高中生物第四章基因的表达4.4基因突变与基因重课件

3、突变率低—低频性 4、大多数突变是有害的—多害性 5、 基因突变是不定向的—不定向性
（七）基因突变的意义 是新基因产生的唯一途径， 生物变异的根本来源， 为生物进化提供了原始材料 思考：
一个基因发生突变的频率很低，为什么还是生物变异的根本来源， 为生物的进化提供了原始材料呢？ 尽管在自然状态下基因突变的频率较低， 但是在整个生物界中是普遍存在的
基因工程培育抗虫棉的简要过程：
苏云金芽 孢杆菌 提取 普通棉花(无抗虫特性) 与运载体DNA拼接 导入
抗虫基因
棉花细胞(含抗虫基因) 棉花植株(有抗虫特性)
染色体变异
（一）基因突变的实例 镰刀型细胞贫血症
资料： 1910 年，一个黑人青年到医院看病，检查 发现他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血 症，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰 刀状，人们称这种病为镰刀型细胞贫血症。这种病 患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型。病重时，红 细胞受机械损伤而破裂的现象，引起严重贫血而造 成死亡。
基因突变是染色体的某一位点上基因的改 变,使一个基因变成它的等位基因（A→a或 a→A）,不改变染色体上基因的数量，只改 变基因的内部结构，并且通常会引起一定 的表现型的变化.
思考：突变后的基因会遗传给后代么？
不一定。一般情况下，只有发生在生殖细胞 的基因突变才能遗传给下一代。
考点：基因突变与遗传
2．基因重组： 是生物变异的主要来源 控制不同性状的_____________ ，_______ 新基因，可 基因重新组合 不产生 形成新的________ 。 基因型 发生时期：___________________ 有性生殖过程中 特点：__________ 非常丰富
基因工程的基本操作程序
（1）目的基因的获取
基因突变通常会引起生物性状的改变，但并不是一定 引起生物性状的改变，因为： ①一种氨基酸可能有几种密码子（密码子简并性）
②显性纯合子可能突变成杂合子（AA→Aa）
总的来说，碱基对的替换相对于另两种突变情况， 对生物性状的影响是最小的
（三）基因突变的结果
aA
a Aa A
A Aa a
一个基因突变后产生的是它的等位基因
1. 2.
某基因突变，导致性状发生改变 显性突变
aa →Aa 或 XbXb → XBXb aa →Aa Xb Xb → X B Xb 、 X b Y → X B Y
3.
隐性突变
AA→aa XB XB → X b Xb 、 XB Y → X b Y
(四)基因突变发生的时间？ Why？ 分裂间期——DNA在进行复制时发生错误
b B
Ab 和 aB
B b
AB 和 ab
减数第一次分裂前期（四分体时期）同源染 色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换
b B b
B
b
B
3、时间：减数第一次分裂前期、减数第一次分裂后期 4、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？ 新的性状？
正常血红蛋白
异常血红蛋白
形成正常的圆饼 状红细胞，运输 氧气
形成异常的镰刀状红细 胞，运氧能力降低，易 破裂溶血
思考与讨论
DNA
mRNA
GAA CTT GAA 谷氨酸 正常
突变
GTA CAT GUA 缬氨酸 异常
根本 原因 _____
氨基酸 蛋白质
直接 原因 _____
基因突变 镰刀型细胞贫血症是由_________ 引起的一种遗 病因： 传病。
—— 核心
切口 处， 将切下的目的基因片段插入质粒的______ DNA连接酶 ，形成了一个重组 再加入适量___________ DNA分子（重组质粒）
过程:
质粒 DNA分子 同一种 限制酶处理 一个切口 两个黏性末端 DNA连接酶 重组DNA分子（重组质粒） 两个切口 获得目的基因
基 因 工 程 技 术 路 线
第四节 基因突变和基因重组
复习:表现型与基因型的关系
（改变）
表现型
基因型 +
（改变）
环境条件
（改变）
引入:生物体遗传性状的改变就是 生物的变异
生物变异的类型
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。 基因突变 遗传的变异： 基因重组
变异 的类 型
如果生殖细胞中 遗传物质发生了 改变，其后代将 继承这种改变
（2） 基因表达载体的构建 （3）将目的基因导入受体细胞 （4）目的基因的检测与鉴定
二、构建表达载体
1.过程: 用一定的_________ 限制酶 切割 质粒，使其出现一个切 黏性末端 口，露出____________ 。 同一种限制酶 切断目 用_____________ 的基因，使其产生_____ 相同的黏性末端 ____________。
“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
（一）基因重组的概念
在生物体进行有性生殖的过程中，控 制不同形状的基因的重新组合。
方式
１、非同源染色体上的非等位基因自由组合 2、同源染色体的非姐妹染色单体之间的局 部交换
（二）基因重组发生时期
减数第一次分裂后期
非同源染色体上的非等位基因自由组合
A.有丝分裂间期 体细胞 （但一般不能传给后代）B.减数分Fra bibliotek间期 生殖细胞
（可以通过受精作用直接传给后代）
(五)基因突变的类型
自发突变 与__________ 人工诱变 按来源分__________
(五)基因突变的原因 紫外线 X射线 其它各种辐射 亚硝酸 碱基类似物
物理因素
化学因素 生物因素
六、 基因突变有何特点？ 1、在生物界普遍存在—普遍性 2、在生物个体发育的如何时期发生—随机性
基因突变的概念
基因突变：
碱基对 由于DNA分子中发生_____ 的增添 _____、 缺失 基因结构 _____或_____ 改变 ，而引起的________ 的改变
双螺旋结构改变吗？ 强调：基因突变改变的是碱基排列顺序 记
[探究] DNA分子中的碱基对有哪几种变化，从 而导致基因结构的改变？
DNA片段
A A T C C G C T T A G G C G
CC CC GG CC A T C C G C 缺失 A T GG GG CC GG T A T A G G C G 碱基对的增添、缺 失或替换，改变了 基因的结构。
A T A C C C G G C C T A T GG GG C C GG
镰刀型贫血症
基 因 mRNA 氨基酸 蛋白质
模板 C
T T G G T A··· C
C A T G G T A··· C G T A C C A T··· G G U A C C A U··· G
缬氨酸 脯氨酸
G A A C C A T··· G G A A C C A U··· G
谷氨酸 脯氨酸
不能
5、应用： 杂交育种
不同生物的可遗传变异来源： 病毒——基因突变 原核生物——基因突变 基因突变、基因重组、 真核生物—— 染色体变异
基因突变和基因重组引起的变异有什么区别? 1．基因突变： 是生物变异的根本来源 能产生新的基因 基因_________ 内部结构改变，它________ DNA复制时） 发生时期：细胞分裂间期（ ________________________ 突变率低 、 特点：①普遍性、 ②随机性、 ③___________ ④多数有害、⑤不定向性。