基因重组和基因变异

第5章,基因突变及其他变异,表现型,基因型,环境条件,可,遗传的变异,不能遗传的变异,基因突变,基因重组,染色体变异,来源,（,改变）,（,改变）,（,改变）,变异的概念：,生物的亲代与子代之间以及子代个体之间性状上的差异。,基因型,环境条件,第1节 基因突变和基因重组,问题探讨,原句：,THE CAT SAT ON THE MAT,抄写：,1.THE,C,AT SAT ON THE MAT,2.THE,H,AT SAT ON THE MAT,4.THE CAT ON THE MAT,与原句比较，意思发生了哪些变化？,意思不变、变化不大和完全改变,假如在,DNA,分子复制过程中，发生了类似的错误，,DNA,分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化？可能对生物体产生什么影响？,3.THE,C,AT SAT ON THE MAT,问题探讨,假如在,DNA,分子复制过程中，发生了类似的错误，,DNA,分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化？可能对生物体产生什么影响？,DNA,分子携带的遗传信息发生了改变。但由于遗传密码的简并性，,DNA,编码的氨基酸不一定改变。如果氨基酸发生了改变，生物体的性状可能发生改变。改变的性状对生物体的生存可能有害，可能有利，也有可能既无害也无利。,一、基因突变的实例,正常型红细胞 镰刀型红细胞,缬氨酸,-,组氨酸,-,亮氨酸,-,苏氨酸,-,脯氨酸,-,谷氨酸,-,谷氨酸,-,赖氨酸,-,正常,缬氨酸,-,组氨酸,-,亮氨酸,-,苏氨酸,-,脯氨酸,-,缬氨酸,-,谷氨酸,-,赖氨酸,-,异常,血红蛋白分子的部分氨基酸顺序,图中,哪个氨基酸发生了改变？,请,查阅密码子表，完成以下图解,GAA,CTT,谷氨酸,缬氨酸,DNA,mRNA,氨基酸,蛋白质,正常,异常,G A,G,A,G,A,C,T,突变,直接原因,根本原因,A,A,T,U,科目一考试,http:/ T T C C,G A A G G,C,A,T C C,G,T,A G G,C T,T,T C C,G A,A,A G G,C,T C C,G,A G G,替换,增添,缺失,思考：请结合“问题探讨”，,DNA,的碱基还有可能发生什么的变化？,基因突变,gene mutation,DNA,分子中，发生,碱基对,的,替换、增添和缺失,，而引起的,基因结构,的改变。,概,念,引起基因突变的原因是,？,1,、二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导致以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。,2,、苏丹红的致癌原理：苏丹红进入人体后，在过氧化物酶的作用下形成苯和萘环羟基衍生物，进一步生成自由基，自由基可以与,DNA,、,RNA,等结合，从而产生致癌作用。,3,、乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝细胞的基因，使肝细胞发生变异。肝脏炎症的不断刺激，使肝细胞进一步变异，肝细胞不凋亡，而且不断地再生，就形成了肿瘤。,物理：,受到辐射 如：,X,射线、紫外线、激光等,化学：,能够与,DNA,分子起作用而改变,DNA,分子性质的物质，如：亚硝酸、硫酸二乙酯、碱基类似物等,生物：,包括病毒和某些细菌等,二、基因突变的原因,内部因素,复制偶发错误,碱基组成改变,外部因素,三、基因突变的特点,从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？,白眼果蝇,白化苗,短腿的安康羊,基因突变的特点,1,：普遍性,白色皮毛牛犊,基因突变的特点,大多数基因突变对生物体是有害的，只有少数是有利的，有些既无害也无益。,多数有害性,基因突变的特点,植物的个体发育,性成熟的植株,胚,幼苗,具,根茎叶的植株,分化出花芽的植株,受精卵,发生在个体发育的任何时期，生物体的任何部位。,可以发生在细胞内的不同,DNA,分子上、同一,DNA,分子的不同部位。,基因突变具有随机性,基因突变发生在体细胞与生殖细胞，对生物体产生的影响相同吗？,一般不能传给后代,（通过营养生殖也可传给后代。）,可以通过受精作用直接传给后代,体细胞,生殖细胞,基因突变的特点,植物的个体发育,性成熟的植株,胚,幼苗,具,根茎叶的植株,分化出花芽的植株,受精卵,基因突变的特点,基因突变具有不定向性,基因突变的特点,2,：随机性、不定向性,310,5,人类色盲基因,110,5,小鼠的白化基因,110,玉米的皱缩基因,410,5,果蝇的白眼基因,突变率,基 因,基因突变的特点,基因突变的特点,3,：低频率性,批判性思维,有,人,认为基因突变率低，大多有害，故认为它不可能为生物进化提供原材料，你认为正确吗？为什么？,这种看法不正确。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对于生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。,基因突变的意义,基因突变会产生性的基因吗？,对基因的影响：,往往产生与之相对应的基因（等位基因）,对性状的影响：,一般产生与之相对应的性状（相对性状）,基因突变的意义：,是,新,基因产生的途径，是生物变异的,根本来源,、生物进化的原始材料。,二、基因重组,在生物体进行,有性生殖,的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。,1.,概念：,2.,原因：,减数第一次分裂后期中，随着同源染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了,自由组合,。,四分体时期非姐妹染色单体的交换带来的等位基因的,交换,。,思考与讨论,1.2,23,种精子；,2,23,种卵细胞,2.,（,2,46,+1,）个个体。,3.,人的性状是由基因决定的。人的基因约有,3,万多个，在减数分裂形成生殖细胞的过程中，,随着非同源染色体及非等位基因的,自由组合,、,四分体时期非姐妹染色单体的交换带来的等位基因的,交换,，,所以形成的生殖细胞的类型非常多，由生殖细胞通过受精作用形成的,受精卵的类型也就非常多,。故人群中个体性状是多种多样的,。,1,、基因重组有新的基因产生吗？有新的性状产生吗？,思考：,没有新的基因产生，也没有新的性状产生。只是控制不同性状的基因重新组合。,基因重组是生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化有重要的意义。,2,、与基因突变相比较，基因重组有何意义？,基因突变,基因重组,本质,发生时间及原因,条件,意义,发生可能性,基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现了新的性状。,细胞分裂间期,DNA,分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的,碱基对的替换、增添或缺失,。,不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。,减数第一次分裂后期中，随着同源染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了,自由组合,。四分体时期非姐妹染色单体的交换带来的等位基因的,交换,。,外界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,生物变异的,根本来源,，是生物进化的原材料。,生物变异的,来源之一,，是形成生物多样性的重要原因。,有性生殖中非常普遍。,突变频率低，但普遍存在。,小结：,1.,下列现象中属于可遗传变异的是,（）,（,A,）,玉米由于水肥充足而长得穗大粒足；,（,B,）,人由于晒太阳而皮肤变黑；,（,C,）,无子番茄没有种子；,（,D,）,镰刀型细胞贫血症。,2.,下列有关基因突变的说法，不正确的是,（）,（,A,）,自然条件下的突变率很低；,（,B,）,诱发突变对生物自身都是不利的,（,C,）,基因突变能够产生新的基因；,（,D,）,基因突变是广泛存在的。,4.,下列细胞中不会发生基因突变的有（）,人的成熟红细胞,神经细胞,种子中的胚细胞,皮肤生长层细胞,根尖分生区细胞,癌细胞,B,.,C.,D.,5.,有性生殖的后代具有更大的变异性，根本原因是（）,A.,基因突变频率高,B.,产生新的基因组合机会多,C.,后代出现性状重组,D.,环境影响增大,THE END,基因突变的特点低频率性和普遍性是否存在矛盾？为什么？,3.,基因,A,与,a1,、,a2,、,a3,之间的关系,如图示，该图不能表示（）,（,A,）,基因突变是不定向的；,（,B,）,等位基因的出现是基因突变的结果；,（,C,）,正常基因与致病基因可以通过突变而转化；,（,D,）,这些基因的转化遵循自由组合定律。,A,a,1,a,2,a,3,为什么在强烈的日光下要涂抹防晒霜，做,X,射线透视的医务人员要穿防护衣？,因为紫外线和,X,射线易诱发基因突变，使人患癌症。,基因突变是发生在什么时期？哪些细胞能发生基因突变？,对单个细胞而言发生在细胞分裂,DNA,复制时,对整个生物体而言可以发生在,生物个体发育的任何时期,和,生物体的任何细胞,;,突变发生的时期,越早,，表现突变的部分,越多,，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。,如果突变发生在体细胞，该性状会不会遗传给后代？,不会，只有生殖细胞的突变才会遗传给后代,(,一般情况下,),基因的分子结构发生改变，可以产生,新的基因,，当然可以产生新的基因型（但基因型改变不仅仅是基因突变产生的），并且,通常,会引起一定的表现型的,变化,。,结,果,紫外线,据资料统计分析，臭氧浓度降低,1,，,皮肤癌增加,4,，,白内障发生则增加,0,6,。到,20,世纪初，地球中部上空的臭氧层已减少了,5,10,，使皮肤癌患者人数增加了,26,。,变 异 的 类 型,不遗传变异,(,环境因素改变,),可遗传变异,（遗传物质改变,）,基因重组,基因突变,染色体变异,变异的概念：,生物的亲代与子代之间以及子代个体之间性状上的差异。,基因突变的特点,植物的个体发育,性成熟的植株,胚,幼苗,具,根茎叶的植株,分化出花芽的植株,受精卵,基因突变发生在个体发育的不同时期（如受精卵中和植株的叶芽），对生物体产生的影响相同吗？,突变发生的时间越早，表现突变的部分越多。,基因重组的意义,基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要的意义。,可,遗传：,突变引起的变异,不,可遗传：体细胞,（但可通过无性生殖传递）,配子，受精卵，胚,表现型,基因型,环境条件,可,遗传的变异,不能遗传的变异,基因突变,基因重组,染色体变异,来源,（,改变）,（,改变）,（,改变）,变异的概念：,生物的亲代与子代之间以及子代个体之间性状上的差异。,基因突变,生物的变异,不遗传的变异,可遗传的变异,基因重组,染色体变异,由于环境因素影响，生物体内遗传物质没有改变,生殖细胞内遗传物质的改变,