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1、基因突变基因突变 和基因重组和基因重组第第5章第章第1节节熟练掌握熟练掌握基因突变基因突变和和基因重组基因重组的概念、种的概念、种类、时间、原因、特点、意义。类、时间、原因、特点、意义。表现型表现型基因型基因型 +环境条件环境条件（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）复习回顾复习回顾:表现型与基因型的关系表现型与基因型的关系引入引入:生物体生物体性状性状的改变就是生物的的改变就是生物的变异变异生物界中的变异现象生物体亲代和子代之间以及生物体亲代和子代之间以及生物体亲代和子代之间以及生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性子代个体之间性状的差异性子代个体之间性状的差异性子代个体
2、之间性状的差异性。变异能否遗传？变异能否遗传？生生物物变变异异的的类类型型不可遗传不可遗传的变异的变异可遗传可遗传的变异的变异仅由环境因素引起，遗传物质没有变化基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异由于由于遗传物质的遗传物质的改变改变而引起而引起v例例1下列现象中属于可遗传的变异的是（下列现象中属于可遗传的变异的是（）vA、玉米由于水肥充足而长得穗大粒足、玉米由于水肥充足而长得穗大粒足vB、人由于晒太阳皮肤变黑、人由于晒太阳皮肤变黑vC、手术刀下的美女帅哥、手术刀下的美女帅哥vD、人类的色盲病、人类的色盲病D正常红细胞镰刀型红细胞苏氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸苏氨酸脯氨酸缬氨酸谷
3、氨酸赖氨酸正常血红蛋白异常血红蛋白基因突变的实例基因突变的实例镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症蛋白质蛋白质 正常正常 异常异常氨基酸氨基酸 谷氨酸谷氨酸 缬氨酸缬氨酸mRNA G_A G_ADNA C T T C_T G A A G_ A 突变突变UAAT根本根本原因原因A AT T替换替换T TA A 病因病因：镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由 引引起的一种起的一种遗传病遗传病。直接直接原因原因谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNA分子中碱基对替换分子中碱基对替换增增添添缺缺失失替替换换DNADNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的 、和和 ，而引起的，而引起的 的改变。的改变。替换
4、替换增添增添缺失缺失基因结构基因结构合作探究合作探究合作探究合作探究2 2 2 2、基因突变的概念：、基因突变的概念：、基因突变的概念：、基因突变的概念：1 1、碱基对的几种改变方式，一定会引起蛋白质的碱基对的几种改变方式，一定会引起蛋白质的改变吗？改变吗？思考：思考：当发生替换时，由于密码子的简并性，蛋白质当发生替换时，由于密码子的简并性，蛋白质中的氨基酸可能发生变化，也可能不发生变化中的氨基酸可能发生变化，也可能不发生变化 T A G G C G A U C C G C A U A C C GC mRNA碱基对增添碱基对增添异亮氨酸异亮氨酸 脯氨酸脯氨酸DNA A T C C G C 正常
5、正常异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸1 1、碱基对的几种改变方式，一定会引起蛋白质的碱基对的几种改变方式，一定会引起蛋白质的改变吗？改变吗？思考：思考：A T A C C G C T A T G G C G 当发生增添时，除肽链长度发生改变外，当发生增添时，除肽链长度发生改变外，插入点以后的氨基酸一般都会发生变化。插入点以后的氨基酸一般都会发生变化。mRNADNA氨基酸氨基酸 A U C C G C 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸苏氨酸苏氨酸丙氨酸丙氨酸碱基对缺失碱基对缺失思考：思考：1 1、碱基对的几种改变方式，一定会引碱基对的几种改变方式，一定会引起蛋白质的改变吗？起蛋白质的改变
6、吗？正常正常 A T C C G C T A G G C G mRNA氨基酸氨基酸 A C C G C T G G C G DNA A C C G C 当发生缺失时，除肽当发生缺失时，除肽链长度发生改变外，链长度发生改变外，缺失点以后的氨基酸缺失点以后的氨基酸一般都会发生变化。一般都会发生变化。总结总结:碱基对的改变碱基对的改变不不一定一定引起蛋白质引起蛋白质的改变。碱基对的改变。碱基对的的替换引起改变替换引起改变最小最小思考：思考：2 2、基因突变都会遗传给后代吗？、基因突变都会遗传给后代吗？不一定。不一定。若发生在若发生在配子配子中，中，可遗传可遗传，若发生在若发生在体细胞体细胞中，中，一
7、般不能遗传一般不能遗传。有些植。有些植物体细胞中的基因突变物体细胞中的基因突变可通过无性繁殖传递可通过无性繁殖传递。1、基因突变发生在遗传信息流动的哪个环节中、基因突变发生在遗传信息流动的哪个环节中？2、从图中来看，基因突变一般发生在细胞分裂、从图中来看，基因突变一般发生在细胞分裂的哪一时期？的哪一时期？思考：思考：有丝分裂间期或减数第一次分裂间期有丝分裂间期或减数第一次分裂间期DNADNA复制时复制时DNADNA物理因素：物理因素：化学因素：化学因素：生物因素：生物因素：1 1 1 1、基因突变的原因：、基因突变的原因：、基因突变的原因：、基因突变的原因：如如X X射线、射线、射线、紫外线、
8、激光等。射线、紫外线、激光等。亚硝酸、碱基类似物，硫酸二乙酯，亚硝酸、碱基类似物，硫酸二乙酯，秋水仙素等秋水仙素等包括病毒和某些细菌等。包括病毒和某些细菌等。外因外因内因：内因：DNADNA分子复制偶尔发生错误，分子复制偶尔发生错误，DNADNA碱基组成发生改变等碱基组成发生改变等合作探究合作探究3、基因突变的原因和特点、基因突变的原因和特点诱发癌变诱发癌变的致癌因的致癌因子：子：物理因子、物理因子、化学因子、化学因子、生物因子生物因子癌变就是一种癌变就是一种基因突变基因突变(四四)基因突变的特点基因突变的特点棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蝇果蝇 红眼红眼白眼白眼 长翅长翅残翅残翅家鸽
9、家鸽 羽毛白色羽毛白色灰色灰色人人 正常手指正常手指多多指指 、并指、并指 正常肤色正常肤色白化病白化病一一 、普遍性普遍性常见突变性状：常见突变性状：以植物的个体发育为例：开花结果的开花结果的植株植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶的具根茎叶的植株植株分化出花芽分化出花芽的植株的植株受精卵受精卵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、随机性随机性三、三、不定向性不定向性四、四、可逆性可逆性一个基因可以产生一个以上的一个基因可以产生一个以上的等位基因等位基因 基基 因因突变率突变率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
10、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小资料小资料五、五、突变率突变率低低低频性低频性白化苗白化苗六、六、多害少利性多害少利性白化病白化病为什么呢？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。有害的基因突变有害的基因突变畸形的雏鸭畸形的雏鸭人类的多指人类的多指人类的人类的并指并指镰刀形红细胞镰刀形红细胞高产大豆高产大豆 高产青霉菌株高产青霉菌株有利的基因突变有利的基因突变(四
11、四)基因突变的特点基因突变的特点 普遍性普遍性:随机性随机性:低频性低频性:多害少利性：多害少利性：不定向性不定向性（多方向性）多方向性）：可逆性可逆性五）基因突变的结果：产生新基因即它的等位基因五）基因突变的结果：产生新基因即它的等位基因思考与讨论：思考与讨论：1基因突变能产生新的基因吗？基因突变能产生新的基因吗？2这些新的基因产生的新性状对生物的生存有这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什么意义（有利还是有害）什么意义（有利还是有害）?3基因突变对生物的进化有何意义？基因突变对生物的进化有何意义？(六六)基因突变的意义基因突变的意义意义：意义：1.基因突变是基因突变是产生产生新基因（等位
12、基因）新基因（等位基因）的途径，的途径，2.是生物变异的是生物变异的根本来源根本来源，3.为生物的进化提供了为生物的进化提供了原始材料原始材料。4.是基因重组的是基因重组的基础基础(七七)人工诱变在育种上的应用人工诱变在育种上的应用是创造动、植物新品是创造动、植物新品种和微生物新类型的种和微生物新类型的重要方法重要方法1.原理：原理：2.方法：方法：3.优点：优点：4.缺点：缺点：5.实例实例:物理因素物理因素：化学因素化学因素：各种射线（各种射线（X射线、紫外线、激光等）射线、紫外线、激光等）秋水仙素秋水仙素、亚硝酸、硫酸二乙酯、亚硝酸、硫酸二乙酯基因突变基因突变（1 1）提高变异的频率，加
13、速育种进程。）提高变异的频率，加速育种进程。（2 2）大幅度改良某些优良性状。）大幅度改良某些优良性状。诱变产生的有利变异少诱变产生的有利变异少，需从大量材料中筛选，工需从大量材料中筛选，工作量大作量大诱变育种诱变育种“黑农五号黑农五号”高产大豆、高产青霉菌株高产大豆、高产青霉菌株 、太空椒、太空椒“一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样”，这种个体，这种个体的差异，主要是什么原因产生的的差异，主要是什么原因产生的?基因重组基因重组二、基因重组二、基因重组1 1、概念、概念:在生物进行在生物进行有性生殖过程有性生殖过程中中,控制不同性状的控制不同性状的基因的重新组合基因的重新组合.3 3
14、、类型、类型:自由组合自由组合:交叉互换交叉互换:非同源染色体上的非等位基因的自由组合非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体的非姐妹染色体间发生交叉互换同源染色体的非姐妹染色体间发生交叉互换.2、条件：、条件：真核生物有性生殖（减数分裂）真核生物有性生殖（减数分裂）4、结果、结果5、意义、意义6、应用、应用非同源染色体上的非同源染色体上的 非等位基因自由组合非等位基因自由组合AabBAaBbAb和和aBAB和和abAabBAaBb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交叉交换之间的交叉交换二、基因重组二、基因重组1 1、概念、概念:在生物进行在生物进行有性生殖过程有
15、性生殖过程中中,控制不同性状的控制不同性状的基因的重新组合基因的重新组合.3 3、类型、类型:自由组合自由组合:交叉互换交叉互换:非同源染色体上的非等位基因的自由组合非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体的非姐妹染色体间发生交叉互换同源染色体的非姐妹染色体间发生交叉互换.2、条件：、条件：真核生物有性生殖（减数分裂）真核生物有性生殖（减数分裂）4、结果：、结果：5、意义、意义:6、应用、应用:产生新的产生新的基因型基因型是生物变异重要来源，是生物变异重要来源，生物多样性的重要原因之一，生物多样性的重要原因之一，对生物进化有重要意义。对生物进化有重要意义。属于人为基因重组属于人为基因重组
16、的还有：的还有：转基因、转基因、R型菌转型菌转化为化为S型菌型菌基因重组的应用基因重组的应用杂交育种杂交育种1.1.原理：原理：2.2.方法方法:3.3.优点：优点：4.4.缺点：缺点：5.5.实例：实例：基因重组基因重组杂交杂交自交自交筛选筛选逐代自交至不发生性状分离为止逐代自交至不发生性状分离为止将不同个体上的多个优良性状集中在一个个体上、将不同个体上的多个优良性状集中在一个个体上、操作简便操作简便育种周期长、限于同种或亲缘关系较近的个体间育种周期长、限于同种或亲缘关系较近的个体间抗病矮秆小麦、杂交水稻抗病矮秆小麦、杂交水稻基因突变和重组引起的变异有什么区别基因突变和重组引起的变异有什么区
17、别?1 1基因突变：基因突变：基因基因_改变，它改变，它_新的基因新的基因 发生时期：发生时期：_ 特点：特点：普遍性、普遍性、随机性、随机性、_、多害少利性、多害少利性、不定向性。不定向性。2 2基因重组：基因重组：控制不同性状的控制不同性状的_，_新基因，可新基因，可形成新的形成新的_。发生时期：发生时期：_ 特点：特点：_内部结构内部结构能产生能产生细胞分裂间期（细胞分裂间期（DNADNA复制时）复制时）突变率低突变率低基因重新组合基因重新组合不产生不产生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)非常普遍非常普遍本节小结本节小结DNA DNA复制复制碱基对替换、增添、缺
18、失脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变基因结构改变遗传信息改变产生等位基因差错差错引起内因：碱基变化内因：碱基变化 物理因素物理因素外因外因 化学因素化学因素 生物因素生物因素原因原因实质实质结果结果1 1、在一个、在一个DNADNA分子中如果插入了一个碱基对，则分子中如果插入了一个碱基对，则 A.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码改变在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变在转录时造成插入点以后的遗传密码改变D精典例题精典例题2 2、人类能遗传给后代的基因突变常发生在、人类能遗传给后代的基因突变常发
19、生在 A.A.减数第一次分裂减数第一次分裂 B.B.四分体时期四分体时期 C.C.减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期 D.D.有丝分裂间期有丝分裂间期C精典例题精典例题1 1、生物变异的根本来源是、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
20、嫁接，砧木和接穗愈合的过程中小试牛刀小试牛刀DA3 3、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是朵白花，白花的后代全开白花，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A4 4、上眼睑下垂是一种显性遗传病、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患者某一男性患者,其父母正常，请判断这人性状最可能是其父母正常，请判断这人性状最可能是 A.A.伴性遗传伴性遗传 B.B.常染色体遗传常染色体遗传 C.C.基因突变基因突变 D.D.基因重组基因重组C5.5.如果将一个镰
21、刀型细胞贫血症的患者血液如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输输给一个血型相同的正常人给一个血型相同的正常人,将使正常人将使正常人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1、熟练掌握基因突变和基因重组的、熟练掌握基因突变和基因重组的概念概念、发生发生时间时间、产生、产生原因和种类原因和种类、特点特点、意义意义，下节上课前提问；下节上课前提问；2、完成相应的练习题，下节课进行讲解。、完成相应的练习题，下节课进行讲解。