高一生物必修2 基因突變和基因重組 課件

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1、龍生龍，鳳生鳳，老鼠的兒子會(huì)龍生龍，鳳生鳳，老鼠的兒子會(huì)打洞，這說明生物具有打洞，這說明生物具有_的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。遺傳遺傳一豬生九仔，連母十個(gè)樣，這說一豬生九仔，連母十個(gè)樣，這說明生物具有明生物具有_的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。變異變異正常的羊與短腿安康羊正常的羊與短腿安康羊野生稻野生稻超級雜交稻超級雜交稻利用手術(shù)去掉魚尾紋后顯得美麗動(dòng)人，利用手術(shù)去掉魚尾紋后顯得美麗動(dòng)人，她的她的后代會(huì)出現(xiàn)魚尾紋嗎后代會(huì)出現(xiàn)魚尾紋嗎？變變異異的的類類型型：表現(xiàn)型表現(xiàn)型 =基因型基因型 +環(huán)境條件環(huán)境條件(1)不可遺傳的變異不可遺傳的變異(2)可遺傳變異可遺傳變異來源來源基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組基因重組

2、一、一、基因突變基因突變1 實(shí)例：實(shí)例：人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥正常鐮刀型鐮刀型 細(xì)胞貧細(xì)胞貧血癥血癥紅細(xì)胞紅細(xì)胞正常圓餅狀鐮刀型細(xì)胞鐮刀型細(xì)胞 貧血癥貧血癥鐮刀狀鐮刀狀紅細(xì)胞性狀紅細(xì)胞性狀其中一條鏈其中一條鏈 谷氨酸谷氨酸纈氨酸纈氨酸血紅蛋白的血紅蛋白的 氨基酸順序氨基酸順序纈纈組組亮亮蘇蘇脯脯谷谷谷谷賴賴?yán)i纈組組亮亮蘇蘇脯脯纈纈谷谷賴賴正常鐮刀型細(xì)胞鐮刀型細(xì)胞 貧血癥貧血癥紅細(xì)胞性狀紅細(xì)胞性狀其中一條鏈其中一條鏈 谷氨酸谷氨酸纈氨酸纈氨酸血紅蛋白的血紅蛋白的 氨基酸順序氨基酸順序mRNAmRNA上上 的密碼的密碼子 G G A A A A G G U U A A 正常鐮刀型

3、細(xì)胞鐮刀型細(xì)胞 貧血癥貧血癥紅細(xì)胞性狀紅細(xì)胞性狀其中一條鏈其中一條鏈 谷氨酸谷氨酸纈氨酸纈氨酸血紅蛋白的血紅蛋白的 氨基酸順序氨基酸順序mRNAmRNA上上 的密碼子的密碼子G G A A A AG G U U A ADNADNA的堿的堿 基序列基序列C C T T T TG G A A A AC C A A T TG G T T A A正常鐮刀型細(xì)胞鐮刀型細(xì)胞 貧血癥貧血癥紅細(xì)胞紅細(xì)胞其中一條鏈其中一條鏈 谷氨酸谷氨酸纈氨酸血紅蛋白的血紅蛋白的 氨基酸順序氨基酸順序mRNAmRNA上上 的密碼子的密碼子G G A A A AG G U U A ADNADNA的堿的堿 基序列基序列C C T

4、T T TG G A A A AC C A A T TG G T T A A突突 變變根本原因根本原因直接原因直接原因2、基因突變的概念：、基因突變的概念：ATCTTCGTAGAAGCATCATCGTAGTAGC堿基的堿基的改變改變ATC TCGTAG AGC堿基的堿基的 缺失缺失ATCTGTCGTAGACAGC堿基的堿基的增添增添基因突變是指堿基對的基因突變是指堿基對的 ，而引起而引起 的改變。的改變。改變、缺失、增添改變、缺失、增添基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)3、基因突變發(fā)生的時(shí)間：、基因突變發(fā)生的時(shí)間：體細(xì)胞：體細(xì)胞：生殖細(xì)胞：生殖細(xì)胞：有絲分裂的間期有絲分裂的間期減數(shù)第一次分裂的間期減數(shù)第一次分裂

5、的間期DNA進(jìn)行進(jìn)行復(fù)制復(fù)制時(shí)時(shí)v思考：基因突變可能是在什么時(shí)期思考：基因突變可能是在什么時(shí)期發(fā)生的？發(fā)生的？4、基因突變的特點(diǎn)：、基因突變的特點(diǎn)：（1）隨機(jī)性隨機(jī)性-生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期（2）廣泛性廣泛性-所有生物都可能發(fā)生所有生物都可能發(fā)生（3）突變率低突變率低（5）多數(shù)多數(shù)有害的有害的（4）不定向性不定向性體細(xì)胞體細(xì)胞的基因突變的基因突變生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞的基因突變的基因突變不遺傳給后代不遺傳給后代遺傳給后代遺傳給后代基因突變的結(jié)果：基因突變的結(jié)果：產(chǎn)生它的等位基因產(chǎn)生它的等位基因人工誘變在育種上的應(yīng)用人工誘變在育種上的應(yīng)用：人工誘變?nèi)斯ふT變：人為人為的條件發(fā)生基因

6、突變的條件發(fā)生基因突變方法：方法：物理因素物理因素化學(xué)因素化學(xué)因素優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1、提高突變率、提高突變率 2、創(chuàng)造新類型、創(chuàng)造新類型 3、培育優(yōu)良品種、培育優(yōu)良品種缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：有利的個(gè)體不多有利的個(gè)體不多二、基因重組二、基因重組1 1、定義：、定義： 控制控制不同性狀的基因不同性狀的基因重新組合。重新組合。2 2、類型：、類型： 基因自由組合基因自由組合基因交叉互換基因交叉互換3 3、發(fā)生時(shí)期發(fā)生時(shí)期：減數(shù)分裂四分體時(shí)期減數(shù)分裂四分體時(shí)期減數(shù)第一次分裂后期減數(shù)第一次分裂后期4 4、意義：、意義：為生物變異提供了極其豐富的來源為生物變異提供了極其豐富的來源是形成是形成生物多樣性生物多樣性的重要原

7、因之一的重要原因之一對于對于生物進(jìn)化生物進(jìn)化具有十分重要的意義具有十分重要的意義比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目基因突變基因突變基因重組基因重組原因原因時(shí)期時(shí)期類型類型結(jié)果結(jié)果意義意義應(yīng)用應(yīng)用基因基因結(jié)構(gòu)的改變結(jié)構(gòu)的改變基因的基因的重新組合重新組合間期間期減減過程中過程中自然、人工自然、人工隨機(jī)、交換隨機(jī)、交換產(chǎn)生產(chǎn)生新基因新基因產(chǎn)生產(chǎn)生新基因型新基因型變異的變異的根本來源根本來源、進(jìn)化的進(jìn)化的原材料原材料生物多樣性的生物多樣性的原因原因誘變育種誘變育種雜交育種雜交育種1 1人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因是人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因是 A A紅細(xì)胞由圓盤型變成鐮刀型紅細(xì)胞由圓盤型變成鐮刀型B B血紅蛋白分

8、子中的一個(gè)谷氨酸變成纈氨酸血紅蛋白分子中的一個(gè)谷氨酸變成纈氨酸C CRNARNA的堿基序列改變的堿基序列改變D DDNADNA的堿基種類改變的堿基種類改變D2.2.下列各疾病中，又是突變性狀又是屬于伴性遺下列各疾病中，又是突變性狀又是屬于伴性遺傳的是：傳的是：A A、人類的白化病、人類的白化病 B B、冠心病、冠心病C C、人類的色盲病、人類的色盲病 D D、鐮刀型細(xì)胞貧血癥、鐮刀型細(xì)胞貧血癥CPX黃色圓粒黃色圓粒綠色皺粒綠色皺粒黃色圓粒黃色圓粒F1F2黃色黃色圓粒圓粒綠色綠色圓粒圓粒黃色黃色皺粒皺粒綠色綠色皺粒皺粒黑珍珠玉米黑珍珠玉米 黑珍珠玉米：黑珍珠玉米： 是廣東省農(nóng)科院蔬菜研究所最是廣

9、東省農(nóng)科院蔬菜研究所最新育成的玉米新品種，黑珍珠黑糯新育成的玉米新品種，黑珍珠黑糯玉米其籽粒黑色，皮薄，適口性好，玉米其籽粒黑色，皮薄，適口性好，糯甜香軟，營養(yǎng)豐富，與一般的白糯甜香軟，營養(yǎng)豐富，與一般的白糯玉米比較，含有更豐富的蛋白質(zhì)糯玉米比較，含有更豐富的蛋白質(zhì)和維生素，具有抗衰老的功效，是和維生素，具有抗衰老的功效，是理想的保健食品理想的保健食品。 1987年年7月，中國首次將大麥、青椒、蘿卜等純月，中國首次將大麥、青椒、蘿卜等純系種子和大蒜無性系種子放入衛(wèi)星中搭載。當(dāng)這些種系種子和大蒜無性系種子放入衛(wèi)星中搭載。當(dāng)這些種子返回地面后，有關(guān)人員立即進(jìn)行了種植實(shí)驗(yàn)。不久，子返回地面后，有關(guān)人

10、員立即進(jìn)行了種植實(shí)驗(yàn)。不久，奇跡真的發(fā)生了。經(jīng)空間搭載的蘿卜種子幼苗茁壯，奇跡真的發(fā)生了。經(jīng)空間搭載的蘿卜種子幼苗茁壯，葉片上沒有一個(gè)蟲眼。有人甚至將害蟲捉來放到葉片葉片上沒有一個(gè)蟲眼。有人甚至將害蟲捉來放到葉片上，蟲子掉頭就跑。而地面對照組的幼苗，則是蟲眼上，蟲子掉頭就跑。而地面對照組的幼苗，則是蟲眼密布。看來，密布?？磥?，“太空旅行太空旅行”后的蘿卜種子有抗蟲特征。后的蘿卜種子有抗蟲特征。更為奇妙的是，經(jīng)空間處理后的大蒜種子生長時(shí)假莖更為奇妙的是，經(jīng)空間處理后的大蒜種子生長時(shí)假莖叢生，一個(gè)蒜頭竟重達(dá)叢生，一個(gè)蒜頭竟重達(dá)150克?；貞浧鹞羧盏那榫?，克?；貞浧鹞羧盏那榫埃袊茖W(xué)院遺傳研究所

11、研究員蔣興村說：原中國科學(xué)院遺傳研究所研究員蔣興村說：“這既在這既在想象之中，又在意料之外。當(dāng)時(shí)，我興奮極了，仿佛想象之中，又在意料之外。當(dāng)時(shí)，我興奮極了，仿佛看到了抗蟲蘿卜和豐產(chǎn)大蒜的美好前景。他們從空間看到了抗蟲蘿卜和豐產(chǎn)大蒜的美好前景。他們從空間搭載的大麥種子后代中看到，許多變異有能夠遺傳的搭載的大麥種子后代中看到，許多變異有能夠遺傳的跡象，而且變異頻率很高，這就有可能跡象，而且變異頻率很高，這就有可能創(chuàng)造優(yōu)良的農(nóng)創(chuàng)造優(yōu)良的農(nóng)作物品種作物品種。 不久，廣西、江西種植的空間處理的不久，廣西、江西種植的空間處理的23代水稻代水稻后代中產(chǎn)生大量變異，有些性狀在自然界很少見到，后代中產(chǎn)生大量變異

12、，有些性狀在自然界很少見到，如一莖上長兩三個(gè)水稻穗，一粒種子長達(dá)如一莖上長兩三個(gè)水稻穗，一粒種子長達(dá)1厘米而且厘米而且在后代中能遺傳。在自然界中，水稻變異的頻率在二在后代中能遺傳。在自然界中，水稻變異的頻率在二十萬分之一，而經(jīng)空間處理的水稻變異頻率在百分之十萬分之一，而經(jīng)空間處理的水稻變異頻率在百分之幾，幾，大大提高了突變率大大提高了突變率。接著，科研人員在空間處理。接著，科研人員在空間處理的粳稻變異后代中，選育出能恢復(fù)秈稻不育系的株系，的粳稻變異后代中，選育出能恢復(fù)秈稻不育系的株系，使原來很難進(jìn)行秈、粳亞種間雜交的性狀改變了，這使原來很難進(jìn)行秈、粳亞種間雜交的性狀改變了，這種特性改變在自然界

13、是很難的。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，抗病種特性改變在自然界是很難的。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，抗病番茄、大型青椒、優(yōu)質(zhì)棉花、高產(chǎn)小麥等相繼誕生。番茄、大型青椒、優(yōu)質(zhì)棉花、高產(chǎn)小麥等相繼誕生。事實(shí)證明：空間特殊條件能夠引起農(nóng)作物種子的基因事實(shí)證明：空間特殊條件能夠引起農(nóng)作物種子的基因突變，其變異頻率高、幅度大，變異后代容易穩(wěn)定，突變，其變異頻率高、幅度大，變異后代容易穩(wěn)定，可以可以產(chǎn)生很多優(yōu)良的品種產(chǎn)生很多優(yōu)良的品種，是誘變育種的一條好途徑。，是誘變育種的一條好途徑。 太空蔬菜的成果標(biāo)本太空蔬菜的成果標(biāo)本我國工件者在迎接太空種子我國工件者在迎接太空種子太空茄子太空茄子中國首批太空實(shí)中國首批太空實(shí)驗(yàn)育種動(dòng)物驗(yàn)育種動(dòng)物太空玉米太空玉米