兩只青蛙相愛(ài)了,結(jié)婚后生了一個(gè)癩蛤蟆,

公青蛙見(jiàn)狀大怒說(shuō):你，你……,怎么回事?母青蛙哭著說(shuō):他爹,認(rèn)識(shí)你之前我整過(guò)容。

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(méi)有改變。這說(shuō)明生物發(fā)生什么現(xiàn)象？什么是生物變異？他爹，認(rèn)識(shí)你之前我整過(guò)容親代與子代、子代與子代個(gè)體之間的性狀的差異性課前小故事：遺傳：指親代與子代、子代與子代個(gè)體之間性狀的相似性變異的類(lèi)型：生物的變異：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。環(huán)境因素引起，遺傳物質(zhì)不變，一般不會(huì)遺傳給后代是不是環(huán)境因素引起的變異就一定不能遺傳呢？不遺傳的變異：可遺傳的變異基因突變基因重組染色體變異注意：基因中堿基序列不發(fā)生改變，有時(shí)候也可通過(guò)表觀遺傳影響下一代。第五章

基因突變及其他變異第1節(jié)基因突變和基因重組學(xué)習(xí)目標(biāo)1.分析歸納基因突變的概念、原因、特點(diǎn)及意義。2.闡明基因中堿基序列的改變有可能導(dǎo)致它所編碼的蛋白質(zhì)及相應(yīng)的細(xì)胞功能發(fā)生變化。3.舉例說(shuō)明基因重組，理解基因重組的類(lèi)型、發(fā)生的時(shí)間等，闡明基因重組的意義。4.分析細(xì)胞癌變的原因和特點(diǎn)，選擇健康的生活方式，遠(yuǎn)離致癌因子。學(xué)習(xí)目標(biāo)現(xiàn)在你是贛州市人民醫(yī)院的實(shí)習(xí)醫(yī)生。有一對(duì)夫婦前來(lái)就醫(yī)，妻子自述日常易疲勞，四肢無(wú)力。妻子向你遞交了一份血液檢查報(bào)告單及其相對(duì)應(yīng)的鏡檢報(bào)告單，

以供你進(jìn)行專業(yè)的分析與診斷。情境導(dǎo)入：檢查結(jié)果：血紅蛋白、紅細(xì)胞平均體積、紅細(xì)胞壓積、平均血紅蛋白濃度、平均血紅蛋白量都偏低。輕度貧血：情境導(dǎo)入：現(xiàn)在你是贛州市人民醫(yī)院的實(shí)習(xí)醫(yī)生。有一對(duì)夫婦前來(lái)就醫(yī)，妻子自述日常易疲勞，四肢無(wú)力。妻子向你遞交了一份血液檢查報(bào)告單及其相對(duì)應(yīng)的鏡檢報(bào)告單，

以供你進(jìn)行專業(yè)的分析與診斷。檢查結(jié)果：有些血細(xì)胞較小，呈棒狀，淚滴狀等探究：紅細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的原因血紅蛋白β珠蛋白分子的部分氨基酸序列亮氨酸脯氨酸蛋氨酸谷氨酸甘氨酸賴氨酸丙氨酸亮氨酸正常亮氨酸脯氨酸蛋氨酸賴氨酸甘氨酸賴氨酸丙氨酸亮氨酸異常直接病因：血紅蛋白特定位置上的谷氨酸被賴氨酸取代。紅細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的原因亮氨酸脯氨酸蛋氨酸谷氨酸甘氨酸賴氨酸丙氨酸亮氨酸亮氨酸脯氨酸蛋氨酸賴氨酸甘氨酸賴氨酸丙氨酸亮氨酸血紅蛋白β珠蛋白分子的部分氨基酸序列及對(duì)應(yīng)的mRNA堿基序列探究：活動(dòng)一：請(qǐng)你以醫(yī)生的身份在分析病理報(bào)告的基礎(chǔ)上，嘗試確診疾病的根本原因。紅細(xì)胞血紅蛋白氨基酸mRNADNA正常異常谷氨酸

賴氨酸G

A

GA

A

GG

A

GC

TC

A

GTCT

A

根本病因：醫(yī)生的病理診斷結(jié)果：

由于β珠蛋白基因1個(gè)堿基對(duì)的替換引起的β地中海貧血編碼血紅蛋白的基因的堿基對(duì)發(fā)生替換資料1：地中海貧血是一種常染色體隱性遺傳病，由于血紅蛋白異常導(dǎo)致貧血。正常

人的血紅蛋白HbA是由兩個(gè)

α珠蛋白鏈和兩個(gè)β珠蛋白鏈組成的四聚體(

α2β2)。地中海貧血的珠蛋白合成異常，導(dǎo)致紅細(xì)胞形態(tài)改變、壽命縮短，造成溶血性貧血。癥狀嚴(yán)重程度從無(wú)癥狀貧血至重型貧血導(dǎo)致肝脾腫大、骨骼病變。重型地貧2023年9月，贛南醫(yī)科大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在《Human

Genomics》發(fā)表了題為

“Next-generation

sequencing

analysis

of

the

molecu

lar

spectrum

of

thalassemia

inSouthern

Jiangxi,China

”的文章。經(jīng)13.6萬(wàn)人大規(guī)模篩查發(fā)現(xiàn)，總共有19,827名（14.545%）受試者被診斷

為地中海貧血攜帶者。資料2：此次贛南醫(yī)科大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在贛州的大規(guī)模篩查中，利用新一代測(cè)序技術(shù)發(fā)現(xiàn)地中海貧血基因突變類(lèi)型具有多樣性，并分別在11號(hào)、16號(hào)染色體的基因上發(fā)現(xiàn)了不同的突變位點(diǎn)，共鑒定出了156中不同的地中海貧血基因類(lèi)型，包括40種α-地中海貧血基因型，42種β-地中海貧血基因型，74種

α-/β-地中海貧血聯(lián)合基因型。血紅蛋白基因部分堿基序列-GT

G

C

A

C

C

T

G

A

C

T

C

C

T

G

A

G-某種β-地貧-GT

G

C

A

C

C

T

G

A

C

T

C

C

T

A

AG-堿基的替換堿基的增添堿基的缺失-GT

G

C

A

C

ATG

C

T

G

A

C

T

C

C

T

G

A

G-另一種β-地貧-GTG

OACCTGACTCCTGAG-某種α-地貧1、概念：DNA分子中發(fā)生堿基的_______、______或_____，而引起的基因__________的改變，叫作基因突變。替換增添缺失堿基序列增添缺失替換AATTCGGCGATCCGGCAATTCGGCTATACGGCATAATTCGGCATCGGC一、基因突變實(shí)例一：地中海貧血一、基因突變思考1：基因突變=DNA分子中堿基對(duì)的替換、增添、缺失嗎？基因2基因1基因3基因4基因5基因6基因7①DNA分子中有非基因片段，若發(fā)生在非基因片段則不屬于基因突變。②有些RNA病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，RNA中堿基的替換、增添、缺失而引起的基因堿基序列的改變，廣義上也屬于基因突變。判斷正誤：DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，一定造成基因突變（

）基因中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，一定造成基因突變（

）×√實(shí)例一：地中海貧血思考2：能否用光學(xué)顯微鏡檢測(cè)是否發(fā)生基因突變和地中海貧血？一、基因突變實(shí)例一：地中海貧血基因突變屬于分子水平的改變?；蛲蛔兪腔蛏夏骋粋€(gè)位點(diǎn)的改變，無(wú)法在顯微鏡下觀察。但是由于基因突變導(dǎo)致紅細(xì)胞形態(tài)改變，因而可以通過(guò)觀察紅細(xì)胞的形態(tài)是否變化，進(jìn)而判斷是否患地中海貧血。思考3：基因的結(jié)構(gòu)具有相對(duì)穩(wěn)定性，為什么會(huì)發(fā)生突變呢？基因突變通常發(fā)生在什么時(shí)候？一、基因突變實(shí)例一：地中海貧血從個(gè)體角度看：基因突變可以發(fā)生在生命過(guò)程的任意階段從細(xì)胞角度看：主要發(fā)生在DNA復(fù)制時(shí)期，通常發(fā)生在有絲分裂前的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。間期DNA復(fù)制時(shí)要解旋為單鏈，單鏈DNA穩(wěn)定性大大降低，極易受到影響而發(fā)生堿基的改變；DNA復(fù)制時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生堿基錯(cuò)配。思考4：突變后的基因和原來(lái)的基因是什么關(guān)系？基因突變后，基因數(shù)量和位置會(huì)發(fā)生改變嗎？一、基因突變實(shí)例一：地中海貧血堿基增添結(jié)果：若新基因與原來(lái)基因控制同一性狀，則新基因與原來(lái)的基因互為等位基因產(chǎn)生了新基因發(fā)生基因突變后基因的數(shù)目和位置不變，只是基因的種類(lèi)發(fā)生了變化。真核生物：基因突變一般可產(chǎn)生它的等位基因；原核細(xì)胞和病毒：基因突變產(chǎn)生的是一個(gè)新基因。思考5：基因檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)這位妻子是輕度β-地中海貧血，這位妻子擔(dān)心：突變基因會(huì)遺傳給孩子嗎？一、基因突變實(shí)例一：地中海貧血基因突變發(fā)生在配子中發(fā)生在體細(xì)胞中將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代(通過(guò)有性生殖)一般不能遺傳有些植物(無(wú)性繁殖的生物)的體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可以通過(guò)無(wú)性生殖遺傳。如:皮膚癌不可遺傳給后代植物組織培養(yǎng)一、基因突變思考6：血紅蛋白基因突變一定會(huì)出現(xiàn)病癥？實(shí)例一：地中海貧血活動(dòng)2：利用基因突變模擬器探究以下三種基因突變對(duì)血紅蛋白氨基酸序列的影響。正常堿基序列-GTG

CAC

CTG

ACT

CCT

GAGGAGAAG-Val

-

His

-Leu

-

Thr

-

Pro

-

G

lu-

G

lu-

Lys甲的堿基序列-GTG

CAC

CTG

ACT

CCC

GAGGAGAAG-乙的堿基序列-GTG

CAC

ATG

CTG

ACT

CCT

GAGGAGAAG-丙的堿基序列-GTG

OAC

CTG

ACT

CCT

GAGGAGAAG-思考6：血紅蛋白基因突變一定會(huì)出現(xiàn)病癥？在Pro（脯氨酸）對(duì)應(yīng)基因的堿基對(duì)T-A替換為C-G，但氨基酸序列不變。氨基酸密碼子Pro(脯氨酸）CCC、CCU（1）甲的堿基序列被替換思考6：血紅蛋白基因突變一定會(huì)出現(xiàn)病癥？（2）乙的堿基序列增添三個(gè)堿基對(duì)增添了3個(gè)堿基對(duì)→增添了一個(gè)甲硫氨酸→血紅蛋白異常。思考6：血紅蛋白基因突變一定會(huì)出現(xiàn)病癥？（3）丙的堿基序列缺失C-G堿基對(duì)缺失1個(gè)堿基對(duì)，氨基酸序列改變→終止密碼子提前出現(xiàn)→血紅蛋白肽鏈縮短。一、基因突變堿基對(duì)影響范圍對(duì)氨基酸序列的影響替換增添缺失只改變1個(gè)氨基酸或不改變不影響插入位置前的序列，影響插入位置后的序列不影響缺失位置前的序列，影響缺失位置后的序列小大大若增添或缺失3個(gè)或3的倍數(shù)個(gè)堿基對(duì)，對(duì)氨基酸序列的影響也較小。如增添（或缺失）3個(gè)堿基對(duì)，可能會(huì)導(dǎo)致mRNA上正好少一個(gè)密碼子，導(dǎo)致蛋白質(zhì)中少一個(gè)氨基酸。一、基因突變①突變可能發(fā)生在基因的非編碼序列，如非編碼區(qū)和內(nèi)含子部分。②基因突變后的密碼子和原密碼子決定的是同一種氨基酸。③若為隱性突變，如AA→Aa，性狀不改變。⑤若突變基因是沉默基因，在該細(xì)胞中不表達(dá)?！虻倪x擇性表達(dá)白細(xì)胞內(nèi)的胰島素基因發(fā)生突變，是否會(huì)影響生物的性狀？④有些突變改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別位置的氨基酸，但該蛋白質(zhì)的功能不變基因突變不一定導(dǎo)致生物性狀改變顯性突變（aa→Aa），生物性狀改變。一、基因突變GGCTTACCGAATGACTTACTGAATGAGCTTACTCGAATGCTTACGAAT活動(dòng)3：小組協(xié)作，探究下列問(wèn)題，深度理解基因突變肯定改變可能改變保持不變基因堿基序列基因數(shù)量基因位置生物性狀一、基因突變實(shí)例一：地中海貧血思考7：根據(jù)以下資料，分析基因突變具有怎樣的特點(diǎn)？DNA平均每復(fù)制10億個(gè)堿基對(duì)，就會(huì)產(chǎn)生1個(gè)錯(cuò)誤。基因突變既有自發(fā)突變又有誘發(fā)突變且在生物界中普遍存在基因突變可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期、任何細(xì)胞的任何DNA分子的任何部位。基因可以發(fā)生不同的突變，產(chǎn)生一個(gè)以上等位基因絕大部分基因突變對(duì)生物體有害?！皖l性——普遍性——隨機(jī)性——不定向性——多害少利性一、基因突變實(shí)例一：地中海貧血思考8：基因突變是否都有害？事實(shí)1：廣東、廣西等地區(qū)因常年炎熱、潮濕，蚊蟲(chóng)較多，歷史上是瘧疾重災(zāi)區(qū)，而這些地區(qū)，地中海貧血基因的攜帶率較高。事實(shí)2：瘧原蟲(chóng)在異常紅細(xì)胞中的生存和繁殖會(huì)到影響，使得攜帶地貧基因的人（雜合子）在瘧疾高發(fā)環(huán)境中具有一定生存優(yōu)勢(shì)。贛州尋烏

定南一、基因突變實(shí)例一：地中海貧血思考8：基因突變是否都有害？（2）、對(duì)進(jìn)化的意義①產(chǎn)生新基因（等位基因）的途徑。②是生物變異的根本來(lái)源，為生物的進(jìn)化提供了豐富的材料?；蛲蛔兊睦﹃P(guān)系不是絕對(duì)的，

而是與環(huán)境因素密切相關(guān)，是可以

相互轉(zhuǎn)化的。（1）、對(duì)個(gè)體的意義P

K一、基因突變體細(xì)胞的基因突變可能對(duì)個(gè)體有什么影響？一、基因突變實(shí)例二：細(xì)胞的癌變抑癌基因Ⅰ突變?cè)┗蛲蛔円职┗颌蛲蛔円职┗颌笸蛔儼┌┘?xì)胞轉(zhuǎn)移正常結(jié)腸上皮細(xì)胞1、從基因角度看，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是什么？相關(guān)基因（包括原癌基因、抑癌基因I、抑癌基因II、抑癌基因III)發(fā)生了突變。原癌基因、抑癌基因發(fā)生突變細(xì)胞癌變積

累癌癥往往是多個(gè)基因突變的結(jié)果，癌變是一個(gè)逐漸積累的過(guò)程一、基因突變實(shí)例二：細(xì)胞的癌變2、健康人的細(xì)胞中原癌基因和抑癌基因嗎？它們的作用是什么？原癌基因抑癌基因控制細(xì)胞正常的生長(zhǎng)和增殖。相應(yīng)蛋白質(zhì)活性過(guò)強(qiáng)突變或過(guò)量表達(dá)抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，或促進(jìn)細(xì)胞凋亡。突變蛋白質(zhì)活性減弱或失去活性細(xì)胞癌變?cè)┗蚝鸵职┗蚨际且活?lèi)基因，而不是等位基因。3、癌細(xì)胞和正常細(xì)胞相比，具有哪些明顯的特征？一、基因突變實(shí)例二：細(xì)胞的癌變癌細(xì)胞癌細(xì)胞正常細(xì)胞①能夠無(wú)限增殖；②形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化；③細(xì)胞膜上糖蛋白等物質(zhì)減少，細(xì)胞間黏著性降低，易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移。4、癌癥發(fā)生的根本原因是基因突變，生活中哪些因素和行為容易誘發(fā)基因突變呢？腌制菜黃曲霉素多環(huán)芳烴HPV病毒嚼檳榔4、癌癥發(fā)生的根本原因是基因突變，生活中哪些因素和行為容易誘發(fā)基因突變呢？紫外線，X射線及其他輻射能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA；亞硝酸鹽、堿基類(lèi)似物等能改變核酸的堿基；某些病毒如Rous肉瘤病毒的遺傳物質(zhì)能影響宿主細(xì)胞DNA；物理因素:化學(xué)因素:生物因素:外因：（誘發(fā)突變）內(nèi)因：自發(fā)突變?cè)跊](méi)有外來(lái)因素影響時(shí)，DNA復(fù)制偶爾發(fā)生錯(cuò)誤也會(huì)自發(fā)產(chǎn)生突變。利用物理因素或化學(xué)因素，使生物發(fā)生基因突變，可以提高突變率，創(chuàng)造人類(lèi)需要的生物新品種。一、基因突變實(shí)例二：細(xì)胞的癌變5、在日常生活中我們應(yīng)當(dāng)怎樣預(yù)防癌癥？遠(yuǎn)離致癌因子、保持良好的心理狀態(tài)、養(yǎng)成健康的生活方式。食物中的防癌物質(zhì)：①大豆、動(dòng)物肝臟——含有的大量維生素A；②蔬菜水果——富含的維生素C，維生素E，胡蘿卜素；③綠茶——富含多元酚6、你知道哪些癌癥的診斷與治療方法？診斷：病理切片的顯微觀察、CT、核磁共振、癌基因檢測(cè)等治療：手術(shù)切除、放療、化療等新技術(shù)及發(fā)展：免疫治療、靶向藥物治療地中海貧血一、基因突變俗話說(shuō)“一母生九子，連母十個(gè)樣”這是基因突變嗎？如不是基因突變，那這種差異是怎么造成的？生物的親子代之間的性狀差異主要是由基因重組造成的。通過(guò)基因重組可以產(chǎn)生基因型不同的后代。二、基因重組二、基因重組1、概念：在生物體進(jìn)行

生殖的過(guò)程中，控制

的基因的重新組合。有性不同性狀減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過(guò)程中控制不同性狀的基因的重新組合。進(jìn)行有性生殖的真核生物時(shí)間發(fā)生生物實(shí)質(zhì)基因重組(即兩對(duì)及兩對(duì)以上的等位基因之間)一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳，后代出現(xiàn)的新類(lèi)型可能來(lái)源于性狀分離或基因突變。非等位基因一對(duì)等位基因不存在基因重組。判斷：一對(duì)膚色正常的夫婦，生了一個(gè)白化病的孩子，是基因重組的結(jié)果。性狀分離二、基因重組類(lèi)型1：自由組合型時(shí)期：1現(xiàn)象：2結(jié)果：3減Ⅰ后非同源染色體自由組合非等位基因自由組合二、基因重組類(lèi)型2：交叉互換型時(shí)期：1現(xiàn)象：2結(jié)果：3減Ⅰ前（或四分體時(shí)期）同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生互換等位基因之間發(fā)生互換，導(dǎo)致染色單體上的非等位基因重組。二、基因重組類(lèi)型3：轉(zhuǎn)基因（DNA重組技術(shù)）（狹義）在生物體進(jìn)行有性生殖過(guò)程中，控制不同性狀的基因的重新組合。則原核生物和病毒不存在基因重組；（廣義）凡是控制不同性狀的基因的重新組合，都叫基因重組。還包括肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化（R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌）以及基因工程（轉(zhuǎn)基因技術(shù)）二、基因重組問(wèn)題:基因重組會(huì)有新的基因產(chǎn)生嗎？會(huì)出現(xiàn)新的性狀嗎？注意：基因重組是原有基因的重新組合，只能產(chǎn)生新的基因型和重組性狀，不能產(chǎn)生新的基因和新的性狀。①只產(chǎn)生新的基因型，并未產(chǎn)生新的基因。②只出現(xiàn)原有性狀的重新組合，不會(huì)出現(xiàn)新的性狀?！鸁o(wú)新蛋白質(zhì)→無(wú)新性狀產(chǎn)生。二、基因重組是生物變異的主要來(lái)源1是形成生物多樣性的重要原因