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1、1第一节第一节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组第五章第五章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异23一一 基因突变基因突变4为什么会出现这样的性状为什么会出现这样的性状? ?56 1956 1956年，英国科学家英格拉姆发现年，英国科学家英格拉姆发现镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白的肽链上，镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白的肽链上，有一处的有一处的谷氨酸被缬氨酸取代谷氨酸被缬氨酸取代。正常正常异常异常脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 谷氨酸谷氨酸被缬氨酸取代被缬氨酸取代7DNADNA的碱基对发生了替换的碱基对发生了替换病因分析病因分析GAAGAACTTC
2、TTGAAGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNARNARNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常G GU UA AG GT TA AC CA AT T突变突变替换替换增添增添缺失缺失A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G AT TA C C G C G G C G AT TA AT A C C G C T G G C G DNA片段片段碱基对的碱基对的增添、缺增添、缺失或替换失或替换，改变了，改变了基因的结构基因的结构。A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G DNADNA分子中的碱基对有哪几种变化，从而分子中的
3、碱基对有哪几种变化，从而导致基因结构的改变？导致基因结构的改变？9思考与讨论：思考与讨论： 由于由于DNADNA碱基对的改变，是否一定会引起碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？蛋白质的改变？ 基因突变都会遗传给后代吗？基因突变都会遗传给后代吗？1 1 突变发生在配子中突变发生在配子中, ,可传给后代可传给后代. .2 2 突变发生在体细胞中突变发生在体细胞中, ,一般不能遗传一般不能遗传. . 基因突变主要发生在什么时候？基因突变主要发生在什么时候？ DNA DNA复制时复制时( (有丝分裂的间期和减数有丝分裂的间期和减数第一次分裂间期第一次分裂间期) ) 不一定，密码子具有简并性不一定
4、，密码子具有简并性( ( 一种氨基一种氨基酸可能对应多种密码子酸可能对应多种密码子) )A.自然突变自然突变:自然发生的突变自然发生的突变B.诱发突变诱发突变: 在人为条件下发生的突变在人为条件下发生的突变基因突变的类型：基因突变的类型：引起基因突变的因素有哪些？引起基因突变的因素有哪些？1 1、物理因素：、物理因素：X X射线射线 激光等激光等2 2、化学因素：、化学因素：亚硝酸亚硝酸 碱基类似物、碱基类似物、烟碱、秋水仙素、黄曲霉毒素等烟碱、秋水仙素、黄曲霉毒素等3 3、生物因素：、生物因素：病毒病毒 某些细菌等某些细菌等细菌细菌 无抗药性无抗药性抗药性抗药性棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短
5、果枝 果蝇果蝇 红眼红眼白眼白眼 长翅长翅残翅残翅家鸽家鸽 羽毛白色羽毛白色灰红色灰红色人人 正常色觉正常色觉色盲色盲 正常肤色正常肤色白化病白化病常见突变性状：常见突变性状：一一 在生物界普遍存在；在生物界普遍存在；玉米白化苗玉米白化苗基因突变有何特点？基因突变有何特点？人类多指人类多指短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）开花结果开花结果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶具根茎叶的植株的植株分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵1、基因突变发生在生物个体发育的什么时期？、基因突变发生在生物个体发育的什么时期？任何时期任何时期二二 在生物体内随机发生；在生物体内随机发生；基基 因因突变率突变率
6、大肠杆菌组氨酸缺陷型基因大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因4105果蝇的褐眼基因果蝇的褐眼基因3105玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因110小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人类色盲基因人类色盲基因3105三三 突变率低突变率低；基因突变有何特点？基因突变有何特点？四四 基因突变是基因突变是不定向的不定向的基因突变有何特点？基因突变有何特点？经诱变处理的紫色种子产生的子代种子经诱变处理的紫色种子产生的子代种子经诱变处理的黑色家鼠产生的子代经诱变处理的黑色家鼠产生的子代显性突变显性突变隐性突变隐性突变白化苗白化苗五五 大多数突变是大多数突变是有害有害的的白化病白化病为什么呢
7、？为什么呢？ 任何一种生物都是长期进化过程的产物，任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们它们 与环境取得了高度的协调。与环境取得了高度的协调。基因突变有何特点？基因突变有何特点？基因突变有何特点？基因突变有何特点？一一 在生物界普遍存在在生物界普遍存在( (普遍性普遍性) )二二 在生物体内随机发生在生物体内随机发生( (随机性随机性) )三三 突变率低突变率低( (低频性低频性) )四四 大多数突变是大多数突变是有害有害的的( (有害性有害性) )五五 基因突变是不定向的基因突变是不定向的( (不定向性不定向性) ) 这种太空南瓜王最大能长到这种太空南瓜王最大能长到200200多公斤，多公
8、斤，在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5 5公斤。公斤。基因突变应用：太空育种基因突变应用：太空育种普通青椒普通青椒神奇的太空育种神奇的太空育种 ( (八两八两) )2021 “ “黑农五号黑农五号”大豆、高产青霉菌株大豆、高产青霉菌株 太空椒、太空南瓜太空椒、太空南瓜 优点：优点：缩短育种年限，大幅度缩短育种年限，大幅度 改良性状，为人类选育改良性状，为人类选育 出优良的生物品种出优良的生物品种缺点：缺点：优质变异少，要处理大优质变异少，要处理大 量的实验材料，具有盲量的实验材料，具有盲 目性目性22二二 基因重组基因重组23 “ “一母生九子，连母十个样一
9、母生九子，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产这种个体的差异，主要是什么原因产生的生的? ?想一想想一想24（一）概念（一）概念: :在生物进行在生物进行有性生殖过程中有性生殖过程中, ,控制控制不同性状的基因的重新组合不同性状的基因的重新组合. .（二）类型（二）类型: : 基因的自由组合基因的自由组合: : 基因的互换基因的互换: :非同源染色体上的非同源染色体上的非等位基因的非等位基因的自由组合自由组合四分体时期，同源染色体上四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局的非姐妹染色体之间发生局部互换部互换. .动脑动脑: :基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因
10、？25基因突变和基因重组的区别基因突变和基因重组的区别? ?1 1基因突变：基因突变： 基因基因_改变，它改变，它_产生新的基因产生新的基因 发生时期：发生时期：_ 特点：普遍性特点：普遍性 随机性、不定向性随机性、不定向性 突变率低突变率低 2 2基因重组：基因重组： 控制不同性状的基因控制不同性状的基因_，_产生新基因，产生新基因，可形成新的可形成新的_。 发生时期：发生时期：_ 特点：特点：_结构结构能能细胞分裂间期（细胞分裂间期（DNADNA复制时）复制时）重新组合重新组合不不基因型基因型有性生殖过程中有性生殖过程中( (减数分裂减数分裂) )非常丰富非常丰富261 1、生物变异的根本
11、来源是、生物变异的根本来源是 A A基因重组基因重组 B B染色体数目变异染色体数目变异 C C染色体结构变异染色体结构变异D D基因突变基因突变2 2、基因重组发生在、基因重组发生在 A A减数分裂形成配子的过程中减数分裂形成配子的过程中 B B受精作用形成受精卵的过程中受精作用形成受精卵的过程中 C C有丝分裂形成子细胞的过程中有丝分裂形成子细胞的过程中 D D通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中DA课堂巩固课堂巩固273 3、某自花传粉植物连续几代开、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，白花红花，一次开出一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是的后代
12、全开白花，其原因是 A A基因突变基因突变 B B基因重组基因重组 C C基因分离基因分离 D D环境影响环境影响A284.4.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液血液, ,输给一个血型相同的正常人输给一个血型相同的正常人, ,将使将使正常人正常人B B A A、 基因产生突变基因产生突变, ,使此人患病使此人患病 B B、无基因突变、无基因突变, ,性状不遗传给此人性状不遗传给此人 C C、基因重组、基因重组, ,将病遗传给此人将病遗传给此人 D D、无基因突变、无基因突变, ,此人无病此人无病, ,其后代患病其后代患病29非同源染色体上的非同源染色体上的 非
13、等位基因自由组合非等位基因自由组合AabBAaBbAb和和aBAB和和ab上一页上一页30AabBAaBb同源染色体的非姐妹染色单体同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换之间的局部交换上一页上一页31 是生物多样性的重是生物多样性的重要原因之一要原因之一. .325 5、一对夫妇所生育子女中，性状差异、一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变异主要来自甚多，这种变异主要来自 A.A.基因突变基因突变 B.B.基因重组基因重组 C.C.环境影响环境影响 D.D.染色体变异染色体变异B331 1、在一个、在一个DNADNA分子中如果插入了一个碱分子中如果插入了一个碱基对，则（基对，则（ ） A
14、.A.不能转录不能转录 B.B.不能翻译不能翻译 C.C.在转录时造成插入点以前的遗传密在转录时造成插入点以前的遗传密码改变码改变 D.D.在转录时造成插入点以后的遗传密在转录时造成插入点以后的遗传密码改变码改变经典例题经典例题D342 2、若某基因原为、若某基因原为303303对碱基，现经过突变，对碱基，现经过突变，成为成为300300个碱基对，它合成的蛋白质分子与个碱基对，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，差异原来基因合成的蛋白质分子相比较，差异可能为（可能为（ ） A A只相差一个氨基酸，其他顺序不变只相差一个氨基酸，其他顺序不变 B B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也
15、长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变有改变 C C长度不变，但顺序改变长度不变，但顺序改变 D DA A、B B都有可能都有可能D351.1.诱发突变与自然突变相比，正确诱发突变与自然突变相比，正确的是（的是（ ） A都是有利的 B都是定向的 C都是隐性突变 D诱发突变率高D362.2.基因基因A A与与a1a1、a2a2、a3a3之间之间 的关系如图的关系如图, ,该该图不能表明的是（图不能表明的是（ ）A A、基因突变是不定向的、基因突变是不定向的B B、等位基因的出现是基因突变的结果、等位基因的出现是基因突变的结果C C、正常基因与致病基因、正常基因与致病基因 可以通过突变而转化可以通过突变而转化D D、这些基因的转化遵、这些基因的转化遵 循自由组合定律循自由组合定律D