生物苏教版必修ⅱ基因突变与基因重组

1、1、下图示、下图示“中心法则中心法则”，请根据图回答：，请根据图回答：（1）指出图中数字表示的过程名称：）指出图中数字表示的过程名称： 1、_ 2、_ 3、_ 4、_ 5、 _（2）图中箭头表示）图中箭头表示_（3）指出下列过程进行的场所：）指出下列过程进行的场所： 1、_ 2、_ 5、_（4）图示）图示1过程和过程和2过程过程DNA双螺旋结构的打开需要双螺旋结构的打开需要 的催化。的催化。（5）图示）图示3过程过程需要需要 的作用。的作用。123452、一条多肽链中有氨基酸、一条多肽链中有氨基酸500个，则合成该多肽链的信使个，则合成该多肽链的信使RNA至少至少有有 个碱基，其基因中至少有个

2、碱基，其基因中至少有 个个碱基。碱基。第四节第四节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组什么叫什么叫“生物的变异生物的变异”？是指亲子间和子代个体间的差异。变异能否遗传？变异能否遗传？是否所有的变异都能遗传给后代？是否所有的变异都能遗传给后代？ 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？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？ 不可遗传的变异不可遗传的变异阳光阳光水肥充足水肥充足 普通玉米生长过程 子粒饱满，子粒饱满，亩产增加亩产增加 子粒小，子粒小，亩产低亩产低 太空椒（经过太空遨游，也就是经过太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）和普通椒相比，太空椒

3、具有明显辐射的）和普通椒相比，太空椒具有明显的优势，果实肥大，的优势，果实肥大，把其种下去后结出的把其种下去后结出的仍是太空椒仍是太空椒可遗传的变异可遗传的变异生生物物的的变变异异 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 ：环境因素引起的：环境因素引起的 ，自身，自身的遗传物质没有改变的遗传物质没有改变遗传物质改变遗传物质改变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基因突变实例：镰刀型细胞贫血症基因突变实例：镰刀型细胞贫血症正常血红蛋白特定位置上的正常血红蛋白特定位置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？

4、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：氨基酸的改变的直接原因是什么？根本原因是什么？思考：氨基酸的改变的直接原因是什么？根本原因是什么？根本原因根本原因两面凹的圆饼状两面凹的圆饼状性状性状谷氨酸谷氨酸 CTTGAADNAGAAmRNA正常蛋白质正常蛋白质蛋白质蛋白质G U A 缬氨酸缬氨酸异常蛋白质异常蛋白质镰刀型镰刀型CA TG T A直接原因直

5、接原因相应性状的改变相应性状的改变相应蛋白质的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变相应氨基酸的改变mRNAmRNA分子中的碱基发生变化分子中的碱基发生变化DNADNA分子中的碱基对发生变化分子中的碱基对发生变化具体变化过程具体变化过程: :这种变化可否遗传这种变化可否遗传? ?如何遗传？如何遗传？可以遗传可以遗传突变后的突变后的DNADNA分分子复制子复制, ,通过减通过减数分裂形成带有数分裂形成带有突变基因的生殖突变基因的生殖细胞细胞, ,并将突变并将突变基因传给基因传给下一代下一代. .CCTGAGGTCGGACTCCAGCCTGTGGTCGGACACCAGCCTGACGGTCGGACTG

6、CCAGCCTG GGTCGGAC CCAGDNA总结总结：基因突变的概念基因突变的概念？DNADNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，引起的引起的基因结构基因结构的改变。的改变。基因突变发生的时间基因突变发生的时间？细胞周期中的分裂间期A、有丝分裂间期（体细胞）、有丝分裂间期（体细胞）B、减数第一次分裂间期（生殖细胞）、减数第一次分裂间期（生殖细胞）一般不能传给后代一般不能传给后代可以通过受精作用传给后代可以通过受精作用传给后代阅读课本，思考并回答：阅读课本，思考并回答： 引起基因突变的因素有哪些？引起基因突变的因素有哪些？基因突变的因素基因突变的因素物

7、理因素物理因素化学因素化学因素生物因素生物因素提高提高突变突变频率频率X X射线、紫外线等射线、紫外线等亚硝酸、碱基类似物等亚硝酸、碱基类似物等某些病毒的遗传物质等某些病毒的遗传物质等为什么在强烈的日光下要注意防晒？为什么在强烈的日光下要注意防晒？为什么做为什么做X射线透视的医务人员要穿防护衣？射线透视的医务人员要穿防护衣？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 在生物界普遍存在在生物界普遍存在原核

8、和真核生物、病毒均能发原核和真核生物、病毒均能发生生基因突变有什么特点？基因突变有什么特点？基因突变是不定向的基因突变是不定向的经诱变处理的紫色种子经诱变处理的紫色种子产生的子代种子产生的子代种子经诱变处理的黑色家鼠经诱变处理的黑色家鼠产生的子代产生的子代产生产生1 1个以上的等位基因个以上的等位基因Aa1或或Aa2aA1或或aA2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突变率低即低频性

9、突变率低即低频性据估计，在高等生物中，大约据估计，在高等生物中，大约10105 5-10-108 8个生殖细胞中才会个生殖细胞中才会有有1 1个生殖细胞发生基因突变。个生殖细胞发生基因突变。4 4、基因突变对生物来说有害还是有利？、基因突变对生物来说有害还是有利？白化病患者白化病患者白化玉米苗白化玉米苗畸形的雏鸭畸形的雏鸭人类的多指人类的多指 大多数突变是有害的大多数突变是有害的植物的植物的抗病性突变抗病性突变、耐旱性突变耐旱性突变、微生物的、微生物的抗药性突变抗药性突变突变性状的有害性和有利性取决于是否适应环境突变性状的有害性和有利性取决于是否适应环境正常翅膀的果蝇经过基因突变后形成了残翅果

10、蝇，正常翅膀的果蝇经过基因突变后形成了残翅果蝇，残翅性状的出现是有利还是有害的？残翅性状的出现是有利还是有害的？随机性随机性:可发生在生物个体发育的任何时期可发生在生物个体发育的任何时期 任何部位任何部位人的生命历程人的生命历程:受精卵受精卵-早期胚胎早期胚胎-胎儿胎儿-婴儿婴儿-成体成体-衰老、死亡衰老、死亡 普遍性普遍性 不定向性不定向性低频性低频性多害少利性多害少利性随机性随机性2022-3-12基因突变的结果：基因突变的结果：AAaA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即产生了新基因：原基因的等位基因即产生了新基因：原基因的等位基因基因突变是等位基因产生

11、的根本来源。基因突变是等位基因产生的根本来源。隐性突变隐性突变显性突变显性突变AaAaaAaA基因突变的结果：基因突变的结果： 不改变基因在染色体上的位置和基因的数量。不改变基因在染色体上的位置和基因的数量。2.2.光学显微镜下能观察到吗？光学显微镜下能观察到吗？ 染色体某一个位点上基因的改变，显微镜下不可见染色体某一个位点上基因的改变，显微镜下不可见3.3.一定会引起遗传信息的改变吗？一定会引起遗传信息的改变吗？4.4.一定会引起性状的改变吗？一定会引起性状的改变吗？1.1.改变基因在染色体上的位置和染色体上基因的数量吗？改变基因在染色体上的位置和染色体上基因的数量吗？产生了新的基因产生了新

12、的基因等位基因等位基因一定一定隐性突变隐性突变显性突变显性突变AaAaaAaADNAA U C C G C A A C C GC 异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精氨酸天冬氨酸天冬氨酸mRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常T T G G C G A A C C G C 碱基对替换碱基对替换精氨酸精氨酸DNAA U C C G C A U U C G C 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸mRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常T A A G C G A T T C G C 碱基对替换碱基对替换精氨酸精氨酸DNAA U C C G C A C

13、C G C 苏氨酸苏氨酸丙氨酸丙氨酸mRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸碱基对缺失碱基对缺失A C C G C T G G C G A T A C C G C T A G G C G T A T G G C G DNAA T C C G C A U C C G C A U A C C GC mRNA正常正常碱基对增添碱基对增添异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸 脯氨酸脯氨酸显性纯合子可能突变成杂合子（显性纯合子可能突变成杂合子（AAAa）基因突变基因突变通常通常会引起生物性状的改变，但会引起生物性状的改变，但并不是一定并不是

14、一定引起生物性状的改变，因为：引起生物性状的改变，因为：一种氨基酸可能有几种密码子（密码子简并性）一种氨基酸可能有几种密码子（密码子简并性）总的来说，碱基对的替换相对于另两种突变情况，总的来说，碱基对的替换相对于另两种突变情况，对生物性状的影响是最小的对生物性状的影响是最小的基因突变的意义基因突变的意义基因突变在生物进化中有重要意义。基因突变在生物进化中有重要意义。 新基因产生的途径；新基因产生的途径； 生物变异的根本来源；生物变异的根本来源； 为生物进化提供原材料为生物进化提供原材料1、一批萝卜因种在肥沃的土地上而长得非常茂盛，块、一批萝卜因种在肥沃的土地上而长得非常茂盛，块根也比普通的萝卜

15、肥大。可知这些萝卜发生的是根也比普通的萝卜肥大。可知这些萝卜发生的是 ，如将这些萝卜的种子种到一般的土壤中，如将这些萝卜的种子种到一般的土壤中，与普通萝卜相比，其性状将与普通萝卜相比，其性状将。2、基因突变的根本原因是：、基因突变的根本原因是：A染色体上的染色体上的DNA变成了蛋白质变成了蛋白质B染色体上的染色体上的DNA变成了变成了RNAC染色体上的染色体上的DNA减少了或增多了减少了或增多了D染色体上的染色体上的DNA结构发生了改变结构发生了改变 不遗传的变异不遗传的变异和其他一样和其他一样D“一母生九子，连母十个样一母生九子，连母十个样”，这种个体间的，这种个体间的差异，主要是什么原因产

16、生的差异，主要是什么原因产生的? ?基因重组基因重组基因重组基因重组概念概念在生物体进行有性生殖的过程中在生物体进行有性生殖的过程中,控制不控制不同性状的同性状的基因的重新组合基因的重新组合.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BaAbaBAb同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换AaAaBbAabBAaBb2 2 类型类型: :自由组合型自由组合型非同源染色体上的非等非同源染色体上的非等位基因的组合位基因的组合. .交叉互换型交叉互换型同源染色体上的非姐妹染同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换色体之间发生局部互换

17、. .3 3 时间时间: :自由组合型：减数第一次分裂后期自由组合型：减数第一次分裂后期交叉互换型：减数第一次分裂四分体时期交叉互换型：减数第一次分裂四分体时期基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？ 不能不能。控制不同性状的基因重新组合，。控制不同性状的基因重新组合，不产生新不产生新基因，可形成新的基因型。基因，可形成新的基因型。思考思考: :人的体细胞中有人的体细胞中有2323对染色体对染色体1 1、如果不考虑基因突变和交叉互换，请你计算、如果不考虑基因突变和交叉互换，请你计算, ,一位父亲可能产生多少种染色体不同的精子？一一位父亲可能产生多少种染色体不同的精子？一位母亲可能产

18、生多少种染色体组成不同的卵细胞位母亲可能产生多少种染色体组成不同的卵细胞？都为都为2 22323种种2 2、可能组成的受精卵有多少种不同的染色体组、可能组成的受精卵有多少种不同的染色体组成？成？2 24646种种由于减数分裂形成的配子的染色体组成具有多由于减数分裂形成的配子的染色体组成具有多样性样性, ,导致导致不同配子遗传物质的差异不同配子遗传物质的差异, ,加上受精过加上受精过程中程中卵细胞和精子的结合的随机性卵细胞和精子的结合的随机性, ,同一双亲的同一双亲的后代必然呈现多样性后代必然呈现多样性. .【意义意义】有助于物种在一个无法预测将会发生什么变化有助于物种在一个无法预测将会发生什么

19、变化的环境中生存。因此，的环境中生存。因此，基因重组是生物变异的基因重组是生物变异的重要来源，对生物的进化也具有重要的意义重要来源，对生物的进化也具有重要的意义。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比较项目比较项目基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质结果结果类型类型自由组合型、交叉互换型自由组合型、交叉互换型时期时期意义意义发生频率发生频率碱基对的增添、缺碱基对的增添、缺失或替换引起的基失或替换引起的基因结构的改变因结构的改变控制不同性状的基因

20、控制不同性状的基因的重新组合，不产生的重新组合，不产生新基因新基因分裂间期分裂间期有性生殖过程有性生殖过程自然突变、诱发突变自然突变、诱发突变产生新基因产生新基因产生新的基因型产生新的基因型生物变异的根本来源，生物变异的根本来源，生物进化的原材料生物进化的原材料生物变异的来源之一，生物变异的来源之一，形成生物多样性的重形成生物多样性的重要原因要原因突变频率低，但在生突变频率低，但在生物界普遍存在物界普遍存在有性生殖中非常普遍有性生殖中非常普遍基因突变和基因重组基因突变和基因重组课课 堂堂 练练 习习1. 1.一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出现一朵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，它的后代全部开白花，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出现这种现象的原因是( ( ） A. A. 自然杂交自然杂交 B. B. 自然选择自然选择 C. C. 基因突变基因突变 D. D. 基因重组基因重组2. 2.进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定的进行有性生