基因突变和基因重组公开课模板

基因突变和基因重组公开课模板第1页/共51页表现型

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）第2页/共51页镰刀型细胞贫血症一、基因突变的实例

（一）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。第3页/共51页第4页/共51页第5页/共51页CCTGAGGTCGGACTCCAGCCTGTGGTCGGACACCAGCCTGACGGTCGGACTGCCAGCCTGGGTCGGACCCAG替换增添缺失DNA（二）总结：基因突变的概念？DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，引起的基因结构的改变。比一比基因突变的本质是：？产生新基因第6页/共51页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？第7页/共51页···ATCCGC···

···TAGGC

G···正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸···AUCCGC···

异亮氨酸精氨酸···ACCG

C···

苏氨酸丙氨酸②①①②···A

CCGC···

···TGGCG···碱基对缺失第8页/共51页AAAaAaaaaA一个基因突变后产生的是它的等位基因（三）基因突变的结果第9页/共51页基因突变是染色体的某一位点上基因的改变,使一个基因变成它的等位基因（A→a或a→A）,不改变染色体上基因的数量，只改变基因的内部结构，并且通常会引起一定的表现型的变化.思考：突变后的基因会遗传给后代吗？第10页/共51页想一想: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（四）基因突变的时间第11页/共51页

基因突变若发生在配子中（减数分裂时产生）将遵循遗传规律传递给后代。若发生在体细胞（有丝分裂），一般不能遗传。有些植物体细胞发生基因突变，可以通过无性繁殖传递。人体某些体细胞的基因（原癌基因和抑癌基因）突变，有可能发展成癌细胞。遗传都是通过生殖细胞来传给下一代的，与体细胞无关。第12页/共51页第13页/共51页（五）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X射线、激光等亚硝酸、碱基类似物等病毒、某些细菌等第14页/共51页夏季涂抹防晒霜青少年少上网，少用手机不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐）物理因素物理因素化学因素少吃烧烤和油炸食品化学因素分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突变的可能，从而防止细胞癌变？接种乙肝疫苗生物因素第15页/共51页遗传信息改变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……）复制引起第16页/共51页细菌无抗药性——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短腿安康羊（中）（六）基因突变的特点第17页/共51页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第18页/共51页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—低频性自然状态下，基因突变的频率是很低的。第19页/共51页白化苗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？第20页/共51页多趾并趾患者有害的基因突变畸形的雏鸭连体姐妹兔唇患者第21页/共51页高产大豆高产青霉菌株有利的基因突变第22页/共51页有利的基因突变第23页/共51页⑤基因突变是不定向的—不定向性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第24页/共51页①普遍性：②随机性：③不定向性：④低频性：⑤多害性：想一想基因突变的低频性和普遍性矛盾吗？如老鼠灰毛基因A+突变AY(黄毛)a(黑毛)不矛盾。因为一个基因的突变频率虽然很低，但一个种群中个体数可以很多，一个细胞中也有许多基因。任何生物时期、个体、细胞、基因不同基因突变频率不同产生一个以上等位基因（六）基因突变的特点第25页/共51页批判性思维

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。第26页/共51页产生新基因生物变异的根本来源形成新性状生物进化的原始材料（七）基因突变的意义第27页/共51页1.下列关于基因突变的叙述，不正确的是（）A.基因突变一般发生在DNA复制过程中B.基因突变可发生在生物个体发育的任何时期C.基因突变一定能改变生物的表现型D.基因突变能产生新的基因课堂练习【解析】选C。基因突变是由于碱基对的变化引起基因结构的改变，所以会产生新基因，由于密码子的简并性，后代的性状不一定改变。基因突变有普遍性，所以可以发生在生物体发育的任何时期，生物体的任何部位。若发生了基因突变一般是发生在DNA复制时，因为DNA复制时，螺旋的程度低，易受外界因素的影响，引起变异。C第28页/共51页2.下列甲、乙分裂过程中产生配子时发生的变异分别属于()A.基因重组，不可遗传变异B.基因重组，基因突变C.基因突变，不可遗传变异D.基因突变，基因重组【解析】选D。甲图中的“a”基因是从“无”到“有”，属于基因突变，而乙图中的A、a、B、b基因是已经存在的，只是进行了重新组合。D第29页/共51页3.下列针对基因突变的描述正确的是（）A.基因突变丰富了自然界的基因种类B.基因突变的方向是由环境决定的C.亲代的突变基因一定能传递给子代D.基因突变只发生在生物个体发育的特定时期A【解析】选A。基因突变能产生新的基因，丰富自然界中基因的种类；当基因突变发生在有丝分裂中时一般不会传给后代，当发生在减数分裂中时可能传给后代；基因突变具有不定向性和普遍性等特点。第30页/共51页4.（2010·龙岩高一检测）下列各项中可以导致基因重组现象发生的是（）A.姐妹染色单体的交叉互换B.等位基因彼此分离C.非同源染色体的自由组合D.姐妹染色单体分离【解析】选C。姐妹染色单体是通过复制得来的，所以所含基因是相同的，经交换后不会导致基因的重新组合；等位基因随同源染色体的分离而分开不会导致基因重组；姐妹染色单体随着丝点的分裂而分开，分别移向细胞的两极进入不同的子细胞，不会导致基因重组；减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合会导致染色体上基因的重组。C第31页/共51页5.（2010·扬州模拟）下列有关基因突变的叙述中，正确的是（）A.基因突变就是DNA分子中碱基对的替换、增添、缺失和重组B.基因突变一定会导致生物变异C.基因突变一定会产生原来基因的等位基因D.基因突变的结果有三种：有利、有害、中性【解析】选D。基因突变的类型有碱基对的替换、增添、缺失三种类型；基因突变不一定导致生物体性状的改变；基因突变产生的是新基因，但不一定是等位基因，原核生物中不存在等位基因的说法。D第32页/共51页6.某基因在复制过程中，一个碱基被替换，结果导致该基因控制的生物性状()A.发生改变B.不发生改变C.变得对自身不利D.不一定发生改变D【解析】选D。基因通过转录、翻译形成蛋白质，进而控制生物性状，在上述过程中由于密码子具有简并性，所以性状不一定发生改变。第33页/共51页想一想1、基因自由组合定律中，哪些基因可以进行重新组合呢？2、非等位基因伴随什么进行重新组合呢？3、非同源染色体在什么时期重新组合？回顾孟德尔自由组合定律。第34页/共51页P30

基因的自由组合定律的实质：YRyrPF1配子

位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。第35页/共51页“一母生九仔，连母十个样”这种差异怎么造成的？二、基因重组第36页/共51页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。（一）基因重组的概念方式１、非同源染色体上的非等位基因自由组合2、同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换第37页/共51页（二）基因重组发生时期第38页/共51页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ab（二）基因重组发生时期第39页/共51页染色体的交叉互换第40页/共51页AaAaBbAabBAaBb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第41页/共51页

非姐妹染色单体的交叉互换

非同源染色体的自由组合基因重组发生的时期：减数第一次分裂前期、后期基因的自由组合基因的交叉互换第42页/共51页第43页/共51页3、两个亲本的遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多。（三）基因重组的特点1、变异概率高，几乎100%2、只有通过有性生殖过程才能实现的。

第44页/共51页意义

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重组产生了新的基因型，但未改变基因的“质”和“量”。第45页/共51页

基因突变

基因重组本质原因时间意义可能性产生新的基因产生新的基因型碱基对的增添、缺失、替换基因自由组合；基因交叉互换等间期DNA复制时减数第一次分裂变异的根本来源；进化的原材料生物变异来源之一生物多样性重要原因低频但普遍有性生殖中普遍基因突变----基因重组第46页/共51页【典例2】（2010·苏州模拟）下列有关基因重组的叙述中，正确的是()A.基因型为Aa的个体自交，因基因重组而导致子代性状分离B.基因A因替换、增添或缺失部分碱基而形成它的等位基因a属于基因重组C.非姐妹染色单体间的互换可能导致基因重组D.造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组C第47页/共51页【标准解答】选C。本题主要考查了基因重组的类型及对生物进化的意义。Aa个体自交，后代的性状分离是由于等位基因的分离和配子之间随机结合而形成的；基因A中碱基对的替换、增添或缺失属