基因突变和基因重组-yh

第一节基因突变和基因重组自然界中的变异现象什么叫“生物的变异”？生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。摩尔根实验中的F2代果蝇想一想：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。不可遗传的变异变异能否遗传？环境因素引起的，自身的遗传物质没有改变，不能遗传给子代的变异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

（不遗传的变异）诱因（改变）（改变）（改变）基因重组染色体变异基因突变（遗传物质未发生改变）（遗传物质发生改变）（可遗传的变异）镰刀型细胞贫血症（一）基因突变的实例

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。这种病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型。病重时，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。一、基因突变

正常血红蛋白第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代。[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）（异常血红蛋白）CTTGAA谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白质正常异常GUACATGTA突变GAA_____原因

镰刀型细胞贫血症是由

引起的一种遗传病。病因：DNA分子中碱基对替换根本[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替换直接原因决定谷氨酸→缬氨酸DNA···AU

C

CGC···

···A

U

U

CGC···

异亮氨酸精氨酸异亮氨酸mRNA···AT

C

CGC···

···TA

G

GC

G···正常···TAAGC

G······ATTCGC···

碱基对替换精氨酸[探究]碱基对改变一定会导致蛋白质的结构改变吗？DNA碱基对替换，不一定引起蛋白质结构的改变。结论:原因：密码子的简并性替换增添缺失ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

ATTA

CCGC

GGCG

ATTA

AT

A

CCGC

T

GGCG

DNA片段碱基对的增添、缺失或替换，改变了基因的结构。A

T

CCGCT

A

GGCG

CCGC

G

GCG

[探究]

DNA分子中的碱基对有哪几种变化，能引起编码蛋白质的改变？正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸···AUCCGCA···

异亮氨酸精氨酸···ACCG

CA···

苏氨酸丙氨酸②···ATCCGCA···

···TAGGC

GT···①①②

···A

CCGCA···

···TGGCGT···碱基对缺失[探究]

DNA分子中的碱基对有哪几种变化，能引起编码蛋白质的改变？碱基对增添呢？1、概念：DNA分子中发生碱基对的____、____和_____，而引起的________的改变。

增添缺失替换基因结构（二）基因突变的概念如果发生碱基对的添加、缺失或替换，能否称为基因突变？思考：哪一种基因突变对生物的影响最大？

三种都有可能（2）对性状而言：

*一种氨基酸可能有几种密码子(简并性)*显性纯合子突变成杂合子（AA→Aa）…①改变子代的性状（aa→Aa

）

②不改变子代的性状2、基因突变的结果（1）对基因而言：产生等位基因（3）对后代而言：

①有性生殖的过程：体细胞中的的突变基因是不能遗传

给子代；生殖细胞中的基因可能遗给子代。②无性生殖的过程：可以遗传给子代想一想:基因突变一般会发生在什么时侯呢？（3）基因突变的时间想一想:基因突变一般会发生在什么时侯呢？DNA复制时期（3）基因突变的时间想一想:基因突变一般会发生在什么时侯呢？有丝分裂的间期减数第一次分裂间期DNA复制时期（3）基因突变的时间4、基因突变的原因自发突变：自然条件下DNA偶尔复制错误例如：果蝇的白眼，水稻的矮秆等。4、基因突变的原因自发突变：自然条件下DNA偶尔复制错误例如：果蝇的白眼，水稻的矮秆等。诱发突变：物理因素X射线、激光等4、基因突变的原因自发突变：自然条件下DNA偶尔复制错误例如：果蝇的白眼，水稻的矮秆等。诱发突变：物理因素化学因素X射线、激光等亚硝酸、碱基类似物等4、基因突变的原因自发突变：自然条件下DNA偶尔复制错误例如：果蝇的白眼，水稻的矮秆等。诱发突变：物理因素化学因素生物因素提高突变频率X射线、激光等亚硝酸、碱基类似物等病毒、某些细菌等DNADNA差错内因：碱基变化外因：物理因素化学因素生物因素复制引起DNADNA差错内因：碱基变化外因：物理因素化学因素生物因素脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变碱基对的替换、增添、缺失复制引起遗传信息改变DNADNA差错内因：碱基变化外因：物理因素化学因素生物因素脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变碱基对的替换、增添、缺失基因结构发生改变产生等位基因（A1a1、a2……）复制引起细菌无抗药性——抗药性棉花正常枝——短果枝果蝇红眼——白眼长翅——残翅家鸽羽毛白色——灰红色人正常色觉——色盲正常肤色——白化病常见突变性状：玉米白化苗人类多指5.基因突变的特点短腿安康羊（中）细菌无抗药性——抗药性棉花正常枝——短果枝果蝇红眼——白眼长翅——残翅家鸽羽毛白色——灰红色人正常色觉——色盲正常肤色——白化病常见突变性状：（1）在生物界普遍存在—普遍性玉米白化苗人类多指5.基因突变的特点短腿安康羊（中）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发生在生物个体发育的什么时期？任何时期①②③④⑤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发生在生物个体发育的什么时期？任何时期（2）在生物个体发育的如何时期发生—随机性①②③④⑤花芽在分化时发生基因突变基因突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因2×10－６果蝇的白眼基因4×10－5果蝇的褐眼基因3×10－5玉米的皱缩基因1×10－６小鼠的白化基因1×10－5人类色盲基因3×10－5小资料基因突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因2×10－６果蝇的白眼基因4×10－5果蝇的褐眼基因3×10－5玉米的皱缩基因1×10－６小鼠的白化基因1×10－5人类色盲基因3×10－5小资料自然状态下，基因突变的频率是很低的。基因突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因2×10－６果蝇的白眼基因4×10－5果蝇的褐眼基因3×10－5玉米的皱缩基因1×10－６小鼠的白化基因1×10－5人类色盲基因3×10－5小资料（3）突变率低—低频性白化苗白化病为什么呢？任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境取得了高度的协调。基因突变中，有利突变多，还是有害突变多？白化苗（4）大多数突变是有害的—多害性白化病为什么呢？任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境取得了高度的协调。基因突变中，有利突变多，还是有害突变多？经诱变处理的紫色种子产生的子代种子基因突变还有何特点？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）基因突变是不定向的经诱变处理的紫色种子产生的子代种子如老鼠灰毛基因A+突变AY(黄毛)a(黑毛)灰老鼠黑老鼠黄老鼠基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料.6.基因突变的意义批判性思维

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？（P82）批判性思维

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？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。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。（P82）“一母生九仔，连母十个样”这种差异怎么造成的？二、基因重组这哥俩像吗？同样是双胞胎怎么差别这么大呢？分析原因：同卵双生，是同一个受精卵产生的后代。异卵双生，是不同的精子和卵细胞产生的后代。导致子代个体间差异的主要原因：形成个体的精子和卵子不同。同一个亲本产生的精子（卵子）为什么不同？（1）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AabBAaBbAb和aBAB和ab1、基因重组发生时期AaAaBbAabBAaBb（2）减数第一次分裂前期（四分体时期）同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同形状的基因的重新组合。2、基因重组的概念思考与讨论（P83）1.2种精子；2种卵细胞。23232.需要有2+1个个体；不可能。463.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3万多个，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。意义基因重组中有无新的基因产生？

有无新的基因型和表现型形成？是生物变异的来源之一，是生物多样性的来源之一，对生物的进化具有重要的意义。思考（四）基因重组的意义基因突变基因重组本质结果发生时间及原因条件