基因突变和基因重组公开课讲义

1、基因突变和基因重组公开课讲义什么是生物的变异？ 生物的变异是指生物亲、子代生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在性状差异间或子代各个体间存在性状差异的现象。的现象。红色龙虾和蓝色龙虾红色龙虾和蓝色龙虾变异的变异的类型类型可遗传的变异：可遗传的变异：不可遗传的变异：不可遗传的变异：基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组仅仅由环境不同引起，遗传物质没有仅仅由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。改变，不能进一步遗传给后代。生物变异的类型生物变异的类型遗传物质发生遗传物质发生了改变了改变 5.1 5.1 基因突变和基因重组基因突变和基因重组 一、基因突变一、基因

2、突变 正常红细胞正常红细胞镰刀型红细胞镰刀型红细胞案例一：分析案例一：分析血红蛋白分子的部分氨基酸序列血红蛋白分子的部分氨基酸序列缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸-缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸1 2 3 4 5 6 7 8（正常血红蛋白）（正常血红蛋白）（异常血红蛋白）（异常血红蛋白）血红蛋白究竟出了什么问题？血红蛋白究竟出了什么问题？为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？GAAGAACTTCTT谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRN

3、AmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常G GA AG GA AC CT T突变突变G GA A根本根本原因原因碱基对替换碱基对替换第第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？A AT TT TA A替换替换直接直接原因原因谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸思考与讨论：思考与讨论：1.1.查教材查教材6565页的密码子表完成下面图解，按图解说明镰刀页的密码子表完成下面图解，按图解说明镰刀型细胞贫血症的病因？型细胞贫血症的病因？TAUA那么除了碱基对的替换还有什么变化导致基因结构发生变化呢？学生回答。引出基因突变的概念 DNA DNA分子中发生碱基对

4、的替换、增添和缺分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变失，而引起的基因结构的改变. .（一）（一） 基因突变的概念基因突变的概念增增添添缺缺失失替替换换合作探究合作探究基因中碱基对的替换，是否一定会引起氨基酸的改变？基因中碱基对的替换，是否一定会引起氨基酸的改变？ 请举例说明（提示：可参照密码子表）请举例说明（提示：可参照密码子表）结论：碱基对的替换改变 或 个氨基酸。0 01 1DNA-G A T-C T A-mRNA-G A U- -氨基酸氨基酸 天冬氨酸天冬氨酸DNA-G A C-C T G-mRNA-G A C-氨基酸氨基酸 天冬氨酸天冬氨酸肽链： 起始-缬-异亮-

5、亮-甘-终止mRNA：-AUG-GAU-AUC-CUC-GGG-UAA-肽链： 起始-甘-天冬-脯-精-缬- -TAC-CCT-ATA-GGA-GCC-CAT- -ATG-GGA-TAT-CCT-CGG-GTA-DNAmRNA：-AUG-GGA-UAU-CCU-CGG-GUA- -TAC-CTA-TAG-GAG-CCC-ATT- -ATG-GAT-ATC-CTC-GGG-TAA-DNA突变前突变前突变后突变后+C+G此处插入一个碱基对基因中碱基对数目的增减，会引起什么样的改变？基因中碱基对数目的增减，会引起什么样的改变？结论：碱基对的增添或缺失改变 个氨基酸。多多DNADNA碱基对的改变，是否

6、一定会引起蛋白质的改变？碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？一个氨基酸有多个密码子；一个氨基酸有多个密码子；某些某些DNA片段不一定控制片段不一定控制 蛋白质的合成；蛋白质的合成；理由：理由：思考：思考：基因突变都会遗传给后代吗？基因突变都会遗传给后代吗？配子中发生基因突变，可以通过受精作用传递给后代。配子中发生基因突变，可以通过受精作用传递给后代。体细胞中发生基因突变，一般不传递给后代，体细胞中发生基因突变，一般不传递给后代，但植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递。但植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递。物理因素物理因素化学因素化学因素生物因素生物因素提高提高突变突变频

7、率频率X X射线、激光等射线、激光等亚硝酸盐、碱基类似物等亚硝酸盐、碱基类似物等病毒、某些细菌等病毒、某些细菌等（二）基因突变的原因（二）基因突变的原因诱发突变：诱发突变：自发突变：自然条件下自发突变：自然条件下DNA偶尔复制错误偶尔复制错误15（三）基因突变的特点（三）基因突变的特点 从以下图片，你能归纳出基因突变的什从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？么特点吗？白化苗白化苗加拿大无毛猫加拿大无毛猫白化病白化病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基因突变可发生在生物个体发育的任何时期；基因突变可发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的可以发生在细胞内不同的

8、DNADNA分子上；分子上；同一同一DNADNA分子的不同部位。分子的不同部位。小鼠毛色灰色可以突变为黄色或黑色产生的新基因是其等位基因。（灰）（黄）（黑）不定向性不定向性（三） 基因突变的特点自然界的物种中广泛存在自然界的物种中广泛存在可发生在任何时期可发生在任何时期( (打破对环境的适应性打破对环境的适应性) ) 多数有害多数有害, ,少数有利少数有利 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：自然界突变率：自然界突变率：10105 5- - 1010-8-8 突变率低突变率低: :A Aa a1 1或或A Aa a2 2 （四） 基因突变的意义

9、 产生新的等位基因产生新的等位基因 生物变异的根本来源生物变异的根本来源 生物进化的原始材料生物进化的原始材料二、基二、基 因因 重重 组组（一）概念（一）概念: :在生物进行有性生殖过程中在生物进行有性生殖过程中, ,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: : 基因的交叉互换基因的交叉互换: :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，同源染色体上的四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互非姐妹染色体之间发生局部互换换. .二、二、 基因重组基因重组 控制不

10、同性状的基因重新组合，不产生新基因，可形控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因，可形成新的基因型和表现型。成新的基因型和表现型。4 4、意义、意义: :是生物变异的来源之一，是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要的意义。对生物进化具有重要的意义。 基因重组能否产生新的基因？有无新的基因型和基因重组能否产生新的基因？有无新的基因型和表现型形成？表现型形成？【问题】【问题】基因突变基因突变基因重组基因重组发生时期发生时期产生原因产生原因适用范围适用范围结果结果意义意义出现频率出现频率自然或人工诱变，使基因分子自然或人工诱变，使基因分子结构发生改变，包括结构发生改变，包括DNADNA碱基碱基对替

11、换、增添、缺失对替换、增添、缺失非同源染色体上的非等位基因自非同源染色体上的非等位基因自由组合；同源染色体上的非姐妹由组合；同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换染色单体交叉互换有丝分裂间期有丝分裂间期减数分裂间期减数分裂间期减数第一次分裂前期、后期减数第一次分裂前期、后期所有生物都可以发生所有生物都可以发生只适用于有性生殖的真核只适用于有性生殖的真核生物生物产生产生新基因新基因的途径，的途径，生物变异的生物变异的根本途径根本途径，是生物进化的是生物进化的原始材料原始材料是生物变异的是生物变异的来源之一来源之一，对，对生物进化具有重要的意义生物进化具有重要的意义突变频率突变频率低低出现频率出现频

12、率高高产生产生新的基因新的基因，出现新的性，出现新的性状状产生产生新的基因型新的基因型，性状重新，性状重新组合组合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嫁接，砧木和接穗愈合的过程中DA课堂检测课堂检测3 3、某自

13、花传粉植物连续几代开红、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，白花的后花，一次开出一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是代全开白花，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、一对夫妇所生育子女中，性状差异甚、一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变异主要来自多，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B5 5、如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血、如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液液, ,输给一个血型相同的正常人输给一个血型相同的正常人, ,将使正常将使正常人人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作业作业 全品练习册习题全品练习册习题谢 谢【课堂探究一】【课堂探究一】1、是不是、是不是DNA分子的碱基对发生改分子的碱基对发生改变就一定会导致生物性状的变化？变就一定会导致生物性状的变化？ 不具有遗传效应的不具有遗传效应的DNA片段中的片段中的“突变突变