必修二第五章第1节-基因突变和基因重组

1、第5章基因突变及其他变异,第1节 基因突变和基因重组,问题？,变异分为哪两大类？可遗传的变异有哪几种来源？ 通过美容手术纹成弯弯的柳叶眉，这种柳叶眉能遗传吗？ “一猪生九仔，连母十个样”，这种个体的差异产生的主要原因是什么？ 镰刀型细胞贫血症是怎样引起的一种遗传病？,第1节 基因突变和基因重组,生物的变异,不可遗传的变异,可遗传的变异 (来源),基因突变,基因重组,染色体变异,（环境因素影响的结果）,第1节 基因突变和基因重组,表现型,基因型,+ 环境条件,不能遗传的变异（如：晒黑的脸色）,（改变）,可遗传的变异 （如：色盲）,来源,基因突变,染色体变异,基因重组,诱因,（改变）,（改变）,思

2、考：通过美容手术，纹成弯弯的柳叶眉，这种柳叶眉能遗传吗？,什么叫基因？基因的分子结构如何？ 基因与染色体、DNA关系如何？ 基因是具有遗传效应的DNA片段，基因中的脱氧核苷酸排列顺序（碱基顺序）就代表遗传信息。不同的基因，脱氧核苷酸的排列顺序（碱基顺序）不同。 DNA是染色体的组成成分，染色体是基因的载体。,知识回顾,第1节 基因突变和基因重组,如果由于DNA分子携带的遗传信息改变，而使其所编码的氨基酸改变,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利，可能有害，也可能既无害也无利。,第1节 基因突变和基因重组,太空南瓜,一、基因突变的实例、,（一）实例,太空南瓜王,这种太空南瓜

3、王最大能长到200多公斤， 在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5公斤。,神奇的太空育种(八两),普通青椒,正常绵羊和短腿安康羊（中）,豆的种皮变异（菜豆）,果蝇眼色的突变,小麦穗型变异（无芒和有芒）,玉米白化苗（右上） 人类六指（右下） 人类白化病（左下）,黑老鼠,灰老鼠,黄老鼠,镰刀型贫血症是一种异常血红蛋白病。一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，血液的粘性增加，引起红细胞的堆积，导致各器官血流的阻塞。病重时，红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象，引起溶血性贫血甚至造成死亡。,镰刀型细胞贫血症（分析）,1956年，英格拉姆等人用酶将正常的血红蛋白和镰刀型细胞的血红蛋白在相同条件下切成肽段，通过电

4、泳对二者进行分析，发现有一个肽段的位置不同。后来经过分析得知其氨基酸的组成有差异。,缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸缬氨酸谷氨酸赖氨酸异常,缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸正常,镰刀型细胞贫血症,请同学们阅读81“思考与讨论”并回答有关问题。,G,A,A,C,T,T,G,A,T,C,A,T,DNA,RNA,G,A,A,G,U,A,氨基酸,谷氨酸,缬氨酸,蛋白质,正常,异常,突变,镰刀型细胞贫血症,脯氨酸谷氨酸谷氨酸, 脯氨酸缬氨酸谷氨酸 ,正常,病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？,镰刀型细胞贫血症的病因分析：,异常,相应性状的改变,相应蛋白质的改变,相应氨基酸的改变,mR

5、NA分子中的碱基发生变化,DNA分子中的碱基对发生变化,基因突变引起性状变化的过程,某正常基因的DNA片段平面结构图,A链,B链,以A链为模板合成的肽链中，氨基酸的种类和顺序是什么样的？,？,答案：酪氨酸、丝氨酸、脯氨酸、苏氨酸、谷氨酸,（二）基因突变的概念,正常DNA,A链,B链,A链,B链,复制的子代DNA分子与亲代DNA分子有什么不同？与其A链相对应的肽链的氨基酸种类和顺序又是怎样的？,？,异常DNA,增添,答案：酪氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸、酪氨酸、精氨酸,A链,B链,A链,B链,正常DNA,异常DNA,复制的子代DNA分子与亲代DNA分子有什么不同？与其A链相对应的肽链的氨基酸种类和顺序

6、又是怎样的？,？,缺失,答案：终止、缬氨酸、亮氨酸、谷氨酰胺,？,A链,B链,A链,B链,正常DNA,异常DNA,复制的子代DNA分子与亲代DNA分子有什么不同？与其A链相对应的肽链的氨基酸种类和顺序又是怎样的？,答案：酪氨酸、精氨酸、脯氨酸、苏氨酸、谷氨酸,替换,DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。,基因突变：,思考：基因突变是否都会遗传给下一代呢？,（一）、基因突变发生的时期,细胞分裂的分裂间期。,DNA在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂后进行修复时发生错误。,1.有丝分裂间期,2.减数第一次分裂间期,（但一般不能传给后代）,（可以通过受精作

7、用直接传给后代）,二、基因突变的原因和特点,请思考：,由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？,物理因素：,化学因素：,生物因素：,紫外线,X射线,其它各种辐射,亚硝酸 碱基类似物 苯环类似物,致癌物质有：亚硝酸胺，石棉，3,4-苯并芘，黄曲霉素，苯，甲苯，二甲苯，甲醛，苏丹红，丙烯酰胺，孔雀石绿、萘、铅，硫酸钴，硝基苯，硝基甲烷等。,复制偶发错误 碱基组成改变,内部因素：,外部因素,（二）、基因突变发生的原因,A.自然突变:自然发生的突变,B.诱发突变: 在人为条件下发生的突变,如:正常绵羊突变产生短腿安康羊,如:中子照射不抗锈病的燕麦种子, 变成抗锈病个体,(1)按来源分：,(2)按

8、突变后对生物个体的影响分为 与 ,对生物体而言，多数_。,有利突变,有害突变,有害突变,（三）、基因突变发生的种类,普遍性:自然界的物种中广泛存在(所有生物都可能发生) 随机性:可发生在生物个体发育的任何时期。 突变率低:自然界突变率很低：10 5- 10-8 有害性:(打破对环境的适应性)多数有害,少数有利 不定向性：Aa1或A a2,基因突变的结果：,产生它的等位基因,（四）、基因突变的特点,第一、是普遍存在的。 第二、是随机发生的。 第三、频率是很低的。 第四、大多是有害的。 第五、是不定向的。,（四）、基因突变的特点,1、基因突变的普遍性与低频率性是否矛盾？ 2、基因突变的随机性与“基

9、因突变发生在DNA分子复制时”是否矛盾？,思考与讨论,（四）、基因突变的特点,基因突变在生物进化中有重要意义。是生物变异的根本来源，也为生物进化提供了最初的原材料。,原因：基因突变能够产生前所未有的新基因，从而出现前所未有的新性状。,打破对环境的适应性,为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变? 如此的话基因突变对生物岂不是没有意义?,产生新基因,引发生物变异,为进化提供原始材料,（五）、基因突变的意义,“一猪生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的?,三、基因重组,是指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。,（一）、基因重组的概念,基因的自由组合:减数

10、分裂形成配子时，随着非同源染色体的组合，非等位基因也自由组合。,基因的互换:减数分裂的四分体时期，同源染色体上的等位基因随姐妹染色单体之间发生局部互换而互换，导致基因重组。,（二）、基因重组的类型,发生时期：,减数分裂四分体时期 减数第一次分裂后期,（三）、基因重组发生的时期和特点,三、基因重组,两个亲本的杂合性越高，遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异就越多。基因重组是通过有性生殖过程实现的。,特点:,产生多样化基因组合的后代，为生物变异提供丰富的来源，是生物变异来源之一，是形成生物多样性的重要原因之一，对生物的进化具有重要意义。,（四）、基因重组的意义,三、基因重组,思考

11、：基因重组能否产生新的基因？,优点：使不同个体的优良性状集中到 一个个体上。,缺点：育种年限长。,（五）、应用：杂交育种,基因突变和基因重组引起的变异有什么区别?,1基因突变： 基因_改变，它_新的基因 发生时期：_ 特点：普遍性、 随机性、 _、 多数有害、不定向性。2基因重组： 控制不同性状的_，_新基因，可形成新的_。 发生时期：_ 特点：_,内部结构,能产生,细胞分裂间期（DNA复制时）,突变率低,基因重新组合,不产生,基因型,有性生殖过程中,非常丰富,对比基因突变与基因重组：,课后练习题答案 基础题 1.（1）；（2）；（3）。2.C。3.B。4.A。 拓展题 1.放疗或化疗的作用是

12、通过一定量的辐射或化学药剂干扰肿瘤细胞和癌细胞进行DNA分子的复制，使其产生基因突变，从而抑制其分裂的能力，或者杀死癌细胞。放疗的射线或化疗的药剂，既对癌细胞有作用，也对正常的体细胞有作用，因此，放疗或化疗后病人的身体是非常虚弱的。 2.镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的抵抗力，这说明，在易患疟疾的地区，镰刀型细胞的突变具有有利于当地人生存的一方面。虽然这个突变体的纯合体对生存不利，但其杂合体却有利于当地人的生存。,课堂练习： 1、人工诱变是创造生物新类型的重要方法，这是因为人工诱变( ) A、易得大量有利个体 B、可按计划定向改良 C、变异频率高 D、以上都对,2、进行有性生殖的生物，其亲

13、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,3、在田间选择穗大粒多的变异植株的种子播种后，子代植株有的保持了穗大粒多的特点，有的却不能。原因是( ) A、上述穗大粒多的变异是不遗传的变异 B、上述穗大粒多的变异是可遗传的变异 C、上述穗大粒多的变异有的是可遗传的，有的是不可遗传 D、上述穗大粒多的变异在播种后又发生了新的变异,4、某种自花授粉植物连续几代只开红花，一次开出一朵白花，该花的自交子代全开白花，其原因是( ) A、基因突变 B、基因分离 C、基因互换 D、基因重组 5、生物变异的根本来源和为生物进化提供了最初的原材料的

14、是（ ） A、基因重组 B、基因突变 C、染色体结构变异 D、染色体数目变异,6、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患者, 其父母正常，请判断这人性状最可能是（ ） A.伴性遗传 B.常染色体遗传 C.基因突变 D.基因重组 7、如果基因中的一个脱氧核苷酸发生了改变， 那么这种变化最终可能引起（ ） A.遗传性状改变 B.遗传密码改变 C.遗传信息改变 D.遗传规律改变 8、生物变异的根本来源是（ ） A基因重组 B染色体数目变异 C染色体结构变异 D基因突变,9、基因重组发生在（ ） A减数分裂形成配子的过程中 B受精作用形成受精卵的过程中 C有丝分裂形成子细胞的过程中 D通过嫁接，砧木和

15、接穗愈合的过程中 10、观察肿瘤切片，下列有关其中细胞的叙述 中，正确的是（ ） A.所有细胞经减数分裂增殖 B.所有细胞中都可见到基因突变 C.所有细胞都能合成蛋白质 D.所有细胞中DNA含量都相同,11、诱发突变与自然突变相比，正确的是（ ） A都是有利的 B都是定向的 C都是隐性突变 D诱发突变突变频率高,12、下列关于自然突变的叙述错误的是（ ） A自然突变的频率低 B自然突变只产生在个别生物个别基因 C自然突变是不定向的，一般是有害的 D基因突变是变异的主要来源，是生物进 化的重要因素之一,13、生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生 物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源

16、于 A.基因重组 B.基因突变 C.染色体变异 D.环境变化 14、若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变 异主要来自 A.基因突变 B.基因重组 C.环境影响 D.染色体变异 15、下面叙述的变异现象，可遗传的是 A由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状 B果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状 C用激素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无籽 D开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花,16、基因突变的原因是（ ） 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,17、人类能遗传的基因突变常发生在（ ） A.减数第一次分裂 B.四分体时期 C.减数第一次分裂的间期 D.有丝分裂间期,18、若某基因原为303对碱基，现经过突变，成为300个 碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白质分子相比较，差异可能为（ ） A只相差一个氨基酸，其他顺序不