第五章第一节基因突变和基因重组公开课.ppt
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1、第五章第五章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异 生物的变异是指生物亲、子代间或子代各生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在个体间存在性状差异性状差异的现象。的现象。例一、古代妇女缠足后的小脚;夏天例一、古代妇女缠足后的小脚;夏天去海边晒黑了的皮肤;去海边晒黑了的皮肤;生物变异的主要类型有哪些?变变异异的的类类型型不遗传的变异不遗传的变异:仅仅是由环境因素的影响造成的变异。:仅仅是由环境因素的影响造成的变异。遗传物质没有改变,变化的性状不能遗传物质没有改变,变化的性状不能 进一步遗传给后代。进一步遗传给后代。基因重组基因重组可遗传的变异可遗传的变异:是由于遗传物质的改变而引起的:是由
2、于遗传物质的改变而引起的 变异。变化的性状能遗传给后代。变异。变化的性状能遗传给后代。基因突变基因突变染色体变异染色体变异例二、镰刀型贫血症例二、镰刀型贫血症第第第第1 1 1 1节节节节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组基因突变和基因重组基因突变和基因重组科学史一科学史一19101910年,赫里克医生的诊所来了一位黑人病人,病人脸色苍白,年,赫里克医生的诊所来了一位黑人病人,病人脸色苍白,四肢无力,是严重的贫血病患者。医生使用了所有能治疗贫血四肢无力,是严重的贫血病患者。医生使用了所有能治疗贫血病的药物,但对这个病人都无效。对病人做血液检查时发现,病的药物,但对这个病人都无效。对病人做血
3、液检查时发现,红细胞在显微镜下不是正常的圆饼形,而是又长又弯的镰刀状,红细胞在显微镜下不是正常的圆饼形,而是又长又弯的镰刀状,称称镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症。正常正常 异常异常基因突变的实例基因突变的实例 19491949年,美国鲍林博士首先意识到,年,美国鲍林博士首先意识到,红细红细胞中血红蛋白分子的异常引起红细胞变形胞中血红蛋白分子的异常引起红细胞变形.血红蛋白究竟出了什么问题?血红蛋白究竟出了什么问题?1956 1956年,英国科学家英格拉姆发现年,英国科学家英格拉姆发现镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白的肽链上,镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白的肽链上,有一处的有一处的谷氨酸谷氨酸被被缬氨
4、酸缬氨酸取代。取代。正常正常异常异常脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢?为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢?探究探究 根据资料利用基因控制蛋白质合根据资料利用基因控制蛋白质合成有关知识分析完成镰刀型细胞贫血症的成有关知识分析完成镰刀型细胞贫血症的病因图解并解释说明。病因图解并解释说明。红细胞的红细胞的形状形状DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸血红蛋白血红蛋白正常正常谷氨酸谷氨酸G AG AG GA AA AC CT TT T异常异常缬氨酸缬氨酸G AG AG G A AC TC T病因分析:病因分析:A AA AU UT T
5、根本原因根本原因直接原因直接原因镰刀型细胞贫血症是由于镰刀型细胞贫血症是由于DNADNA分子中分子中碱基对替换碱基对替换引起的一种遗传病引起的一种遗传病思考思考?DNADNA中碱基对的中碱基对的替换替换可以引起可以引起DNADNA结结构的改变构的改变,从而引起生物性状的改变从而引起生物性状的改变.那么那么DNADNA分子中碱基对能否发生其它的分子中碱基对能否发生其它的变化变化,也可能引起生物性状的改变呢也可能引起生物性状的改变呢?增增添添缺缺失失替替换换DNADNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的 、和和 ,而引起的,而引起的 的改变。的改变。替换替换增添增添缺失缺失基因结构基因结构1.1
6、.基因突变的概念:基因突变的概念:基因突变后基因突变后DNADNA分子携带的遗传信息是否改变?分子携带的遗传信息是否改变?基因突变后是否改变基因的数量?基因突变后是否改变基因的数量?DNADNAA U C C G C A A C C GC 异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精氨酸天冬氨酸天冬氨酸mRNAmRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常T T T T G G C G G C G G A A A A C C G C C C G C 碱基对替换碱基对替换精氨酸精氨酸探究:探究:基因突变后合成的蛋白质是否改变?基因突变后合成的蛋白质是否改变?生物体性状是否一定改变呢?生物体性状是否
7、一定改变呢?DNADNAA U C C G C A U U C G C 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸mRNAmRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常T A T A A A G C G C G G A T A T T T C G C C G C 碱基对替换碱基对替换精氨酸精氨酸一种氨基酸可能有多种密码子(密码子简并性)一种氨基酸可能有多种密码子(密码子简并性)。DNADNAA U C C G C A C C G C 苏氨酸苏氨酸丙氨酸丙氨酸mRNAmRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸碱基对缺失碱基
8、对缺失A C C G C T G G C G A T A T A CA C C G C C G C T T A GA G G C G C G G T A T A T GT G G C G G C G DNADNAA A T CT C C G C C G C A U C C G C A U A C C GC mRNAmRNA正常正常碱基对增添碱基对增添异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸 脯氨酸脯氨酸综上分析:基因突变后合成的蛋白质不一定改变综上分析:基因突变后合成的蛋白质不一定改变小结:小结:(1 1)基因突变不改变基因的数量,只改)基因突变不改变基因的数量,只改变基因的内部结构变基
9、因的内部结构(2 2)基因突变后)基因突变后遗传信息遗传信息改变,但是合改变,但是合成的蛋白质成的蛋白质不一定不一定改变,生物的性状也改变,生物的性状也不不一定一定改变改变 (2 2)基因突变的三种方式哪一种对生物性状的影响最小?)基因突变的三种方式哪一种对生物性状的影响最小?(1 1)基因突变不改变生物性状的情况有哪些类型?)基因突变不改变生物性状的情况有哪些类型?一种氨基酸可能有几种密码子一种氨基酸可能有几种密码子显性纯合子突变成杂合子显性纯合子突变成杂合子(AAAaAAAa)碱基对的替换碱基对的替换(只影响一个氨基酸)只影响一个氨基酸)继续思考:继续思考:巩固练习巩固练习下列大肠杆菌某基
10、因的碱基序列的变化,对其所控制合下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化,对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码成的多肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子)子)A A第第6 6位的位的C C被替换为被替换为T T B B第第9 9位与第位与第1010位之间插入位之间插入1 1个个T TC C第第100100、101101、102102位被替换为位被替换为TTT TTT D D第第103103至至105105位被替换为位被替换为1 1个个T TDNADNA(基因)分子结构一般是很稳定的,(基因)分子结构一般是很稳定的,易发生基因突变易发生基因突变DNADNA(基因)分子进
11、行(基因)分子进行 的时候,将的时候,将DNADNA 链解旋成链解旋成 链,结构相对不稳定时,容易发生基因突变。链,结构相对不稳定时,容易发生基因突变。细胞分裂间期细胞分裂间期所以,基因突变一般发生在所以,基因突变一般发生在 时期时期包括包括 和和复制复制不不减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期有丝分裂间期有丝分裂间期双双 单单 探究探究 基因突变发生的时间?基因突变发生的时间?“神七神七”带一批种子上天进行育种,你选带一批种子上天进行育种,你选“干种子干种子”还还是是“萌动的种子萌动的种子”?为什么?为什么?DNADNA的复制的复制A.A.有丝分裂间期有丝分裂间期B.B.减数第一次分裂间期减
12、数第一次分裂间期体细胞可以发生基因突变,但一般不能体细胞可以发生基因突变,但一般不能传给后代传给后代生殖细胞中也可以发生基因突变生殖细胞中也可以发生基因突变,将遵循遗将遵循遗传规律传递给下一代传规律传递给下一代分裂间期分裂间期体细胞发生的基因突变体细胞发生的基因突变可以传给后代吗?可以传给后代吗?生殖细胞发生的基因突生殖细胞发生的基因突变可以传给后代吗?变可以传给后代吗?183.3.引起基因突变的因素引起基因突变的因素(2 2)假如上述原因都不存在,是否就不会)假如上述原因都不存在,是否就不会发生基因突变了呢?发生基因突变了呢?物理因素、化学因素、生物因素物理因素、化学因素、生物因素内部因素:
13、复制错误、碱基组成改变内部因素:复制错误、碱基组成改变(1 1)能引起癌症的外部因素有哪些?)能引起癌症的外部因素有哪些?讨论:生活中我们应该怎样做才能尽量避讨论:生活中我们应该怎样做才能尽量避免基因突变带给我们危害呢?免基因突变带给我们危害呢?(1 1)引起基因突变的外因)引起基因突变的外因夏季涂抹防晒霜夏季涂抹防晒霜青少年少上网,少用手机青少年少上网,少用手机不喝反复烧开的水(含亚硝酸盐)不喝反复烧开的水(含亚硝酸盐)物理因素物理因素物理因素物理因素化学因素化学因素少吃烧烤和油炸食品少吃烧烤和油炸食品化学因素化学因素分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突变的可分析以下情况是减少哪种因素诱发基
14、因突变的可能,从而防止细胞癌变?能,从而防止细胞癌变?接种乙肝疫苗接种乙肝疫苗生物因素生物因素20 资料一:资料一:4 4、基因突变的特点(、基因突变的特点(阅读课本阅读课本P82P82)基因突变具有普遍性基因突变具有普遍性 所有所有生物生物白眼果蝇白眼果蝇白化苗白化苗 白白色色皮皮毛毛牛牛犊犊高产青霉菌株高产青霉菌株白化病白化病21资料二:资料二:基因突变具有随机性基因突变具有随机性性成熟的植株性成熟的植株植物整个个体发育过程都能发生基因突变植物整个个体发育过程都能发生基因突变胚胚幼苗幼苗具根茎叶的植株具根茎叶的植株分化出花芽的植株分化出花芽的植株受精卵受精卵任何任何时期、时期、任何任何细胞
15、、细胞、任何任何DNADNA、DNADNA的的任何任何部位部位22资料三:资料三:基因突变是不定向的基因突变是不定向的灰色灰色白色白色黑色黑色黄色黄色一个基因可以向不同方向发生突变,一个基因可以向不同方向发生突变,产生产生一个以上的等位基因一个以上的等位基因。但是,每一个基因。但是,每一个基因的突变都的突变都只能限定在其相对性状的范围内只能限定在其相对性状的范围内,不会超出限制不会超出限制。THANK YOUSUCCESS2024/5/8 周三23可编辑24生物生物表现型表现型突变率突变率肺炎球菌肺炎球菌青霉素抗性青霉素抗性1.01.01010-7-7玉米玉米皱缩种子皱缩种子1.01.0101
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