5.1基因突变和基因重组课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

2 5.1基因突变和基因重组 基因突变的实例 基因突变的原因、特点及意义 基因重组 通过整形美容，单眼皮成为双眼皮，这种双眼皮能遗传吗？为什么？ 术后 思考*讨论 不可遗传 生物性状是基因决定的，如果仅仅是性状改变，基因没有改变，那么后代仍然表现出原来的性状。 遗传：生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的相似性。 变异：生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。 龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞 一母生九仔，连母十个样 表现型 = 基因型 + 环境 生物变异 （环境引起，不改变遗传物质） 不可遗传的变异 可遗传的变异 （改变遗传物质） 基因突变 基因重组 染色体变异 ▲注意：基因中碱基序列不发生改变， 有时候也可通过表观遗传影响下一代。 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基因发生突变，然后在地面选择优良的品种进行培育。 问题探讨 航天育种的生物学原理是什么 通过太空高辐射、微重力或无重力的特殊环境提高作物基因突变的频率，从而筛选出人们需要的品种。 4 实例1 一、基因突变的实例 镰状细胞贫血 中央微凹的圆饼状 弯曲的镰刀状 易破裂，使人患溶血性贫血 5 实例1 一、基因突变的实例 镰状细胞贫血 正常血红蛋白β链部分氨基酸序列 镰状血红蛋白β链对应氨基酸序列 6 实例1 一、基因突变的实例 镰状细胞贫血 思考•讨论：镰状细胞贫血形成的原因 谷氨酸变成了缬氨酸。 编码血红蛋白的基因的 碱基序列发生改变 直接原因 根本原因 G C C G G G 缬氨酸 异常 U A T 转录 翻译 转录 翻译 直接原因是氨基酸发生替换，那根本原因呢？ 7 DNA分子中的碱基对还发生哪些变化会导致基因结构改变？ 替换 增添 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 A T C C G C T A G G C G C C G C G G C G 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，叫作基因突变。 基因突变 1. 概念 通常在有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期 2. 发生时间 （1）有丝分裂前的间期（体细胞）：一般不能遗传 （某些植物可通过无性生殖遗传） （2）减数第一次分裂前的间期（配子）：可遗传 提示：发生在基因片段 9 一、基因突变的实例 碱基对的三种方式改变方式对性状的影响相同吗？ 碱基对 影响范围 对氨基酸序列的影响 替换 增添 缺失 由于密码子的简并性， 只改变1个氨基酸可能不改变性状 不影响插入位置前的序列， 影响插入位置后的序列 不影响缺失位置前的序列， 影响缺失位置后的序列 小 大 大 10 ①突变可能发生在非基因片段上。 ②突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。 ③基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。 ④改变蛋白质个别氨基酸，但蛋白质的功能不变（如同工酶）。 ⑤某些环境中，改变了的基因可能不会在性状上表现出来。 一、基因突变的实例 基因突变一定会引起生物性状的改变吗？ 不一定 同工酶：催化相同反应，但分子结构不同的酶 11 二、基因突变的原因、特点及意义 1. 基因突变的原因 外因 内因: 自然条件下DNA复制出错、DNA的碱基组成发生改变 物理因素: 紫外线，X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA； 化学因素: 亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基； 生物因素: 某些病毒如Rous肉瘤病毒的遗传物质能影响宿主细胞DNA； 12 二、基因突变的原因、特点及意义 2. 基因突变的特点 （1）普遍性： 基因突变在生物界是普遍存在的。 （2）随机性： 时间随机：生物个体发育的任何时期。 部位随机：不同DNA分子上及同一DNA分子的不同部位。 （3）不定向性： 一个基因可发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。 （4）低频性： 自然状态下，基因突变频率很低。 105-108个生殖细胞中，才有一个生殖细胞发生基因突变。 二、基因突变的原因、特点及意义 3. 基因突变的意义 （1）对生物体的意义 （2）对进化的意义 ①有害突变：可能破坏生物体与现有环境的协调关系。 ②有利突变：如抗病性突变、耐旱性突变等。 ③中性突变：不会导致新的性状出现。 产生新基因 形成新性状 生物进化的原始材料 基因突变 生物变异的根本来源 小