【公开课课件】必修二5.1基因突变和基因重组

1、碱基互补配对可以保证：遗传信息的精确传递 子代与亲代之间的相似性。遗传 旧知识回顾：旧知识回顾： 生物界中的变异现象生物界中的变异现象 什么叫什么叫“生物的变异生物的变异”？ 变异是否都能遗传？变异是否都能遗传？ 两只青蛙相爱了两只青蛙相爱了, 结婚后生了一只癞蛤蟆结婚后生了一只癞蛤蟆, 公青蛙见状大怒说公青蛙见状大怒说:贱人贱人,怎么回事怎么回事? 母青蛙哭着说母青蛙哭着说:他爹他爹,认识你之前我整过容认识你之前我整过容. 为什么这种变异性状不能遗传给子代？为什么这种变异性状不能遗传给子代？ 分析：分析：是环境因素引起的是环境因素引起的 ，自身的遗传，自身的遗传 物质没有改变。物质没有改变。

2、 例例1 1： 红花的红花的变成了变成了 后代后代 蓝紫色蓝紫色 上述变异性状的后代上述变异性状的后代 为何仍然是蓝紫色花呢？为何仍然是蓝紫色花呢？ 遗传物质发生了改变。遗传物质发生了改变。 蓝紫色花的蓝紫色花的后代仍是蓝紫色后代仍是蓝紫色 例例2 2： 表现型表现型基因型基因型环境环境 （不遗传的变异）（不遗传的变异） （改变）（改变）（改变）（改变） （改变）（改变） 基因突变基因突变 染色体变异染色体变异 基因重组基因重组 （遗传物质未发生改变）（遗传物质未发生改变） （遗传物质发生改变）（遗传物质发生改变） （可遗传的变异）（可遗传的变异） 变异是否都能遗传？变异是否都能遗传？ 否否

3、基因突变基因突变 生物的变异生物的变异 不可遗传的变异不可遗传的变异 可遗传的变异可遗传的变异 基因重组基因重组 染色体变异染色体变异 我帅我帅 呆！呆！ 哼哼 基因突变基因突变 资料：资料：1910年，一个黑人青年到医院看病，检查发现他年，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 种病为种病为镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症。这种病患者一旦缺氧，红细这种病患者一旦缺氧，红细 胞变成长镰刀型。病重时，红细胞

4、受机械损伤而破裂的胞变成长镰刀型。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。现象，引起严重贫血而造成死亡。 一、基因突变的实例一、基因突变的实例 1956年，英国科学家英格 拉姆发现患者血红蛋白的肽 链上，有一处的谷氨酸被缬 氨酸取代。 CTT GAA 谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸 DNADNA mRNAmRNA 氨基酸氨基酸 血红蛋白血红蛋白正常正常异常异常 GUA CAT GTA突变突变 GAA 直接原因直接原因 （氨基酸的替换）（氨基酸的替换） 根本原因根本原因 镰刀型细胞贫血症病因：镰刀型细胞贫血症病因： （DNADNA分子中碱基分子中碱基 对的替换对的替换） 控制合

5、成血红蛋白分子的DNA分子一个碱基对发 生替换（AT替换为TA）导致基因结构的改变， 从而引起所编码的血红蛋白的改变。 替换替换 增添增添 缺失缺失 A T C C G C T A G G C G C C G C G G C G A T T A C C G C G G C G A T T A A T A C C G C T G G C G 基因（基因（DNA片段）片段） A T C C G C T A G G C G C C G C G G C G 思考：除了碱基对的替换以外思考：除了碱基对的替换以外,还有什么情况可能导还有什么情况可能导 致基因结构的改变？致基因结构的改变？ DNA分子中发生

6、碱基对的替换、增添和缺失， 而引起的基因结构的改变。 增增 添添 缺缺 失失 替替 换换 二、基因突变的概念二、基因突变的概念 1 1、哪一种基因突变对生物性状的影响最小？、哪一种基因突变对生物性状的影响最小？思考：思考： 碱基对的替换碱基对的替换 2 2、基因突变形成的性状能否遗传？怎样遗传？、基因突变形成的性状能否遗传？怎样遗传？ 三三 、 基基 因因 突突 变变 的的 时时 期期 DNADNA复制复制时期时期 有丝分裂的有丝分裂的间期间期 减数第一次分裂减数第一次分裂间期间期 如果基因突变发生在如果基因突变发生在体细胞体细胞进行有丝分裂的间期，进行有丝分裂的间期， 如果基因突变发生在如果

7、基因突变发生在减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期， 【植物体细胞无性繁殖例外植物体细胞无性繁殖例外】一般只影响当代，一般只影响当代，不能遗传不能遗传 阅读阅读P81 则将遵循遗传规律则将遵循遗传规律随配子传递给后代随配子传递给后代 基因突变是如何产生的呢？基因突变是如何产生的呢？ X X射线照射射线照射 X X射线、紫外线等射线、紫外线等 易诱发基因突变的因素易诱发基因突变的因素 物理因素物理因素 亚硝酸、碱基类似物等亚硝酸、碱基类似物等化学因素化学因素 病毒、某些细菌等病毒、某些细菌等生物因素生物因素 四、基因突变的原因四、基因突变的原因 夏季涂抹防晒霜夏季涂抹防晒霜 青少年少上网，少用手

8、机青少年少上网，少用手机 不喝反复烧开的水不喝反复烧开的水 物理因素物理因素 物理因素物理因素 化学因素化学因素 少吃烧烤和油炸食品少吃烧烤和油炸食品 化学因素化学因素 以下情况是减少哪种因素，从而防止细胞基因以下情况是减少哪种因素，从而防止细胞基因 突变？突变？ 接种乙肝疫苗接种乙肝疫苗 生物因素生物因素 细菌细菌 无抗药性无抗药性 抗药性抗药性 常见突变性状：常见突变性状： 普遍性在生物界普遍存在 玉米白化苗玉米白化苗 人类多指人类多指 短腿安康羊（中）短腿安康羊（中） 五、基因突变的特点五、基因突变的特点 胚胚幼苗幼苗 分化出花分化出花 芽的植株芽的植株 受精卵受精卵 随机性基因突变是随

9、机发生的 花芽在分化时发生基因突变花芽在分化时发生基因突变 可以发生在个体发育的任何时期； 可以发生在细胞内任何DNA分子上； 可以发生在DNA分子的任何部位 不定向性基因突变是不定向的 基因突变的紫色种子产生的子代种子（白，红）基因突变的紫色种子产生的子代种子（白，红） 如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A突变突变 A1(黄毛黄毛) A2 (黑毛黑毛) 【突变的方向与环境也没有明确因果关系】 基基 因因突变率突变率 大肠杆菌组氨酸缺陷型基因大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210 果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因410 5 果蝇的褐眼基因果蝇的褐眼基因310 5 玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因110 小鼠的白化基

10、因小鼠的白化基因110 5 人类色盲基因人类色盲基因310 5 低频性自然状态下，基因突变的频率很低 白化苗白化苗 多害少利性大多数突变是有害的 白化病白化病 所有生物都是长期进化过程的产物，基因突变可所有生物都是长期进化过程的产物，基因突变可 能破坏生物与现有环境的协调关系。能破坏生物与现有环境的协调关系。 人类的多指人类的多指 镰刀形红细胞镰刀形红细胞 有有 害害 的的 基基 因因 突突 变变 畸形的雏鸭畸形的雏鸭人类的人类的并指并指 有利的基因突变有利的基因突变 诱变处理得到的诱变处理得到的 高产量青霉菌株高产量青霉菌株 太空南瓜太空南瓜 自然界的物种中广泛存在自然界的物种中广泛存在 可

11、发生在任何时期可发生在任何时期 多害少利性：多害少利性：( (打破对环境的适应性打破对环境的适应性) ) 普遍性普遍性: : 随机性随机性: : 不定向性：不定向性：1 1个基因可以突变成个基因可以突变成1 1个以上的等位基因个以上的等位基因 低频性：低频性：自然状态下突变率低自然状态下突变率低: : 基因突变的特点基因突变的特点 既然自然条件下基因突变率很 低，而且大多数对生物体是有害的， 那基因突变有什么意义呢？ 六、基因突变的意义六、基因突变的意义 虽然每个基因的突变率很低， 但每个种群有很多个体，每个 个体有很多基因，所以突变的 基因总数很大。 产生新基因的途径 生物进化的原始材料 生

12、物变异的根本来源 引发生物变异引发生物变异 这种说法不正确。对于生这种说法不正确。对于生 物个体而言，发生自然突变的物个体而言，发生自然突变的 频率是很低的。但一个物种是频率是很低的。但一个物种是 由由很多个体很多个体组成，且经组成，且经漫长的漫长的 进化历程进化历程中产生的突变还是很中产生的突变还是很 多的，其中有不少突变是多的，其中有不少突变是有利有利 突变突变，对生物的进化有重要的，对生物的进化有重要的 意义。因此，意义。因此，基因突变能够为基因突变能够为 生物进化提供原材料生物进化提供原材料。 P82P82：批判性思维：批判性思维 2.下列有关基因突变的说法，不正确的是下列有关基因突变

13、的说法，不正确的是( ) A. 自然条件下，一种生物的突变率是很低的自然条件下，一种生物的突变率是很低的 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，是生物变异的主要来源基因突变可产生新的基因，是生物变异的主要来源 B 1. 一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出现一一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白花，出现这种现象的原因是( ） A. 自

14、然杂交自然杂交 B. 自然选择自然选择 C. 基因突变基因突变 D. 基因重组基因重组 C 3. 下图中，基因下图中，基因A与与a1a2a3之间的关系，之间的关系， 不能表现的是不能表现的是 ( ) A. 基因突变是不定向的基因突变是不定向的 B. 等位基因的出现是基因突变的结果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图中基因的遗传遵循自由组合定律 A a1 a2 a3 D “一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样” 这种差异怎么造成的？这种差异怎么造成的？ 基因重组基因重组 在生物体进行在生物体进行

15、有性生殖有性生殖的过程中，控制不的过程中，控制不 同性状的基因的重新组合。同性状的基因的重新组合。 一、基因重组的概念一、基因重组的概念 生物体减数分裂形成配子时，随着非同源染色生物体减数分裂形成配子时，随着非同源染色 体的自由组合，体的自由组合，非等位基因也自由组合非等位基因也自由组合，形成多种，形成多种 类型的配子，雌雄配子受精形成的受精卵就具有与类型的配子，雌雄配子受精形成的受精卵就具有与 亲代不同的亲代不同的基因型基因型，从而使个体出现差异。，从而使个体出现差异。 类型类型 自由组合型自由组合型 减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基 因自由组合因自由组合 A A a a b b B B A A a a B B b b Ab 和和 aB AB 和和 a