1、第1講基因突變和基因重組,第三單元生物變異、育種和進化,1.（2016天津卷.5）枯草桿菌野生型與某一突變型的差異見下表：,注P:脯氨酸；K賴氨酸；R精氨酸 下列敘述正確的是 A.S12蛋白結(jié)構(gòu)改變使突變型具有鏈霉素抗性 B.鏈霉素通過與核糖體結(jié)合抑制其轉(zhuǎn)錄功能 C.突變型的產(chǎn)生是由于堿基對的缺失所致 D.鏈霉素可以誘發(fā)枯草桿菌產(chǎn)生相應(yīng)的抗性突變,A,2.（2016新課標(biāo)卷 ）基因突變和染色體變異是真核生物可遺傳變異的兩種來源?；卮鹣铝袉栴}： （1）基因突變和染色體變異所涉及到的堿基對的數(shù)目不同，前者所涉及的數(shù)目比后者 。 （2）在染色體數(shù)目變異中，既可發(fā)生以染色體組為單位的變異，也可發(fā)生以

2、為單位的變異。 （3）基因突變既可由顯性基因突變?yōu)殡[性基因（隱性突變），也可由隱性基因突變?yōu)轱@性基因（顯性突變）。若某種自花受粉植物的AA和aa植株分別發(fā)生隱性突變和顯性突變，且在子一代中都得到了基因型為Aa的個體，則最早在子 代中能觀察到該顯性突變的性狀；最早在子 代中能觀察到該隱性突變的性狀；最早在子 代中能分離得到顯性突變純合體；最早在子 代中能分離得到隱性突變純合體。,少,染色體,一,二,三,二,考綱要求： 1.基因突變的特征和原因 2.基因重組及其意義,學(xué)習(xí)要求： 1. 能舉例說明基因突變的含義和特點 2能說出誘發(fā)基因突變的因素 3能舉例說明基因突變的原因 4能舉例說出基因重組的含義

3、、類型、意義,1.基因突變的實例：鐮刀型細胞貧血癥,一、基因突變,直接原因？,血紅蛋白中一個氨基酸被替換,根本原因？,基因中一個堿基對被替換,DNA分子中發(fā)生 的替換、增添和缺失，而引起的 的改變。,2.基因突變的概念:,堿基對,基因結(jié)構(gòu),判斷：基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，不能發(fā)生基因突變。（ ）,注：RNA病毒的遺傳物質(zhì)發(fā)生堿基的增添、缺失、替換也屬于廣義上的基因突變。,3.基因突變的結(jié)果:,是染色體上一個位點上的一個基因發(fā)生改變，但基因數(shù)目和所在位置沒有變化。,問：是A突變成b嗎？,問：基因一定在染色體上嗎？,真核生物基因突變產(chǎn)生它的等位基因。 原核生物和病毒

4、基因突變產(chǎn)生的是一個新基因。,產(chǎn)生新的等位基因,思考1：基因突變后一定會引起性狀改變？為什么？ 不一定。如： 基因突變的位置在內(nèi)含子,不改變mRNA的堿基序列 基因突變的位置在外顯子,改變mRNA的堿基序列,密碼子改變,但因為不同密碼子決定同一種氨基酸時，不改變性狀；即密碼子具有簡并性，有可能翻譯出相同的氨基酸。 純合體AA突變雜合體Aa時，不改變性狀。,思考2：基因突變一定會傳給后代個體嗎？ 不一定。因為： （1）基因突變發(fā)生在減數(shù)分裂過程中(配子形成時)，將遵循遺傳規(guī)律隨配子傳遞給后代。 （2）若基因突變發(fā)生在體細胞的有絲分裂過程中，則一般不能遺傳給后代。 但有些植物體細胞中的突變可以通過

5、無性繁殖傳遞給后代。,只改變一個氨基酸或不改變,插入位置前不影響，影響插入位置后的序列,缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列,增添或缺失位置增加或缺失一個氨基酸對應(yīng)的序列,小,小,大,大,G C,GAC CTG,下圖表示控制正常酶1的基因突變后所引起的氨基酸序列的改變。兩種基因突變分別是(),A堿基對的替換堿基對的缺失 B堿基對的缺失堿基對的增添 C堿基對的替換堿基對的增添或缺失 D堿基對的增添或缺失堿基對的替換,C,4.基因突變的發(fā)生時間:,主要在DNA復(fù)制時,問:基因突變?yōu)槭裁匆话惆l(fā)生在DNA復(fù)制時？ 在DNA復(fù)制時，穩(wěn)定的雙螺旋解開形成單鏈，這時DNA的穩(wěn)定性會大大下降，極易受到外界因

6、素干擾使原來的堿基序列發(fā)生變化，導(dǎo)致基因發(fā)生突變。,注：外部因素可直接損傷DNA分子或改變堿基序列，不一定需要通過DNA復(fù)制來改變堿基對，所以外因引起的DNA損傷發(fā)生在各個時期。,5.基因突變的原因,化學(xué)因素：亞硝酸和堿基類似物等,生物因素：某些病毒等,物理因素：紫外線、X射線及其它輻射,外因,內(nèi)因:DNA復(fù)制過程中堿基互補配對偶然發(fā)生錯誤,(3) 性 基因突變可以發(fā)生在同一個體發(fā)育的任何時期 基因突變可以發(fā)生在同一個體的任何細胞 基因突變可以發(fā)生在同一細胞內(nèi)任何DNA分子 基因突變可以發(fā)生在同一DNA分子的不同片斷,(4) 性:自然狀態(tài)下，突變頻率低，如高等生物生殖細胞的突變頻率為10-51

7、0-8。,6.基因突變的特點,(1) 性:各種生物都有可能發(fā)生基因突變。,(2) 性( 性):一個基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個以上的等位基因。 如:控制小鼠毛色的灰色基因(Ay)可突變成黃色基因(AY)，也可突變成黑色基因(a),(5) 性：因為現(xiàn)存生物是自然選擇的結(jié)果，新性狀可能有害。,普遍,不定向,多方向,隨機,低頻,多害少利,現(xiàn)代觀點：P126,多為不利不害,(1)是新基因產(chǎn)生的途徑 (2)是生物變異的根本來源 (3)為生物的進化提供了最初的原始材料,7.基因突變的意義:,誘變育種,8.基因突變的應(yīng)用:,練習(xí)： 1.下列關(guān)于基因突變的敘述中，錯誤的是() A基因突變是生物變異的

8、根本來源 B不同細胞中基因的自發(fā)突變率不同 C基因突變只能改變基因的種類， 而不能改變基因的位置 D基因突變的方向與環(huán)境密切相關(guān),D,2.關(guān)于基因突變的敘述,正確的是() A.個別堿基對的替換可能不影響蛋白質(zhì) 的結(jié)構(gòu)和功能 B.染色體上部分基因的缺失,引起性狀的 改變,屬于基因突變 C.有性生殖產(chǎn)生的后代出現(xiàn)或多或少的 差異主要是由于基因突變 D.DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的差錯都可能發(fā)生 基因突變,A,思考3：性狀改變一定是基因突變引起的嗎？ 不一定。,表現(xiàn)型,基因型,環(huán)境條件,（不可遺傳的變異）,（可遺傳的變異）,（改變）,（改變）,（改變）,（遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變）,（遺傳物質(zhì)發(fā)生改變）,基因突變

9、 基因重組 染色體變異,(3)基因拼接：,(2)交換互換： 期，四分體中, 交叉互換，導(dǎo)致染色單體 上的非等位基因重新組合。,二、基因重組,1.基因重組的概念P83,(1)自由組合： 期， 分離的同時, 自由組合。,指在生物體進行 的過程中，控制 的基因的重新組合。,2.基因重組的類型,有性生殖,不同性狀,同源染色體,非同源染色體上的非等位基因,同源染色體的非姐妹染色單體,減數(shù)第一次分裂后,減數(shù)第一次分裂前,基因工程將目的基因經(jīng)運載體導(dǎo)入受體細胞，導(dǎo)致受體細胞中的基因重組;肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化也是基因重組,可能性,基因分離定律和 自由組合定律,可能性,四分體時期 發(fā)生交叉互換,a,A,A,a,a,A

10、,控制控制不同性狀 的基因的重新組合,3.基因重組的結(jié)果:,產(chǎn)生新的基因型,4.基因重組的意義:,基因重組能夠產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代，子代中可能出現(xiàn)適應(yīng)某種變化的、生存所必需的基因組合，所以基因重組是生物變異的來源之一，對生物的進化具有重要意義，也是形成生物多樣性的重要原因。,5.基因重組的應(yīng)用:,雜交育種,必修2教材P71技能訓(xùn)練，布置課后探究活動。探究這些殘翅果蠅是可遺傳變異還是不可遺傳變異，寫出實驗步驟。,答案：（1）（或發(fā)生改變）（2）a. b. c.（3）預(yù)期結(jié)果與結(jié)論：（或正確）,某生物興趣小組飼養(yǎng)了一批純合的長翅紅眼果蠅幼蟲，分裝在10支試管中，準(zhǔn)備放在25C培養(yǎng)箱中培養(yǎng)(果

11、蠅生長的最適溫度),由于疏忽,其中有2支試管未放入培養(yǎng)箱,當(dāng)時氣溫高達37C,十天后觀察發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)箱中的果蠅全為長翅,而未放入培養(yǎng)箱中的果蠅出現(xiàn)了殘翅。 （1）殘翅性狀的出現(xiàn)在遺傳學(xué)上稱為_。你認(rèn)為了現(xiàn)殘翅的最可能的原因是 。 （2）請設(shè)計實驗證明你的推測。（簡要寫出實驗步驟，預(yù)期結(jié)果并得出結(jié)論）實驗步驟： a_； b_； c_； 預(yù)期結(jié)果與結(jié)論：_。,變異,的發(fā)育，果蠅的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變,溫度的變化影響果蠅,利用高溫下發(fā)育的雌雄殘翅果蠅交配產(chǎn)卵,將卵放在25條件下培養(yǎng),觀察子代果蠅翅的性狀表現(xiàn),若子代全為長翅，說明殘翅是由溫度引的不可遺傳變異，遺傳物質(zhì)沒有改變，推測正確； 若子代全為殘翅

12、或出現(xiàn)部分殘翅，說明殘翅是可遺傳的變異，溫度的變化引起了遺傳物質(zhì)改變，推測錯誤。,四分體時期發(fā)生 交叉互換,a,a,a,B,A,A,A,B,A,A,B,如果交換發(fā)生在非同源染色體之間，情況又會如何呢？,A,易位,【易錯提醒】 互換基因重組。如果發(fā)生在非同源染色體之間叫 易位,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異。 精卵結(jié)合并沒有發(fā)生基因重組。,6.下列關(guān)于基因重組的說法中不正確的是() A生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的 重新組合屬于基因重組 B減數(shù)分裂四分體時期，同源染色體的姐妹染色單體之間 的局部交換，可導(dǎo)致基因重組 C減數(shù)分裂過程中，非同源染色體上的非等位基因自由組 合可導(dǎo)致基因重組 D一般情況下花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組，而根尖