基因突变和基因重组六

龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞，这说明生物具有____的现象。遗传一母生九仔，连母十个样，这说明生物具有______的现象。变异生物界中的变异现象什么叫“生物的变异”？生物体亲代与子代之间以及子代个体之间性状的差异性。变异能否遗传？想一想：上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象的发生？这种变异性状能遗传给子代吗？为什么?分析：是环境因素引起的，自身的遗传物质没有改变。甘蓝3.5kg7kg拉萨3.5kg北京资料：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有3.5KG，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达7KG左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5KG。红花的后代变成了蓝紫色上述变异性状的后代为何仍然是蓝紫色花呢？遗传物质发生了改变。蓝紫色花的后代仍是蓝紫色表现型

基因型

环境

（不可遗传的变异）诱因（改变）（改变）（改变）判断：仅环境因素引起的变异一定不能遗传。基因重组染色体变异基因突变（遗传物质未发生改变）（遗传物质改变）（可遗传的变异）第五章基因突变及其其他变异第1节基因突变和基因重组三位同学在抄写英语句子“THECATSATONTHEMAT(猫坐在草席上)”时，分别抄成了以下的句子：THEKATSATONTHEMATTHE

CATONTHEMATTHEFATCATSATONTHEMAT与原来的句子相比较，意思发生了什么变化呢？假如在DNA分子的复制过程中，发生了类似的错误，DNA分子所携带的遗传信息将会发生怎样的变化？这样的变化可能对生物体产生什么影响？问题探讨我帅呆！哼…一、基因突变

镰刀型型细胞胞贫血血症（一））基因因突变变的实实例资料：：1910年，一一个黑黑人青青年到到医院院看病病，检检查发发现他他患的的是当当时人人们尚尚未认认识的的一种种特殊殊的贫贫血症症，他他的红红细胞胞不是是正常常的圆圆饼状状，而而是弯弯曲的的镰刀刀状，，人们们称这这种病病为镰镰刀型型细胞胞贫血血症。。这种病病患者者一旦旦缺氧氧，红红细胞胞变成成长镰镰刀型型。病病重时时，红红细胞胞容易易破裂裂，引引起严严重贫贫血而而造成成死亡亡。正常血血红蛋蛋白第第6位上的的谷氨酸酸被缬氨酸酸取代。[探究]正常血红蛋白究竟出了什么问题？缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸—赖氨酸12345678（正常血红蛋白）（异常常血红红蛋白白）CTTGAA谷氨酸酸缬氨酸酸DNAmRNA氨基酸酸蛋白质质正常异常GUACATGTA突变GAA_____原因因镰刀刀型型细细胞胞贫贫血血症症是是由由引起起的的一一种种遗遗传传病病。。病因因：：DNA分子子中中碱碱基基对对替替换换根本本[探究]第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？ATTA替换直接接原因因决定定谷氨氨酸酸→→缬氨氨酸酸替换换增添添缺失失ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

ATTA

CCGC

GGCG

ATTA

AT

A

CCGC

T

GGCG

DNA片段段碱基基对对的的增添添、缺失失或替换换，改改变变了了基基因因的的结构构。A

T

CCGCT

A

GGCG

CCGC

G

GCG

[探究]

DNA分子中的碱基对有哪几种变化，从而导致基因结构的改变？1、概念念：DNA分子子中中发发生生碱基基对对的____、____和_____，而而引引起起的的________的改改变变。。增添添缺失失替换换基因因结结构构（二二））基基因因突突变变的的概概念念DNA···AU

C

CGC···

···A

U

U

CGC···

异亮亮氨氨酸酸精氨氨酸酸异亮亮氨氨酸酸mRNA···AT

C

CGC···

···TA

G

GC

G···正常···TAAGC

G······ATTCGC···

碱基对替换精氨氨酸酸[探究究]碱基基对对改改变变一一定定会会导导致致蛋蛋白白质质的的结结构构改改变变吗吗？？···ATCCGC···

···TAGGC

G···正常常mRNADNAmRNADNA氨基基酸酸氨基基酸酸···AUCCGC···

异亮亮氨氨酸酸精氨氨酸酸···ACCG

C···

苏氨氨酸酸丙氨氨酸酸②①①②···A

CCGC···

···TGGCG···碱基基对对缺缺失失1、概念念：DNA分子子中中发发生生碱基基对对的____、____和_____，而而引引起起的的________的改改变变。。增添添缺失失替换换基因因结结构构（二二））基基因因突突变变的的概概念念思考考：：1、哪哪一一种种基基因因突突变变对对生生物物性性状状的的影影响响最最小小？？碱基基对对的的替替换换2、基基因因突突变变不不改改变变生生物物性性状状的的原原因因有有哪哪些些？？①一一种种氨氨基基酸酸可可能能有有几几种种密密码码子子②显显性性纯纯合合子子突突变变成成杂杂合合子子（（AA→→Aa）基因因突突变变若若发发生生在在配子子中（减数数分分裂裂时时产产生生）将遵遵循循遗遗传传规规律律传递递给给后后代代。若发发生生在在体细细胞胞（有丝丝分分裂裂），，一般般不能能遗遗传传。有些些植植物物体体细细胞胞发发生生基基因因突突变变，，可可以以通通过过无无性性繁繁殖殖传传递递。。人人体体某某些些体体细细胞胞的的基基因因（（原原癌癌基基因因和和抑抑癌癌基基因因））突突变变，，有有可可能能发发展展成成癌细细胞胞。思考考：：3、突突变变后后的的基基因因会会遗遗传传给给后后代代么么？？（三三））基基因因突突变变的的原原因因自发发突突变变（（内内因因））：：自然然条件件下下DNA偶尔尔复制制错错误误例如如：：果蝇蝇的的白白眼眼，，水水稻稻的的矮矮秆秆等等。。物理因素化学因素生物因素提高高突突变变频频率率X射线线、、激激光光等等亚硝硝酸酸、、碱碱基基类类似似物物等等病毒、某某些细菌菌等诱发突变变（外因因）：夏季涂抹抹防晒霜霜青少年少少上网，，少用手手机不喝反复复烧开的的水（含含亚硝酸酸盐）物理因素素物理因素素化学因素素少吃烧烤烤和油炸炸食品化学因素素分析以下下情况是是减少哪哪种因素素诱发基基因突变变的可能能，从而而防止细细胞癌变变？接种乙肝肝疫苗生物因素素想一想:基因突变一般会发生在什么时侯呢？有丝分裂裂的间期减数第一一次分裂裂间期在DNA复制时期（四）基基因突变变的时间间AAAaAaaaaA一个基因因突变后后产生的的是它的的等位基因因（五）基基因突变变的结果果基因突变变是染色色体的某一位点点上基因的的改变,使一个基基因变成成它的等位基因因（A→a或a→A）,不改变染染色体上上基因的的数量，只改变变基因的内内部结构构，并且通常常会引起起一定的的表现型型的变化化.遗传信息息改变DNADNA差错内因：碱基变化化外因：物理因素素化学因素素生物因素素脱氧核苷苷酸种类类、数量量、排列列顺序改改变碱基对的的替换、、增添、、缺失基因结构构发生改改变产生等位位基因（A1a1、a2………）复制引起细菌无无抗抗药性——抗药性棉花正正常常枝——短果枝果蝇红红眼眼——白眼长翅——残翅家鸽羽羽毛毛白色——灰红色人正正常色觉觉——色盲正常肤色色——白化病常见突变变性状：：1.在生生物界普普遍存在在—普遍性玉米白化苗人类多指指短腿安康康羊（中中）（六）基基因突变变的特点点开花结果的植株胚幼苗具根茎叶的植株分化出花芽的植株受精卵基因突变变发生在在生物个个体发育育的什么么时期？？任何时期期2.在生生物个体发育育的如何何时期发生—随机性①②③④⑤小资料3.突变变率低自然状态态下，基基因突变变的频率率是很低低的。白化苗4.大多多数突变变是有害害的—多害性白化病为什么呢呢？任何一种种生物都都是长期期进化过过程的产产物，它它们与与环境取取得了高高度的协协调。基因突变变中，有有利突变变多，还还是有害害突变多多？有害的基基因突变变畸形的雏雏鸭人类的多多指人类的并指镰刀形红红细胞高产大豆豆高高产青青霉菌株株有利的基基因突变变经诱变处处理的紫紫色种子子产生的的子代种种子基因突变变还有何何特点？？如老鼠灰毛基因A+突变AY(黄毛)a(黑毛)灰老鼠黑老鼠黄老鼠5.基基因突变变是不定向的的—不定向性性基因突变变是新基因产产生的途径，，是生物物变异的的根本来源源,是生物进化化的原始材料料.（七）基基因突变变的意义义批判性思思维有人认为为，自然然条件下下基因突突变率很很低，而而且大多多数基因因突变对对生物体体是有害害的，因因此，它它不可能能为生物物进化提提供原材材料。你你认为这这样的看看法正确确吗？为为什么？？这种看法法不正确确。对于于生物个个体而言言，发生生自然突突变的频频率是很很低的。。但是，，一个物物种往往往是由许许多个体体组成的的，就整整个物种种来看，，在漫长长的进化化历程中中产生的的突变还还是很多多的，其其中有不不少突变变是有利利突变，，对生物物的进化化有重要要意义。。因此，，基因突变变能够为为生物进进化提供供原材料料。（P82）（八）基基因突变变的应用用人工诱变变育种原理:运用物理理因素或或化学因因素提高高突变率率,诱发基因因突变,获得优良良品种.实例:高产青霉霉菌株太太空椒椒、太空空南瓜优点：提高突变变率，缩短育种种年限，大大幅度改改良性状，为人人类选育育出优良良的生物品品种缺点：有利变异异少，要要处理大大量的实验验材料，，具有盲盲目性“一母生九九仔，连连母十个个样”这这种差异异怎么造造成的？？二、基因因重组在生物体体进行有有性生殖殖的过程程中，控制不同同性状的的基因的的重新组组合。（一）基基因重组组的概念念方式１、非同同源染色色体上的的非等位位基因自由组合合2、同源染染色体的的非姐妹妹染色单单体之间间的局部部交换（（交叉互换换）减数第一一次分裂裂后期非同源染染色体上上的非等等位基因因自由组组合AabBAaBbAb和aBAB和ab（二）基基因重组组发生时时期AaAaBbAabBAaBb减数第一一次分裂裂前期（（四分体体时期））同源染色色体上的的非姐妹妹染色单单体之间间的交叉叉互换3、两个亲亲本的遗遗传物质质差距越越大，基基因重组组的类型型就越多多。（三）基基因重组组的特点点1、变异概率率高，几几乎100%2、只有通过过有性生生殖过程程才能实实现的。。意义基因重组组中有无无新的基基因产生生？有有无新的的基因型型和表现现型形成成？是生物变异异的来源之之一，是生物多样样性的来源之之一，对生物的进进化具有重要要的意义义。思考（四）基基因重组组的意义义基因的分分子结构构发生改改变不同基因因的重新新组合细胞分裂裂间期由于外界界理化因因素或自自身生理理因素引引起的碱碱基对的的替换、、缺失或或增添减数第一一次分裂裂前期的四分体体时期的的交叉互互换；减数第一一次分裂裂后期，非同源源染色体体上的非非等位基基因自由由组合外界环境境条件的的变化和和内部因因素的相相互作用用。有性生殖殖过程中中进行减减数分裂裂形成生生殖细胞胞。新基因产产生的途途径，是是生物变变异的根本来源源,是生物进进化的原原始材料料是生物变变异的重重要来源源，是形形成生物物多样性性的重要要原因，，对生物物的进化化也具有有重要的的意义突变频率率低，但但普遍存存在有性生殖殖中非常常普遍产生了新新基因，出现了了新性状状不产生新新基因，，而是产生新的的基因型型，使不同同性状重重新组合合不同生物物的可遗遗传变异异来源：：病毒——基因突变变原核生物物——基因突变变真核生物物——基因突变变、基因因重组、、染色体体变异思维拓展课堂练练习1.下列现象中中属于可遗遗传的变异异的是A、玉米由于于水肥充足足而长得穗穗大粒足B、人由于晒晒太阳皮肤肤变黑C、