5.1基因突变和基因重组

1、第五章基因突变及其其他变异第五章基因突变及其其他变异第第1节基因突变和基因重组节基因突变和基因重组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”？变异能否遗传？变异能否遗传？想一想：上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变想一想：上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象的发生？异现象的发生？这种变异性状这种变异性状能遗传给子代吗？为什么能遗传给子代吗？为什么?分析：分析：是环境因素引起的是环境因素引起的 ，自身的遗传物质没有，自身的遗传物质没有改变。改变。甘蓝甘蓝3.5kg3.5kg7kg7kg拉萨拉萨3.5kg3.5kg北京北京资料：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有

2、资料：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有3.5KG，当，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达球可重达7KG左右。但再引回北京后，叶球又只有左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5KG。 通过美容手术，纹成弯弯的柳叶眉，这种柳叶眉能遗传通过美容手术，纹成弯弯的柳叶眉，这种柳叶眉能遗传吗？为什么？吗？为什么？不可遗传的变异不可遗传的变异红花的后代变成了蓝紫色红花的后代变成了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。蓝紫色花的后代仍是蓝紫

3、色蓝紫色花的后代仍是蓝紫色不可遗传变异不可遗传变异可遗传变异可遗传变异生殖细胞生殖细胞内的遗传物内的遗传物质发生了改变质发生了改变 不遗传的变异：不遗传的变异： 可遗传的变异：可遗传的变异： 由环境不同引起由环境不同引起变异的类型变异的类型三个来源三个来源基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异不同生物的可遗传变异来源：不同生物的可遗传变异来源：病毒病毒基因突变基因突变原核生物原核生物 基因突变基因突变真核生物真核生物基因突变、基因重组、基因突变、基因重组、染色体变异染色体变异思维拓展思维拓展我帅我帅呆！呆！哼哼一、基因突变一、基因突变 (一一)基因突变的实例基因突变的实例人类镰刀

4、型贫血病的形成人类镰刀型贫血病的形成镰刀型细胞贫血症的病因分析？镰刀型细胞贫血症的病因分析？一、基因突变一、基因突变正常血红蛋白第正常血红蛋白第6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代取代。正常血红蛋白究竟出了什么问题？正常血红蛋白究竟出了什么问题？缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸1 2 3 4 5 6 7 8（正常血红蛋白）（正常血红蛋白）（异常血红蛋白）（异常血红蛋白）思考与讨论（思考与讨论（P P8181）CTTCTTG

5、AAGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常GUAGUACATCATGTAGTA突变突变GAAGAA_原因原因_原因原因 镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由_引起的一种遗引起的一种遗 传病，是由于基因的传病，是由于基因的_发生了改变产生的。发生了改变产生的。病因：病因：基因突变基因突变分子结构分子结构根本根本直接直接思考 DNA中碱基对的替换可以引起DNA结构的改变,从而引起生物性状的改变.那么如果发生碱基对的增添或缺失,是否也可能引起生物性状的改变呢?一般为可遗传变异一般为可遗传变异 CCTGAGGTCGGACTCCAGCCTG

6、TGGTCGGACACCAGCCTGACGGTCGGACTGCCAGCCTG GGTCGGAC CCAGDNA思考思考：是不是是不是DNADNA分子碱基对的改变分子碱基对的改变就一定会导致生物性状的变化？就一定会导致生物性状的变化？不是不是 基因突变都会遗传给后代吗？取决于？基因突变都会遗传给后代吗？取决于？A.A.有丝分裂间期有丝分裂间期B.B.减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期体细胞体细胞可以发生基因突变可以发生基因突变生殖细胞生殖细胞中也可以发生基因突变中也可以发生基因突变（但一般不能传给后代）（但一般不能传给后代）（可以通过受精作用直接传给后代）（可以通过受精作用直接传给后代）基因突

7、变发生的时间？基因突变发生的时间？DNADNA的复制发生在什么时间？的复制发生在什么时间？分裂间期分裂间期体细胞发生的基因突变体细胞发生的基因突变可以传给后代吗？可以传给后代吗？生殖细胞发生的基因突生殖细胞发生的基因突变可以传给后代吗？变可以传给后代吗？基因突变的原因基因突变的原因 外因外因(诱发突变诱发突变) 1.物理因素物理因素:紫外线紫外线,X射线及其他辐射射线及其他辐射 例如例如:太空椒太空椒,皮肤癌等皮肤癌等 2.化学因素化学因素:亚硝酸亚硝酸,碱基类似物等碱基类似物等 3.生物因素生物因素:某些病毒某些病毒 特别提醒特别提醒: 我们应该保护环境我们应该保护环境,远离这些因远离这些因

8、 素素, 养成良好的养成良好的饮食饮食,卫生习惯卫生习惯. 内因内因(自发突变自发突变) DNA复制时偶尔发生错误复制时偶尔发生错误 DNA复制过程中，基因内部脱氧核苷酸的种类、复制过程中，基因内部脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序发生局部的改变，从而改变了遗数量或排列顺序发生局部的改变，从而改变了遗传信息。传信息。1、(选择填空选择填空)某生物发生了基因突变后某生物发生了基因突变后, 基因结构基因结构 ；基因数量基因数量 ； 性状性状 . (一定不变一定不变;一定改变一定改变; 可能改变可能改变)2、血红蛋白基因转录的模板链上的、血红蛋白基因转录的模板链上的CTT变成变成CAT,则结果谷氨酸变

9、成了缬氨酸则结果谷氨酸变成了缬氨酸,那如果那如果CTT突变成了突变成了CTC，其结果如何？，其结果如何？ 性状不变性状不变一定改变一定改变一定不变一定不变可能改变可能改变AA AaAaaaaA一个基因突变后产生的是它的等位基因一个基因突变后产生的是它的等位基因（三）基因突变的结果（三）基因突变的结果基因突变是染色体的基因突变是染色体的某一位点某一位点上基因的改上基因的改变变, ,使一个基因变成它的使一个基因变成它的等位基因等位基因（Aa或或aA）, ,不改变染色体上基因的不改变染色体上基因的数量数量，只改，只改变变基因的内部结构基因的内部结构，并且通常会引起一定并且通常会引起一定的表现型的变化

10、的表现型的变化. .思考：突变后的基因会遗传给后代么？思考：突变后的基因会遗传给后代么？1、(选择填空选择填空)某生物发生了基因突变后某生物发生了基因突变后, 基因结构基因结构 ；基因数量基因数量 ； 性状性状 . (一定不变一定不变;一定改变一定改变; 可能改变可能改变)2、血红蛋白基因转录的模板链上的、血红蛋白基因转录的模板链上的CTT变成变成CAT,则结果谷氨酸变成了缬氨酸则结果谷氨酸变成了缬氨酸,那如果那如果CTT突变成了突变成了CTC，其结果如何？，其结果如何？ 性状不变性状不变一定改变一定改变一定不变一定不变可能改变可能改变（五）基因突变的特点（五）基因突变的特点细菌细菌 无抗药性

11、无抗药性抗药性抗药性棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蝇果蝇 红眼红眼白眼白眼 长翅长翅残翅残翅家鸽家鸽 羽毛白色羽毛白色灰红色灰红色人人 正常色觉正常色觉色盲色盲 正常肤色正常肤色白化病白化病常见突变性状：常见突变性状：一、在生物界普遍存在一、在生物界普遍存在普遍性普遍性玉米白化苗玉米白化苗人类多指人类多指基因突变有何特点？基因突变有何特点？短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）开花结果开花结果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶具根茎叶的植株的植株分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵基因突变发生在生物个体发育的什么时期？基因突变发生在生物个体发育的什么时期？任何时期任何时期二、在生物二、

12、在生物个体发育的如何时期个体发育的如何时期发生发生随机性随机性花芽在分化时发生基因突变花芽在分化时发生基因突变基基 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4105果蝇的褐眼基因果蝇的褐眼基因3105玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因110小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人类色盲基因人类色盲基因3105小资料小资料三、突变率低三、突变率低低频性低频性自然状态下，基因突变的频率是很低的。自然状态下，基因突变的频率是很低的。白化苗白化苗四、大多数突变是有害的四、大多数突变是有害的多多害性害性白化病白化病为什么呢？为什么呢？任何一种生物都是长期

13、进化过程的产物，它们任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们 与环境取得了高度的协调。与环境取得了高度的协调。基因突变中，有利突变多，还是有害突变多？基因突变中，有利突变多，还是有害突变多？有害的基因突变有害的基因突变畸形的雏鸭畸形的雏鸭人类的多指人类的多指人类的人类的并指并指镰刀形红细胞镰刀形红细胞高产大豆高产大豆 高产青霉菌株高产青霉菌株有利的基因突变有利的基因突变有利的基因突变有利的基因突变五、五、 基因突变是不定向的基因突变是不定向的多向性多向性经诱变处理的紫色种子产经诱变处理的紫色种子产生的子代种子生的子代种子基因突变还有何特点？基因突变还有何特点？如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A+突

14、变突变AY (黄毛黄毛)a (黑毛黑毛) 灰灰老老鼠鼠黑老鼠黑老鼠黄老鼠黄老鼠基因突变是基因突变是新基因产生新基因产生的途径，是的途径，是生物变异的生物变异的根本来源根本来源, ,是是生物进化生物进化的的原始材料原始材料. .（六）基因突变的意义（六）基因突变的意义课课 堂堂 练练 习习D1. 下列现象中属于可遗传的变异的是（下列现象中属于可遗传的变异的是（ ）A、玉米由于水肥充足而长得穗大粒足、玉米由于水肥充足而长得穗大粒足B、人由于晒太阳皮肤变黑、人由于晒太阳皮肤变黑C、无籽番茄没有种子、无籽番茄没有种子D、人类的色盲病、人类的色盲病3.下列有关基因突变的说法，不正确的是下列有关基因突变的

15、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，是生物变异的基因突变可产生新的基因，是生物变异的 主要来源主要来源BC2. 一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出现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部开白花，出现这种现象的原因是( ） A. 自然杂交自然杂交

16、 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4. 下图中，基因下图中，基因A与与a1a2a3之间的之间的 关系，不能表现的是关系，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Aa1a2a3D“一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样”这种差这种差异怎么造成的？异怎么造成的？二、基因重组二、基因重组在生物体进行有性生殖的过程中，控在生物体进行有性生殖的过程中

17、，控制不同形状的基因的重新组合。制不同形状的基因的重新组合。（一）基因重组的概念（一）基因重组的概念方式方式、非同源染色体上的非等位基因自由组合、非同源染色体上的非等位基因自由组合2、同源染色体的非姐妹染色单体之间的局、同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换部交换减数第一次分裂后期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非同源染色体上的非等位基因自由组合AabBAaBbAb和和aBAB和和ab（二）基因重组发生时期（二）基因重组发生时期AaAaBbAabBAaBb3 3、两个亲本的遗传物质差距越大，基、两个亲本的遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多。因重组的类型就越多。（三）基

18、因重组的特点（三）基因重组的特点1、变异概率高，几乎变异概率高，几乎100%2、只有通过有性生殖过程才能实现的。只有通过有性生殖过程才能实现的。 意义意义 基因重组中有无新的基因产生？基因重组中有无新的基因产生？ 有无新的基因型和表现型形成？有无新的基因型和表现型形成？是是生物变异生物变异的来源之一，的来源之一，是是生物多样性生物多样性的来源之一，的来源之一，对对生物的进化生物的进化具有重要的意义。具有重要的意义。思考思考（四）基因重组的意义（四）基因重组的意义基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质结果结果发生发生时间时间及原及原因因条件条件意义意义发生发生可能可能基因的分子结构发生改变。基因的分子结构发生改变。不同基因的重新组合。不同基因的重新组合。细胞分裂间期细胞分裂间期由于外界理化因素或自身生由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基对的替换、理因素引起的碱基对的替换、缺失或增添缺失或增添减数第一次分裂前期的四分体时期减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换；的交叉互换；减数第一次分裂后期，非同源染色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。体上的非等位基因自由组合。外界环境条件的变化和外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。内部因素的相互作用。有性生殖过程