基因突变与基因重组公开课课件说课讲解
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第1节基因突变和基因重组名师编辑PPT课件
_基__因_自__由__组_合__ 非同源染色体
非等位基因
_交__换_互__换_ 同源染色体
自发突变
非姐妹染色单体
时间 常发生在_分__裂__间__期__
减__Ⅰ__后__期___、_减__Ⅰ__前__期__
结果 产生_新__基__因__
产生_新__的__基__因__型__
①_新__基__因__产生的途径
不可遗传的变仅异仅：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
可遗传的变异： 基因重组
由于生殖细胞中遗传 物质发生了改变，其
染色体变异
后代将继承这种改变。
第1节 基因突变和基因重组
三位同学在抄写英语句子“THE CAT SATON THE MAT”(猫坐在 草席上)时，分别抄成了左图中 的句子，意思发生了变化。
若上述细胞发生基因突变，可遗传后代的是哪些？ C D
生殖细胞(配子)—— 可遗传 体细胞—— 一般不遗传
植物体细胞可通过无性繁殖遗传
突变发生的时期 越迟，则生物表 现出突变性状的 部分越少
二、基因突变的原因、特点及意义
（一）原因
1、日本长崎和广岛两地的原子弹受害者白血病和 皮肤癌的发病率都很高。
物理因素
变异的种类：
普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中，给予充足 的阳光和水分，结出的是粒多饱满的种子，但是再把 这些种子种回原来的地方，结出的仍旧是普通的种子。
（1）不可遗传的变异
与普通椒相比，经过太空辐射的太空椒具有明显的 优势，果实肥大，把其种子种下去后结出的仍是太空 椒。
（2）可遗传的变异
生物变异的类型（课本P95）
+C
mRNA：-AUG-GUA-AUC-CUC-GGG-UAA-
必修2第9讲基因突变和基因重组.ppt
1.发生在体细胞有丝分裂过程中的基因突变一般随个体死亡 而消失，发生在生殖细胞有丝分裂或减数分裂过程中的基因突 变可以传递给后代。
2.基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的 改变，基因的数目和位置并未改变。
3.基因突变发生于所有生物中，一般发生于遗传物质的复制 过程中。
4.基因重组未产生新基因，只是原有基因的重新组合，产生 了新的表现型(或新品种)。
染a色．体如上果不F3带中隐有性1/3致左死右基的因野生。型果蝇，则说明 最初2号 b．如果F3中只有翻翅果蝇，则说明 最初2号染色体含有
隐性致死基因 。
明c．最如初果2号F3染中色除体翻上翅含果有蝇隐外性，突还变有基1/因3左右的。突变型，则说
【解析】 Ⅰ.检测X染色体上的突变情况：根据题 中信息可知，F2有四种基因型XBXB、X－XB、XBY、 X－Y，若X染色体上发生隐性突变，则F2中表现型为 3∶1，且雄性中有隐性突变体；若X染色体上没发生
D．图2所示的生物体中肯定存在某细胞含有4个b基因
【解析】由图3可知：合成黑色素需要A、b和C基 因同时存在，而图2所示的细胞中未标出C基因，故 不能确定该生物体能不能合成黑色素，A对。若图 2中的2个b基因都突变为B，则该生物体不能合成出 物质乙，C错误。RNA不含T，B错误。图2所示的 生物体中的细胞在分裂过程中，DNA分子要进行复 制，可以含有4个b基因，D正确。
①将诱变处理后的雄果蝇与翻翅平衡致死系的雌果蝇交 配，得F1，F1有 四 种类型的个体(不考虑雌雄差异)。 蝇②单在对F交1中配选，取分翻别翅饲养雄，果得蝇到，F再2，与F翻2有翅平三衡致死种系类的型雌的果个 体存活(不考虑雌雄差异)。
③在F2中选取翻翅雌雄个体相互交配，得到F3。 预期结果和结论：
新课第1节基因突变和基因重组ppt课件
课堂巩固
1、基因突变的原因是： A.染色体上的DNA变成了蛋白质 B.染色体上的DNA变成了RNA C.染色体上的DNA减少了或增多了 D.染色体上的DNA结构发生了局部改变
2、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出
一朵白花，．基因分离
D．环境影响
7、基因突变的意义
是生物变异的根本来源，也为生物进 化提供了最初的原材料。
基因突变能够产生新基因。
基因突变的结果：
AA Aa
一个基因突变后产生的是它的等位基因
“一猪生九仔，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.
1、实例：镰刀型细胞贫血症
圆饼型的红细胞 镰刀状的红细胞
3、基因突变的类型
ATCCG TAGGC
（正常）
AACCG 替换 TTGGC
A CCG 缺失 T GGC
ATTCCG 增添 TAAGGC
请思考： ①由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？
②基因突变都会遗传给后代吗？
4、基因突变发生的时期
生物界中的变异现象
同学们， 我帅呆， 我自豪!
哼…
生物界中的变异现象
生物界中的变异现象
变 不遗传变异 环境因素影响而造成的
异
的
类 可遗传变异 生殖细胞内遗传物质
型
发生改变而引起的
可遗传变异的三种来源:
基因突变 基因重组 染色体变异
第5章 基因突变及其他变异
第1节 基因突变和基因重组
一.基因突变
(1)有丝分裂间期（体细胞）
但一般不能传给后代
(2)减数第一次分裂间期（生殖细胞）
基因突变和基因重组ppt公开课课件
···
···UAC ACC GGA CGA CU ···CU CAA GAU U··
mRNA
碱基对增添
甘氨酸
谷氨酰胺
DNA
酪氨酸
苏氨酸
蛋白质
···ATG TGG CCT GCT GA ···GA GTT CTA A··
当发生碱基对增添时，除肽链长度发生改变外，蛋白质中对应插入点以后的氨基酸一般都会发生改变。
···ATG GGC CTG CTG A ···GAG TTC TAA ···
天冬氨酸
亮氨酸
异亮氨酸
1 4 7 10 13 100 103 106
···
碱基对替换（2）
···UAC CCA GAC GAC U ···CUC AAG AUU ···
思考：
没有，因为基因突变发生在基因内部。
思考：
生物体内发生的基因突变是否都能引起生物表现型的变化？为什么？
不一定。 ①一种氨基酸可以由多种密码子决定，当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物性状的改变。 ②突变成隐性基因在杂合子中不引起性状的改变
炎热的夏天尽量不要在太阳底下曝晒，为什么？
寻根问底：
夏天强光有很强的紫外线，容易导致皮肤细胞发生基因突变，造成皮肤癌。
DNA复制时为什么比平时更易发生基因突变？
DNA复制时解旋成单链，稳定性降低。
寻根问底：
自然界的生物广泛存在基因突变
可发生在任何时期（一般在DNA复制时）
(打破对环境的适应性)多数有害,少数有利
···
···UAC CCG GAC GAC U ···CUC AAG AUU ···
mRNA
天冬氨酸
赖氨酸
···UAC ACC GGA CGA CU ···CU CAA GAU U··
mRNA
碱基对增添
甘氨酸
谷氨酰胺
DNA
酪氨酸
苏氨酸
蛋白质
···ATG TGG CCT GCT GA ···GA GTT CTA A··
当发生碱基对增添时，除肽链长度发生改变外，蛋白质中对应插入点以后的氨基酸一般都会发生改变。
···ATG GGC CTG CTG A ···GAG TTC TAA ···
天冬氨酸
亮氨酸
异亮氨酸
1 4 7 10 13 100 103 106
···
碱基对替换（2）
···UAC CCA GAC GAC U ···CUC AAG AUU ···
思考：
没有，因为基因突变发生在基因内部。
思考：
生物体内发生的基因突变是否都能引起生物表现型的变化？为什么？
不一定。 ①一种氨基酸可以由多种密码子决定，当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物性状的改变。 ②突变成隐性基因在杂合子中不引起性状的改变
炎热的夏天尽量不要在太阳底下曝晒，为什么？
寻根问底：
夏天强光有很强的紫外线，容易导致皮肤细胞发生基因突变，造成皮肤癌。
DNA复制时为什么比平时更易发生基因突变？
DNA复制时解旋成单链，稳定性降低。
寻根问底：
自然界的生物广泛存在基因突变
可发生在任何时期（一般在DNA复制时）
(打破对环境的适应性)多数有害,少数有利
···
···UAC CCG GAC GAC U ···CUC AAG AUU ···
mRNA
天冬氨酸
赖氨酸
基因突变和基因重组-ppt课件
探究一：基因突变
思考.讨论 3.癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点？
正常的成纤维细胞
癌变的成纤维细胞
①能够无限增殖； ②形态结构发生显著变化； ③细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞间黏着性降低，易在体内分散和转移。
4.如何避免癌症的发生？ 远离致癌因子，选择健康的生活方式
探究一：基因突变
5 基因突变的原因
➢ 遗传特性
基
发生在配子中
将遵循遗传规律传递给后代
因
突
人类体细胞中某些基因的突
变
发生在体细胞中 变可一能般发不展能遗为传癌细胞！！！
有些植物(无性繁殖的生物)的体细胞发生了
基因突变，可以通过无性生殖遗传。
探究一.基因突变
思考.讨论
2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？作用分别是什么呢？
原癌基因
替 换AT GC
ACG
增 添 AT GC
ACG
缺 失 AT GC
ACG
A CGC GCG
A T AGC A T CG
A GC CG
只有使基因结 构发生改变才 是基因突变， 非基因区段的 碱基改变不是
基因突变。
2 基因突变的时期
通常发生在DNA 复制即分裂前的间期。
（DNA复制时要解旋为单链，单链DNA的稳定性会大大降低，极易受到影响而 发生碱基的改变。）
情境导入
【资料1】抗倒伏、抗条锈病水稻品种是利用抗倒伏、易感条锈病水稻品种 与易倒伏、抗条锈病水稻品种作为亲本，进行杂交和多年选育获得的。P13 【资料2】早在1987年，我国就将作物种子带入太空，利用太空中的特殊 环境诱导基因发生突变，然后在地面选择优良的品种进行培育。P80 【资料3】残翅果蝇幼虫在31℃环境中培养，将得到一些翅长接近正常的果 蝇成虫，但其再正常温度25℃下产生的后代仍然后残翅果蝇。P75
基因突变和基因重组ppt课件
思 考 基因重组能否产生新的基因？
基因重组是原有基因的重新组合，只产生新的基因型 和重组性状，不能产生新基因与新性状。
总结基因突变与基因重组
结果 类型 时间
基因突变
产生新基因 碱基的
替换、增添、缺失
细胞分裂间期(主要)
基因重组
产生新基因型 基因的交叉互换 基因的自由组合
MⅠ前期、MⅠ后期
意义
变异的根本来源 进化的原始材料
杂交水稻之父 ·袁隆平
从1964年起，袁隆平就开始研究杂交水稻， 到1975年，他研究出来的新品种就已经在全 国推广，并取得了非同凡响的成果。此后十年 内中国杂交水稻累计增产超亿吨，每年增产的 大米可以多养活6000万人。
概 念 在生物进行 有性生殖 的过程中，控制不同性
状的基因的 重新组合 。
思考
为什么这种变异性状不能遗传给子代？
分析：是环境因素引起的 ，自身的遗传物质没有 改变。
什么是生物变异？ 亲代与子代、子代与子代个体之间的性状的差异性
表现型 = 基因型 + 环境
生物变异
不可遗传的变异
（环境引起，不改变遗传物质）
基因突变 可遗传的变异 基因重组 （改变遗传物质） 染色体变异
▲注意：基因中碱基序列不发生改变，有时候也可通过表观遗传影响下一代。
① 在适宜条件下，能够无限增殖。 ② 形态结构发生显著变化。
癌细胞的扫描电镜照片
③ 细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细 胞之间的黏着性显著降低，容易在机 体内分散和转移。
人和动物细胞中的 DNA 上本来就存在与癌变相关的基因：
原癌基因
抑癌基因
表达的蛋白质是细胞正常 的生长和增殖所必需的。
表达的蛋白质能抑制细胞的生长 和增殖，或者促进细胞凋亡。
第四节基因突变和基因重组ppt课件
开篇语
“一母生九子,连母十个样” 生物的变异是普遍存在的。有 的仅仅是由于环境因素影响造 成的;有的则是由于生殖细胞 内的遗传物质发生改变而引起 的。
圆饼状的红细胞
镰刀状的红细胞
事实
2、科学家进一步研究发现，镰 刀型细胞贫血症患者的血红蛋白的一 条多肽链上的氨基酸组成发生了变化。 DNA测序发现，决定血红蛋白的相关 基因也发生了变化。
资料一： 在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大
的有3.5KG，当引种到拉萨后，由于昼夜 温差大、日照时间长、光照强，叶球可重 达7KG左右。但再引回北京后，叶球又只 有3.5KG。
资料二： 太空椒（普通青椒种子遨游过太空后培
育而成）与普通青椒对比，果实明显增大， 将太空椒的种子种植下去，仍然是肥大果 实。
生物变异的类型
生物的变异
不可遗传的变异 基因突变
可遗传的变异 基因重组 （来源）
染色体变异
一、基因突变
➢基因突变的概念 ➢镰刀型细胞贫血症的分析 ➢基因突变的原因 ➢基因突变的特征 ➢基因突变的意义
基因突变：
是指DNA分子中碱基对的 增添、缺失或改变等变化。基 因突变可以产生新基因，是生 物变异的根本来源。
• 2、交换重组：同源染色体之间遗传物质的 交换。结果是导致染色体上基因的组成和 排列次序的改变，从而可能出现新的性状。
同源染色体之间交换示意图
基因重组的意义
✓是生物进化的源泉。 ✓是生物体多样性的重要 原因之一。Fra bibliotek积极思维
玫瑰鸡冠和豆鸡冠从何而来？
事实：研究发现，鸡冠的形态是 由两对基因决定的。若玫瑰鸡冠和豆 鸡冠交配，则子一代全部都是胡桃鸡 冠。如果子一代胡桃鸡冠相互交配， 子二代出现4种不同的性状。
基因突变和基因重组(优质课)ppt课件
15
1、碱基对增添时，一定会引起蛋白质的改变吗？
正常
DNA
···A ···T
T A
C G
C G
G C
C ··· G ···
碱基对增添
···A T A C C G C ··· ···T A T G G C G ···
mRNA···A U C C G C ··· ···A U A C C G C···
起蛋白质的改变 最小。
2、基因突变都会遗传给后代吗？ 不一定。
若发生在配子中，可遗传， 若发生在体细胞中，一般不能遗传。有些植 物体细胞中的基因突变可通过无性繁殖传递。
3、生物性状的改变一定是由基因突变引起的吗？
不一定，也可能是由环境改变引起的
18
跟踪训练一
赖氨酸的密码子有如下几种：UUA、UUG、 CUU、CUA、CUG，当某基因片段中的GAC突 变为AAC时，这种突变的结果对该生物的影响
②交叉互换: 减数第一次分裂的前期（四分体时 期），同源染色体上的非姐妹染色体 之间发生交叉互换.
41
非同源染色体上的 非等位基因自由组合
b
Ab 和 aB
B
B
AB 和 ab
b
自由组合
42
同源染色体的非姐妹染色单体 之间的局部交换
b
B
b
B
交叉互换 43
3、意义:
是生物变异重要来源， 生物多样性的重要原因之一， 对生物进化有重要意义。
胚
分化出花 芽的植株
幼苗
具根茎叶 的植株
开花结果
的植株
基因突变发生在生物个体发育的什么时期？ 任何时期
二、在生物体内随机发生；
24
粉玫瑰
红玫瑰
1、碱基对增添时，一定会引起蛋白质的改变吗？
正常
DNA
···A ···T
T A
C G
C G
G C
C ··· G ···
碱基对增添
···A T A C C G C ··· ···T A T G G C G ···
mRNA···A U C C G C ··· ···A U A C C G C···
起蛋白质的改变 最小。
2、基因突变都会遗传给后代吗？ 不一定。
若发生在配子中，可遗传， 若发生在体细胞中，一般不能遗传。有些植 物体细胞中的基因突变可通过无性繁殖传递。
3、生物性状的改变一定是由基因突变引起的吗？
不一定，也可能是由环境改变引起的
18
跟踪训练一
赖氨酸的密码子有如下几种：UUA、UUG、 CUU、CUA、CUG，当某基因片段中的GAC突 变为AAC时，这种突变的结果对该生物的影响
②交叉互换: 减数第一次分裂的前期（四分体时 期），同源染色体上的非姐妹染色体 之间发生交叉互换.
41
非同源染色体上的 非等位基因自由组合
b
Ab 和 aB
B
B
AB 和 ab
b
自由组合
42
同源染色体的非姐妹染色单体 之间的局部交换
b
B
b
B
交叉互换 43
3、意义:
是生物变异重要来源， 生物多样性的重要原因之一， 对生物进化有重要意义。
胚
分化出花 芽的植株
幼苗
具根茎叶 的植株
开花结果
的植株
基因突变发生在生物个体发育的什么时期？ 任何时期
二、在生物体内随机发生；
24
粉玫瑰
红玫瑰
《基因突变和基因重组》基因突变及其他变异PPT教学课件
六、说教学过程
1. 导入课程
通过俗语，设疑导入。
设问：这反映了一种什么生物现象? 效果：在学生激烈的探讨中引出课题《基因突变和基因重组》
六、说教学过程
2. 新课讲授
本节课主要有三部分内容： （一）基因突变
（二）可能导致细胞癌变
（三）基因重组
2.新课讲授
（一）基因突变
说故事，展图片
提问：病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化?这和基 因有什么关系呢?
• 同时，学生也有了一定的生物学基础知识。基 于以上特点，我将在重点处引导、难点处点拨 进行教学。
三、说教学目标
1. 生命观念：说明基因突变的定义、特征和原因。
2. 科学思维：能够总结基因重组及意义。
3. 探究实践：通过对基因突变和基因重组的综合分析及小组讨 论的过程，提高观察分析、合作交流能力。
它们为基础加以深化，同时，又是学习第五章的基础，因此， 本节内容起到承上启下的作用。 • 根据课标要求，本节对于学生认识生物界及生物多样性等有 重要意义，可基于近年基因组研究进展，学会应用知识。
二、说学情
• 高中的学生已经具备一定的抽象逻辑思维能力， 属于理论型，对于新鲜的事物，能够根据教师 的引导加以分析总结；
2.新课讲授
（二）基因突变可能导致细胞癌变
一种细胞癌变的理论
癌症防治在于早发现、 早诊断、早治疗
治疗癌症已有一定的 方法
2.新课讲授 （三）基因重组
遗传规律+
2.新课讲授 （三）基因重组
课外拓展： 基因工程（DNA重组技术）
六、说教学过程
3. 小结作业
总结本节课的学习内容+
七、板书设计
微型的教案
基因突变和基因重组ppt课件
一、基因突变的实例
思考·讨论
正常人
镰状细胞贫血患者
碱基对 T
根本原因：
DNA
替换
A
基因层面
转录
mRNA
A
U
翻译
氨基酸 蛋白质
谷氨酸 正常
缬氨酸 异常
直接原因： 蛋白质层面
一、基因突变的实例
思考·讨论
3．如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列是否也会改变？所 对应的性状呢？
【答案】如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列也会发 生改变，所对应的性状肯定会改变。
本质
发生 时间 原因
基因突变
基因结构改变，产生 新基因、可能会产生新性状
分裂间期
自然突变、诱发突变
基因重组
不同基因的重新组合，产生新 的基因型，使不同性状重新组合
减I（前期、后期）
自由组合；互换
特点 意义
普遍性、随机性、低频性、 不定向性。
变异的根本来源，为进化 提供原材料
有性生殖生物中普遍存在
变异的来源之一，对进化有 重要意义
取得了极大的经济效益。
讨论
1.航天育种的生物学原理是什么？ 基因突变
2.如何看待基因突变造成的结果？
基因突变的本质是基因的碱基序列发生改变，这种改变可以直 接表现在性状上，改变的性状对生物的生存可能有害，可能有利， 也可能既无害也无益。
一、基因突变的实例
镰状细胞贫血
镰状细胞贫血(也叫镰刀型细胞贫血症)是一种遗传病。正常 人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰状细胞贫血患者的红细胞 却是弯曲的镰刀状这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血， 严重时会导致死亡。
一、基因突变的实例
镰状细胞贫血
基因突变和基因重组ppt课件-(2)
细胞结构 细胞代谢
调节基因
间接控制作用
性状
正常型红细胞(左)与镰刀型红细胞(右 )
正常人的红细 胞是圆饼状的，镰刀型细胞贫血症患者的 红细胞却是弯曲的镰刀状的。这样的红细胞容易破裂， 使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。
血红蛋白是由四条多肽链组成.研究证明，在整个 多肽链的574个氨基酸中，病者与正常人的573个氨基 酸是相同的。所不同的是一个谷氨酸被缬氨酸替代， 因而引起血红蛋白结构异常。
但一般不能传给后代（产生性原细胞时可以）
B.减数第一次分裂间期 产生生殖细胞可以发生基因突变 可以通过受精作用直接传给后代
基因突变的结果：
基因突变是染色上某一个位点上基因的改变，使
一个基因变成它的等位基因。
基因A
例如 1
（DNA分子复制时）
外界因 素诱导
碱基序列改变 2
遗传信息改变
变突 基因a1或a2… 3 小麦从高秆变成矮秆
由遗传物质发生了 可遗传的变异
诱
改变，其后代将继
基因重组 因
承这种改变。
三种来源： 基因突变
染色体变异
讨论：是不是环境因素引起的变异就一定不能遗传呢？
基因与性状之间的关系
DNA
DNA复制
基因
转录 逆转录
翻译
RNA
RNA复制
基因型
决定 表现型
直接控制作用
蛋白质 性状
结构基因 选择信息
表达 结构蛋白 信息 酶或激素
基因重组
1、概念: 是指在生物体进行有性生殖的过程中, 控制不同性状来自基因的自由组合.2、类型:
①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
②基因的互换: 同源染色体上的非 姐妹染色体之间发 生局部互换.
基因突变和基因重组通用课件
基因突变的原因和机制
• 重组错误：在减数分裂过程中，非同源染色体间发生交换 ，导致基因序列的混乱。
综上所述，基因突变是生物进化的原材料，了解基因突变的 类型、原因和机制有助于我们更深入地理解生物多样性和进 化的本质。同时，基因突变也是医学遗传学的重要研究领域 ，对于遗传疾病的预防和治疗具有重要意义。
05
基因突变与基因重组的关系
基因突变与基因重组的异同点
异同点一
发生机制不同。基因突变是基因 序列的自发改变，而基因重组是
不同基因之间的重新组合。
异同点二
影响范围不同。基因突变通常只影 响一个基因，而基因重组涉及多个 基因的交换和组合。
异同点三
对表型的影响不同。基因突变可能 导致表型的明显改变，而基因重组 通过组合不同基因产生多样化的表 型。
预测疾病风险
分析个体的基因突变情况 ，评估其患某种疾病的风 险，为预防性干预提供依 据。
基因突变和基因重组在生物工程领域的应用
基因工程育种
通过基因重组技术创造具有优 良性状的新品种，提高农作物
的产量和抗逆性。
生物环保
借助基因重组技术构建具有特 定降解功能的微生物，用于处 理环境污染问题。
生物制药
利用基因重组技术生产重组蛋 白药物，如胰岛素、生长因子 等，满足临床需求。
互补作用
基因重组还可能使得不同基因之间的互补作用得以体现，从而出现新的表现型特征或者增强某些特征的表现。
对进化的影响
提供原材料
基因重组为自然选择提供了更多的原材 料，即多样性的基因型和表现型。这使 得自然选择能够更有效地作用于群体， 促进适应性进化。
VS
促进物种分化
基因重组在物种分化过程中起到重要作用 。通过重组产生的新的基因组合可能在不 同的环境条件下具有不同的适应性，进而 促使物种的分化。
高二理化生《基因突变和基因重组》课件
高二理化生《基因突变和 基因重组》课件
本课件旨在介绍基因突变和基因重组的相关概念、种类、原因、影响，以及 基因重组的定义、方法和应用。欢迎加入我们，探索这个令人着迷的领域。
基因突变的定义
基因突变是指遗传物质DNA序列发生的突然变化，包括点突变、插入突变、缺失突变和倒位突变等。
基因突变的种类
点突变
基因重组的方法
DNA测序
通过测序技术确定DNA序列，为基 因重组提供基础。
基因克隆
通过将DNA片段插入载体中进行扩 增，得到大量目标基因。
基因编辑
使用CRISPR-Cas9等工具，编辑DNA 序列。
基因重组的应用
1
农业
基因重组可以用于农作物品种改良，提高产
医学
2
量和抗病性。
基因重组技术广泛应用于制药业，生产人类
蛋白质药物。
3
生物科学研究
基因重组可以帮助科学家深入研究生物学的 各个领域。
ห้องสมุดไป่ตู้
外界环境因素，如辐射、化 学物质和病毒感染。
来自父母的遗传突变。
基因突变的影响
1
遗传疾病
基因突变可以导致遗传疾病的发生，如先天性心脏病。
2
进化
突变是进化的驱动力之一，能够带来新的遗传变异。
3
药物抗性
某些基因突变可能导致对特定药物的抗性。
基因重组的定义
基因重组是指DNA片段的重新组合，可以通过自然重组、实验室操作或者基因工程技术实现。
单个核苷酸发生改变，包括错义突变、无义突变和 同义突变。
缺失突变
染色体上的一段DNA缺失，导致基因组减少。
插入突变
新的DNA片段插入到染色体中，导致序列改变。
倒位突变
本课件旨在介绍基因突变和基因重组的相关概念、种类、原因、影响，以及 基因重组的定义、方法和应用。欢迎加入我们，探索这个令人着迷的领域。
基因突变的定义
基因突变是指遗传物质DNA序列发生的突然变化，包括点突变、插入突变、缺失突变和倒位突变等。
基因突变的种类
点突变
基因重组的方法
DNA测序
通过测序技术确定DNA序列，为基 因重组提供基础。
基因克隆
通过将DNA片段插入载体中进行扩 增，得到大量目标基因。
基因编辑
使用CRISPR-Cas9等工具，编辑DNA 序列。
基因重组的应用
1
农业
基因重组可以用于农作物品种改良，提高产
医学
2
量和抗病性。
基因重组技术广泛应用于制药业，生产人类
蛋白质药物。
3
生物科学研究
基因重组可以帮助科学家深入研究生物学的 各个领域。
ห้องสมุดไป่ตู้
外界环境因素，如辐射、化 学物质和病毒感染。
来自父母的遗传突变。
基因突变的影响
1
遗传疾病
基因突变可以导致遗传疾病的发生，如先天性心脏病。
2
进化
突变是进化的驱动力之一，能够带来新的遗传变异。
3
药物抗性
某些基因突变可能导致对特定药物的抗性。
基因重组的定义
基因重组是指DNA片段的重新组合，可以通过自然重组、实验室操作或者基因工程技术实现。
单个核苷酸发生改变，包括错义突变、无义突变和 同义突变。
缺失突变
染色体上的一段DNA缺失，导致基因组减少。
插入突变
新的DNA片段插入到染色体中，导致序列改变。
倒位突变
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结论：碱基对的增添或缺失改变 多 个氨基酸。
③DNA碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？
理由：
⑴一个氨基酸有多个密码子； ⑵某些DNA片段不一定控制
蛋白质的合成；
思考：基因突变都会遗传给后代吗？
配子中发生基因突变，可以通过受精作用传递 给后代。 体细胞中发生基因突变，一般不传递给后代，
但植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁 殖传递。
+C
mRNA：-AUG-GAU-AUC-CUC-GGG-UAA-
肽链： 起始---缬---异亮---亮---甘---终止
突 变 后
DNA
--ATG-GGA-TAT-CCT-CGG-GTA---TAC-CCT-ATA-GGA-GCC-CAT--
mRNA：-AUG-GGA-UAU-CCU-CGG-GUA肽链： 起始---甘---天冬---脯---精---缬---
随机性
（灰）
（黑）
（黄）
小鼠毛色灰色可以突变为黄色或黑色
产生的新基因是其等位基因。
不定向性
（三） 基因突变的特点 ① 普遍性: 自然界的物种中广泛存在 ② 随机性: 可发生在任何时期
③ 不定向性： A＝a1或A＝a2
④ 突变率低: 自然界突变率：10－5- 10-8 ⑤ 多害少利性：(打破对环境的适应性)
多数有害,少数有利
（四） 基因突变的意义
• 产生新的等位基因 • 生物变异的根本来源 • 生物进化的原始材料
二、基 因 重 组
二、 基因重组
（一）概念: 在生物进行有性生殖过程中,控制 不同性状的基因的重新组合.
（二）类型:
① 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
② 基因的交叉互换: 四分体时期，同源染色体上 的非姐妹染色体之间发生局 部互换.
谷氨酸→缬氨酸
那么除了碱基对的替换还有什么变化导致基因 结构发生变化呢？学生回答。引出基因突变的
（一） 基因突变的概念
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.
┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷
替
换
┯┯┯┯ ＡＣＧＣ ＴＧＣＧ ┷┷┷┷
┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷
A．基因突变 B．基因重组 C．基因分离 D．环境影响
4、一对夫妇所生育子女中，性状差异 甚多，这种变异主要来自 B
A.基因突变 B.基因重组 C.环境影响 D.染色体变异
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 B
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
增
添
┯┯┯┯┯ ＡＴＡＧＣ ＴＡＴＣＧ ┷┷┷┷┷
┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷
缺
失
┯┯┯ ＡＧＣ ＴＣＧ ┷┷┷
②基因中碱基对数目的增减入一个碱基对
变 前
DNA
--ATG-GAT-ATC-CTC-GGG-TAA---TAC-CTA-TAG-GAG-CCC-ATT--
出现频率
突变频率低
出现频率高
课堂检测
1、生物变异的根本来源是
D
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
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
分子结构发生改变，包括 自由组合；同源染色体上的非 DNA碱基对替换、增添、 姐妹染色单体交叉互换 缺失
适用范围 结果
所有生物都可以发生
产生新的基因，出现新的
性状
只适用于有性生殖的真 核生物
产生新的基因型，性状
重新组合
意义
产生新基因的途径， 是生物变异的来源之一， 生物变异的根本途径， 对生物进化具有重要的意 是生物进化的原始材料 义
什么是生物的变异？
生物的变异是指生物亲、子 代间或子代各个体间存在性状 差异的现象。
红色龙虾和蓝色龙虾
变异 的类 型
生物变异的类型
不可遗传的变异： 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
可遗传的变异：基因重组
遗传物质发生 染色体变异 了改变
5.1 基因突变和基因重组
一、基因突变
正常红细胞
镰刀型红细胞
血红蛋白究竟出了什么问题？
案例一：分析血红蛋白分子的部分氨基酸序列
1
2
3
4
56
78
缬氨酸—组氨酸 —亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸-…
（正常血红蛋白）
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）
为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？
（二）基因突变的原因
诱发突变：
物理因素 X射线、激光等 化学因素 亚硝酸盐、碱基类似物等 生物因素 病毒、某些细菌等
提高 突变 频率
自发突变：自然条件下DNA偶尔复制错误
15
（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？
白化基病 因突变的特点 普遍性 加拿大无毛猫
白化苗
基因突变可发生在生物个体发育的任何时期； 可以发生在细胞内不同的DNA分子上； 同一DNA分子的不同部位。
【问题】
基因重组能否产生新的基因？有无新的基因 型和表现型形成？
控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因， 可形成新的基因型和表现型。
4、意义: 是生物变异的来源之一， 对生物进化具有重要的意义。
基因突变
基因重组
发生时期 有丝分裂间期
减数分裂间期
减数第一次分裂前期、 后期
产生原因 自然或人工诱变，使基因 非同源染色体上的非等位基因
[探究]第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？
思考与讨论：1.查教材65页的密码子表完成下面图解，按图解 说明镰刀型细胞贫血症的病因？
蛋白质 正常 氨基酸 谷氨酸 mRNA G□A A
异常 缬氨酸 G□U A
根本原因
A 替换 T
TA
碱基对替换
DNA
CTT 突变 C□A T
GAA
G□T A
直接原因
作业
• 全品练习册习题
谢谢
【课堂探究一】 1、是不是DNA分子的碱基对发生改 变就一定会导致生物性状的变化？
• ①不具有遗传效应的DNA片段中的“突变” 不引起基因突变，也就不引起性状变异；
• ②由于多种密码子决定同一种氨基酸，因 此某些基因突变也不引起性状的改变；
③DNA碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？
理由：
⑴一个氨基酸有多个密码子； ⑵某些DNA片段不一定控制
蛋白质的合成；
思考：基因突变都会遗传给后代吗？
配子中发生基因突变，可以通过受精作用传递 给后代。 体细胞中发生基因突变，一般不传递给后代，
但植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁 殖传递。
+C
mRNA：-AUG-GAU-AUC-CUC-GGG-UAA-
肽链： 起始---缬---异亮---亮---甘---终止
突 变 后
DNA
--ATG-GGA-TAT-CCT-CGG-GTA---TAC-CCT-ATA-GGA-GCC-CAT--
mRNA：-AUG-GGA-UAU-CCU-CGG-GUA肽链： 起始---甘---天冬---脯---精---缬---
随机性
（灰）
（黑）
（黄）
小鼠毛色灰色可以突变为黄色或黑色
产生的新基因是其等位基因。
不定向性
（三） 基因突变的特点 ① 普遍性: 自然界的物种中广泛存在 ② 随机性: 可发生在任何时期
③ 不定向性： A＝a1或A＝a2
④ 突变率低: 自然界突变率：10－5- 10-8 ⑤ 多害少利性：(打破对环境的适应性)
多数有害,少数有利
（四） 基因突变的意义
• 产生新的等位基因 • 生物变异的根本来源 • 生物进化的原始材料
二、基 因 重 组
二、 基因重组
（一）概念: 在生物进行有性生殖过程中,控制 不同性状的基因的重新组合.
（二）类型:
① 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
② 基因的交叉互换: 四分体时期，同源染色体上 的非姐妹染色体之间发生局 部互换.
谷氨酸→缬氨酸
那么除了碱基对的替换还有什么变化导致基因 结构发生变化呢？学生回答。引出基因突变的
（一） 基因突变的概念
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.
┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷
替
换
┯┯┯┯ ＡＣＧＣ ＴＧＣＧ ┷┷┷┷
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A．基因突变 B．基因重组 C．基因分离 D．环境影响
4、一对夫妇所生育子女中，性状差异 甚多，这种变异主要来自 B
A.基因突变 B.基因重组 C.环境影响 D.染色体变异
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 B
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
增
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缺
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②基因中碱基对数目的增减入一个碱基对
变 前
DNA
--ATG-GAT-ATC-CTC-GGG-TAA---TAC-CTA-TAG-GAG-CCC-ATT--
出现频率
突变频率低
出现频率高
课堂检测
1、生物变异的根本来源是
D
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
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
分子结构发生改变，包括 自由组合；同源染色体上的非 DNA碱基对替换、增添、 姐妹染色单体交叉互换 缺失
适用范围 结果
所有生物都可以发生
产生新的基因，出现新的
性状
只适用于有性生殖的真 核生物
产生新的基因型，性状
重新组合
意义
产生新基因的途径， 是生物变异的来源之一， 生物变异的根本途径， 对生物进化具有重要的意 是生物进化的原始材料 义
什么是生物的变异？
生物的变异是指生物亲、子 代间或子代各个体间存在性状 差异的现象。
红色龙虾和蓝色龙虾
变异 的类 型
生物变异的类型
不可遗传的变异： 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
可遗传的变异：基因重组
遗传物质发生 染色体变异 了改变
5.1 基因突变和基因重组
一、基因突变
正常红细胞
镰刀型红细胞
血红蛋白究竟出了什么问题？
案例一：分析血红蛋白分子的部分氨基酸序列
1
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78
缬氨酸—组氨酸 —亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸-…
（正常血红蛋白）
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）
为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？
（二）基因突变的原因
诱发突变：
物理因素 X射线、激光等 化学因素 亚硝酸盐、碱基类似物等 生物因素 病毒、某些细菌等
提高 突变 频率
自发突变：自然条件下DNA偶尔复制错误
15
（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？
白化基病 因突变的特点 普遍性 加拿大无毛猫
白化苗
基因突变可发生在生物个体发育的任何时期； 可以发生在细胞内不同的DNA分子上； 同一DNA分子的不同部位。
【问题】
基因重组能否产生新的基因？有无新的基因 型和表现型形成？
控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因， 可形成新的基因型和表现型。
4、意义: 是生物变异的来源之一， 对生物进化具有重要的意义。
基因突变
基因重组
发生时期 有丝分裂间期
减数分裂间期
减数第一次分裂前期、 后期
产生原因 自然或人工诱变，使基因 非同源染色体上的非等位基因
[探究]第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？
思考与讨论：1.查教材65页的密码子表完成下面图解，按图解 说明镰刀型细胞贫血症的病因？
蛋白质 正常 氨基酸 谷氨酸 mRNA G□A A
异常 缬氨酸 G□U A
根本原因
A 替换 T
TA
碱基对替换
DNA
CTT 突变 C□A T
GAA
G□T A
直接原因
作业
• 全品练习册习题
谢谢
【课堂探究一】 1、是不是DNA分子的碱基对发生改 变就一定会导致生物性状的变化？
• ①不具有遗传效应的DNA片段中的“突变” 不引起基因突变，也就不引起性状变异；
• ②由于多种密码子决定同一种氨基酸，因 此某些基因突变也不引起性状的改变；