1、基因突變和基因的重組(優(yōu)質(zhì)課)基因突變 和基因重組第51節(jié)基因突變和基因的重組(優(yōu)質(zhì)課)基因突變和基因的重組(優(yōu)質(zhì)課)表現(xiàn)型基因型 + 環(huán)境條件（改變）（改變）（改變）復(fù)習(xí):表現(xiàn)型與基因型的關(guān)系引入:生物體遺傳性狀的改變就是生物的變異生物界中的變異現(xiàn)象生物體親代和子代之間以及子代個(gè)體之間性狀的差異性。什么叫“生物的變異”？變異能否遺傳？ 兩只青蛙相愛了, 結(jié)婚后生了一個(gè)癩蛤蟆, 公青蛙見狀大怒說:賤人,怎么回事? 為什么這種變異性狀不能遺傳給子代？分析：是環(huán)境因素引起的 ，自身的遺傳物質(zhì)沒有改變。母青蛙哭著說:他爹,認(rèn)識(shí)你之前我整過容. 以上都屬于不可遺傳的變異基因突變和基因的重組(優(yōu)質(zhì)課)

2、太空椒（經(jīng)過太空遨游，也就是經(jīng)過輻射的）和普通椒相比，太空椒具有明顯的優(yōu)勢(shì)，果實(shí)肥大，把其種下去后結(jié)出的仍是太空椒可遺傳的變異基因突變和基因的重組(優(yōu)質(zhì)課)變異的類型遺傳的變異：不遺傳的變異：基因突變?nèi)旧w變異基因重組僅僅由環(huán)境不同引起，遺傳物質(zhì)沒有改變，不能進(jìn)一步遺傳給后代。生物變異的類型細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，其后代將繼承這種改變?！纠?】下列現(xiàn)象中屬于可遺傳的變異的是（ ）A、玉米由于水肥充足而長(zhǎng)得穗大粒足B、人由于曬太陽(yáng)皮膚變黑C、手術(shù)刀下的美女帥哥D、人類的色盲病D一.基因突變基因突變的例子1910年，赫里克醫(yī)生的診所來了一位黑人病人，病人臉色蒼白，四肢無力，是嚴(yán)重的貧血病患者。

3、醫(yī)生使用所有能治療貧血病的藥物，但對(duì)這個(gè)病人無效。對(duì)病人做血液檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，紅細(xì)胞在顯微鏡不是正常的圓餅形，而是又長(zhǎng)又彎的鐮刀形，稱鐮刀狀細(xì)胞貧血癥。鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因分析病人的血紅蛋白的一條多肽鏈發(fā)生了什么變化？脯氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸纈氨酸谷氨酸 正常異常一、基因突變的實(shí)例-鐮刀型細(xì)胞貧血癥蛋白質(zhì) 正常 異常氨基酸 谷氨酸 纈氨酸mRNA G_A G_ADNA C T T C_T G A A G_ A 突變UAAT_原因根本AT替換TA 病因：鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由 引起的一種遺傳病。直接原因谷氨酸纈氨酸DNA分子中堿基對(duì)替換基因突變和基因的重組(優(yōu)質(zhì)課)增添缺失替換DNA分子中發(fā)生堿基

4、對(duì)的 、 和 ，而引起的 的改變。 增添缺失替換基因結(jié)構(gòu)（一）基因突變的概念：思考：1、堿基對(duì)替換時(shí)，一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變嗎？當(dāng)發(fā)生替換時(shí)，由于密碼子的簡(jiǎn)并性，蛋白質(zhì)中的氨基酸可能發(fā)生變化，也可能不發(fā)生變化 T A G G C G A U C C G C A U A C C GC mRNA堿基對(duì)增添異亮氨酸脯氨酸DNA A T C C G C 正常異亮氨酸精氨酸氨基酸1、堿基對(duì)增添時(shí)，一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變嗎？A T A C C G C T A T G G C G 當(dāng)發(fā)生增添時(shí)，除肽鏈長(zhǎng)度發(fā)生改變外，插入點(diǎn)以后的氨基酸一般都會(huì)發(fā)生變化。mRNADNA氨基酸 A U C C G C 異亮氨酸精

5、氨酸蘇氨酸丙氨酸堿基對(duì)缺失1、堿基對(duì)缺失時(shí)，一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變嗎？正常 A T C C G C T A G G C G mRNA氨基酸 A C C G C T G G C G DNA A C C G C 當(dāng)發(fā)生缺失時(shí)，除肽鏈長(zhǎng)度發(fā)生改變外，缺失點(diǎn)以后的氨基酸一般都會(huì)發(fā)生變化。從以上分析可以看出，堿基對(duì)的改變不一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變。堿基對(duì)的替換引起蛋白質(zhì)的改變最小。2、基因突變都會(huì)遺傳給后代嗎？不一定。 若發(fā)生在配子中，可遺傳， 若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不能遺傳。有些植物體細(xì)胞中的基因突變可通過無性繁殖傳遞。3、生物性狀的改變一定是由基因突變引起的嗎？ 不一定，也可能是由環(huán)境改變引起的 賴氨

6、酸的密碼子有如下幾種：UUA、UUG、CUU、CUA、CUG，當(dāng)某基因片段中的GAC突變?yōu)锳AC時(shí)，這種突變的結(jié)果對(duì)該生物的影響是（ ） A一定是有害的 B一定是有利的 C有害的概率大于有利的概率 D既無利也無害跟蹤訓(xùn)練一D基因突變和基因的重組(優(yōu)質(zhì)課)(二)基因突變發(fā)生的時(shí)間？ Why？細(xì)胞周期中的分裂間期A.有絲分裂間期B.減數(shù)第一次分裂間期體細(xì)胞生殖細(xì)胞基因在復(fù)制的時(shí)候容易出現(xiàn)序列的錯(cuò)誤，因此基因突變一般發(fā)生在分裂間期。(三)基因突變對(duì)性狀的影響1.基因突變引起性狀的改變基因突變引起密碼子改變，引起部分氨基酸改變，進(jìn)而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，引起生物性狀的改變。2.基因突變不引起性狀的改

7、變（1）由于多個(gè)密碼子可對(duì)應(yīng)同一種氨基酸，則有可能突變前后編碼出的氨基酸相同。（2）基因突變?yōu)殡[性突變，如AA中其中一個(gè)A突變?yōu)閍，此時(shí)性狀也不改變。（3）某些基因突變雖然改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別位置氨基酸種類，但并不影響蛋白質(zhì)的功能。（4）不具有遺傳效應(yīng)的DNA片段發(fā)生改變。物理因素：化學(xué)因素：生物因素：1、基因突變的原因：如X射線、射線、紫外線、激光等。亞硝酸、堿基類似物，硫酸二乙酯，秋水仙素等包括病毒和某些細(xì)菌等。外因內(nèi)因：DNA分子復(fù)制偶爾發(fā)生錯(cuò)誤，DNA堿基組成發(fā)生改變等(四)基因突變的原因基因突變和基因的重組(優(yōu)質(zhì)課)(五)基因突變的特點(diǎn)棉花 正常枝短果枝 果蠅 紅眼白眼 長(zhǎng)翅殘翅家鴿

8、羽毛白色灰紅色人 正常手指多指 正常膚色白化病一 、在生物界普遍存在；常見突變性狀：以植物的個(gè)體發(fā)育為例：開花結(jié)果的植株胚幼苗具根莖葉的植株分化出花芽的植株受精卵基因突變發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的什么時(shí)期？任何時(shí)期二、在生物體內(nèi)隨機(jī)發(fā)生；粉玫瑰 紅玫瑰黃玫瑰 藍(lán)玫瑰三、基因突變是不定向的經(jīng)誘變處理的紫色種子產(chǎn)生的子代種子經(jīng)誘變處理的黑色家鼠產(chǎn)生的子代顯性突變隱性突變基因突變和基因的重組(優(yōu)質(zhì)課)基 因突變率大腸桿菌組氨酸缺陷型基因210果蠅的白眼基因4105果蠅的褐眼基因3105玉米的皺縮基因110小鼠的白化基因1105人類色盲基因3105小資料四、 突變率低；白化苗五、大多數(shù)突變是有害的白化病為什

9、么呢？ 任何一種生物都是長(zhǎng)期進(jìn)化過程的產(chǎn)物，它們 與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)。有害的基因突變畸形的雛鴨人類的多指人類的并指鐮刀形紅細(xì)胞高產(chǎn)大豆 高產(chǎn)青霉菌株有利的基因突變有利的基因突變基因突變和基因的重組(優(yōu)質(zhì)課)(五)基因突變的特點(diǎn)自然界的物種中廣泛存在可以發(fā)生發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期自然界突變率很低：10-5- 10-8(打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性)多數(shù)有害,少數(shù)有利 普遍性:隨機(jī)性:低頻性:多害少利性：一個(gè)基因可以產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因 不定向性：思考與討論：1基因突變能產(chǎn)生新的基因嗎？2這些新的基因產(chǎn)生的新性狀對(duì)生物的生存有什么意義（有利還是有害） ?3自然環(huán)境會(huì)選擇哪些個(gè)體生存下來？4基因突變對(duì)

10、生物的進(jìn)化有何意義？ (六)基因突變的意義意義：基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑， 是生物變異的根本來源， 為生物的進(jìn)化提供了原材料。 這種太空南瓜王最大能長(zhǎng)到200多公斤，在生長(zhǎng)繁殖期高峰時(shí)，南瓜每天能增大5公斤。 實(shí)例：“黑農(nóng)五號(hào)”大豆 高產(chǎn)青霉菌株 太空椒(七)人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用是創(chuàng)造動(dòng)、植物新品種和微生物新類型的重要方法人工誘變能引起基因發(fā)生定向突變嗎?1.基因突變的結(jié)果是產(chǎn)生了一個(gè)新的基因，該基因與原基因是什么關(guān)系？2.基因突變?nèi)旧w上基因的數(shù)量發(fā)生改變了嗎？ 等位基因沒有思考： 基因突變是DNA分子水平上基因內(nèi)部堿基對(duì)種類和數(shù)目的改變，染色體上基因的數(shù)目和位置并未改變。2、關(guān)于基因突

11、變的下列敘述中，錯(cuò)誤的是（ ）A基因突變是指基因結(jié)構(gòu)中堿基對(duì)的增添、缺失或改變B基因突變是由于基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量和排列順序的改變而發(fā)生的C基因突變可以在一定的外界環(huán)境條件或者生物內(nèi)部因素的作用下引起D基因突變的突變率是很低的，并且都是有害的跟蹤訓(xùn)練D3、基因A與a1、a2、a3之間的關(guān)系如圖，該圖不能表明的是（）A 基因突變是不定向 B等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果C正常基因與致病基因可以通過突變而轉(zhuǎn)化 D這些基因的轉(zhuǎn)化遵循自由組合定律 跟蹤訓(xùn)練D轉(zhuǎn)化發(fā)生在控制一種性狀的一對(duì)等位基因之間，故遵循分離定律4.基因突變是生物變異的根本來源，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.生物體內(nèi)的基因突變屬

12、于可遺傳變異B.基因突變頻率很低，種群每代突變的基因數(shù)很少C.基因突變發(fā)生后，生物的表現(xiàn)型可能不改變D.基因突變的方向與環(huán)境沒有明確的因果關(guān)系B5.原核生物中某一基因的編碼區(qū)起始端插入了一個(gè)堿基對(duì)。在插入位點(diǎn)的附近，再發(fā)生下列哪種情況有可能對(duì)其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最?。ǎ〢. 置換單個(gè)堿基對(duì)B. 增加4個(gè)堿基對(duì)C. 缺失3個(gè)堿基對(duì)D. 缺失4個(gè)堿基對(duì)D“一母生九仔，連母十個(gè)樣”，這種個(gè)體的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的?基因重組二、基因重組1、概念:在生物進(jìn)行有性生殖過程中,控制不同性狀的基因的重新組合.2、類型:自由組合:交叉互換:減數(shù)第一次分裂的后期，非同源染色體上的非等位基因的自由組合減數(shù)第

13、一次分裂的前期（四分體時(shí)期），同源染色體上的非姐妹染色體之間發(fā)生交叉互換.非同源染色體上的 非等位基因自由組合AabBAaBbAb和aBAB和ab自由組合AabBAaBb同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換交叉互換基因突變和基因的重組(優(yōu)質(zhì)課)3、意義:是生物變異重要來源，生物多樣性的重要原因之一，對(duì)生物進(jìn)化有重要意義。1、細(xì)菌和病毒存在基因重組這種變異嗎？ 2、基因重組能否產(chǎn)生新基因？ 能產(chǎn)生新的基因型嗎？3、你能從基因重組的角度解釋人群中個(gè)體性狀的多種多樣嗎？不存在不能能減數(shù)分裂形成的配子,染色體組成具有多樣性,導(dǎo)致不同配子遺傳物質(zhì)的差異受精過程中卵細(xì)胞和精子的結(jié)合的隨機(jī)性基因突變和基

14、因的重組(優(yōu)質(zhì)課)基因突變和重組引起的變異有什么區(qū)別?1基因突變： 基因_改變，它_新的基因 發(fā)生時(shí)期：_ 特點(diǎn)：普遍性、隨機(jī)性、_、 多害少利性、不定向性。2基因重組： 控制不同性狀的_，_新基因，可形成新的_。 發(fā)生時(shí)期：_ 特點(diǎn)：_內(nèi)部結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生細(xì)胞分裂間期（DNA復(fù)制時(shí)）突變率低基因重新組合不產(chǎn)生基因型有性生殖過程中(減數(shù)分裂)非常普遍基因突變基因重組變異的實(shí)質(zhì)基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生新的基因控制不同性狀的基因重新組合時(shí)間主要發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期減數(shù)第一次分裂分裂的前期（四分體時(shí)期）和減數(shù)第一次分裂后期原因DNA分子復(fù)制時(shí)，在外界理化因素或自身因素的作用下，引起堿基對(duì)的改變同源染色體的非

15、姐妹染色單體間的交叉互換以及非同源染色體之間的自由組合可能性可能性小，突變頻率低普遍發(fā)生在有性生殖的過程中，產(chǎn)生的變異多適用范圍所有生物都可發(fā)生，包括病毒，具有普遍性只發(fā)生在真核細(xì)胞的有性生殖過程中結(jié)果產(chǎn)生新的基因產(chǎn)生新的基因型意義是變異的根本來源，為生物進(jìn)化提供原始材料是形成生物多樣性的重要原因之一，對(duì)生物進(jìn)化具有重要意義。小結(jié)：基因突變和基因重組的比較6、下面有關(guān)基因重組的說法，不正確的是（ ）A基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中 B基因重組產(chǎn)生原來沒有的新基因C基因重組是生物變異的重要來源 D基因重組能產(chǎn)生原來沒有的新性狀組合7、袁隆平培育的雜交水稻聞名世界，從遺傳角度看，和普通水稻相比，雜交

16、水稻增產(chǎn)的原因是（ ）A、基因重組 B、染色體結(jié)構(gòu)改變 C、基因突變 D、人工誘變跟蹤訓(xùn)練BA（1）該圖為什么分裂什么時(shí)期？（2）該細(xì)胞叫什么？（2）分析造成B、b不同的原因？減數(shù)第二次分裂的后期次級(jí)精母細(xì)胞或第一極體基因突變或交叉互換基因突變和基因的重組(優(yōu)質(zhì)課)1、在一個(gè)DNA分子中如果插入了一個(gè)堿基對(duì)，則 A.不能轉(zhuǎn)錄 B.不能翻譯 C.在轉(zhuǎn)錄時(shí)造成插入點(diǎn)以前的遺傳密碼改變 D.在轉(zhuǎn)錄時(shí)造成插入點(diǎn)以后的遺傳密碼改變D精典例題基因突變和基因的重組(優(yōu)質(zhì)課)2、人類能遺傳給后代的基因突變常發(fā)生在 A.減數(shù)第一次分裂 B.四分體時(shí)期 C.減數(shù)第一次分裂的間期 D.有絲分裂間期C精典例題基因突變和基因的重組(優(yōu)質(zhì)課)1