基因突变及其他变异

1、第五章 基因突变及其他变异变异：变异：生物的亲子代之间及同一亲代所生的生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间，均有或多或少的差异，这种各子代之间，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。差异就是变异。可遗传变异能否在光学显微镜下观察到？第一课时 基因突变和基因重组 考纲解读： 1、基因突变的特征和原因（） 2、基因重组及其意义（ ）（着重理解概念、时间和原因以及对生物生存的意义）一、基因突变： 1. 1. 概念：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。v分析：基因突变对性状和子代的影响以及碱基对发生变化的具体结果。甲甲 乙乙 丙丙 丁丁碱基对替换 T A G G C

2、 G A U C C G C A U A C C GC mRNA碱基对增添碱基对增添A T A C C G C T A T G G C G 异亮氨酸异亮氨酸脯氨酸脯氨酸DNA A T C C G C 正常正常异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸碱基对的缺失碱基对的缺失 A T C C G C T A G G C G 正常正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸 A U C C G C 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸 A C C G C 苏氨酸苏氨酸 丙氨酸丙氨酸 A C C G C T G G C G 碱基对缺失碱基对缺失讨论：讨论：三种碱基对的变化对蛋白质的影响大小？2.2.基因突

3、变的时间：主要发生在DNA分子复制过程中（如有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期） 分析：为什么基因突变容易发生在DNA分子复制过程中？ 3.3.基因突变的原因：内部原因：DNA分子复制偶尔发生错误等外部诱因：物理因素（如射线能损伤DNA ）、化学因素（如亚硝酸等能改变碱基）和生物因素（某些病毒能影响宿主细胞的DNA ）思考：有了诱因基因一定发生突变吗？4.4.基因突变的结果： 可产生新基因，从而产生新性状和新基因型 5. 5.基因突变的特点：细菌细菌 无抗药性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

4、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：(1)(1)在生物界普遍存在（普遍性）玉米白化苗人类多指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？生物体生长发育的任何时期生物体生长发育的任何时期(2)(2)在生物体内随机发生（在生物体内随机发生（随机性随机性）思考思考基基 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

5、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: :自然条件下自然条件下（3 3）突变频率低（）突变频率低（低频性低频性）思考: :RNARNA病毒的突变频率往往比DNADNA病毒的突变频率高, ,为什么? ? RNARNA病毒遗传物质是RNA,RNARNA,RNA是单链, ,结构不稳定, ,易发生基因突变. .白化苗白化苗（4 4）大多数突变是有害的（）大多数突变是有害的（多害少利性多害少利性）白化病白化病为什么呢？为什么呢？任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境取得了高度的协调。(5）基因突变是不定向的（不

6、定向）经诱变处理的紫色种子产生的子代种子经诱变处理的紫色种子产生的子代种子经诱变处理的黑色家鼠产生的子代经诱变处理的黑色家鼠产生的子代基因突变的方向和环境没有明确的因果关系6.6.基因突变的意义基因突变的意义产生新基因 生物变异的根本来源形成新性状生物进化的原始材料意义：基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了原始材料。 7.7.应用：诱变育种有性生殖有性生殖基因重组是通过 过程实现的在生物体进行有性生殖的过程中, ,控制不同性状的基因的重新组合. .1.基因重组概念2.基因重组原因及时间二、基因重组二、基因重组非同源染色体上的非等位基因自由组合（减数第一次分裂后期

7、）BaAbaBAb同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换（减数第一次分裂前期）AaAaBbAabBAaBb 通过有性生殖过程实现的基因重组, ,为生物变异提供了极其丰富的来源；这是形成生物多样性的重要原因之一；为生物进化提供了可选择的原材料。注意在人工操作下的重组DNA技术和肺炎双球菌的转化也属于基因重组。受精作用过程没有发生基因重组。3.基因重组的结果： 获得新的基因型，得到新的性状组合，但是不能获得新基因。杂交育种和基因工程技术育种4.意义：5.应用：课堂练习1(2010全国新课标，6)在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为

8、了确定该推测是否正确应,检测和比较红花植株与白花植株中( ) A花色基因的碱基组成 B花色基因的DNA序列 C细胞的DNA含量 D细胞的RNA含量4(2010江苏高考，6)育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是()A这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置D将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系5(2010福建理综，5)下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图 。已知WNK4基因发生一种突变

9、，导致1169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是 () A处插入碱基对GC B处碱基对AT替换为GC C处缺失碱基对AT D处碱基对GC替换为AT6 6. .右图为高等动物的细胞分裂示意图。图中右图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是不可能反映的是 。 （ ） A.A.发生了基因突变发生了基因突变 B.B.发生了染色单体互换发生了染色单体互换 C.C.该细胞为次级卵母细胞该细胞为次级卵母细胞 D.D.该细胞为次级精母细胞该细胞为次级精母细胞精卵abABAbaBabaabbAaBbAabbaaBbABAaBbAABBAABbAaBBAbAabbAABbAAbbAaBbaBaaBbA

10、aBBAaBbaaBB7.下列发生基因重组的是（ ）A三三.基因突变和基因重组的区别和联系基因突变和基因重组的区别和联系基因突变基因突变基因重组基因重组变异变异实质实质 发生改变，产发生改变，产生新的生新的 . . 控制控制 重新重新组合组合时间时间主要在细胞分裂主要在细胞分裂 期期减数第一次分裂减数第一次分裂 时时期和期和 期期适用适用范围范围所有生物都可发生，所有生物都可发生，（包（包括病毒）具有普遍括病毒）具有普遍性性适用于适用于 生生物物 生殖生殖结果结果 产生的产生的 . . 产生新的产生新的 . . 意义意义 . . 举例举例 镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症母生九子，连母十个样母

11、生九子，连母十个样基因结构基因结构基因基因不同性状的基因不同性状的基因间间四分体四分体后后新的基因新的基因基因型基因型是变异的根本来源，为生物是变异的根本来源，为生物进化提供最初的原始材料进化提供最初的原始材料 是生物变异的重要来源，有是生物变异的重要来源，有利于生物进化。利于生物进化。 有性真核第一课时 基因突变和基因重组 考纲解读： 1、基因突变的特征和原因（） 2、基因重组及其意义（ ）（着重理解概念、时间和原因以及对生物生存的意义）一、基因突变： 1. 1. 概念：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。v分析：基因突变对性状和子代的影响以及碱基对发生变化的具体结果。6.6.基因突变的意义基因突变的意义产生新基因 生物变异的根本来源形