5.1 基因突变与基因重组 知识新教材人教版（）高一生物必修二

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第1节基因突变和基因重组

第五章基因突变及其他变异

讨论：

1.航天育种的生物学原理是什么

基因突变

下面是三个小朋友的对同一个句子进行的抄写：

原句：Iamacat

抄写一：Iamacat

抄写二：Ianacat

抄写三：Iamacot

DNA分子在进行复制的过程中，每一个DNA要完成数以百万计的碱基之间的互补配对，在这个过程中是否也会出现配错的可能？

一、基因突变

实例：镰刀型贫血症

镰状细胞贫血症是一种遗传病，正常人的红细胞呈圆饼状，中央微凹；而镰状细胞贫血症的患者红细胞是弯曲的镰刀状。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。

这种疾病的病因是什么呢？？？

研究发现：在组成血红蛋白分子的肽链上发生了氨基酸的替换

正常红细胞的氨基酸序列

异常红细胞的氨基酸序列

正常人

镰状细胞贫血患者

正常的

血红蛋白

正常DNA

转录

翻译

谷氨酸正常

缬氨酸异常

A

异常

血红蛋白

异常DNA

转录

异常mRNA

翻译

A

T

U

碱基对

替换

镰状细胞贫血症发病机理

正常mRNA

一、基因突变

（1）概念：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变

(2)发生时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期

(3)发生部位：任何细胞里的任何一条DNA的任何一个部位，但只有发生在基因上的才叫基因突变

(4)突变类型：碱基的替换、增添或缺失

(5)突变类型一定能遗传吗？

基因突变

若发生在配子中将遵循遗传规律传递给后代

发生在体细胞

有性生殖的动物体细胞中一般不会传递给后代

若发生在植物体细胞中，可以通过无性繁殖传递给后代

二、细胞的癌变

①原癌基因：原癌基因表述的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表述而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。

（1）与癌症有关的基因：原癌基因和抑癌基因

②抑癌基因：抑癌基因表述的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变癌细胞

细胞癌变实例——结肠癌发生的原因

正常细胞

原癌基因和抑癌基因突变

导致

细胞癌变

致癌因子

导致

外因

内因

基因突变的原因：

①物理因素（X射线、紫外线）

②化学因素（亚硝酸盐、碱基类似物）

③生物因素（某种病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA）

④基因突变也会由于DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。

基因突变的特点

1、普遍性：基因突变会发生在所有生物钟中

2、随机性：基因突变会发生在生物体任何时期、任何细胞、DNA的任何部位

3、不定向性：基因突变具有不定向性，表现为一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因

4、低频性：在自然状态下，基因突变的频率是很低的

5、基因突变可能是有利突变也可能是有害突变也可能及无害页无益。

基因突变的意义

1、是新基因产生的途径

2、是生物变异的根本来源

3、为生物的进化提供了丰富的原材料

三、基因重组

概念：在生物进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的自由组合。

类型①：在生物体通过减数分裂产生配子时，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合，产生不同的配子。

发生时期：减数第一次分裂后期

类型②：在减数分裂过程中的四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组

发生时期：减数第一次分裂前期

基因重组的意义：基因重组能够产生基因组合多样化的子代，是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义

实例：一母生九子，九子各不同

项目基因突变基因重组

适用范围

变异实质

可能性

结果

所有生物

有性生殖的生物

产生新的基因和基因型

产生新的基因型

基因碱基序列发生改变

控制不同性状的基因重新组合

可能性小，突变频率低

普遍发生在有性生殖过程中，产生的变异多

当堂检测

1、同无性生殖相比，有性生殖产生的后代具有更大的变异性，其根本原因是（）

A．基因突变频率更高

B．产生新的基因组合机会多

C．产生许多新的基因

D．更容易受环境影响而发生变异

2、产生镰状细胞贫血的根本原因是（）

A.血液中镰刀状的红细胞易破裂

B.血红蛋白中一个氨基酸不正常

C.mRNA中一个碱基发生了改变

D.编码血红蛋白的基因的碱基序列发生改变

D

3、下列不属于基因重组的是（）

A.四分体中同源染色体上等位基因随非姐妹染色单体的染色体互换而互换

B.非同源染色体上非等位基因的重组

C.精子与卵细胞中染色体上基因的组合

D.有性生殖过程中,控制不同性状的基因的重新组合

C

4、下列关于基因重组的叙述,正确的是（）

A.杂交后代出现3:1的分离比,不可能是基因重组导致的

B.联会时的染色体互换实现了同源染色体上等位基因的重新组合

C.“肺炎