基因突变和基因重组

,第5章 生物的变异,两只青蛙相爱了, 结婚后生了一个癞蛤蟆, 公青蛙见状大怒说:贱人,怎么回事? 母青蛙哭着说:他爹,认识你之前我整过容.,变异现象,,表现型,基因型,+ 环境条件,（改变）,（改变）,（改变）,相互作用,变异,直接,通过改变,可遗传变异（一定传给后代？）,不遗传的变异：,生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。,变异能否遗传？,,1、下面叙述的变异现象，可遗传的是 A由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状 B果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状 C开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花 D.手术刀下的麋鹿（美女）和欧巴,C,精典例题,,1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀型细胞贫血症。这样的红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血,严重时会导致死亡.,二、基因突变,(一)基因突变的实例,1.1949年，美国化学家鲍林将正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白，分别放在一定的溶液中电泳，发现正常人和患者的血红蛋白的电泳图谱明显不同，鲍林推测镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白分子的缺陷造成的。经过分析，鲍林认为镰刀型细胞贫血症是一种分子病。2.1956年，英格拉姆等人用酶将正常的血红蛋白和镰刀型细胞的血红蛋白在相同条件下切成肽段，通过电泳对二者进行分析，发现有一个肽段的位置不同。,,为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？,1949年 美国鲍林（化学家）发现镰刀状细胞贫血症患者血红蛋白异常1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀状细胞贫血症患者血红蛋白异常，一条多肽链上的谷氨酸被缬氨酸取代。,U,A,_原因,根本,病因：镰刀型细胞贫血症是由 引起的一种遗传病。,直接原因,谷氨酸缬氨酸,DNA分子中碱基对替换,如果基因中脱氧核苷酸的排列顺序发生变 化，那么一定会导致 A.遗传性状的改变 B. 遗传密码的改变 C.遗传信息的改变 D. 遗传规律的改变,基因分离和基因自由组合定律,,相应性状的改变,相应蛋白质的改变,相应氨基酸的改变,mRNA分子中的碱基发生变化,基因中的碱基对发生变化,透过现象看本质:,基因突变的草莓 正常草莓P87,显微镜可观察到吗？,分子水平的变异 核酸分析仪,基因突变，指导的蛋白质一定改变？性状一定改变？,（一般产生其等位基因）,,增加,缺失,替换,机理：DNA分子中发生碱基对的 、 和 ，而引起的基因结构的改变。P81,增添,缺失,替换,基因突变概念：,基因内部核酸分子上的特定脱氧核苷酸序列发生改变的现象或过程,哪种变化对蛋白质的氨基酸序列影响较小？,原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小（）,A. 置换单个碱基对B. 增加4个碱基对C. 缺失3个碱基对D. 缺失4个碱基对,D,1、基因突变发生在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的那一时期？,思考：,有丝分裂间期或减数第一次分裂间期DNA复制时,DNADNA,3、基因突变都会遗传给后代吗？,,基因突变发生的时间？ Why？,细胞的分裂间期:,A.有丝分裂间期,B.减数第一次分裂间期,体细胞,生殖细胞,中可以发生基因突变,（但一般不能传给后代）,中也可以发生基因突变,（可以通过受精作用直接传给后代）,DNA在进行复制时发生错误?,,4、人类能遗传给后代的基因突变常发生在 A.减数第一次分裂 B.四分体时期 C.减数第一次分裂的间期 D.有丝分裂间期,C,精典例题,,基因突变的外因和内因？,物理因素,化学因素,生物因素,基因突变的因素,各种射线的照射、温度剧变等,亚硝酸和碱基类似物等1947年,病毒和某些细菌等,1、自发突变：在自然状态下发生的基因突变。,2、诱发突变：在人工条件下诱发的基因突变。,DNA复制时，自身偶尔出现的碱基错误配对,内因：,DNA分子复制偶尔发生错误，DNA碱基组成发生改变等,早晨起床， 掀开黑心棉做的被子，用致癌牙膏刷完牙，喝了杯掺了三聚氰胺的牛奶，吃一根柴油炸的洗衣粉油条，外加一个苏丹红咸鸭蛋，在票贩子那儿买了张车票，赶到地下烟厂上班。9：30偷偷用山寨手机看股票，中午在餐馆点了盘用地沟油炒的的黄膳，,一盘敌敌畏喷过的白菜，盛两碗陈化粮米饭；晚餐蒸一盘瘦肉精养大的死猪肉做的腊肉，沾上点毛发勾兑的毒酱油，拌盘福尔马林泡过的海蜇皮，抓两个添加了漂白粉的大馒头，喝两杯富含甲醇的白酒唉，这日子过得真叫爽,,基因突变的特点,1.普遍性:,基因突变可在生物的任何时期、不同DNA、基因随机发生,突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。,2.随机性,生物界原核、真核生物、病毒等所有物种均可以发生（生物范围）,3。基因突变是不定向的。不止一种等位基因,可逆性？ 多方向性,人工诱发基因突变能定向吗？,显性突变,隐性突变,基因突变是不定向的,灰老鼠,黑老鼠,黄老鼠,小资料,、突变率低 稀有性,庞大的种群？,可产生丰富的基因突变,基因突变的意义：,是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物的进化的原材料。,白化苗,有害性：大多数突变是有害的,白化病,为什么呢？,任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们 与环境取得了高度的协调。,,并指,唇裂,,基因突变意义,产生新基因,引发生物变异,生物变异的根本来源，为进化提供原材料，,常见突变性状：,棉花 ：正常枝短果枝 果蝇 ：红眼白眼 长翅残翅家鸽 ：羽毛白色灰红色人 ：正常色觉色盲 正常肤色白化病,基因突变的结果往往使一个基因变成它的等位基因,即产生了新的基因.,基因突变的意义:,这种太空南瓜王最大能长到200多公斤，在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5公斤。,实例：“黑农五号”大豆 高产青霉菌株 太空椒,人工诱变在育种上的应用,是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法,人工诱变能引起基因发生定向突变吗?,有利的基因突变,高产大豆 高产青霉菌株,有利的基因突变,粉玫瑰 红玫瑰,黄玫瑰 蓝玫瑰,基因突变，染色体上基因数量和位置发生改变吗？,基因突变小结,碱基对替换、增添、缺失,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,实质,结果,,二、基因重组,1、概念:,具有不同遗传性状的雌、雄个体进行有性生殖过程时,控制不同性状的基因？重新组合，导致后代不同于亲本类型的现象或过程。,2、类型:,基因的自由组合:,基因的互换:,非同源染色体上的非等位基因的自由组合,同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换.(交叉互换)导致同源染色体的染色单体上的非等位基因重组,后一页,,非同源染色体上的 非等位基因自由组合,Y,y,r,R,Y,y,R,r,Yr和yR,YR和yr,A,A,A,A,B,B,b,b,B,B,b,b,a,a,a,a,,A,a,b,B,A,a,B,b,同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换,1、细菌和病毒存在基因重组这种变异吗？ 2、基因重组能否产生新基因？ 能产生新的基因型吗？3、你能从基因重组的角度解释人群中个体性状的多种多样吗？,不存在,不能,能,减数分裂形成的配子,染色体组成具有多样性,导致不同配子遗传物质的差异受精过程中卵细胞和精子的结合的随机性,,3、意义:,,思考:一种具有20对等位基因（这20对等位基因分别位于 20对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出现的表现型就有 种。,220=1048576,广义的基因重组？,减数第一次分裂普遍发生,小结：基因突变和基因重组的比较,基因的主要载体-染色体变异,2、关于基因突变的下列叙述中，错误的是（ ）A基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变B基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变而发生的C基因突变可以在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下引起D基因突变的突变率是很低的，并且都是有害的,跟踪训练,D,3、基因A与a1、a2、a3之间的关系如图，该图不能表明的是（）A 基因突变是不定向 B等位基因的出现是基因突变的结果C正常基因与致病基因可以通过突变而转化 D这些基因的转化遵循自由组合定律,跟踪训练,D,,1、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 A基因突变 B基因重组 C基因分离 D环境影响,A,2、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患者,其父母正常，请判断这人性状最可能是 A.伴性遗传 B.常染色体遗传 C.基因突变 D.基因重组,C,,3.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输给一个血型相同的正常人,将使正常人,B,A、 基因产生突变,使此人患病 B、无基因突变,性状不遗传给此人 C、基因重组,将病遗传给此人 D、无基因突变,此人无病,其后代患病,,5、生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源于 A.基因重组 B.基因突变 C.染色体变异 D.环境变化,A,4、若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变 异主要来自 A.基因突变 B.基因重组 C.环境影响 D.染色体变异,B,,2、在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对，则 A.不能转录 B.不能翻译 C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变3、若某基因原为303对碱基，现经过突变，成为300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，差异可能为 A只相差一个氨基酸，其他顺序不变 B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变 C长度不变，但顺序改变 DA、B都有可能,D,D,精典例题,原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近