基因突变和基因重组一轮复习市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

基因突变和基因重组基因突变和基因重组第1页一、一、可遗传变异与不可遗传变异比较可遗传变异与不可遗传变异比较可遗传变异可遗传变异不可遗传变异不可遗传变异遗传物质是否改变遗传物质发生改变遗传物质发生改变遗传物质不发生改变遗传物质不发生改变遗传情况遗传情况变异能在后代中再次出现变异能在后代中再次出现变异性状仅限于当代表变异性状仅限于当代表现现应用价值应用价值是育种原始材料，能从中选育出符合人类需要新类型或新品种无育种价值，但在生产上可利用优良环境条件来影响性状表现获取高产优质产品第2页联络 水、肥、阳光尤其充分时，温度改变、激素处理等引水、肥、阳光尤其充分时，温度改变、激素处理等引发变异普通是不可遗传变异，但射线、太空、化学诱变发变异普通是不可遗传变异，但射线、太空、化学诱变剂等处理引发变异普通为可遗传变异。剂等处理引发变异普通为可遗传变异。病毒和细菌等原核生物可遗传变异只有一个：病毒和细菌等原核生物可遗传变异只有一个：基因突变。基因突变。提醒提醒第3页缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷谷氨酸氨酸赖氨酸赖氨酸异常异常基因突变实例基因突变实例:镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷谷氨酸氨酸赖氨酸赖氨酸正常正常 血红蛋白分子部分氨基酸次序血红蛋白分子部分氨基酸次序正常正常异常异常第4页CTTCTTGAAGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质 正常正常异常异常GUAGUACATCATGTAGTA突变突变GAAGAA_原因原因_ _ 原因原因根本根本直接直接镰刀型细胞贫血症病因图解镰刀型细胞贫血症病因图解第5页增增添添缺缺失失替替换换DNADNA分子中发生碱基正确分子中发生碱基正确 、和和 ，而引发而引发 改变。改变。增添增添缺失缺失替换替换基因结构基因结构1.1.概念：概念：二、基因突变二、基因突变第6页1(全国新全国新课标课标)在白花豌豆品种栽培园中，偶然在白花豌豆品种栽培园中，偶然发觉发觉了一株开了一株开红红花豌豆植株，推花豌豆植株，推测该红测该红花表花表现现型出型出现现是花色基是花色基因突因突变结变结果。果。为为了确定了确定该该推推测测是否正确，是否正确，应检测应检测和比和比较红较红花植株与白花植株中花植株与白花植株中()A花色基因碱基花色基因碱基组组成成B花色基因花色基因DNA序列序列C细细胞胞DNA含量含量D细细胞胞RNA含量含量第7页2(福建理福建理综综）下列）下列图为图为人人WNK4基因部分碱基序基因部分碱基序列及其列及其编码编码蛋白蛋白质质部分氨基酸序列示意部分氨基酸序列示意图图。已知。已知WNK4基因基因发发生一个突生一个突变变，造成，造成1169位位赖赖氨酸氨酸变为变为谷氨酸。谷氨酸。该该基因基因发发生突生突变变是是()A处处插入碱基插入碱基对对GCB处处碱基碱基对对AT替替换为换为GCC处处缺失碱基缺失碱基对对ATD处处碱基碱基对对GC替替换为换为AT第8页碱基对碱基对影响影响范围范围对氨基酸影响替换替换小小只改变只改变1 1个氨基酸或不改变个氨基酸或不改变增添增添大大插入位置前不影响，影响插入后序列缺失缺失大大缺失位置前不影响，影响缺失后序列（1）基因突变对（多肽链）蛋白质影响）基因突变对（多肽链）蛋白质影响2、基因突变产生影响、基因突变产生影响第9页 注意：注意：增添或缺失位置不一样，影响结果也不一样：增添或缺失位置不一样，影响结果也不一样：最前端最前端氨基酸序列全部改变或不能表示氨基酸序列全部改变或不能表示（形成终止密码子）；（形成终止密码子）；在中间某个位置会造成肽链提前中止（形成终在中间某个位置会造成肽链提前中止（形成终止密码子）或插入点后氨基酸序列改变；止密码子）或插入点后氨基酸序列改变；在该序列最终则不影响表示或使肽链延长。在该序列最终则不影响表示或使肽链延长。第10页以下大肠杆菌某基因碱基序列改变，对其所控以下大肠杆菌某基因碱基序列改变，对其所控制合成多肽氨基酸序列影响最大是制合成多肽氨基酸序列影响最大是(不考虑终止不考虑终止密码子密码子)A第第6位位C被替换为被替换为TB第第9位与第位与第10位之间插入位之间插入1个个TC第第100、101、102位被替换为位被替换为TTTD第第103至至105位被替换为位被替换为1个个T第11页第12页果果蝇出出现白眼是基因突白眼是基因突变造成，造成，该基因突基因突变前前部分序列（含起始密部分序列（含起始密码码信息）以下列信息）以下列图图所表示。所表示。（注：起始密（注：起始密码码子子为为AUGAUG，终止密止密码子子为UAAUAA、UAGUAG或或UGAUGA）上上图所表示基因片段在所表示基因片段在转录时。以以 链为模板合成模板合成mRNA；若；若“”所指碱基所指碱基对缺失，缺失，该基因控制合成基因控制合成肽链含含 个氨基酸。个氨基酸。第13页（2）基因突变对性状影响）基因突变对性状影响a、改变性状：、改变性状：b、不改变性状：、不改变性状：（3）基因突变对后代影响）基因突变对后代影响原因原因突变部位：突变发生在基因非编码区突变部位：突变发生在基因非编码区密码子简并性密码子简并性隐性突变隐性突变突变细胞突变细胞体细胞：体细胞：生殖细胞：生殖细胞：普通不传递给后代普通不传递给后代遵照遗传规律传递给后代遵照遗传规律传递给后代突变间接引发密码子改变突变间接引发密码子改变,最终表现为最终表现为蛋白质功效改变蛋白质功效改变,影响生物性状。影响生物性状。第14页3.3.基因突变发生范围基因突变发生范围 （1）真核生物（有丝分裂、减数分裂、）真核生物（有丝分裂、减数分裂、无丝分裂无丝分裂)（2）原核生物（分裂生殖）原核生物（分裂生殖）（3）病毒（增殖）病毒（增殖）4 4、基因突变发生时间：、基因突变发生时间：（真核细胞）真核细胞）主要在细胞分裂间期主要在细胞分裂间期 （DNA复制时）复制时）（有丝分裂间期、减数第一次分裂间期）（有丝分裂间期、减数第一次分裂间期）细胞发生基因突变概率大小为：细胞发生基因突变概率大小为：生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞 分裂旺盛细胞分裂旺盛细胞 停顿分裂细胞停顿分裂细胞第15页5、基因突变原因和作用机理：、基因突变原因和作用机理：物理原因：如紫外线、物理原因：如紫外线、X射线、及其它辐射等射线、及其它辐射等 （1）外因）外因：作用机制：损伤细胞内作用机制：损伤细胞内DNA化学原因：如亚硝酸、碱基类似物等化学原因：如亚硝酸、碱基类似物等生物原因：如一些病毒等生物原因：如一些病毒等作用机制：改变核酸碱基作用机制：改变核酸碱基（2）内因：）内因：DNADNA复制发生错误，复制发生错误，复制发生错误，复制发生错误，DNADNA碱基组成改变碱基组成改变碱基组成改变碱基组成改变第16页基因突变机理图解基因突变机理图解第17页生物界中普遍存在生物界中普遍存在普遍性普遍性个体发育任何时期和部位个体发育任何时期和部位随机性随机性自然情况下突变频率很低自然情况下突变频率很低低频性低频性多数对生物有害多数对生物有害多害少利性多害少利性突变是不定向突变是不定向不定向性不定向性6.6.基因突变特点基因突变特点7、结果：、结果：基因突变不改变基因突变不改变染色体上基因数量，只改变基染色体上基因数量，只改变基因内部结构，使一个基因变成因内部结构，使一个基因变成它它等位基因等位基因（Aa或或aA）。）。第18页8、基因突变类型（1）依据基因突变对表现型影响，可将基因突变分为：第19页（2）依据对性状类型影响，可将基因突变分为：判定方法：选取突变体与其它已知未突变体杂交，依据子代性状表现判断让突变体自交，观察子代有没有性状分离而判断第20页（3）依据诱变时状态，可将基因突变分为：第21页成功率低成功率低,有利个体往往不多有利个体往往不多需大量处理材料需大量处理材料人工诱变在育种上应用人工诱变在育种上应用诱变意义诱变意义:是创造动、植物是创造动、植物新新品种和微生物品种和微生物新新类类型主要方法型主要方法（2 2 2 2）优点：优点：提升突变率提升突变率，缩短育种周期，缩短育种周期大幅度改良一些性状大幅度改良一些性状（3 3 3 3）缺点缺点:物理方法：物理方法：X X射线、射线、射线、紫外线、激光等射线、紫外线、激光等 化学方法：亚硝酸、硫酸二乙酯等化学方法：亚硝酸、硫酸二乙酯等 （1 1）惯用方法：）惯用方法：第22页1.(海南单科海南单科,)关于等位基因关于等位基因B和和b发生突变叙述发生突变叙述,错误是错误是()A.等位基因等位基因B和和b都能够突变成为不一样等位基因都能够突变成为不一样等位基因B.X射线照射不会影响基因射线照射不会影响基因B和基因和基因b突变率突变率C.基因基因B中碱基对中碱基对G-C被碱基对被碱基对A-T替换可造成基因突变替换可造成基因突变D.在基因在基因bATGCC序列中插入碱基序列中插入碱基C可造成基因可造成基因b突变突变第23页2.(江苏江苏)经经X射线照射紫花香豌豆品种射线照射紫花香豌豆品种,其后代中出现了其后代中出现了几株开白花植株几株开白花植株,以下叙述错误是以下叙述错误是()A.白花植株出现是对环境主动适应结果白花植株出现是对环境主动适应结果,有利于香豌豆有利于香豌豆生存生存B.X射线不但可引发基因突变射线不但可引发基因突变,也会引发染色体变异也会引发染色体变异C.经过杂交试验经过杂交试验,能够确定是显性突变还是隐性突变能够确定是显性突变还是隐性突变D.观察白花植株自交后代性状观察白花植株自交后代性状,可确定是否是可遗传变可确定是否是可遗传变异异第24页3、(江江苏苏)育种教授在稻田中育种教授在稻田中发觉发觉一株十分罕一株十分罕见见“一一秆秆双穗双穗”植株，植株，经经判定判定该变该变异性状是由基因突异性状是由基因突变变引引发发。以下叙述正确是以下叙述正确是()A这这种种现现象是由象是由显显性基因突性基因突变变成成隐隐性基因引性基因引发发B该变该变异株自交可异株自交可产产生生这这种种变变异性状异性状纯纯合个体合个体C观观察察细细胞有胞有丝丝分裂中期染色体形分裂中期染色体形态态可判断基因可判断基因突突变发变发生位置生位置D将将该该株水稻花粉离体培养后即可取得株水稻花粉离体培养后即可取得稳稳定定遗传遗传高高产产品系品系第25页 可以产生新基因，是生物变异根原来源，为生物进化提供了最初原始材料，形成生物多样性根本原因。9.9.基因突变意义基因突变意义:第27页探究某一变异性状是否是可遗传变异方法思绪探究某一变异性状是否是可遗传变异方法思绪1.1.与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状是否与原来类型在相同环境下种植，观察变异性状是否消失，若不消失则为可遗传变异，反之则为不可遗传消失，若不消失则为可遗传变异，反之则为不可遗传变异。变异。2.2.设计杂交试验，依据试验结果确定变异性状基因型是设计杂交试验，依据试验结果确定变异性状基因型是否改变。否改变。变异个体自交（或与其它个体杂交）变异个体自交（或与其它个体杂交）若此变异性状再次出现若此变异性状再次出现若此变异性状不再出现若此变异性状不再出现可遗传变异可遗传变异不不可遗传变异可遗传变异第28页某生物小组种植纯种高茎豌豆，自然状态下却出现了矮茎后代。某生物小组种植纯种高茎豌豆，自然状态下却出现了矮茎后代。小组组员有认为是基因突变结果，有认为是环境引发。为检验是小组组员有认为是基因突变结果，有认为是环境引发。为检验是何种原因造成矮茎豌豆出现，该小组组员设计了以下几个试验方何种原因造成矮茎豌豆出现，该小组组员设计了以下几个试验方案，其中最简便方案是案，其中最简便方案是A.分析种子中基因序列分析种子中基因序列B.将矮茎种子在良好环境条件下种植（让它们自交），再观察后将矮茎种子在良好环境条件下种植（让它们自交），再观察后代性状表现代性状表现C.将得到矮茎豌豆与纯合高茎豌豆杂交，观察后代性状表现将得到矮茎豌豆与纯合高茎豌豆杂交，观察后代性状表现D.以上方案都不合理以上方案都不合理第29页三、基因重组三、基因重组1 1、概念、概念:在生物进行在生物进行有性生殖过程有性生殖过程中中,控制不一样性控制不一样性状基因重新组合状基因重新组合.2 2、类型、类型:基因自由组合基因自由组合:交叉交换交叉交换:减数第一次分裂后期，减数第一次分裂后期，非非同源染色同源染色体上体上非非等位基因自由组合等位基因自由组合减数第一次分裂前期减数第一次分裂前期 ，同源同源染色体上染色体上非非姐妹姐妹染色单体之间发生局部交换，造成其染色单体之间发生局部交换，造成其上非等位基因重组上非等位基因重组第31页同源染色体同源染色体非姐妹染色单体非姐妹染色单体之间局部交换之间局部交换第32页非同源染色体上非同源染色体上 非等位基因自由组合非等位基因自由组合AabBAaBbAb和和aBAB和和ab第34页基因重组广义了解：基因重组广义了解：(1)基因工程也属于控制不一样性状基因重新组合，基因工程也属于控制不一样性状基因重新组合，属于非自然基因重组，能够发生在不一样种生物之属于非自然基因重组，能够发生在不一样种生物之间，能够定向改变生物性状。间，能够定向改变生物性状。(2)肺炎双球菌转化也属于基因重组。肺炎双球菌转化也属于基因重组。(3)基因重组产生了新基因型，但未改变基因基因重组产生了新基因型，但未改变基因“质质”和和“量量”。第35页3 3、意义、意义:经过有性生殖实现基因重组为生经过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富起源物变异提供了极其丰富起源,是是生物多样性主要原因之一生物多样性主要原因之一.第38页下列图为马生活史，相关此图叙述，正确是()有丝分裂发生在a、d基因重组发生在c基因突变可发生在a、b、d合子为新个体发育起点ABC D第39页如图为雌性果蝇体内部分染色体行为及细胞分裂图如图为雌性果蝇体内部分染色体行为及细胞分裂图像像,其中能够表达基因重组是其中能够表达基因重组是()A.A.B.B.C.C.D.D.第40页思一思：性状改变一定是基因突变引发吗？答案：不一定，可能是基因突变，也可能是基因重组、染色体变异或只由环境改变引发。第41页变变异异类类型型比比较项较项目目基因突基因突变变基因重基因重组组变变异异实质实质基因结构发生改变，产生新基因控制不一样性状基因重新组合时时间间主要在细胞分裂间期减数第一次分裂减数第一次分裂四分体四分体时时期和后期和后期期可能性可能性可能性小，突可能性小，突变变频频率低率低普遍发生在有性生殖过程中，产生变异多，是生物多样性主要原因基因突变和基因重组区分和联络基因突变和基因重组区分和联络第43页适用范围全部生物都可发生，包含病毒，含有普遍性自然条件下，发生在进行有性生殖过程中结果产生新基因产生新基因型意义是变异根本起源，为生物进化提供最初原始材料是形成生物多样性主要原因之一，加紧了进化速度应用诱变诱变育种，培育新品种育种，培育新品种杂筛选杂筛选育种，培育育种，培育优优良品种良品种联系都使生物产生可遗传变异；在长久进化过程中，经过基因突变产生新基因，为基因重组提供了大量可供自由组合新基因，基因突变是基因重组基础；二者均产生新基因型，可能产生新表现型第44页