第1节 基因突变和基因重组 课件-2024-2025学年高一年级生物下学期人教版

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1课时 基因突变 通过美容手术，纹成弯弯的柳叶眉，这种柳叶眉能遗传吗？为什么？ 不可遗传的变异 问题探讨 【问题探讨】航天育种 将作物种子带入太空，利用太空中的特殊环境（失重、高辐射）诱导基因发生突变，然后在地面选择优良的品种进行培育。 讨论： 1、航天育种的生物学原理是什么？ 2、如何看待基因突变所造成的结果？ 变异： 是指亲、子代间或子代之间存在性状差异的现象。 变异能否遗传？ 可遗传的变异 不可遗传的变异 遗传物质是否发生变化 一般发生变化 一般不发生变化 遗传情况 可以遗传给后代 不可以遗传给后代，变异性状仅限于当代表现 来源（类型） 基因突变、基因重组、染色体变异 环境条件改变 联系 可遗传变异： 由细胞内遗传物质的改变所引起的变异。 不可遗传变异： 由环境的影响造成， 没有引起遗传物质的变化 基因突变 基因重组 染色体变异 三种来源: 变 异 问题探讨 G A G C T C G T G C A C GAG 缬氨酸 谷氨酸 GUG 血红蛋白正常 血红蛋白异常 突变 (1)直接原因：组成 的一个 被替换。 (2)根本原因：控制血红蛋白合成的 中一个________改变 (3)检测镰状细胞贫血症的方法有多种，可以采取的方法是 ，还可以用 　 进行检测。 氨基酸 碱基对 血红蛋白分子 基因 基因检测 用显微镜观察红细胞形态 圆饼状 镰刀型 正常红细胞 实例 镰状细胞贫血 血红蛋白基因 DNA分子中发生碱基的 、 或 ，而引起的 的改变。 2.概念: 替换 增添 缺失 3.发生时期: 基因的数目和位置不变 可发生在生物个体发育的任何时期，但主要发生DNA分子复制过程中。 因为间期DNA复制时要解旋为单链，单链DNA的稳定性会大大降低，极易受影响而发生碱基的改变。 4.突变结果: ①真核生物（核基因）：等位基因。 ②病毒和原核生物：新基因 基因碱基序列 5.诱变因素: 紫外线，X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA； 亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基； 物理因素 化学因素 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。 内因 外因 DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生突变。 替换 增添 缺失 DNA片段 基因突变的概念： DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因碱基序列的改变。 基因突变对生物体的意义 基因突变对进化的意义 基因突变的意义 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：比如抗病性突变、耐旱性突变、微生物抗药性突变等。 ③中性突变：不会导致新的性状出现。 ①基因突变是产生新基因的途径。 ②基因突变是生物变异的根本来源。 ③为生物的进化提供了丰富的原材料。 基因重组 （一）基因重组的概念 　生物体在进行_________的过程中，控制__________的基因的________。 有性生殖 不同性状 重新组合 实现：主要是通过有性生殖过程实现的，适用于真核生物进行有性生殖过程中细胞核遗传 （二）产生基因重组的途径（基因重组的类型） 途径2：基因自由组合（减I后期） 途径4：转基因技术（基因工程） 途径1：交叉互换（四分体时期） 途径3：细菌转化（R型菌转化为S型菌） 自然的基因重组 非自然的基因重组 A.物理因素： B.化学因素： C.生物因素： X射线、激光等 亚硝酸、碱基类似物、秋水仙素和黄曲霉毒素等 病毒和某些细菌等 （1）外部因素（诱发突变）： A.复制偶发错误 B.碱基组成改变 （2）内部因素（自发突变）： 基因突变的原因 ①房屋装修后需放置三个月以上入住 ②避免在阳光下暴晒 ③杜绝霉变食物 ④接种HPV（人乳头瘤病毒）疫苗 ⑤隔夜饭菜尽量少吃 物理因素 化学因素 化学因素 1、分析以上情况是减少哪种因素诱发基因突变的可能？ 生物因素 化学因素 课堂练习 2、诱变育种 & 太空育种？ 诱变育种利用物理或化学因素处理生物，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。 (1)基因突变可能引起肽链不能合成。 (2)肽链延长(起始密码子提前出现或终止密码子推迟出现)。 (3)肽链缩短(起始密码子推迟出现或终止密码子提前出现)。 (4)肽链中氨基酸的种类发生改变。 基因突变可改变生物性状的四大原因 意义： ①基因突变对生物体的意义： ①有害突变： ②有利突变： ③中性突变： 不会导致新的性状出现。 比如抗病性突变、耐旱性突变、微生物抗药性突变等。 可能破坏生物体与现有环境的协调关系。 说明：基因突变是有害、有利还是中性与环境有关。 ②基因突变对进化的意义： 是新______产生的途径; 是生物____的根本来源; 是生物_____的原始材料。 基因 变异 进化 1、我国大面积栽培的水稻有粳稻(主要种植在北方)和籼稻(主要种植在南方)。研究发现，粳稻的bZP73基因通过一系列作用，增强了粳稻对低温的耐受性。与粳稻相比，籼稻的bP73基因中有1个脱氧核苷酸不同，从而导致两种水稻的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异。判断下列表述是否正确。 ①bZP73基因的1个核苷酸的差异是由基因突变导致的 ( ) ②bZIP73蛋白质的1个氨基酸的差异是由基因重组导致的 ( ) (3)基因的碱基序列改变，一定会导致表达的蛋白质失去活性 ( ) 2.(2023·辽宁沈阳调研)下列关于高等动、植物体内基因重组的叙述中，错误的是(　　) A.基因重组发生在减数分裂过程中 B.同胞兄妹之间遗传上的差异主要是基因重组造成的 C.基因型Aa的个体自交，因为基因重组而出现AA、Aa、aa的后代 D.同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的互换属于基因重组 C 3．基因突变的本质是（ ） A．染色体上的DNA变成了蛋白质 B．染色体上的DNA变成了RNA C．染色体上的DNA减少了或增多了 D．染色体上的DNA结构发生了局部改变 D 4．进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定的差异的主要原因是（ ） A． 基因重组 B． 基因突变 C． 染色体变异 D． 生活条件改变 A 5.基因突变是生物变异的根本来源，其原因是（ ） A.基因突变能产生新基因 B.基因突变发生的频率高 C.基因突变能产生大量有利变异 D.基因突变能改变生物的表型 A 6、基因重组是指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，下列描述不正确的是(　) A．基因重组有可能发生在减数第一次分裂的四分体时期 B．基因重组可能发生在减数第一次分裂的后期 C．基因重组是生物多样性的原因之一 D．基因重组有可能发生在有丝分裂的后期 7.拟南芥细胞中某个基因编码蛋白质的区段插入了一个碱基对，下列 分析正确的是（ ) A.根尖成熟区细胞一般均可发生此过程 B.该细胞的子代细胞中遗传信息不会发生改变 C.若该变异发生在基因中部，可能导致翻译过程提前终止 D.若在插入位点再缺失3个碱基对，对其编码的蛋白质结 构影响最小 C 8.人工种植的香蕉大多是三倍体，依靠无性生殖来繁殖后代。目前，香蕉的种植面临着香蕉枯萎病的威胁，感染了病菌的香蕉大面积减产，甚至绝收。有人说，三倍体香蕉正在走向绝灭。你怎样看待这个问题？说说你的理由。 9.某女性患有乳腺癌，她通过基因检测发现自己和女儿体内的BRCA1基因都发生了突变。研究表明，该基因突变的人群患乳腺癌的风险比正常人高若干倍。在医生的建议下，她的女儿尽管未发现患乳腺癌，也切除了双侧乳腺。如何评价这决策？家族中的其他人是否也应进行基因检测？ 思考课本P98 （1）普遍性 （2）随机性 可以发生在____________________________ 可以发生在____________________________ 可以发生在____________________________ （3）不定向性 一个基因可以发生不同的突变，产生________的_________ （4）低频性 基因突变在生物界是________的 在自然状态下，基因突变的频率是______的； （在高等生物中，__________个生殖细胞中，才会有1个生殖细胞发生基因突变） （5）多害少利性 多数有害,少数有利 普遍存在 生物体个体发育的任何时期 细胞内不同的DNA分子上 同一个DNA分子的不同部位 一个以上 等位基因 很低 105-108 基因突变——特点 基因突变 基因重组 本质 结果 发生时间原因 条件 意义 发生 可能 基因结构改变,产生新的基因 不同基因重新组合，产生新的基因型 主要在细胞分裂间期 由于外界理化因素或自身生理因素引起的基因碱基对的替换、缺失或增添 减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换； 减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。 有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。 新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料。 是生物变异的重要来源，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化也具有重要的意义 突变频率低，但普遍存在 有性生殖中非常普遍 产生了新基因，出现了新性状。 不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。 基因突变与基因重组比较 谢谢观看 $$