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1、第第1节节 基因突变和基因突变和基因重组基因重组（第（第2课时）课时）第5章 基因突变及其他变异基因突变是如何产生的呢？回顾旧知回顾旧知基因突变的三个实例：实例一：镰状细胞贫血实例二：豌豆的皱粒实例三：囊性纤维化碱基的替换碱基的增添碱基的缺失基因突变是DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列改变的结果。基因突变的原因【资料1】二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导致以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。【资料2】苏丹红的致癌原理：苏丹红进入人体后，在过氧化物酶的作用下形成苯和萘环羟基衍生物，进一步生成自由基，自由基可以与DNA、RNA等结合，从而产生致癌作用。【资料
2、3】乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝细胞的基因，使肝细胞发生变异。肝脏炎症的不断刺激，使肝细胞进一步变异，肝细胞不凋亡，而且不断地再生，就形成了肿瘤。如某些病毒的遗传物质等如某些病毒的遗传物质等物理因素:如紫外线、如紫外线、X X射线等射线等化学因素:如亚硝酸盐、碱基类似物等如亚硝酸盐、碱基类似物等生物因素:(1)外因（提高突变率）(2)内因:DNA复制偶尔发生错误等学习新知一个基因可以发生不同的突变，产生1个以上的等位基因。普遍性随机性基因突变既有自发突变又有诱发突变且在生物界中普遍存在。基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，细胞内不同DNA分子上，以及同一DNA的不同部位。不
3、定向性基因突变的特点低频性在自然状态下，基因突变的频率是很低的。如高等生物中105108个生殖细胞中有1个发生基因突变。基因突变的结果AAaA产生了等位基因（即产生新基因），但不产生了等位基因（即产生新基因），但不一定一定会会导致生物性状改变导致生物性状改变（1）真核细胞：（2）原核细胞和病毒：遗传物质结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在遗传物质结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此基因突变产生的是一个等位基因。因此基因突变产生的是一个新基因新基因基因突变的特点那基因突变是有利的还是有害的呢？镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。具有一个镰状细胞贫血
4、突变基因的个体（即杂合子）在氧含量正常的情况下，并不表现出镰状细胞贫血的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾有较强的抵抗力。基因对生物的生存是否有利，往往取决于生物生存的环境。镰状红细胞基因突变的意义形成新性状基因突变生物变异的根本来源产生新基因生物进化的原始材料对生物体来说，基因突变有的是有害的，有的是有利的，还有的是中性的。(等位基因的来源）是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料。基因突变的应用诱变育种用辐射法处理大豆，培育成“黑农五号”大豆品种，含油量提高了2.5%，大豆产量提高了16%。“黑农五号”大豆青霉素高产菌株的选育人们对青霉菌进行X射线
5、、紫外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株。航天育种利用太空中的特殊环境培育了很多优良品种，取得了极大的经济效益。利用物理、化学因素处理生物，使生物发生基因突变，创造人类需要的生物新品种。基因突变的应用诱变育种诱变育种的特点提高基因突变频率，加速育种进程；产生新基因，大幅度地改良某些性状；获得前所未有的新性状。难以控制突变方向，具有一定的盲目性，有利个体少；需大量处理实验材料，工作量大。基因重组为什么会出现新的性状组合？F1PYYRRyyrrF2Y_R_Y_rryyR_93：yyrr31：YyRr基因重组基因重组 在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。前提本质BbA
6、Dad非同源染色体非等位基因同源染色体非等位基因如何实现控制不同性状基因的重新组合？减数分裂基因重组基因重组自由组合YyRrY YR RyyrrY YrrR RyyyryrYRYRYRYRyryrY YrrR RyyYrYryRyRYyRryYrR基因重组交叉互换 染色体互换的示意图（左）和照片（右）同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换而发生交换。基因重组交叉互换AaBbABAbaBab基因重组基因重组是生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义。有性生殖过程中的基因重组配子种类多样化子代基因组合多样化基因重组的应用杂交育种将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经选择和培育，获得新品种
7、。五花鱼朝天泡眼金鱼 我国是最早养殖和培育金鱼的国家。金鱼的祖先是野生鲫鱼。在饲养过程中，野生鲫鱼产生基因突变，人们选择喜欢的品种培养，并进行人工杂交。例如，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到了五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交，得到了朝天泡眼。基因重组的应用杂交育种矮杆抗病DDTT ddtt 高秆抗病 矮秆不抗病 ddRR基因重组的应用杂交育种P DDTT ddtt DdTt F1 高秆抗病 矮秆不抗病 矮秆抗病 F2 D_T_ D_tt ddT_ ddtt 后代全为矮秆抗病后代出现性状分离 操作简单，目的性强。集不同品种的优良性状于一身。不足：育种年限长，过程繁琐。只能利用已有的基因重组，不
8、能创造新的基因。优点：基因突变基因重组本质结果发生时间原因条件意义发生可能基因结构改变，产生新的基因控制不同性状基因的重新组合，产生新的基因型主要在细胞分裂间期，由于外界理化因素或自身生理因素引起的基因碱基对的替换、缺失或增添减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合；减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换；外界环境条件的变化和内部因素的相互作用有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞新基因产生的途径；生物变异的根本来源；生物进化的原始材料是生物变异的重要来源；是形成生物多样性的重要原因；对生物的进化具有重要的意义突变频率低，但普遍存在有性生殖中非常普遍产生了新基因，可能出现了新性
9、状不产生新基因，而是产生新的基因型基因突变和基因重组的比较基因重组基因突变DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变普遍性、随机性、不定向性、低频性概念特点意义原因外因：诱发突变（物理因素、化学因素、生物因素）内因：自发突变（DNA分子复制时偶尔发生错误）是生物变异的根本来源，是产生新基因的途径，为生物的进化提供了丰富的原材料在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合概念类型意义自由组合、交叉互换是生物变异的来源之一，提供进化的原材料诱变育种杂交育种例1下列有关基因突变和基因重组的叙述，正确的是（）A基因突变具有普遍性，基因重组是生物变异的根本来源B基因
10、突变改变了基因结构，所以一定能遗传给后代C基因突变只发生在细胞分裂的间期D有性生殖过程中基因重组有利于生物适应复杂的环境D基因突变基因突变若发生在体细胞中，则不能遗传给下一代基因突变具有随机性，可以发生在任何时期，主要发生在细胞分裂的间期例2基因重组是生物体在进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合。下列有关基因重组的叙述正确的是（）A基因重组一定不会使DNA结构发生改变B减数分裂间期DNA复制时可能发生基因重组C异卵双生的两个子代遗传物质差异主要是由基因重组导致的D基因型为Aa的生物自交产生的子代中出现三种基因型是基因重组的结果C基因重组中交叉互换可以使DNA的结构发生改变基因重组包括交叉互换（减前期）和自由组合（减后期）基因重组是非等位基因的重组，Aa中不存在非等位基因，因此没有基因重组