資源簡介

(共25張PPT)
第一節(jié) 基因突變可能引起性狀改變（第二課時）
第四章 生物的變異
素養(yǎng)目標(biāo)
概述人工誘變的方法和誘變育種的主要特點。
生命觀念
通過收集基因突變在育種上應(yīng)用的實例，關(guān)注生物學(xué)社會議題。
社會責(zé)任
教學(xué)重難點
01
02
基因突變的特點和原因
基因突變在育種上應(yīng)用的實例
復(fù)習(xí)導(dǎo)入
缺失
（正常）
AACCG
TTGGC
替換
插入
ACCG
TGGC
ATTCCG
TAAGGC
ATCCG
TAGGC
基因突變類型
表現(xiàn)為：堿基對的
插入
缺失
替換
在生物界中普遍存在——普遍性
基因突變的特點
基因突變的例子：有角家畜出現(xiàn)的無角品種、玉米的黃粒變白粒……
在生物界中普遍存在——普遍性
基因突變的特點
在生物個體發(fā)育的不同階段，以及不同個體的任何細胞內(nèi)，均可發(fā)生基因突變。
多方向性
基因突變的特點
染色體某一位置上的基因可以向不同的方向突變成它的等位基因，即A可突變?yōu)榛騛1、a2、a3......
灰色基因
黃色基因
黑色
基因
褐色基因
小鼠毛色基因的突變示意圖
自然狀態(tài)下，基因突變頻率很低——稀有性
基因突變的特點
基 因 突變率
大腸桿菌的組氨酸缺陷型基因 2×10－６
果蠅的白眼基因 4×10－5
果蠅的褐眼基因 3×10－5
玉米的皺縮基因 1×10－６
小鼠的白化基因 1×10－5
人類的色盲基因 3×10－5
可逆性
基因突變的特點
顯性基因可以突變?yōu)殡[性基因，隱性基因也可以突變?yōu)轱@性基因。例如，果蠅的紅眼基因（W）可以突變?yōu)榘籽刍颍╳）；當(dāng)然w也可突變?yōu)閃。
多數(shù)有害性
基因突變的特點
任何一種生物都是長期進化的產(chǎn)物，與環(huán)境高度協(xié)調(diào)，若發(fā)生基因突變，就可能破壞這種協(xié)調(diào)關(guān)系。如人類的大多數(shù)遺傳病是基因突變造成的，會嚴(yán)重威脅人體健康。植物中的白化苗會導(dǎo)致植物死亡。但少數(shù)植物的抗病性突變、耐旱性突變有利于其生存。
畸形的雛鴨
人類的多指
人類的并指
鐮刀形紅細胞
有害的
基因突變
基因突變的意義
形成新性狀
基因突變
生物變異的根本來源
產(chǎn)生新基因
生物進化的原材料
對生物體來說，基因突變有的是有害的，有的是有利的，還有的是中性的。
有些因素能提高基因突變概率
哪些因素可能引起基因突變？（外因）
紫外線
病毒（如人乳頭瘤病毒）
亞硝酸鹽
輻射
黃曲霉素
甲醛
煙霧
物理因素
化學(xué)因素
生物因素
有些因素能提高基因突變概率
哪些因素可能引起基因突變？（內(nèi)因）
DNA分子復(fù)制時發(fā)生差錯
作用
產(chǎn)生新基因
新性狀
結(jié)果
表現(xiàn)
DNA
導(dǎo)致
基因內(nèi)部核苷酸發(fā)生改變
內(nèi)因
堿基對（替換、插入或缺失）
堿基序列
個別密碼改變
部分密碼移位
遺傳信息改變
A
a1
a2
——等位基因
有些因素能提高基因突變概率
物理因素：X射線、紫外線等各種射線
化學(xué)因素：亞硝酸、堿基類似物等
生物因素：病毒等，它們的毒素或代謝產(chǎn)物
誘變因素
外因
誘發(fā)
作用于
基因突變可用于誘變育種
太空育種即航天育種，也稱空間誘變育種，是將作物種子或誘變材料搭乘返回式衛(wèi)星或高空氣球送到太空，利用太空特殊的環(huán)境誘變作用，提高種子變異的頻率，再返回地面培育作物新品種的育種新技術(shù)。
基因突變可用于誘變育種
種子、幼苗、微生物、某些動物的卵
誘變因素處理
變異個體
篩選
優(yōu)良個體
誘變因素
物理因素：X射線、γ射線、紫外線、激光
化學(xué)因素：亞硝酸、秋水仙素、硫酸乙二酯等
目的：提高基因突變和染色體畸變頻率。
篩選符合人類需求的優(yōu)良品種或個體，即進行人工選擇
育種過程
基因突變可用于誘變育種
優(yōu)缺點
優(yōu)點：提高突變概率；能在較短時間內(nèi)有效地改良某些生物品種的某些性狀；改良作物品質(zhì)，增強抗逆性
缺點：由于基因突變的多方向性，誘變育種具有一定的盲目性，有利變異少
基因突變可用于誘變育種
特點
在微生物方面，誘變育種的成效極為明顯，例如：青霉菌的選育。
能在較短的時間內(nèi)有效地改良生物品種的某些性狀
可提高突變概率，能產(chǎn)生多種多樣的新類型，為育種創(chuàng)造出豐富的原材料
改良作物品質(zhì)，增強抗逆性
基因突變可用于誘變育種
成果
高產(chǎn)大豆
高產(chǎn)青霉菌株
抗逆性強的小麥
輻射方法
交替使用X射線、紫外線等照射和化學(xué)物質(zhì)誘發(fā)突變
基因突變可用于誘變育種
應(yīng)用
青霉菌最初從發(fā)霉的甜瓜上發(fā)現(xiàn)，這種野生的青霉菌分泌的青霉素很少，青霉素是抗菌素的一種，是第一種能夠治療肺炎、腦膜炎、膿腫等人類疾病的抗生素。
黑龍江省農(nóng)科院用輻射方法處理大豆，培育成了“黑農(nóng)五號”等大豆品種，產(chǎn)量提高了16％，含油量比原來提高2.5％。
農(nóng)作物
微生物
課堂練習(xí)
解析：A、基因突變對生物的生存有利還是有害要取決于基因突變是否破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，可能有利、可能有害、也可能是中性的，A錯誤； B、基因突變發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期，B錯誤； C、所有的生物都可以發(fā)生基因突變，C正確;D、基因突變不一定改變生物的性狀，比如發(fā)生了隱性突變，或者由于密碼子具有簡并性，D錯誤。
1.下列關(guān)于基因突變特點的敘述,正確的是（ ）
A. 突變對生物的生存往往是有利的
B. 生物在個體發(fā)育的特定時期才可發(fā)生突變
C. 無論是低等還是高等生物都可能發(fā)生突變
D. 基因突變一定能改變生物的表現(xiàn)型
C
課堂練習(xí)
2.基因突變是生物變異的根本來源，下列關(guān)于基因突變特點的說法不正確的是（ ）
A.無論是低等生物還是高等生物都能發(fā)生基因突變
B.自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的
C.基因突變只能定向形成新的等位基因
D.基因突變具有隨機性
解析：基因突變具有普遍性，因此無論是低等生物還是高等生物都可能發(fā)生基因突變，A正確；自然狀態(tài)下，基因突變的頻率很低，B正確；基因突變是不定向的，C錯誤；基因突變具有隨機性，D正確。
C
課堂練習(xí)
3.下列有關(guān)誘變育種的說法，正確的是（ ）
A.誘變育種的原理是基因突變，不進行誘變不能發(fā)生突變
B.用輻射或化學(xué)物質(zhì)誘變可提高基因突變的概率
C.人工誘變增加了有利變異的比例
D.實際操作中育種方向明確
解析：人工誘導(dǎo)基因突變是誘變育種的原理，自然狀態(tài)下基因突變也會發(fā)生，A錯誤；因為基因突變具有多數(shù)有害性，人工誘變雖然可以提高基因突變的概率，增加有利變異出現(xiàn)的概率，但并不能提高其在變異中的比例，B正確，C錯誤；基因突變具有多方向性，實際操作中要處理大量的材料，具有一定的盲目性，D錯誤。
B
課堂練習(xí)
4.用X射線處理水稻種子后，篩選出一株抗稻瘟病的突變植株Y，取其花藥進行離體培養(yǎng)得到若干單倍體植株，其中抗病植株占50%，下列敘述中正確的是（ ）
A.X射線誘發(fā)的該基因突變?yōu)轱@性突變
B.植株Y連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低
C.從上述例子可以看出該育種方法的優(yōu)點是目的性強，能定向改變生物的性狀
D.高產(chǎn)青霉素菌株、無子西瓜的育種手段與植株Y一致
解析：X射線處理水稻種子后，能篩選出一株抗稻瘟病的突變植株Y，且取其花藥進行離體培養(yǎng)得到的若干單倍體植株中抗病植株占50%，說明該抗稻瘟病植株為雜合體，X射線誘發(fā)的該基因突變?yōu)轱@性突變，A正確；植株Y連續(xù)自交若干代，純合抗病植株的比例逐代增加，B錯誤；誘變育種不能定向改變生物的性狀，C錯誤；高產(chǎn)青霉素菌株是誘變育種的成果，而無子西瓜的育種方法是多倍體育種，D錯誤。
A
總結(jié)歸納
基因突變的原因：
基因突變的特點：
基因突變的應(yīng)用——誘變育種
普遍性、多方向性、稀有性、可逆性、多數(shù)有害性
物理、化學(xué)、生物致癌因子

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