基因突变与基因重组(新授课)

什么是基因？基因是有遗传效应的DNA片段基因控制生物的性状包括哪两个生理过程？转录和翻译当前第1页\共有36页\编于星期五\7点

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！当前第2页\共有36页\编于星期五\7点红花的后代变成了蓝紫色正常山羊有时生下短腿“安康羊”一只母猫生的小猫各不相同当前第3页\共有36页\编于星期五\7点黑老鼠灰老鼠黄老鼠变异当前第4页\共有36页\编于星期五\7点什么叫“生物的变异”？第5章基因突变及其他变异

生物的变异是指生物亲代与子代间或子代个体间存在性状差异的现象。当前第5页\共有36页\编于星期五\7点生物的变异

不可遗传的变异由环境因素造成的变异，遗传物质没有改变遗传物质改变基因突变基因重组染色体变异可遗传的变异基因型+不可遗传变异环境表现型（改变）（改变）（改变）可遗传变异当前第6页\共有36页\编于星期五\7点第1节基因突变和基因重组第5章基因突变及其他变异实例：镰刀型细胞贫血症镰刀型红细胞正常红细胞正常红细胞中的血红蛋白分子有什么作用？运输氧气一、基因突变当前第7页\共有36页\编于星期五\7点正常血红蛋白特定位置上的谷氨酸被缬氨酸取代。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）异常血红蛋白当前第8页\共有36页\编于星期五\7点

一、基因突变实例蛋白质正常异常谷氨酸缬氨酸氨基酸mRNAG

U

AG

A

ADNA根本原因直接原因（镰刀型细胞贫血症）正常红细胞镰刀型红细胞C

T

TG

A

AC

A

TG

T

A原因突变正常基因片段异常基因片段当前第9页\共有36页\编于星期五\7点DNA分子复制时发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。基因突变的概念？蛋白质正常异常谷氨酸缬氨酸氨基酸mRNAG

U

AG

A

ADNA根本原因直接原因C

T

TG

A

AC

A

TG

T

A突变当前第10页\共有36页\编于星期五\7点CCTGAGGTCGGACTCCAGCCTGTGGTCGGACACCAGCCTGACGGTCGGACTGCCAGCCTGGGTCGGACCCAG替换增添缺失DNA的片段（基因）DNA分子复制时发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。基因突变的概念？

产生了新基因，且是它的等位基因Aa或aA基因A基因a1基因a2基因a3当前第11页\共有36页\编于星期五\7点碱基对的替换一定会引起蛋白质的改变吗？突变突变当前第12页\共有36页\编于星期五\7点碱基对的缺失一定会引起蛋白质的改变吗？转录mRNA发生碱基对的缺失或增添会导致mRNA中多个密码子的改变，必定会导致蛋白质结构的改变当前第13页\共有36页\编于星期五\7点基因突变一定会导致生物性状的改变吗？①基因突变导致mRNA上密码子一定改变，但由于多种密码子决定同一种氨基酸（密码子的简并性），因此某些基因突变也不引起蛋白质结构的改变，即基因突变不一定引起生物性状的改变。②显性纯合子（AA）突变为杂合子（Aa）也不会引起生物性状的改变。基因突变通常会引起生物性状的改变，但并不是一定会引起生物性状的改变。因为：基因突变不一定会导致生物性状的改变当前第14页\共有36页\编于星期五\7点基因突变常发生的时间？细胞分裂间期A、有丝分裂间期（体细胞）B、减数第一次分裂间期（生殖细胞）一般不能传给后代可以通过受精作用直接传给后代DNA进行复制时发生差错当前第15页\共有36页\编于星期五\7点诱发突变：物理因素化学因素生物因素紫外线、X射线等亚硝酸、碱基类似物等某些病毒等自发突变：自然条件下DNA复制偶尔发生错误诱发基因突变的因素？P81-82提高突变频率为什么在强烈的日光下要注意防晒？为什么做X射线透视的医务人员要穿防护衣？当前第16页\共有36页\编于星期五\7点突变性状的有害性和有利性取决于是否适应环境（2）随机性和不定向性物理、化学、生物因素——提高突变频率（3）低频性（1）普遍性（4）多害少利性基因突变发生的特点？P82原核和真核生物均能发生AAa或a当前第17页\共有36页\编于星期五\7点3）生物进化的原始材料2）生物变异的根本来源1）产生新基因基因突变发生的意义？P82当前第18页\共有36页\编于星期五\7点6、结果基因突变DNA复制时发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。1、概念2、时间常在细胞分裂间期，即DNA复制时3、原因DNA复制发生差错，而引起碱基对的增添、缺失、替换4、特点②随机性和不定向性①普遍性③低频性④多害少利性5、意义新基因产生的唯一途径；变异的根本来源；进化的原始材料产生了新的基因—它的等位基因隐性突变显性突变A→aa→A当前第19页\共有36页\编于星期五\7点1、概念在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合.基因重组

P83①自由组合型：②交叉互换型：非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体上的非姐妹染色体之间交叉互换，导致染色单体上的基因重组2、类型当前第20页\共有36页\编于星期五\7点非同源染色体上的非等位基因自由组合BaAbaBAb当前第21页\共有36页\编于星期五\7点同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换AaAaBbAabBAaBb当前第22页\共有36页\编于星期五\7点①自由组合型非同源染色体上的非等位基因的组合.②交叉互换型同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换.①自由组合型：减数第一次分裂后期②交叉互换型：减数第一次分裂四分体时期2、类型3、时间当前第23页\共有36页\编于星期五\7点“一母生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是由基因重组产生的生物变异的重要来源，对生物进化也有重要意义。4、意义当前第24页\共有36页\编于星期五\7点基因突变1、概念2、时间3、原因4、特点5、意义6、结果基因重组1、概念2、时间3、原因4、意义小结：当前第25页\共有36页\编于星期五\7点

基因突变

基因重组时间类型特点意义结果DNA复制发生差错，引起碱基对的增添、缺失、替换自由组合；交叉互换常在间期DNA复制时减数第一次分裂产生新基因的唯一途径；变异的根本来源；进化的原始材料生物变异的重要来源进化的原始材料基因突变与基因重组的区别②随机性①普遍性④低频性⑤多害少利性③不定向性②不定向性①只发生于有性生殖的生物生物的性状通常会改变，但不一定会改变生物性状重新组合，即发生改变当前第26页\共有36页\编于星期五\7点6、结果基因突变DNA复制时发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。1、概念2、时间常在细胞分裂间期，即DNA复制时3、原因DNA复制发生差错，而引起碱基对的增添、缺失、替换4、特点②随机性和不定向性①普遍性③低频性④多害少利性5、意义变异的根本来源；进化的原始材料产生了新的基因—它的等位基因隐性突变显性突变A→aa→A当前第27页\共有36页\编于星期五\7点基因重组1、概念在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合.2、时间减数第一次分裂3、原因自由组合；交叉互换4、意义生物变异的重要来源进化的原始材料当前第28页\共有36页\编于星期五\7点1、基因突变一定会导致生物性状改变吗？细胞分裂间期，DNA进行复制时易发生错误2、基因突变在哪个时期最容易发生？有丝分裂间期体细胞生殖细胞一般不能传给后代可以通过受精作用直接传给后代3、基因突变都会遗传给后代吗？减前的间期基因突变通常会引起生物性状的改变，但并不是一定引起生物性状的改变。当前第29页\共有36页\编于星期五\7点特别提醒1、基因突变发生在细胞分裂间期DNA分子复制过程中，即DNA→DNA，不发生在转录和翻译中。2、基因突变容易发生在具有DNA复制功能的细胞中（具有分裂能力的细胞），已高度分化的失去分裂能力的细胞因其不发生DNA复制，故不发生基因突变。3、基因突变导致mRNA上密码子一定改变，但相应氨基酸、蛋白质结构不一定改变。因为密码子具有简并性。4、基因突变的结果：产生它的等位基因，基因突变也是唯一能产生新基因的突变。当前第30页\共有36页\编于星期五\7点课堂练习1.一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出现一朵白花，如果将白花种子种下去，它的后代全部开白花，出现这种现象的原因是(）

A.自然杂交B.自然选择

C.基因突变D.基因重组2.进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定的差异的主要原因是（）

A.基因重组B.基因突变

C.染色体变异D.生活条件改变当前第31页\共有36页\编于星期五\7点3.下列有关基因突变的说法，不正确的是()

A.自然条件下，一种生物的突变率是很低的

B.生物所发生的基因突变一般都是有利的

C.基因突变在自然界的中广泛存在

D.基因突变可产生新的基因，是生物变异的主要来源4、基因突变的本质是：

A·染色体上的DNA变成了蛋白质

B·染色体上的DNA变成了RNA

C·染色体上的DNA减少了或增多了

D·染色体上的DNA结构发生了局部改变当前第32页\共有36页\编于星期五\7点5．在一块马铃薯甲虫成灾的地里，喷了一种新的农药后，约98％的甲虫死了，约2％的甲虫生存下来，生存下来的原因是（

）

A．有基因突变产生的抗药性个体存在

B．以前曾喷过某种农药，对农药有抵抗力

C．约有2％的甲虫未吃到沾有农药的叶子

D．生存下来的甲虫是身强体壮的年轻个体当前第33页\共有36页\编于星期五\7点6.下列细胞中不会发生基因突变的有（）（1）人的成熟红细胞（2）神经细胞（3）种子中的胚细胞（4）皮肤生发层细胞（5）根尖分生区细胞（6）癌细胞A、（1）（2）B、（4）（6）C、（3）（5）D、（1）（2）（3）（5）当前第34页\共有36页\编于星期五\7点二、基因重组P831、概念:在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合。2、类型:①自由组合型：②交叉互换型：非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体上的非姐妹染色体之间交叉互换，导致染色单体上的基因重组3、基因重组发生的时间:减数分裂形成配子时减I后期减I四分体时期当前第35页\共有36页\编于星期五\7点（3）基因重组的分类:①减Ⅰ分裂前期，联会时，同源染色体非姐妹染色单体间发生交叉互换，实现了同源