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生物:4.2和5.1《基因突变与基因重组》课件(新人教版必修2)(1)


基因控制蛋白质合成
6N个(3N对)

DNA (gene) 脱氧核苷酸对
转录
决定 3N 核糖核苷酸

(碱基对)序列

互补配对

主要 细胞 核中

mRNA
翻译

(碱基)序列
决定 N 氨基酸

/>
tRNA与mRNA 的密码子互补 配对

胞质 中核 糖体

蛋白质 (多肽链)

序列

蛋白质

一、中心法则的提出及其发展
在基因指导蛋白质合成过程中, 遗传信息的传递方向?
1957年,克里克提出
DNA

复 制

DNA

转录

RNA

翻译

蛋白质

中心法则图解
(用于表现遗传信息流动的方向)

资料分析
1965年,科学家在RNA肿瘤病毒里发现了一种 RNA复制酶,像DNA复制酶能对DNA进行复制一样, RNA复制酶能对RNA进行复制。 1970年,科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转 录酶,它能以RNA为模板合成DNA。

中心法则的提出及其发展
DNA RNA

复 制

DNA

转录 逆转录

复 制

RNA

翻译

蛋白质

(需逆转录酶)

中心法则图解
(用于表现遗传信息流动的方向)

下面我们再通过及格具体的实例来看基因、蛋白质与 生物性状之间的关系。 豌豆的圆粒和皱粒这一对相对性状。
编码淀粉分支酶的基因正常。 DNA中插入了一段外来的DNA序列,打 乱了编码淀粉分支酶的基因(基因增添)

淀粉分支酶正常合成。

淀粉分支酶不能正常合成。

蔗糖合成淀粉,淀粉含量升高。

蔗糖不能合成淀粉,蔗糖含量升高。

淀粉含量高,有效保留水分,豌 豆显得圆鼓鼓(性状:圆粒)。

淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱 缩(性状:皱粒)。

由这二个实例大家可以总结出什 么共同点?

结论: 基因通过控制酶或(激素)的合 成来控制代谢的过程,进而控制 生物体的性状
间接控制

由这二个实例大家可以总结出什 么共同点?

结论: 基因通过控制酶或(激素)的合 成来控制代谢的过程,进而控制 生物体的性状
间接控制

病例一

DNA

GAA

突变

GTA CAT GUA 缬氨酸 异常

CTT
GAA 谷氨酸 正常

mRNA 氨基酸 结构蛋白质

编码血红蛋白的基因中一 个碱基变化

血红蛋白的结构发生变化 红细胞成镰刀型
容易破裂,患溶血性贫血

病例二:囊性纤维病 CFTR基因缺失3个碱基 CFTR蛋白缺少苯丙氨酸,结构 异常,导致功能异常 患者支气管内黏液增多

基因改变 蛋白质 改变

性状改变
黏液清除困难,细菌繁 殖,肺部感染

由这二个实例大家又可以总结出 什么共同点?

结论:基因还能通过控制蛋白质 的结构而直接控制生物体的性状
直接控制

基因、蛋白质与性状的关系是
蛋白质
基因 结构蛋白 酶或激素

直接作用 细胞结构 生物性状
细胞代谢 生物性状 间接作用

总之:a.生物性状主要是由蛋白质体现 b.蛋白质的合成又受基因的控制 所以:生物的性状是由基因控制的

问题探讨
1、同一株水毛茛,裸露 在空气中的叶片和浸在 水中的叶,形态上有何 区别?
2、两种形态的叶,其细 胞的基因组成是否一样? 3、为什么基因型相同的 叶,表现不一样?

基因对性状的控制
?基因和环境共同对一个性状的控制

表现型=基因型+ 环境
?单个基因对一个性状的控制 ?多个基因对一个性状的控制
如:人的身高

细胞质基因(细胞质遗传)
细胞质基因:指存在于细胞质结构中的遗传物质 (线粒体和叶绿体中的DNA)。与核基因一样具有稳定性、 连续性和变异性。 功能:控制一些蛋白质的合成,线粒体DNA缺陷会引起遗 传病。 特点: 1、DNA分子半自主性复制; 2、母系遗传:只能通过母亲遗传给后代。 1 3 6 9 10 4 7 2 5 8

11

第二节 基因对性状的控制
一、中心法则的提出及其发展 转录 翻译 复 DNA RNA 蛋白质 逆转录 制 RNA复制 二、基因、蛋白质和性状的关系 生物性状 酶或激素 细胞代谢 基因 细胞结构 生物性状 结构蛋白 三、基因型和表现型的关系 四、生物性状是由多个基因控制的 五、细胞质基因

第1节 基因突变和基因重组

什么叫“生物的变异”?

是指亲子间和子代个体间的差异。

变异能否遗传?

是否所有的变异都能遗传给后代?

变异的类型
不遗传变异 环境因素影响而造成的 可遗传变异 生殖细胞内遗传物质 发生改变而引起的 基因突变 基因重组 染色体变异

可遗传变异的三种来源:

一.基因突变
积极思维

镰刀型细胞贫血症的病因是什么?

圆饼型的红细胞

镰刀状的红细胞

镰刀型细胞贫血症的病因分析
病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化?

正常 …-脯氨酸-谷氨酸-谷氨酸—…
异常 … -脯氨酸-缬氨酸-谷氨酸 —…

DNA

GAA 突变 CTT

GTA CAT GUA
缬氨酸 异常

根本原因

mRNA
氨基酸 蛋白质

GAA
谷氨酸 正常

直接原因

病因: 镰刀型细胞贫血症是由于 DNA 碱基替
换引起的一种遗传病,

1、基因突变的概念:
由于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。

2、基因突变的类型

AACCG

替换

TTGGC
ATCCG TAGGC
(正常)

A CCG T GGC

缺失

ATTCCG
TAAGGC

增添

3.基因突变发生的时期?
细胞周期中的分裂间期。
A有丝分裂间期(体细胞)
但一般不能传给后代

B减数第一次分裂间期(生殖细胞)
可以通过受精作用直接传给后代

4.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:可发生在生命活动的任何时期 ③不定向性:A=a或A=A+
④稀有性:自然界突变率很低:10- 5- 10-8 ⑤少利多害性 :(打破对环境的适应性 ) 多数 有害,少数有利

5.基因突变发生的原因?
引起基因突变的因素 (致变因素) 物理因素; 化学因素; 生物因素

A.自然突变:自然发生的突变
如:正常绵羊突变产生 短腿安康羊

B.诱发突变: 在人为诱导条件下发生的突变
如:中子照射不抗锈病的燕麦种子, 变 成抗锈病个体

白化病患儿

神奇的太空育种

太空椒

普通青椒

太空南瓜王

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。

基因突变的意义
基因突变在生物进化中有重要意义。 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。

原因:
基因突变能够产生前所未有的新基因, 从而出现前所未有的新性状。

二.基因重组
1 概念:

生物在进行有性生殖过程中,控制 不同性状的基因的自由组合的过程.

2 类型:
①基因的自由组合: 非同源染色体上 的非等位基因的组合.减一后期 ②基因的互换: 同源染色体上的非姐妹 染色单体之间发生局部互换.减一前期

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.

变异的主要来源

基因重组能否产生新的基因?
不能

基因重组:
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。 发生时期:有性生殖过程中。 特点是:非常丰富。

1. 一种植物在正常情况下只开红花,但偶 然会出现一朵白花,如果将白花种子种下 去,它的后代全部开白花,出现这种现象 的原因是( C ) A. 自然杂交 B. 自然选择 C. 基因突变 D. 基因重组 2. 进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存 在着一定的差异的主要原因是 ( A ) A. 基因重组 B. 基因突变 C. 染色体变异 D. 生活条件改变

课堂练习

3.下列有关基因突变的说法,不正确的是( B ) A. 自然条件下,基因的突变率是很低的 B. 生物所发生的基因突变一般都是有利的 C. 基因突变在自然界的中广泛存在 D. 基因突变可产生新的基因,是生物变异的 根本来源
4、下列关于基因重组的说法,不正确的是( A) A、基因重组是生物变异的根本来源;

B、基因重组能产生多种基因型;
C、基因重组发生在有性生殖过程中;

D、非同源染色体上的非等位基因可以发生重组。

a1
5. 下图中,基因A与a1a2a3之间的

关系,不能表现的是 (
A. 基因突变是不定向的

D )

A

a2
a3

B. 等位基因的出现是基因突变的结果 C. 正常基因与致病基因可以转化 D. 图中基因的遗传遵循自由组合定律

6. 下图所示某一红色链孢霉合成精氨酸过程:
基因Ⅰ 酶Ⅰ 基因Ⅱ 酶Ⅱ 瓜氨酸 基因Ⅲ 酶Ⅲ 精氨酸

某化合物

鸟氨酸

⑴在一次实验中,经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸, 而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是 ( 基因Ⅲ发生突变,酶Ⅲ缺乏 ) 致使( 不能形成精氨酸 ) ⑵如果酶Ⅰ和酶Ⅲ正常,酶Ⅱ活性丧失则能否合成 鸟氨酸和精氨酸? ( 能合成鸟氨酸不能合成精氨酸 ) 原因是( 酶Ⅱ失活,鸟氨酸不能合成瓜氨酸,因 ) 此精氨酸的合成缺乏原料。

同源染色体 的非姐妹染 色单体间发 生交换现象。


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