射线等)或化学因素(如亚硝酸盐等)处理生物，使生物发生基因突变，可以提高突变率，创造人类需要的生物新品种。 例如，用辐射方法处理大豆，选育出含油量高的大豆品种。 基因突变的特点 ◆普遍性： 在生物界中普遍存在，病毒、原核生物、真核生物都会发生基因突变 自然界中诱发基因突变的因素很多，而且基因突变也会自发产生。 原因: 强调：启动子和终止子都在DNA上，起始密码和终止密码杂mRNA上 10 基因突变的特点 ◆随机性： 可以发生在生物个体发育的任何时期、细胞内不同的DNA分子上和同一个DNA分子的不同部位 DNA碱基组成的改变是随机的、不定向的。 原因: 发生时间的随机性 发生部位的随机性 一般来说，在生物的个体发育中，基因突变发生的时期越迟，生物体表现突变的部分越少;基因突变发生的时间越早,对生物性状的影响越大。 强调：启动子和终止子都在DNA上，起始密码和终止密码杂mRNA上 11 基因突变的特点 ◆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 DNA碱基组成的改变是随机的、不定向的。 原因: A a1 a2 a3 基因突变的方向和环没有明确的因果关系。 突变形成的基因之间都可以互称为等位基因。这种在同一位点上的许多等位基因，称为复等位基因。 强调：启动子和终止子都在DNA上，起始密码和终止密码杂mRNA上 12 基因突变的特点 ◆低频性： 在自然状态下，基因突变的频率很低 据估计，在高等生物中，105~108个生殖细胞中，才会有1个生殖细胞发生基因突变 虽然基因突变在自然状况下发生的频率很低，但是当一个种群内有许多个体的时候,就有可能产生各种各样的随机突变，足以提供丰富的可遗传的变异 基因突变频率的比较: 生殖细胞>体细胞;分裂旺盛的细胞>停止分裂的细胞 强调：启动子和终止子都在DNA上，起始密码和终止密码杂mRNA上 13 基因突变的意义 ◆对生物体来说 ◇基因突变可能破坏生物体与现有环境的 协调关系，而对生物体有害 ◇有些基因突变对生物体是有利的 ◇还有些基因突变既无害也无益，是中性的 如植物的抗病性突变、耐旱性突变，微生物的抗药性突变等 如有的基因突变不会导致新的性状出现，就属于中性突变 耐寒西红柿 强调：启动子和终止子都在DNA上，起始密码和终止密码杂mRNA上 14 基因突变的意义 ◆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 ◆基因突变是产生新基因的途径 对生物界的种族繁衍和进化来说，产生了新基因的生物有可能更好地适应环境的变化，开辟新的生存空间，从而出现新的生物类型 强调：启动子和终止子都在DNA上，起