基因突变和基因重组上课学习教案

1、会计学1基因突变基因突变(j yn t bin)和基因重组上课和基因重组上课第一页，共52页。第1页/共51页第二页，共52页。什么叫什么叫“生物生物(shngw)的变异的变异”？第2页/共51页第三页，共52页。变异能否变异能否(nn fu)遗传？遗传？第3页/共51页第四页，共52页。想一想：上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异想一想：上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异(biny)现象的发生？现象的发生？这种变异这种变异(biny)性状能遗传给子代吗？为什么性状能遗传给子代吗？为什么?分析：是环境因素引起分析：是环境因素引起(ynq)的的 ，自身的遗传物，自身的遗传物质没有改变。质没有改

2、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。第4页/共51页第五页，共52页。红花红花(hn hu)的后代变成的后代变成了蓝紫色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为何仍然(rngrn)(rngrn)是蓝紫色花呢？是蓝紫色花呢？遗传物质发生

3、遗传物质发生(fshng)(fshng)了改变。了改变。蓝紫色花的后代仍是蓝紫色蓝紫色花的后代仍是蓝紫色第5页/共51页第六页，共52页。表现型表现型基因型基因型环境环境（不遗传（不遗传(ychun)的变异）的变异）诱因诱因（改变（改变(gibin)）（改变（改变(gibin)）（改变）（改变）判断：判断：仅环境因素引起的变异仅环境因素引起的变异一定不能一定不能遗传。遗传。基因重组基因重组染色体变异染色体变异基因突变基因突变（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）第6页/共51页第七页，共52页。基因突变基因突变(j

4、yn t (j yn t bin)bin)生生物物(s(shhngngw)w)的的变变异异不可遗传不可遗传(ychun)(ychun)的变异的变异可遗传可遗传(ychun)(ychun)的的变异变异 基因重组基因重组染色体变异染色体变异生物体内遗传物生物体内遗传物质没有改变质没有改变生殖细胞内遗生殖细胞内遗传物质的改变传物质的改变第7页/共51页第八页，共52页。我帅我帅呆！呆！哼哼一、基因突变一、基因突变(j yn t bin) (j yn t bin) 第8页/共51页第九页，共52页。镰刀镰刀(lindo)型细型细胞贫血症胞贫血症（一）基因突变（一）基因突变(j yn t bin)的实例

5、的实例 资料：资料：1910年，一个黑人青年到医院看病，检查发现他患的是当时人们年，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，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是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，人们称这种病为镰刀型细胞贫血症。这种病患者一旦弯曲的镰刀状，人们称这种病为镰刀型细胞贫血症。这种病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型。病重缺氧，红细胞变成长镰刀型。病重(bn zhn)时，红细胞受机械损时，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。伤而破裂的现象，引起严重贫血而造成死亡。第9页/共51页第十页，共52页。正

6、常血红蛋白正常血红蛋白(xuhng dnbi)第第6位上的谷氨酸被位上的谷氨酸被缬氨酸取代。缬氨酸取代。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）第10页/共51页第十一页，共52页。C T TC T TG A AG A A谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白

7、质蛋白质正常正常(zh(zhngchngchng)ng)异常异常(ych(ychng)ng)GUAGUAC A TC A TG T AG T A突变突变GAAGAA_原因原因(yunyn)(yunyn) 镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由 引起的一种遗传病。引起的一种遗传病。病病 因：因：DNADNA分子中碱基对替换分子中碱基对替换根本根本第第6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代的根本原取代的根本原因是什么因是什么？A AT TT TA A替换替换直接直接原因原因决定决定谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸第11页/共51页第十二页，共52页。替换替换(t hun)增添增添(zngtin)

8、缺失缺失(qu sh)A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G AT TA C C G C G G C G AT TA AT A C C G C T G G C G DNA片段片段碱基对的碱基对的增添增添、缺缺失失或或替换替换，改变了，改变了基因的结构。基因的结构。A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G DNADNA分子中的碱基对有哪几种变化，从分子中的碱基对有哪几种变化，从而导致基因结构的改变？而导致基因结构的改变？第12页/共51页第十三页，共52页。DNAA U C C G C A U U C G C 异亮氨酸异亮

9、氨酸精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸mRNA A 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第13页/共51页第十四页，共52页。 A T C C G C T A G G C G 正常正常(zhngchng)mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 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(qu sh)第14页/共51页第十五页，共52页。1 1、概念：、概念： DNA DNA

10、分子中发生分子中发生(fshng)(fshng)碱基碱基对的对的_、_和和_，而引起的，而引起的_的改变。的改变。 增增添添(zngtin)缺缺失失(qu sh)替换替换基因结构基因结构（二）基因突变的概念（二）基因突变的概念思考：思考：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？ 碱基对的替换碱基对的替换2、基因突变不改变生物性状的原因有哪些？、基因突变不改变生物性状的原因有哪些？ 一种氨基酸可能有几种密码子一种氨基酸可能有几种密码子 显性纯合子突变成杂合子（显性纯合子突变成杂合子（AAAa）第15页/共51页第十六页，共52页。AA AaAaaaaA一

11、个基因突变一个基因突变(j yn t bin)后产生的是它的等位基因后产生的是它的等位基因（三）基因突变（三）基因突变(j yn t bin)的结果的结果第16页/共51页第十七页，共52页。基因突变是染色体的某一位点上基因的改变基因突变是染色体的某一位点上基因的改变, ,使使一个基因变成它的等位基因（一个基因变成它的等位基因（AaAa或或aAaA）, ,不不改变染色体上基因的数量改变染色体上基因的数量(shling)(shling)，只改变，只改变基因的内部结构，产生了新基因，并且通常会引基因的内部结构，产生了新基因，并且通常会引起一定的表现型的变化起一定的表现型的变化. .思考：突变思考：

12、突变(tbin)后的基因会遗传给后代么？后的基因会遗传给后代么？第17页/共51页第十八页，共52页。想一想想一想: :基因基因突变一般会发突变一般会发生在什么时侯生在什么时侯呢？呢？有丝分裂的间期有丝分裂的间期减数减数(jin sh)第第一次分裂间期一次分裂间期DNA复制复制(fzh)时期时期（四）基因突变（四）基因突变(j yn t bin)的时间的时间第18页/共51页第十九页，共52页。第19页/共51页第二十页，共52页。（五）基因突变（五）基因突变(j yn t bin)的原因的原因自发突变：自然条件下自发突变：自然条件下DNADNA偶尔复制错误偶尔复制错误例如：果蝇的白眼例如：果

13、蝇的白眼(biyn)(biyn)，水稻的矮秆等。，水稻的矮秆等。诱发突变：诱发突变：物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(t go)突变突变频率频率X X射线、激光等射线、激光等亚硝酸、碱基类似物等亚硝酸、碱基类似物等病毒、某些细菌等病毒、某些细菌等第20页/共51页第二十一页，共52页。夏季涂抹防晒霜夏季涂抹防晒霜青少年少上网青少年少上网(shn wn)，少用手，少用手机机不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐）不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐）物理物理(wl)因素因素物理物理(wl)因因素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分析以下情况是减少哪种因素

14、诱发基因突变分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突变的可能，从而防止细胞癌变？的可能，从而防止细胞癌变？接种乙肝疫苗接种乙肝疫苗生物因素生物因素第21页/共51页第二十二页，共52页。遗传信息改变遗传信息改变(gibin) (gibin) DNA DNA DNA DNA 差错差错(chcu) (chcu) 内因内因(niyn)(niyn)： 碱基变化碱基变化 外因：外因： 物理因素物理因素 化学因素化学因素 生物因素生物因素 脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变 碱基对的替换、增添、缺失碱基对的替换、增添、缺失 基因结构发生改变基因结构发生改变 产生等位基因产生等

15、位基因（A1 a1A1 a1、a2a2）复制复制 引起引起 第22页/共51页第二十三页，共52页。（五）基因突变（五）基因突变(j yn t bin)的特点的特点第23页/共51页第二十四页，共52页。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(u yn) (u yn) 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常见突变(tbin)性状：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人类(rnli)多多指指基因突变有何特

16、点？基因突变有何特点？短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）第24页/共51页第二十五页，共52页。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基因突变发生在生物个体发育的什么(shn me)时时期？期？任何任何(rnh)时期时期二、在生物个体发育的如何二、在生物个体发育的如何(rh)(rh)时期发生时期发生随机性随机性第25页/共51页第二十六页，共52页。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31

17、05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(zlio)三、突变率低三、突变率低低频低频(dpn)(dpn)性性自然状态自然状态(zhungti)下，基因突变的频率是很下，基因突变的频率是很低的。低的。第26页/共51页第二十七页，共52页。白化苗白化苗四、大多数突变四、大多数突变(tbin)(tbin)是有害的是有害的多害性多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进化过程任何一种生物都是长期进化过程(guchng)的产物，它们的产物，它们 与环境取得了高度的协调。与环境取得了高度的协调。基因突变基因突

18、变(tbin)中，有利突变中，有利突变(tbin)多，还多，还是有害突变是有害突变(tbin)多？多？第27页/共51页第二十八页，共52页。高产高产(o chn)(o chn)大豆大豆 高高产产(o chn)(o chn)青霉菌株青霉菌株有利有利(yul)的基的基因突变因突变第28页/共51页第二十九页，共52页。五、五、 基因突变基因突变(j yn t bin)(j yn t bin)是不定向是不定向的的多向性多向性经诱变处理的紫色种子经诱变处理的紫色种子(zhng (zhng zi)zi)产生的子代种子产生的子代种子(zhng zi)(zhng zi)基因突变基因突变(j yn t bi

19、n)还有何特点？还有何特点？如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A+突变突变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第29页/共51页第三十页，共52页。基因基因(jyn)(jyn)突变是新基因突变是新基因(jyn)(jyn)产生的途径，是生物变异的根本来产生的途径，是生物变异的根本来源源, ,是生物进化的原始材料是生物进化的原始材料. .（六）基因突变（六）基因突变(j yn t bin)的意义的意义第30页/共51页第三十一页，共52页。批判性思维批判性思维(swi) 有人认为，自然条件下基因突变率很多低，有人认为，自然条件下基因突变率很多低，而且大多数基因突变对生

20、物体是有害的，因而且大多数基因突变对生物体是有害的，因此，它不可能为生物进化提供此，它不可能为生物进化提供(tgng)原材原材料。你认为这样的看法正确吗？为什么？料。你认为这样的看法正确吗？为什么？这种看法不正确这种看法不正确(zhngqu)。对于生物个体而言，。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种发生自然突变的频率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意有不少突变是有利突变，对

21、生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。（P82）第31页/共51页第三十二页，共52页。“一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样”这种差异这种差异怎么怎么(zn me)造成的？造成的？二、基因二、基因(jyn)重组重组第32页/共51页第三十三页，共52页。在生物体进行有性生殖在生物体进行有性生殖(yuxng (yuxng shngzh)shngzh)的过程中，控制不同形状的基的过程中，控制不同形状的基因的重新组合。因的重新组合。（一）基因（一）基因(jyn)重组的概念重组的概念方式方式(fngsh)、非同源染色体上的非

22、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部交、同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换换第33页/共51页第三十四页，共52页。减数减数(jin sh)第一次分裂后期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（二）基因重组发生(fshng)时期时期第34页/共51页第三十五页，共52页。AaAaBbAabBAaBb第35页/共51页第三十六页，共52页。3 3、两个亲本的遗传物质差距越大，基因、两个亲本的遗传物质差距越大，基因(jyn)(jyn)重

23、组的类型就越多。重组的类型就越多。（三）基因重组（三）基因重组(zhn z)的特点的特点1、变异概率高，几乎、变异概率高，几乎(jh)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。 第36页/共51页第三十七页，共52页。思考思考(sko)与讨论与讨论（P83）1.2 种精子种精子(jngz)；2 种卵细种卵细胞。胞。23232.需要有需要有2 +1个个体个个体(gt)；不可；不可能。能。 463 .生物体的性状是由基因控制的。在减数分裂生物体的性状是由基因控制的。在减数分裂形成生殖细胞的过程中，随着同源染色体的分形成生殖细胞的过程中，随着同源染色体的分离，位于

24、非同源染色体上的非等位基因进行重离，位于非同源染色体上的非等位基因进行重新组合。人的基因约有新组合。人的基因约有3万多个，因此，形成生万多个，因此，形成生殖细胞的类型也非常多，由生殖细胞通过受精作殖细胞的类型也非常多，由生殖细胞通过受精作用形成的受精卵的类型也就非常多。所以，人群用形成的受精卵的类型也就非常多。所以，人群中个体性状是多种多样的。中个体性状是多种多样的。第37页/共51页第三十八页，共52页。意义意义(yy) 基因基因(jyn)(jyn)重组中有无新的基因重组中有无新的基因(jyn)(jyn)产生？产生？ 有无新的基因有无新的基因(jyn)(jyn)型和表现型形型和表现型形成？成

25、？是生物变异的来源之一，是生物变异的来源之一，是生物多样性的来源之一，是生物多样性的来源之一，对生物的进化具有对生物的进化具有(jyu)重要重要的意义。的意义。思考思考（四）基因重组的意义（四）基因重组的意义第38页/共51页第三十九页，共52页。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基因的分子结构发生(fshng)改改变。变。不同不同(b tn)基因的重新组合。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由于外界理化(lhu)(lhu)因素或自身生因素或自身生理因素引起的碱基对的替换、缺失理因素引

26、起的碱基对的替换、缺失或增添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，非同源染色体上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。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。有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。胞。新基因产生的途径，是生物变异的新基因产生的途径，是生物变异的根本来源根本来源, ,是生物进化的原始材是生物进化的原始材料。料。是生物变异的重要来源，是形成生是生物变异的重要来源，是形成生物多样性的重要原因，对生

27、物的进物多样性的重要原因，对生物的进化也具有重要的意义化也具有重要的意义突变频率低，但普遍存在突变频率低，但普遍存在有性生殖中非常普遍有性生殖中非常普遍产生了新基因，出现了新性状。产生了新基因，出现了新性状。不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。性状重新组合。第39页/共51页第四十页，共52页。不同生物不同生物(shngw)(shngw)的可遗传变异的可遗传变异来源：来源：病毒病毒(bngd(bngd)基因突变基因突变(j yn (j yn t bin)t bin)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

28、突变、基因重组、染色体变异染色体变异思维拓思维拓展展第40页/共51页第四十一页，共52页。课后练习课后练习（P84）基础基础(jch)题题1.（1）；（；（2）；（）；（3）。）。 。 。 。拓展题拓展题1.放疗或化疗的作用是通过一定量的辐射或放疗或化疗的作用是通过一定量的辐射或化学药剂干扰肿瘤细胞和癌细胞进行化学药剂干扰肿瘤细胞和癌细胞进行DNA分分子的复制子的复制(fzh)，使其产生基因突变，从而，使其产生基因突变，从而抑制其分裂的能力，或者杀死癌细胞。放疗抑制其分裂的能力，或者杀死癌细胞。放疗的射线或化疗的药剂，既对癌细胞有作用，的射线或化疗的药剂，既对癌细胞有作用，也对正常的体细胞有

29、作用，因此，放疗或化也对正常的体细胞有作用，因此，放疗或化疗后病人的身体是非常虚弱的。疗后病人的身体是非常虚弱的。第41页/共51页第四十二页，共52页。2.镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的抵抗镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的抵抗力，这说明，在易患疟疾的地区，镰刀型细胞的力，这说明，在易患疟疾的地区，镰刀型细胞的突变突变(tbin)具有有利于当地人生存的一方面。具有有利于当地人生存的一方面。虽然这个突变虽然这个突变(tbin)体的纯合体对生存不利，体的纯合体对生存不利，但其杂合体却有利于当地人的生存。但其杂合体却有利于当地人的生存。第42页/共51页第四十三页，共52页。第43页/共5

30、1页第四十四页，共52页。课课 堂堂 练练 习习D1. 下列现象中属于可遗传的变异下列现象中属于可遗传的变异(biny)的是的是（ ）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、人类的色盲病第44页/共51页第四十五页，共52页。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说法，不正确的是( )A. 自然条件下，一种自然条件下，一种(y zhn)生物的突变率是很生物的突变率是很低的低的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

31、. 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白花，如果将白花种子种下去(xi q)，它的后代全，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 B. 自然选择自然选择 C. 基因突变基因突变 D. 基因重组基因重组第45页/共51页第四十六页，共52页。4. 下图中，基因下图中，基因A与与a1a2a3之间的之间的 关系关系(gun x)，不能表现的是，不能表现的是 ( )A. 基因基因(jyn)突变是不定向的突变是不定向的 B. 等位基因等位基因(jyn)的出现是基因的出现是基因(jyn)突变突变的结果的结果C. 正常基因正常基因(jyn)与致病基因与致病基因(jyn)可以转可以转化化D. 图中基因图中基因(jyn)的遗传遵循自由组合定的遗传遵循自由组合定律律Aa1a2a3D第46页/共51页第四十七页，共52页。在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，而没有在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨