第1节基因突变和基因重组

1、教学目标教学目标1了解基因突变的概念、特点和意义。了解基因突变的概念、特点和意义。2了解人工诱变在育种上的应用。了解人工诱变在育种上的应用。3了解基因重组的概念和意义。了解基因重组的概念和意义。教学重点教学重点1基因突变的概念和特点。基因突变的概念和特点。2基因重组的概念。基因重组的概念。教学难点教学难点基因突变的概念。基因突变的概念。问题探讨问题探讨三位同学在抄写英文句子“THE CAT SAT ON THE MAT”（猫坐在草席上）时，分别抄成了 “THE KAT SAT ON THE MAT” “THE HAT SAT ON THE MAT” “THE CAT ON THE MAT”讨论

2、：假如在DNA分子的复制过程中，发生了类似的错误，DNA分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化？这些变化可能对生物体产生什么影响？ 答案：1.DNA分子携带的遗传信息发生了改变。 3.影响：如果氨基酸发生了改变，生物体的性状可能发生改变。改变的性状对生物体的生存可能有害，可能有利，也可能既无害也无利。 2.因密码的简并性，DNA编码的氨基酸不一定改变。哼，什么杀虫哼，什么杀虫药，对付俺老药，对付俺老祖宗还差不多！祖宗还差不多！过去有效的杀过去有效的杀虫药，为什么现在就虫药，为什么现在就不起作用了呢？不起作用了呢？你们大量使用你们大量使用杀虫药，我们可是杀虫药，我们可是兵多将广，变异类兵多将广，变

3、异类型多着呢！型多着呢！ 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殖细胞生殖细胞内的内的遗传物遗传物质质发生了改变，其后发生了改变，其后代将继承这种改变。代将继承这种改变。 不遗传的变异：不遗传的变异： 可遗传的变异：可遗传的变异：由由环境环境不同引起，遗不同引起，遗传物质没有改变，不传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。能进一步遗传给后代。变异的类型变异的类型三个来源三个来源基因突

4、变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异一基因突变（一）基因突变的概念（一）基因突变的概念镰刀型红细胞贫血症镰刀型红细胞贫血症DNA - C C T T T T G G A A- - - C C A A T T G G T T A A- - G G A A A A- - G G U A A- - 突变突变 mRNA 氨基酸氨基酸 谷氨酸谷氨酸 缬氨酸缬氨酸 血红蛋白血红蛋白 正常正常 异常异常 红细胞红细胞 圆饼状圆饼状 镰刀状镰刀状 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谷氨酸氨酸赖氨酸赖氨酸异常异常2022-5-1基因突变的实例基因突变的实例:镰刀

5、型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症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谷氨酸氨酸赖氨酸赖氨酸正常正常 血红蛋白分子的部分氨基酸顺序血红蛋白分子的部分氨基酸顺序正常正常异常异常CTTCTTGAAGAA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 GUA GUACATCATGTAGTA突变突变 GAA GAA_原因原因_原因原因根本直接碱基对的缺失碱基对的缺失A CGTGA C G TCT G C A正常基因A CGTGC A C G TT G C A突变基因DNA的碱基对还有可能发生什么样的变化？的碱基对还有可能发生

6、什么样的变化？ 碱基对的增添碱基对的增添A CGTGA C G TCT G C A正常基因正常基因A CGTGA C G TCT G C AAT突变基因突变基因DNA的碱基对还有可能发生什么样的变化？的碱基对还有可能发生什么样的变化？ 增添增添碱碱基基排排列列顺顺序序改改变变归纳总结基因突变的概念:增添增添缺失缺失改变改变 DNA分子中发生碱基对的 、 和 ，而引起的 的改变。 增添缺失改变基因结构基因突变这种可遗传的变异一定能传给后代吗？若发生在配子中可遵循遗传规律传递给后代，若发生在体细胞中，一般不能遗传。思考思考1:T G T C TA C A G ADNA U G U C URNA半胱

7、氨酸半胱氨酸T G C C TA C G G AU G C C U半胱氨酸半胱氨酸基因突变是否一定会引蛋白质性状的改变？ (1) 一个氨基酸有多个密码子；(2) 一些DNA片断不携带遗传信息。不一定1、 碱基对的替换思考思考2: T A G G C G C G G T T G A A C T A A T A C C G C G C C A A C T T G A T T A T G G C G C G G T T G A A C T A 2、碱基对增添、碱基对增添会导致蛋白质的结构改变吗？会导致蛋白质的结构改变吗？ A T C C G C G C C A A C T T G A T T A G

8、 G C G C G G T T G A A C T A A T C G C G C C A A C T T G A T T A G C G C G G T T G A A C T A A T C C G C G C C A A C T T G A T 基对的缺失会导致蛋白质的变化吗? 1.当DNA分子上增添或缺失1个碱基对、2个碱基对、3个碱基对时，结果相同吗？哪种情况有可能对其控制合成的蛋白质结构影响最小？练习 红花的后代变成了蓝紫色红花的后代变成了蓝紫色基因突变的实例基因突变的实例正常山羊有时生下短腿正常山羊有时生下短腿“安康羊安康羊”基因突变的实例基因突变的实例2022-5-1基因突变

9、的结果：基因突变的结果：AAaA一个基因突变后产生的是它的一个基因突变后产生的是它的等位基因等位基因基因突变基因突变有关基因突变的几个注意点：有关基因突变的几个注意点：（1）发生的时间 有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期（2）基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的内部结构，使一个基因变成它的等位基因（Aa或aA）。（二）基因突变的原因：1).物理因素：X射线、紫外线、激光等。2).化学因素：亚硝酸、碱基类似物质。3).生物因素：病毒和某些细菌。 DNA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，从而改变了遗传信息。1、外因：2、内因：（三）基因突变的意义:

10、生物的性状是由基因控制的，新的性状（变异）由新的基因控制，而新的基因主要来自于基因突变。 基因突变是生物变异的根本原因，为生物的进化提供了最初的原材料。自然界的物种中广泛存在自然界的物种中广泛存在可发生在任何时期可发生在任何时期自然界突变率很低：自然界突变率很低：10-5- 10-8( (打破对环境的适应性打破对环境的适应性) )多数有害多数有害, ,少数有利少数有利 1、普遍性:2、随机性:3、低频性:4、有害性：5、不定向性：A Aa a1 1或或A Aa a2 2等位基因是如何产生的？等位基因是如何产生的？诱变意义诱变意义: : 是创造动、植物新品种和微生物新类是创造动、植物新品种和微生

11、物新类型的重要方法型的重要方法优点：提高突变率，缩短育种周期提高突变率，缩短育种周期大幅度改良某些性状大幅度改良某些性状缺点:物理因素：物理因素：X X射线、射线、射线、紫外线、激光等射线、紫外线、激光等 化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等 1、常用的方法：“一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样”这种差异怎这种差异怎么造成的？么造成的？ 1.概念：基因重组是指生物进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。 二、基因重组基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？非同源染色体上的非同源染色体上的 非等位基因自由组合非等位基因自由组合AabBAa

12、BbAb和和aBAB和和ab2.2.根本原因根本原因基因重组是通过基因重组是通过有性生殖有性生殖来实现的来实现的基因重组的实例基因重组的实例 为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一3.3.基因重组的意义基因重组的意义: :基因突变定义原因特点意义应用 碱基对增添 缺失 改变普遍性随机性低频性多害少利性不定向性根本原因外因人工诱变育种知识结构知识结构基 因重 组知识结构知识结构定义原因意义1、一批萝卜因种在、一批萝卜因种在肥沃肥沃的土地上而长得非常茂盛，块的土地上而长得非常茂盛，块根也比普通的萝卜肥大。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

13、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、基因突变的原因是：、基因突变的原因是：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结构发生了局部改变结构发生了局部改变 不遗传的变异不遗传的变异和其他一样和其他一样D2022-5-1 3 、诱变育种的特点是诱变育种的特点是 能大幅度改良某些性状能大幅度改良某些性状 能形成新基因能形成新基因 大多形成新物种大多形成新物种 一般对个体生存有利一般

14、对个体生存有利 A B c D 4 、诱变育种所依据的遗传学原理是诱变育种所依据的遗传学原理是A基因自由组合基因自由组合 B基因突变基因突变 C染色体变异染色体变异 D染色体交叉互换染色体交叉互换AB6 6、基因突变发生在下列哪种细胞中：、基因突变发生在下列哪种细胞中： A.A.洋葱表皮细胞洋葱表皮细胞 B.B.人的神经细胞人的神经细胞 C.C.根尖生长点根尖生长点 D.D.人的卵细胞人的卵细胞C C5 5、基因重组是通过什么过程实现的：、基因重组是通过什么过程实现的： A A无性生殖无性生殖 B.B.两性生殖两性生殖 C.C.有性生殖有性生殖 D.D.基基因突变因突变C C课后习题课后习题基础题基础题1.1.（1 1） （2 2） （3 3） 2.C 3.B 4.A 2.C 3.B 4.A 拓展题拓展题1. 1. 提示：原理：利用射线（物理因素）损伤细胞内的提示：原理：利用射线（物理因素）损伤细胞内的DNADNA，抑制癌细胞的复制，药剂（化学因素）能改变核酸内的碱基，抑制癌细胞的复制，药剂（化学因素）能改变核酸内的碱基，从而改变癌细胞的特性，都能杀死癌细胞。从而改变癌细胞的特性，都能杀死癌细胞。副作用：在杀死癌细胞的同时也杀死了体内正常的细胞。副作用：在杀死癌细胞的同时也杀死了体内正常的细胞。2. 2. 提示：基因突变大部分是有害的，因镰刀型细胞贫血症因提示：基因突变大部分是有