基因突变和基因重组

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,第,1,节 基因突变和基因重组,第,5,章,基因突变和其它变异,Zheng Ji Hou,G,AATTC,TGCATGGGCGTTGCTGTCCTTAAAGCCTCAGGTAGA,G,AATTC,CTTAA,G,ACG,TAC,CCGCAACGACAGGAATTTCGGAGTCC,ATC,T,CTTAA,G,AUG,GGCGTTGCTGTCCTTAAAGCCTCAGG,UAG,引,变异的类型,不遗传的变异,：,仅仅由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代,由于,生殖细胞中遗传物质发生了改变,，其后代将继承这种,改变。,可遗传,的变异：,基因突变,染色体变异,基因重组,下面叙述的变异现象，可遗传的是,(),A,由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状,B,果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状,C,用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无子,D,开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花,1910,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。医生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病人无效。对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀状细胞贫血症。,基因突变,的实例,镰刀型贫血症是一种,异常血红蛋白病,。一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，血液的粘性增加，引起红细胞的堆积，导致各器官血流的阻塞。而出现脾脏肿大，四肢的骨骼、关节疼痛，血尿和肾功能衰竭等症状，病重时，红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象，引起严重贫血而造成死亡。,患者不能进行激烈运动，长期遭受慢性贫血折磨。常在幼年发现,血红蛋白究竟出了什么问题？,一、基因突变,实 例,为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？,随着分子遗传学的崛起，已经查明,DNA,分子中的一组碱基由,CTT,变成,CAT,。,1956,年，英国科学家英格拉姆发现镰刀状细胞贫血症患者血红蛋白有两条肽链（共四条）上，第,6,位上的,谷氨酸,被,缬氨酸,取代。,谷氨酸,缬氨酸,GAA,GUA,氨基酸,蛋白质,正常,异常,mRNA,DNA,GAA,CTT,CAT,GTA,突变,根本原因,直接原因,镰刀型细胞贫血症是由,基因突变,引起的一种遗传病，是由于基因的,结构,发生了改变产生的。,一、基因突变,正常,:,脯氨酸,谷氨酸,谷氨酸,异常,:,脯氨酸,缬氨酸,谷氨酸,实 例,这种变化可否遗传,?,如何,遗传？,可以,遗传,突变后的,DNA,分子复制，通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞，并将突变基因传给下一代。,具体变化过程,:,一、基因突变,相应性状的改变,相应蛋白质的改变,相应氨基酸的改变,mRNA,分子中的碱基发生变化,DNA,分子中的碱基对发生变化,基因突变的概念：,DNA,分子中发生,碱基对,的,替换、增添,和,改变,，而引起的,基因结构,的改变。,基因突变概念,一、基因突变,请你思考,1,、基因突变发生的时间？基因突变都会遗传给后代吗？,细胞周期中的,分裂间期：,DNA,在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂后进行修复时发生错误。,A.,有丝分裂间期：,体细胞,中可以发生基因突变（但一般不能传给后代）,B.,减数第一次分裂间期：,生殖细胞,中也可以发生基因突变（可以通过受精作用直接传给后代）,2,、由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？,一、基因突变,精典例题,1,、在一个,DNA,分子中如果插入了一个碱基对，则,(),A.,不能转录,B.,不能翻译,C.,在转录时造成插入点以前的遗传密码改变,D.,在转录时造成插入点以后的遗传密码改变,2,、若某基因原为,303,对碱基，现经过突变，成为,300,个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白质分子相比较，差异可能为,(),A,只相差一个氨基酸，其他顺序不变,B,长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变,C,长度不变，但顺序改变,D,A,、,B,都有可能,3,、人类能遗传给后代的基因突变常发生在,(),A.,减数第一次分裂,B.,四分体时期,C.,减数第一次分裂的间期,D.,有丝分裂间期,D,D,C,一、基因突变,原因及类型,物理因素：,X,射线、激光等,化学因素：,亚硝酸和碱基类似物等,生物因素：,病毒和某些细菌等,基因突变的原因,基因突变的类型：,1,、,按来源分,_,与,_,2,、按突变后对生物个体的影响分,与,_,对生物体而言，多数为,_,。,自然突变,诱发突变,有利突变,有害突变,有害突变,为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变,?,如此,的话基因突变对生物岂不是没有意义,?,打破生物对环境的适应性,产生新,基因,引发生物变异,为进化提供原始材料,3,、按表现条件分,显性突变,和,隐性突变,一、基因突变,特 点,常见突变性状：,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,人：正常色觉,色盲 正常肤色,白化病 血型：,A,、,B,、,O,、,AB,特点一：突变在生物界普遍存在，即,普遍性,分裂间期的细胞都有可能发生基因突变，因而，基因突变发生在生物个体发育的任何时期。,特点二：突变在生物体内随机发生，即,随机性,特点三：突变是,不定向的,一、基因突变,特 点,基 因,突变率,大肠杆菌组氨酸缺陷型基因,210,果蝇的白眼基因,410,5,果蝇的褐眼基因,310,5,玉米的皱缩基因,110,小鼠的白化基因,110,5,人类色盲基因,310,5,特点四：突变,频率很低，低频性,白化苗,特点五：大多数突变是,有害,的,一、基因突变,意 义,意义：生物变异的,根本来源,，为生物进化提供了最初的原始材料,能使生物的性状出现差别，以适应不同的外界环境，是生物进化的重要因素之一。,基因突变的结果：使一个基因变成它的等位基因，即产生新的基因。,人工诱变在育种上的应用,（,1,）常用的方法：,物理因素：,X,射线、,射线、紫外线、激光等,化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等,（,2,）优点：,提高突变率，缩短育种周期,大幅度改良某些性状、,创造新类型、培育优良品种。,（,3,）缺点,:,成功率低,有利个体往往不多 需大量处理材料,（,4,）诱变意义,:,是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法,一、基因突变,意 义,人工诱变在育种上的应用,（,5,）实例：“黑农五号”大豆、高产青霉菌株、太空椒,这种太空南瓜王最大能长到,200,多公斤，,在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大,5,公斤。,黑珍珠玉米,一、基因突变,精典例题,4,、诱发突变与自然突变相比，正确的是（）,A,都是有利的,B,都是定向的,C,都是隐性突变,D,诱发突变率高,5,、大丽花的红色,(C),对白色,(c),为显性，一株杂合的大丽花植株有许多分枝，盛开众多红色花朵，其中有一朵花半边红色半边白色，这可能是哪个部位的,C,基因突变为,c,造成的？（）,A.,幼苗的体细胞,B.,早期叶芽的体细胞,C.,花芽分化时的细胞,D.,杂合植株产生的性细胞,D,C,二、基因重组,“,一母生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的,?,基因重组,二、基因重组,1,、概念,:,在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的自由组合。,2,、类型,:,基因的自由组合,:,非同源染色体上的非等位基因的自由组合。,基因的互换,:,同源染色体上的非姐妹染色体之发生局部互换。,非同源染色体自由组合,组合类型一,组合类型二,3,、意义,:,通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一,.,基因重组能否产生新的基因,？,三、基因突变与基因重组比较,比较项目,基因突变,基因重组,原因,基因,结构的改变,基因的,重新组合,时期,间期,减,过程中,类型,自然、人工,随机、交换,结果,产生,新基因,产生,新基因型,意义,变异的,根本来源,、进化的,原材料,是生物变异来源之一，生物多样性的原因,应用,诱变育种,杂交育种,四、巩固,.,提升,1,、生物变异的根本来源是（）,A,基因重组,B,染色体数目变异,C,染色体结构变异,D,基因突变,2,、基因重组发生在（）,A,减数分裂形成配子的过程中,B,受精作用形成受精卵的过程中,C,有丝分裂形成子细胞的过程中,D,通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中,3,、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是（）,A,基因突变,B,基因重组,C,基因分离,D,环境影响,D,A,A,4,、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患者,其父母正常，请判断这人性状最可能是（）,A.,伴性遗传,B.,常染色体遗传,C.,基因突变,D.,基因重组,5.,如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输给一个血型相同的正常人,将使正常人（）,A.,基因产生突变,使此人患病,B.,无基因突变,性状不遗传给此人,C.,基因重组,将病遗传给此人,D.,无基因突变,此人无病,其后代患病,6,、若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变异主要来自（）,A.,基因突变,B.,基因重组,C.,环境影响,D.,染色体变异,7,、生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源于（）,A.,基因重组,B.,基因突变,C.,染色体变异,D.,环境变化,四、巩固,.,提升,C,B,B,A,The end,