第一节基因突变和基因重组 讲课

1、通过整容改变的外型可以遗传给后代吗？通过整容改变的外型可以遗传给后代吗？同学们喜欢看韩剧吗？同学们喜欢看韩剧吗？生物的变异生物的变异是指亲代和子代之间，以及子代的不同个体之间性是指亲代和子代之间，以及子代的不同个体之间性状上的差异。状上的差异。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 遗传物质发生了改变遗传物质发生了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环境因素引起的环境因素引起的 ，自身，自身的的遗传物质没有改变遗传物质没有改变. . 太空椒（经过太空遨游，也太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）和普通椒相比，就是经过辐射的）和普通椒相比，太空椒具有明显的优势

2、，果实肥太空椒具有明显的优势，果实肥大，大，把其种下去后结出的仍是太把其种下去后结出的仍是太空椒空椒第1节 基因突变和基因重组知识回顾知识回顾 1、（、（1）基因）基因 （2）环境）环境 反馈：反馈： 2、联会、联会 非姐妹染色单体；减数第一次非姐妹染色单体；减数第一次分裂后期分裂后期 3 （2） 可遗传变异可遗传变异 不可遗传变异不可遗传变异 遗传物质遗传物质一、基因突变一、基因突变基因突变实例：基因突变实例：镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症正常红细胞正常红细胞镰刀型红细胞镰刀型红细胞自主学习：自主学习：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

3、异常蛋白质异常蛋白质CA TG T A谷氨酸谷氨酸 氨基酸氨基酸正常红细胞正常红细胞镰刀型红细胞镰刀型红细胞根本根本原因原因A AT T替换替换T TA A直接直接原因原因谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸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 DNADNA分子中发生碱基对的替换、增添和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缺失，而引起的基因结构的改变( (一般地，基一般地，基因突变后变成其新的等位基因因突变后变成其新的等位基因)。 基因突变的概念基因突变的概念增增添添缺缺失失替替换换思考：思考：基因突变发生的时间？基因突变发生的时间？ DNA DNA复制时复制时( (

4、有丝分裂的间期和减数有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期第一次分裂前的间期) )【反馈反馈】下图为人下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码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。已知蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发基因发生一种突变，导致生一种突变，导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是发生的突变是()A.A.处插入碱基对处插入碱基对G GC B.C B.处碱基对处碱基对A AT T替换为替换为G GC CC.C.处缺失碱基对处缺失碱基对A AT D.T D.处碱基对处碱基对G GC C替换为替换为A AT T B 互动探

5、究：互动探究：1 1、基因突变在光学显微镜下可见吗？会不会改变染色体上、基因突变在光学显微镜下可见吗？会不会改变染色体上基因的数量及所处位置？基因的数量及所处位置？2 2、基因突变的类型中，哪种对生物性状的影响最小？分析、基因突变的类型中，哪种对生物性状的影响最小？分析说明：说明： 不可见；不会。不可见；不会。互动探究：互动探究：3 3、基因突变一定会导致性状改变吗？举例说明：、基因突变一定会导致性状改变吗？举例说明： 不一定，密码子具有简并性不一定，密码子具有简并性( ( 一种氨基一种氨基酸可能对应多种密码子酸可能对应多种密码子) )DNAA U C C G C 异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精氨酸

6、mRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常碱基对碱基对替换替换A U U C G C 异亮氨酸异亮氨酸T A A G C G A T T C G C 精氨酸精氨酸基因突变基因突变是否一定是否一定引起生物性状的改变呢？引起生物性状的改变呢？基因突变基因突变一定一定会导致会导致基因结构基因结构的改变。的改变。基因突变基因突变并不一定并不一定引起引起生物性状生物性状的改变。的改变。基因突变基因突变是否一定是否一定引起生物性状的改变呢？引起生物性状的改变呢？ 基因突变不一定改变生物性状的原因有哪些？基因突变不一定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

7、有几种密码子(密码子的简并性密码子的简并性) 显性纯合子突变成杂合子（显性纯合子突变成杂合子（AAAa） 不直接编码氨基酸的基因片段不直接编码氨基酸的基因片段(DNA片段片段)发生改变发生改变互动探究：互动探究：4、基因突变都会遗传给后代吗？举例说明：基因突变都会遗传给后代吗？举例说明： 突变发生在配子中突变发生在配子中, ,一般能遗传给后代一般能遗传给后代. . 突变发生在体细胞中突变发生在体细胞中, ,一般不能遗传一般不能遗传. .但是但是植物可以通过无性繁殖遗传。植物可以通过无性繁殖遗传。DNADNA分子复制时偶尔发生错误或者碱基分子复制时偶尔发生错误或者碱基组成发生改变组成发生改变自主

8、学习：基因突变的原因自主学习：基因突变的原因1、外因：、外因：2 2、内因、内因化学因素：化学因素：生物因素：生物因素：改变核酸的碱基改变核酸的碱基影响宿主细胞的影响宿主细胞的DNADNA物理因素：物理因素：损伤细胞内的损伤细胞内的DNADNA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生物个体发育的任何时期，细胞可发生在生物个体发育的任何时期，细胞内的不同内的不同DNADNA分子上，同一分子上，同一DNADNA分子的不同分子的不同部位部位 2 2、普遍性、普遍性3 3、随机性、随机性: :1、少利多害性少利多害性：5、 不定向性：不定向性：A Aa a1 1或或A Aa a2 2 自

9、然界突变率：自然界突变率：10105 5- - 1010-8-84 4、低频性低频性: :白化病白化病白化苗白化苗少利多害性少利多害性基因突变的特点基因突变的特点大多数大多数基因突变对生物体是基因突变对生物体是有害的有害的，只有，只有少数少数是是有利有利的，的，有些既无害也无益。有些既无害也无益。白眼果蝇白眼果蝇短腿的安康羊短腿的安康羊普遍性普遍性基因突变的特点基因突变的特点玉米白化苗玉米白化苗白色皮毛牛犊白色皮毛牛犊人类多指人类多指2022-6-20不定向性不定向性可逆性可逆性2022-6-20基因突变的结果：基因突变的结果：AAaA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

10、等位基因。基因突变的意义基因突变的意义(1)(1)是是新基因新基因产生的途径产生的途径 (2) (2)是生物变异的是生物变异的根本来源根本来源（3 3）为为生物进化生物进化提供提供原始原始材料材料批判性思维批判性思维 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原材料。你认此，它不可能为生物进化提供原材料。你认为这样的看法正确吗？为什么？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。 对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。对于生物个体而言，

11、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，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其来看，在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义。中有不少突变是有利突变，对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因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。【反馈反馈】1.1.如图表示在生物的一个种群中某一基因的类型及其关系。下列哪项不能从图如图表示在生物的一个种群中某一基因的类型及其关系。下列哪项不能从图中分析得到中分析得到( () )A A表明基因的突变具

12、有不定向性表明基因的突变具有不定向性B B表明基因突变具有可逆性表明基因突变具有可逆性C C这些基因的碱基序列一定不同这些基因的碱基序列一定不同D D表明基因突变具有普遍性表明基因突变具有普遍性2.2.下列有关基因突变的叙述中，不正确的是下列有关基因突变的叙述中，不正确的是( () )A A基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或替换基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或替换 B B基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变而发生的而发生的C C基因突变可以在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下引基因突变可以

13、在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下引起起D D基因突变的频率是很低的，并且都是有害的基因突变的频率是很低的，并且都是有害的3.3.下列变化属于基因突变的是下列变化属于基因突变的是( () )A A玉米籽粒播于肥沃土壤，植株穗大粒饱；播于贫瘠土壤，植株穗小玉米籽粒播于肥沃土壤，植株穗大粒饱；播于贫瘠土壤，植株穗小粒瘪粒瘪B B黄色饱满粒与白色凹陷粒玉米杂交，黄色饱满粒与白色凹陷粒玉米杂交，F F2 2中出现黄色凹陷粒与白色饱中出现黄色凹陷粒与白色饱满粒满粒C C在野外的棕色猕猴种群中偶尔出现了白色猕猴在野外的棕色猕猴种群中偶尔出现了白色猕猴D D小麦经减数分裂产生花粉小麦经减数分裂产生

14、花粉DDC2 2、概念、概念: :在生物进行在生物进行有性生殖有性生殖过程中，控制过程中，控制不同性状的不同性状的基因基因的的重新组合重新组合。二、基因重组二、基因重组1 1、自主学习、自主学习: :回顾孟德尔的两对相对性状的杂交实验回顾孟德尔的两对相对性状的杂交实验3 3、类型、类型: :注注:广义的基因重组还包括广义的基因重组还包括基因工程基因工程(1)(1)交叉互换型交叉互换型: :(2)(2)自由组合型自由组合型: :(1)(1)交叉互换型交叉互换型: :减数第一次分裂前期（四分减数第一次分裂前期（四分体时期）同源染色体的非姐妹染色单体间发体时期）同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互

15、换。生交叉互换。AaAaBbAabBAaBb(2)(2)自由组合型自由组合型: :减数第一次分裂后期，同源减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体上的非等位基因染色体分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合自由组合在减数第一次分裂在减数第一次分裂四分体四分体时期，时期，同源染色体同源染色体上的上的非姐妹染色单非姐妹染色单体体之间发生局部互换之间发生局部互换. .互动：基因重组能否产生新的基因？互动：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。基因重组的意义：基因重组的意义

16、：1、产生新基因型（未产生新基因）产生新基因型（未产生新基因）2、生物变异的来源之一、生物变异的来源之一3、对生物进化有重要意义、对生物进化有重要意义互动探究：列表比较基因突变和基因重组互动探究：列表比较基因突变和基因重组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碱基对的增添、缺失或替换引碱基对的增添、缺失或替换引起的基因结构的改变。起的基因结构的改变。控制不同性状的基因的重新控制不同性状的基因的重新组合，不产生新基因。组合，不产生新基因。时间时间有丝分裂间期和减数第一次分有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期裂前的间期减数第一次分裂减数第一次分裂原因原因DNA分子中碱基对的替换增

17、添分子中碱基对的替换增添缺失缺失非同源染色体上非等位基因非同源染色体上非等位基因的自由组合、交叉互换的自由组合、交叉互换条件条件外界环境条件和内部因素外界环境条件和内部因素不同个体间的杂交、减数分不同个体间的杂交、减数分裂和受精作用裂和受精作用结果结果产生新基因、新性状产生新基因、新性状产生新基因型产生新基因型意义意义产生新基因的途径、生物变异的根产生新基因的途径、生物变异的根本来源、为生物进化提供原材料本来源、为生物进化提供原材料生物变异的重要来源之一、产生生物变异的重要来源之一、产生多样化的基因组合的子代、对生多样化的基因组合的子代、对生物进化有重要意义物进化有重要意义发生频率发生频率突变频率低，但在生物界普遍突变频率低，但在生物界普遍存在存在有性生殖中非常普遍有性生殖中非常普遍【反馈反馈】1.1.以下有关基因重组的叙述，错误的是以下有关基因重组的叙述，错误的是()A A非同源染色体的自由组合能导致基因重组非同源染色体的自由组合能导致基因重组B B同源染色体的非姐妹染色单体间的交换可引起基因重组同源染色体的非姐妹染色单体间的交换可引起基因重组C C纯合子自交因基因重组导致子代性状分离纯合子自交因基因重组导致子代性状分离D D同胞兄妹间的遗传差异与父母基