基因突变和基因重组——彭真讲述.ppt

变异类型 比较项目 基因突变 基因重组 可能性 可能性小，突变频率低 普遍发生在有性生殖过程中，产生变异多，是生物多样性的重要原因 适用范围 所有生物都可发生，包括病毒，具有普遍性 自然条件下，发生在进行有性生殖过程中 变异类型 比较项目 基因突变 基因重组 结果 产生新的基因 产生新基因型 意义 是变异的根本来源，为生物进化提供最初的原始材料 是形成生物多样性的重要原因之一，加快了进化的速度 应用 诱变育种培育新品种 杂交育种，培育优良品种 变异类型 比较项目 基因突变 基因重组 联系 ①都使生物产生可遗传的变异；②在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础；③二者均产生新的基因型，可能产生新的表现型 (1)在人工操作下，基因工程、肺炎双球菌的转化都实现了 基因重组。 (2)基因突变可产生新基因，进而产生新性状；基因重组只 能是原有基因的重新组合，可产生新的基因型，进而产生新的表现类型。 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。 生物的变异 不可遗传的变异 可遗传的变异 由水、肥、光照等环境因素引起，没有引起遗传物质的变化 基因突变 基因重组 染色体变异 由于遗传物质的改变而引起 生物变异的类型 * * * * ——彭真 1.1949年，美国化学家鲍林将正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白，分别放在一定的溶液中电泳，发现正常人和患者的血红蛋白电泳图谱明显不同，鲍林推测镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白分子的缺陷造成的。经过分析，鲍林认为镰刀型细胞贫血症是一种分子病。 2.1956年，英格拉姆等人用酶将正常的血红蛋白和镰刀型细胞的血红蛋白在相同条件下切成肽段，通过电泳对二者进行分析，发现有一个肽段的位置不同。 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？ …－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—… …－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸—… 正常 异常 ?一、基因突变 1．实例：镰刀型细胞贫血症 G A A 直接原因：谷氨酸→缬氨酸 根本原因： A T 替换 T A 2．概念：DNA分子中发生碱基对的 、增添或 ， 而引起的 的改变。 替换 缺失 基因结构 思考： 1、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。 2、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。 基因突变的原因 自发突变:在没有人为因素的干预下，DNA在复制过程中一个碱基对也可能会被另一个碱基对取代。 人工诱变：在人为因素干预下发生的基因突变。如：利用X射线、激光等物理因素，亚硝酸盐等化学因素，以及病毒、细菌等生物因素来处理生物，会使生物发生突变的概率大为提高。 1.基因突变的原因分析 (1)基因突变可间接引起密码子改变，最终表现蛋白质结 构和功能改变，影响生物性状，如镰刀型细胞贫血症。 (2)基因突变并非必然导致性状改变，其原因是： 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突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变，如AA→Aa。 2、基因突变与性状的关系 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是（ ） A．一定是有害的 B．一定是有利的 C．有害的概率大于有利的概率 D．既无利也无害 跟踪训练一 D (1)普遍性：所有生物均可能发生基因突变。 (2)随机性：生物个体发育的任何时期和任何细胞均可发生 基因突变。 ①时间上的随机：它可发生于生物个体发育的任何时期，甚至在趋于衰老的个体中也很容易发生，如老年人易得皮肤癌等。 ②部位上的随机：基因突变既可发生于体细胞中，也可发生于生殖细胞中。若为前者，一般不传递给后代，若为后者，则可通过生殖细胞传向子代。可以发生在细胞内不同的DNA分子上、也可发生在同一DNA分子的不同部位。 3．基因突变的特点 不同生物的不同基因的自发突变频率 (3)低频性：在高等生物中，突变率是10－5～10－8 (4