基因突变与基因重组

不遗传的变异： 可遗传的变异： 基因重组 基因突变 染色体变异 由环境因素造成的变异。遗传物质没有改变，变化的性状一般不能进一步遗传给后代。 由于遗传物质发生改变引起的变异 变异 汉水丑生侯伟作品 基因突变和基因重组 A T C G A C A A C G A A C T T A G C T G T T G C T T G A DNA1 DNA2 U A G C U G U U G C U U G A mRNA 甲硫氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 碱基对的替换 亮氨酸 汉水丑生侯伟作品 汉水丑生侯伟作品 A T C G A C A A C G A A C T T A G C T G T T G C T T G A DNA1 DNA2 U A G C U G U U G C U U G A mRNA 甲硫氨酸 亮氨酸 亮氨酸 苯丙氨酸 基因中碱基对的替换，可能导致对应的氨基酸改变，也可能不变。 亮氨酸 碱基对的替换 汉水丑生侯伟作品 A T C G A C A A C G A A C T T A G C T G T T G C T T G A DNA1 DNA2 U A G C U G U U G C U U G A mRNA 甲硫氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 精氨酸 半胱氨酸 亮氨酸 碱基对的缺失 增添（缺失）1或2个碱基对，会导致mRNA上多个密码子发生改变，导致蛋白质中多个氨基酸发生改变。 汉水丑生侯伟作品 汉水丑生侯伟作品 A T C G A C A A C G A A C T T A G C T G T T G C T T G A DNA1 DNA2 U A G C U G U U G C U U G A mRNA 甲硫氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 增添（缺失）3个碱基对，可能会导致mRNA上正好少一个密码子，导致蛋白质中少一个氨基酸。 汉水丑生侯伟作品 U A U C G G C U G C U U G A G A U A U C G G C U G C U U G A G A U A G U C G U C U A G A G 2 1 3 4 5 6 8 7 9 2 1 3 4 5 6 8 7 9 1 2 6 8 7 9 缺失3个碱基对，对翻译出的蛋白质影响相对较小，可能是少了一个氨基酸，也可能是少了一个，变一个。 汉水丑生侯伟作品 圆饼型的红细胞 镰刀状的红细胞 二、实例：镰刀型细胞贫血症 一、基因突变： DNA分子发生碱基对的替换、增添、缺失引起的基因结构的改变。 CTT GAA 谷氨酸 缬氨酸 DNA： mRNA： 氨基酸： 血红蛋白： 正常 异常 GUA CAT GTA 突变 GAA 直接原因 根本原因 汉水丑生侯伟作品 9 病因 基因突变是否会导致生物性状的改变？ 基因突变不一定会导致生物性状的改变 ①在基因中，存在内含子，在内含子中发生的突变可能不会引起性状改变。 ②由于密码子具有简并性，由碱基对的替换引起的基因突变，不一定影响蛋白质结构的变化，也不一定引起性状改变。 ③生物由AA突变为Aa，生物的性状不发生改变。 汉水丑生侯伟作品 问题1：我们知道DNA的结构是比较稳定的，在什么时候容易出现差错呢？ 问题2：DNA复制一般是高度准确的（碱基互补配对），由复制差错引起的基因突变频率高吗？ 问题3：是否只有有性生殖的生物才会发生基因突变？进行无性生殖的生物能否发生基因突变？病毒能否发生基因突变？基因突变是否具有普遍性？ DNA复制时 有丝分裂间期 减数分裂间期 低频性 普遍性 问题4：基因突变可发生在配子中，也可发生在体细胞中，一般说来说哪一类突变能够遗传给下一代？如果植物的体细胞发生了基因突变，可通过什么方式传递给后代？ 随机性 汉水丑生侯伟作品 问题5：基因突变通常由一个基因突变成它的等位基因，而不是发生大幅度的改变而变成其他的非等位基因，为什么呢？基因突变是定向的还是不定向的？ 问题6：，经过漫长的进化，生物的性状只有与环境相适应才被保留，如果基因突变导致生物性状发生改变，往往对生物是有利还是有害？ 问题7：既然基因突变发生的频率很低，且多数有害，它能否为生物进化提供原材料？ 能 多数有害学说和中性突变学说 不定向性 汉水丑生侯伟作品 正常基因（A） 复制差错 碱基对（增添、缺失、替换） 碱基序列（局部改变） 遗传信息（局部改变） 基因结构 （改变） 低频性 随机性 普遍性 基因突变（a） （等位基因） 新的基因型 新的表现型 有害性 进化的原材料 变异的根本来源 不定向性 诱变因素 物 理 因 素 化学 因 素 生物因素 基因突变 汉水丑生侯伟作品 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减Ⅰ前，四分体时期非姐妹染色单体交叉互换 基因重组： ②减Ⅰ后，非同源染色体上自由组合 汉水丑生侯伟作品 命运1 命运2 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 汉水丑生侯伟作品 命运1 精原细胞 初精母 次精母 精子细胞 汉水丑生侯伟作品 命运2 精原细胞 初精母 次精母 精子细胞 B B b b a a B B A A B A b b a a b a b a B A A A a a B B A A b b B a b A b A B a 汉水丑生侯伟作品 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减Ⅰ前，四分体时期非姐妹染色单体交叉互换 基因重组： ②减Ⅰ后，非同源染色体上自由组合 交叉互换：四分体的非姐妹染色单体之间发生部分片段的互换 汉水丑生侯伟作品 汉水丑生侯伟作品 杂合子 随机重组（减I后） 交换重组（减I前） 基因重组 新基因型 新表现型 变异性 多样性 生物进化的原材料 有性生殖 减数分裂 导致 产生 产生 增加 提供 汉水丑生侯伟作品 基因突变 基因重组 产生新基因 产生新基因型 碱基对的增添、 缺失、替换 基因自由组合； 基因交叉互换 间期DNA复制时 减Ⅰ前、减Ⅰ后 变异的根本来源 进化的原始材料 生物变异来源之一 生物多样性重要原因 低频但普遍 有性生殖中普遍 三、基因突变、基因重组比较 原因 本质 时间 意义 可能性 汉水丑生侯伟作品 据图回答： ① 该图为什么分裂什么时期？ ② 该细胞叫什么？ ③分析造成B、b不同的原因？ 无同源染色体，着丝点分裂，减Ⅱ后 细胞质均等分裂，次精母或第一极体 基因突变或基因交叉互换 汉水丑生侯伟作品 1（2011江苏） 11．右图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。相关判断错误的是（ ） A．此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞 B．此细胞中基因a是由基因A经突变产生 C．此细胞可能形成两种精子或一个卵细胞 D．此动物细胞内最多含有四个染色体组 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，未经允许不得擅自修改或用于任何形式的商业用途。2012年1月15日，汉水丑生标记。 汉水丑生侯伟作品 9（2008上海） 28．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（不考虑终止密码子）（ ） A．第6位的C被替换为T B．第9位与第10位之间插入1个T C．第100、101、102位被替换为TTT D．第103至105位被替换为1个T 6（2008上海） 7．人类镰刀形细胞贫血症发生的根本原因是 A．基因突变 B．染色体结构变异 C．基因重组 D．染色体数目改变