1、第一節(jié) 基因突變和基因重組,生物的變異,不可遺傳的變異,可遺傳的變異,僅僅由環(huán)境因素引起，沒(méi)有引起遺傳物質(zhì)的變化,基因突變,基因重組,染色體變異,由于生殖細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的改變而引起,一.基因突變,基因突變的例子 1910年，赫里克醫(yī)生的診所來(lái)了一位黑人病人，病人臉色蒼白，四肢無(wú)力，是嚴(yán)重的貧血病患者。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(wú)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(chēng)鐮刀狀細(xì)胞貧血癥。,1.1949年，美國(guó)化學(xué)家鮑林將正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白，分別放在一定的溶液中電泳，發(fā)現(xiàn)正常人和患者的血紅蛋白的電泳圖譜明顯不同，鮑林

2、推測(cè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于血紅蛋白分子的缺陷造成的。經(jīng)過(guò)分析，鮑林認(rèn)為鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種分子病。 2.1956年，英格拉姆等人用酶將正常的血紅蛋白和鐮刀型細(xì)胞的血紅蛋白在相同條件下切成肽段，通過(guò)電泳對(duì)二者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)肽段的位置不同。,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,U,A,_原因,根本,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,1、基因突變發(fā)生在信息流動(dòng)的哪個(gè)環(huán)節(jié)中？ 2、從圖中來(lái)看，基因突變一般

3、發(fā)生在細(xì)胞分裂的那一時(shí)期？,思考：,有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂間期DNA復(fù)制時(shí),DNADNA,增添,缺失,替換,DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的 、 和 ，而引起的 的改變。,替換,增添,缺失,基因結(jié)構(gòu),合作探究2、基因突變的概念：,1、堿基對(duì)的幾種改變方式，一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變嗎？,思考：,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 ,mRNA,堿基對(duì)增添,異亮氨酸,脯氨酸,DNA,異亮氨酸,精氨酸,氨基酸,1、堿基對(duì)的幾種改變方式，一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變嗎？,思考：,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

4、變化。,mRNA,DNA,氨基酸,異亮氨酸,精氨酸,蘇氨酸,丙氨酸,堿基對(duì)缺失,思考：,1、堿基對(duì)的幾種改變方式，一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變嗎？,正常,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,思考：,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(guò)無(wú)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(lài)氨酸的密碼子有如下幾種：UUA、UUG、CUU、

5、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(wú)利也無(wú)害,跟蹤訓(xùn)練一,D,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(lèi)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,合作探究3、基因突變的原因和特點(diǎn),細(xì)菌 無(wú)抗藥性抗藥性 棉花 正常枝短果枝 果蠅 紅眼白眼 長(zhǎng)翅殘翅 家鴿 羽毛白色灰紅色 人 正常色覺(jué)色盲 正常膚色白化病,你認(rèn)為突變有什么特點(diǎn)？,常

6、見(jiàn)突變性狀：,一 在生物界普遍存在；,討論與思考,短腿安康羊（中）,玉米白化苗,人類(lèi)多指,2、基因突變的特點(diǎn),以植物的個(gè)體發(fā)育為例：,基因突變發(fā)生的時(shí)期與突變性狀在生物體的表現(xiàn)部位及范圍大小有沒(méi)有關(guān)系？,有什么關(guān)系？,突變發(fā)生的時(shí)間越早，表現(xiàn)突變的部分越多，突變發(fā)生的時(shí)期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少。,基因突變發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的什么時(shí)期？ 哪些細(xì)胞能發(fā)生基因突變？,任何時(shí)期,分裂間期的細(xì)胞,有,二、在生物體內(nèi)隨機(jī)發(fā)生；,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,小資料,自然突變率低；,白化苗,大多數(shù)突變是有害的,白化病,為什么

7、呢？,任何一種生物都是長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程的產(chǎn)物，它們 與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)。,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？ 染色體上基因的數(shù)量發(fā)生改變了嗎？,思考：,等位基因,沒(méi)有,思考：,生物體內(nèi)發(fā)生的基因突變是否都能引起生物表現(xiàn)型的變化？為什么？,不一定。 一種氨基酸可以由多種密碼子決定，當(dāng)突變后的DNA轉(zhuǎn)錄成的密碼子仍然決定同種氨基酸時(shí)，這種突變不會(huì)引起生物性狀的改變。 突變成隱性基因在雜合子中不引起性狀的改變,基因突變的意義：,是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來(lái)源,是生物的進(jìn)化的原材料。,2、關(guān)于基因突變的下列敘述中，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

8、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(lèi)、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,D,3、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?；蚺c致病基因可以通過(guò)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,“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,合作探究四、基因重組,1、概念:,在生物進(jìn)行有性生殖過(guò)程中,控制不同性狀的基因的自由組合.,2、類(lèi)型:,

9、自由組合:,交叉互換:,在減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因的自由組合,四分體時(shí)期，同源染色體上的非姐妹染色體之間發(fā)生局部互換.,3、意義： 生物變異的來(lái)源之一，對(duì)生物的進(jìn)化也具有重 要意義。,A,A,A,A,B,B,b,b,B,B,b,b,a,a,a,a,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？,思考：,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(guò)程中卵細(xì)胞和精子的結(jié)合的隨機(jī)性,4、下面有關(guān)基因重組的說(shuō)法不正確的是（ ） A基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中 B基因重組產(chǎn)生原來(lái)沒(méi)有的新基因 C基因重組是生物變異的重要來(lái)源 D基因重組能產(chǎn)生原來(lái)沒(méi)有的新性狀 5、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,B,A,堿基對(duì)的增添、缺失或改變而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變,有性生殖過(guò)程中， 控制不同性狀的基因重新組合,分裂間期DNA復(fù)制時(shí),減數(shù)第一次分裂,自然突變、誘發(fā)突變,自由組合、交叉互換,產(chǎn)生新基因,產(chǎn)