基因突变和基因重组二

第1节基因突变和基因重组滁州市第四中学王丽莉必修2遗传与进化第5章基因突变及其他变异安徽省远程教育优秀作品教学目标重点难点问题探讨教学过程知识结构教学反馈课后习题教学参考教学目标1．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。

3．了解基因重组的概念和意义。

教学重点

1．基因突变的概念和特点。

2．基因重组的概念。

教学难点

基因突变的概念。

问题探讨三位同学在抄写英文句子“THECATSATONTHEMAT”（猫坐在草席上）时，分别抄成了“THEKATSATONTHEMAT”“THEHATSATONTHEMAT”“THECATONTHEMAT”讨论：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。

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，什么杀虫药，对付俺老祖宗还差不多！过去有效的杀虫药，为什么现在就不起作用了呢？你们大量使用杀虫药，我们可是兵多将广，变异类型多着呢！

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，太空椒具有明显的优势，果实肥大，把其种下去后结出的仍是太空椒可遗传的变异生殖细胞内的遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变。

不遗传的变异：

可遗传的变异：由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。变异的类型三个来源基因突变基因重组染色体变异Welcometostudybiology!第一节基因突变和基因重组镰刀型型贫血血症是是一种种异常常血红红蛋白白病。。一旦旦缺氧氧，患患者红红细胞胞变成成长镰镰刀型型，血血液的的粘性性增加加，引引起红红细胞胞的堆堆积，，导致致各器器官血血流的的阻塞塞。而而出现现脾脏脏肿大大，四四肢的的骨骼骼、关关节疼疼痛，，血尿尿和肾肾功能能衰竭竭等症症状，，病重重时，，红细细胞受受机械械损伤伤而破破裂产产生溶溶血现现象，，引起起溶血血性贫贫血甚甚至造造成死死亡。。1/1/2023缬氨酸酸—组组氨酸酸—亮亮氨酸酸—苏苏氨酸酸—脯脯氨酸酸—缬缬氨酸酸—谷谷氨酸酸———赖氨氨酸·········异异常基因突突变的的实例例:镰镰刀型型细胞胞贫血血症缬氨酸酸—组组氨酸酸—亮亮氨酸酸—苏苏氨酸酸—脯脯氨酸酸—谷谷氨酸酸—谷谷氨酸酸———赖氨氨酸·········正正常血红蛋蛋白分分子的的部分分氨基基酸顺顺序正常异常CTTGAA谷氨酸酸缬氨酸酸DNAmRNA氨基酸蛋白质正常异常GUACATGTA突变GAA_____原因因_____原因因根本直接┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失改变DNA分子子中发发生碱碱基对对的、和，而引引起的的的改变变。增添缺失改变基因结结构一．基基因突突变的的概念念TGTCTACAGADNAUGUCURNA半胱氨氨酸TGCCTACGGAUGCCU半胱氨氨酸基因突突变是是否一一定会会引蛋蛋白质质性状状的改改变？？同学们们可以以尝试试在缺缺失和和插入入状态态下蛋蛋白质质性状状是否否一定定改变变？红花的后代变成了蓝紫色基因突突变的的实例例正常山羊有时生下短腿“安康羊”基因突突变的的实例例1/1/2023基因突变的结结果：AAaA一个基因突变变后产生的是是它的等位基基因基因突变有关基因突变变的几个注意意点：（1）发生的的时间有丝分裂的间间期和减数第第一次分裂的的间期（2）基因突变变不改变染色色体上基因的的数量，只改变基因的的内部结构，使一个基因因变成它它的等位位基因（A→→a或a→A）。（二）基因突变的外因：

基因突变（三）基因突突变的意义:★基因突变是生生物变异的根根本原因，为为生物的进化化提供了最初初的原材料。。（思考一下下，为什么？？）生物的性状是是由基因控制制的，新的性性状（变异））由新的基因因控制，而新新的基因主要要来自于基因因突变。1.物理因素素：X射线、、紫外线、激激光等。2.化学因素：亚亚硝酸、碱基基类似物质。。3.生物因素素：病毒和某某些细菌。基因突变（四）基因突变的特点：1、生物界中中普遍存在————普遍性性2、随时发生生——随机性性3、自然情况况下突变的频频率很低———低频性4、多数对生生物有害———多害少利性性5、突变是不不定向的———不定向性①成功率低,有利个体往往往不多②需大量处理理材料人工诱变在育育种上的应用用诱变意义:是创造动、植植物新品种和和微生物新类类型的重要方方法（2）优点：①提高突变率率，缩短育种种周期②大幅度改良良某些性状（3）缺点:物理因素：X射线、γ射射线、紫外线线、激光等化学因素：亚亚硝酸、硫酸酸二乙酯等（1）常用的的方法：“一母生九仔仔，连母十个个样”这种差差异怎么造成成的？1.概念：基因重组是指指生物进行有有性生殖的过过程中，控制制不同性状的的基因的重新新组合。二、基因重组组基因重组能否否产生新的基基因？非同源染色体体上的非等位基因自自由组合AabBAaBbAb和aBAB和ab2.根本原因因同源染色体上上的非姐妹染色单单体之间的交叉互换基因重组是通通过有性生殖来实现的基因重组的实实例为生物变异提提供了极其丰丰富的来源,是生物多样样性的重要原原因之一3.基因重组组的意义:基因突变定义原因特点意义应用碱基对增添缺缺失改变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种知识结构基因重组知识结构定义原因意义练习题1、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，与普通萝卜相比，其性状将—————————。2、基因突变变的原因是：：A·染色体上上的DNA变变成了蛋白质质

B·染色色体上的DNA变成了RNA

C··染色体上的的DNA减少少了或增多了了

D·染色色体上的DNA结构发生生了局部改变变不遗传的变异异和其他一样D1/1/20233、诱变育种的的特点是①能大幅度度改良某些些性状②能形成新新基因③大多形成成新物种④一般对个个体生存有有利A．①②B．①③c．②③D．②④4、诱变育种所所依据的遗遗传学原理理是A．基因自自由组合B．基因突突变C．染色体体变异D．染色体体交叉互换换AB6、基因突突变发生在在下列哪种种细胞中：：A.洋葱表表皮细胞B.人的神神经细胞C.根尖生生长点D.人的的卵细胞C5、基因重重组是通过过什么过程程实现的：：A．无性生生殖B.两性性生殖C.有性性生殖D.基因因突变C课后习题基础题1.（1））√（（2）×（（3））×2.C3.B4.A拓展题1.提示示：原理：：利用射线线（物理因因素）损伤伤细胞内的的DNA，，抑制癌细细胞的复制制，药剂（（化学因素素）能改变变核酸内的的碱基，从从而改变癌癌细胞的特特性，都能能杀死癌细细胞。副作用：在在杀死癌细细胞的同时时也杀死了了体内正常常的细胞。。2.提提示：基基因突变变大部分分是有害害的，因因镰刀型型细胞贫贫血症因因为供供氧能能力低，，使得疟疟原虫在在体内不不能生存存，所以以有镰刀刀型细胞胞贫血症症的人很很少患疟疟疾。某某些基因因突变对对人类是是有利的的，而且且基因突突变出现现了新的的基因，，为生物物的进化化提供了了原材料料，不利利变异会会慢慢被被淘汰，，有利变变异得到到积累而而加强，，推动生生物的进进化。教学参考考《生物的的变异》》的节引引言，主主要是概概述可遗遗传变异异的三个个来源。。充分发发挥前言言的承上上启下作作用，因因为表现现型是基基因型与与环境条条件相互互作用的的结果，，不论是是基因型型还是环环境条件件的改变变，都可可能引起起表现型型改变，，这就是是生物的的变异。。可用下下表来表表示：教学参考考课文中列列举的人人类镰刀刀型细胞胞贫血症症(HbS)是是说明碱碱基置换换的实例例。此外外，血红红蛋白αα链异常常的HbW和HbG两两个实例例，说明明碱基对对的增减减变化。。如HbW是由由于α链链基因的的信息链链缺失一一个胞嘧嘧啶碱基基C，使使信使RNA单单链上第第138位氨基基酸密码码改变，，导致后后面的碱碱基序列列前移一一个位点点而全部部改变(如下表表)；HbGαα链异常常是因为为信使RNA第第119位脯氨氨酸密码码后面，，插入了了第117～119位位三个氨氨基酸密密码。认识基因因突变的的定义之之后，应应进一步步认识到到染色体体某个座座位上基基因突变变的结果果，必将将产生它它的等位位基因，，由于控控制同种种性状的的遗传物物质出现现新类型型，将导导致基因因型及其其表现型型的改变变。因此此，突变变是生物物变异的的根本来来源，为为生物进进化提供供了丰富富的原材材料。基因突变变具有普普遍性、、随机性性、稀有有性、不不定向性性和有害害性等特特点，尤尤其是不不定向性性基因突突变可能能产生一一系列异异质的等等位基因因或非等等位基因因，这是是生物进进化的重重要因素素之一。。应注意的的问题如如下：1．基因因突变的的分类方方法有许许多种，，因为突突变的原原因、结结果、状状态、过过程等既既有区别别又互相相联系。。课文中中提到的的自然突突变和诱诱发突变变，是按按照突变变生成的的过程划划分的，，这种分分类仅仅仅是为进进一步描描述基因因突变的的特点而而铺垫的的两个术术语，因因为突变变的随机机性、稀稀有性、、不定向向性、有有害性等等，主要要是自然然突变的的特点。。2．随机机性是指指自然突突变发生生的个体体、部位位、基因因、时间间等都是是随机的的。教材材是通过过典型实实例来阐阐明突变变的时间间和部位位是随机机的。3．由于于同一个个基因可可以在生生物的不不同个体体上重复复发生突突变，因因此基因因突变有有一定的的频率。。自然突突变频率率极低，，但相当当稳定；；不同基基因的突突变频率率，差异异很大。。诱发突突变的频频率远远远高于自自然突变变。由于于突变频频率低，，有时用用100万个体体或配子子中的突突变数目目来表示示突变率率。教学学时可用用下表中中玉米粒粒色等基基因的突突