5.1基因突变与基因重组课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

第五章基因突变及其其它变异 第1节 基因突变和基因重组 第1页 实例分析 (1)科学家在南极大陆发觉了一只全身乌黑罕见企鹅。 (2)一人患血友病，经骨髓移植以后已经治愈，不过 他担忧未来生育小孩可能患血友病。请问，这种担忧 有道理吗? (3)某农场将一些性状不甚优良(子粒不饱满、茎秆不 粗壮)小麦种子，播种以后，因为加强水肥管理，发 育所形成小麦植株茎秆粗壮，所形成麦穗子粒饱满。 请问，子粒饱满、茎秆粗壮小麦性状能遗传下去 吗? (4)某人为了美观，将头发染成栗色，请问这种性状 能遗传下吗? 第2页 不能深入遗传给后代。 生殖细胞内遗传物质 发生了改变，其后代 将继承这种改变。 基因突变 基因重组 染色体变异 由环境不一样引发， 厂 不可遗传变异： 遗传物质没有改变， 可遗传变异： 变异类型 第3页 一、基因突变 第4页 课标领航 1. 经过实例说明基因突变概念。 2. 基因突变原因。 3. 举例说明基因突变特点。 4. 归纳基因突变意义。 第5页 (一)基因突变实例 科学史 一 19赫里克医生接诊了一位黑人贫血病患者。全 部治疗贫 血病药品对他无效。镜检时发觉其红细不是正常圆 饼状，而 是镰刀形，后称之镰刀型细胞贫血症。病重时，红 细胞受 伤 异常 第6页 1949年，美国鲍林博士首先意识到，红细胞中血 红蛋白分子 异常引发红细胞变形。 1956年，英国科学家英格拉姆发觉镰刀型细胞贫 血症患者血红 [探究一]依据资料利用基因控制蛋白质合 识分析完成镰刀型细胞贫血症病因图解并解 蛋白肽链上，有一处谷氨酸被缬氨酸取代。 正常 ...一脯氨酸一谷氨酸一谷氨酸—... 异常 ...一脯氨酸一缬氨酸一谷氨酸—... 第7页 GA A 突 变 T GAA 谷氨酸 正常 病因：镰刀型细胞贫血症是由 DN A分子中碱基 对替换 第8页 DNA mRN A 氨基酸 蛋白质 根 本原因 A 替换T T A 直接原因 谷氨酸→ 缬氨酸 G A T GUA 缬氨酸 异常 血红蛋白上谷氨酸被缬氨酸取代根本原因是 什么? 决 定 1 思索? DNA中碱基正确替 换能够 引发DNA 结构改变，从而引发生 物性状改变.那么DNA 分子中碱 基对能否发生其它改变，也可能 引发生物性状改变呢? 第9页 [探究二] 以黄色链为模版，每 ·人对其中一项进行转 “录翻译! .小组讨论： 1、 碱基改变一定会 引发蛋白质改变吗? 2、经过对比，分析 哪些情况更严重一点? T A T A G C A T A G G T A T C G T AT C C .. A T G G C A T A G G T A C C G T A T C C L A T A T G C AT A G G T AT A C G T A T C C L 学 A T A C AT A G G T A T GT AT C C 工 . 正 常 替 换 增 添 缺 失 第10页 (二)基因突变概念 DNA分子中发生碱基正确 和 , 引 发 改变。 基因结构 添 (普通地，基因突变后变筹其 基因) 位 思索：基因突变不改变生物性状原因 有哪些? ①一个氨基酸可能有几个密码子 ②显性纯合子突变成杂合子 (AA→Aa ) 替 换 增 缺失 第11页 (三)基因突变时间 (四)基因突变原因 (五)基因突变特点 (六)基因突变意义 第12页 DNA复制时期 有丝分裂间期 减数第一次分 裂间 期 想一想：基因 突变普通会 发生在什么 时侯呢? (三)基因突变时间 第13页 (四)基因突变原因 自发突变：自然条件下DNA偶然复制错 误 比如：果蝇白眼，水稻矮秆等。 物理廉窗x射线、激光等 提升 化学原因亚硝酸、碱基类似物等 突变 生物原因病毒、一些细菌等 频率 第14页 分析以下情况是降低哪种原因诱发 基因突变可能，从而预防细胞癌变? 夏季涂抹防晒霜 物理原 青少年少上网，少用手机 物理原 因 不喝重复烧开水(含亚硝酸盐化学原 少吃烧烤和油炸食品 接种乙肝疫苗 因 化学原 物原因 第15页 (五)基因突变特点 第16页 探 究 ]基因突变有何特点? 常见突变性状： 细菌无抗药性——抗药性 棉花正常枝——短果枝 果蝇红眼——白眼 长翅——残翅 家鸽羽毛白色——灰红色 正常色觉——色盲 正常肤色——白化病 1、在生物界普遍存在一普遍性 第17页 基因突变发生在生物个体发育什么时期? 任何时期 不 幼苗 分化出 开花结 花芽植 果植株 株 茎 植 根 叶 具 2、在生物个体发育怎样时期发生—随机性 受精 卵 株 第18页 问：在发育早期发生基因突变和发 育晚期发生基因突变，哪个表现突 变范围越大? 基因突变发生时期越早，表 现突变部分越多，突变发生时期 越晚，表现突变部分越少。 第19页 花芽在分化时发生基因突变 第20页 小资料 3 、 突 变 率 低 —低 频 性 基 因 突变 · 大肠杆菌组氨酸缺点型基因 2×10 · 果蝇白眼基因 4×10 · 果蝇褐眼基因 3×10 · 玉米皱缩基因 1×10 · 小鼠白化基因 1×10 人类色盲基因 3×1 0 自然状态下，基因突变频率是很低。 第21页 4、 基因突变是不定向—不定向性 如老鼠灰毛基因A+突 变 经诱变处理紫色种子产 生子代种子 黄老 鼠 黑老鼠 灰老鼠 ,AY (黄毛) a (黑毛) 第22页 基因突变中，有利突变多，还是有害突变 为 何 呢 ? 任何一个生物都是长久进化过程产物，它 们与环境取得了高度协调。 5、大多数突变是有害—多害性 第23页 畸形雏鸭 人类多指 有害基因突变 镰刀形红细胞第24页 人类并指 高产大豆 高产青 有利基因突变 第26页 (六)基因突变意义 基因突变是新基因产生途径，是生物变异根原来源，是生物进化原始材料. 第27页 批判性思 维 有些人认为，自然条件下基因突变率很 低，而且大多数基因突变对生物体是有害， 所以，它不可能为生物进化提供原材料。你 认为这么看法正确吗?为何? 这种看法不正确。果蝇约有10⁴对基因， 假定每个基因突变率都是10-5,对一个中等数 量果蝇种群(约有108个体)来说，每一代出 现基因容挛数是各少10⁸=2×107个 因为基因突变是普遍存 大 第28页 右图中，基因A与a₁a₂a₃之间 关系，不能表现是 A. 基因突变是不定向 B. 等位基因出现是基因突变结果 C. 正常基因与致病基因能够转化 图中基因遗传遵照自由组合定律 练一练 第29页 2、若某基因原为303对碱基，现经过突变，相邻3个 碱基对缺失，它合成蛋白质分子与原来基因合成 蛋白质分子相比较，差异可能为 A. 只相差一个氨基酸，其它次序不变 B. 长度相差一个氨基酸外，氨基酸次序有改变 C. 长度不变，但次序改变 A、B都有可能 D. 第30页 “一母生九仔，连母十个样”这 种差异怎么造成? 二、基因重组 在生物体进行有性生殖过程中，控 制不一样形状基因重新组合。 方式 1、非同源染色体上非等位基因自由组 合 2、同源染色体非姐妹染色单体之间局部 交换 (一)基因重组概念 第32页 (二)基因重组发生时期 减数第一次分裂后期 非同源染色体上非等位基因自由组合 AB 和 ab Ab 和 aB 第33页 减数第一次分裂前期(四分体时期)同源 非姐妹染色单体之间交叉交换 第34页 (三)基因重组特点 1、变异概率高，几乎100% 2、只有经过有性生殖过程才能实现。 3、两个亲本遗传物质差距越大，基 因重组类型就越多。 第35页 思索 基因重组中有没有新基因产生? 有没有新基因型和表现型形成? 意义 是生物变异起源之一， 是生物多样性起源之一， 对生物进化含有主要意义。 (四)基因重组意义 第36页 基因突变 基因重 本质 基因分子结构发生改变。 不一样基 因重新组合。 结果 产生了新基因，出现了新性状不产生新 型，使不 基因，而是产生新基因 一样性状重新组合。 发生 时间 及原 士 △ 细胞分裂间期 因为外界理化原因或本身 生理原因引发碱基正确替 换、缺失或增添 外界环境条件改变和 内部原因相互作用。 减数第 交叉交 减数第 色体上 有性生 形成生 十次分裂前期四分体时期 换 ； 十次分裂后期，非同源染 非等位基因自由组合。 殖过程中进行减数分裂 殖细胞。 条件 新基因产生途径，是生物变异根原是生物变 来源，是生物进化原始材料。 多样性主 异主要起源，是形成生物 要原因，对生物进化也含 意义 有主要意 突变频率低，但普遍存在有性生殖 义 中非常普遍 发生 第37页 病 毒 基因突变 原核生物—基因突变 真核生物 基因突变、基因重 组、染色体变异 不一样生物可遗传变异起源： 思维拓 展 第38页 资料；镰刀型细胞贫血症患者对疟疾含 有较强抵抗力，这说明，在易患疟疾地 域，镰刀型细胞突变含有有利于当地人 生存首先。即使这个突变体纯合体对生 存不利，但其杂合体却有利于当地人生 存。 第39页 课 堂 练 习 1. 以下现象中属于可遗传变异是D ) A、玉米因为水肥充分而长得穗大粒足 B、人因为晒太阳皮肤变黑 C、无籽番茄没有种子 D、人类色盲病 第41页 2.一个植物在正常情况下只开红花，但偶 然会出现一朵白花，假如将白花种子种 下去，它后代全部开白花，出现这种现 象原因是 ( ) A. 自然杂交 B. 自然选择 C.基因突变 D. 基因重组 3.以下相关基因突变说法，不正确是( ) A.自然条件下，一个生物突变率是很低 B. 生物所发生基因突变普通都是有利 C.基因突变在自然界中广泛存在 D. 基因突变可产生新基因，是生物变异 主要起源 第42页 4.下列图中，基因A与a₁a₂a₃之 间 D 关系，不能表现是( ) A.基因突变是不定向 B. 等位基因出现是基因突变结果 C. 正常基因与致病基因能够转化 D. 图中基因遗传遵照自由组合定律 第43页 (1)在一次试验中，经测定只发觉鸟氨酸和瓜氨酸， 而没有精氨酸。产生此现象可能原因是 ( 基因Ⅲ发生突变，酶Ⅲ缺乏 致使(不能形成精氨酸 (2)假如酶I 和酶Ⅲ正常，酶Ⅱ活性丧失则能否合 成 能合成鸟氨酸不能合成精氨酸 鸟氨酸和精氮酸活，鸟氨酸不能合成瓜氨酸， 6.下列图所表示某一红色链孢霉合成精氨酸过 程： 基因I 基因Ⅱ 基因Ⅲ 酶I 酶Ⅱ 酶 Ⅲ 某化合物一一鸟氨酸— →瓜氨酸 精氨酸 所以精氨酸合成缺乏原料。 ( 百 因 县 ( 第44页 第45页 $$