高中生物必修二基因突变

1、基因突变第四节 生物的变异“龙生龙，凤生凤，老鼠生下的儿子会打洞。”“一母生九仔，连母十个样。”这说明了生物界的现象。这说明了生物界的现象。遗传遗传变异变异正常山羊有时生下短腿正常山羊有时生下短腿“安康安康羊羊”绿鹦绿鹦鹉的后代有多种类型鹉的后代有多种类型红花的后代变成了蓝紫色红花的后代变成了蓝紫色生物界蕴含着形形色色的变异现象生物界蕴含着形形色色的变异现象变异的概念：生物的亲代和子变异的概念：生物的亲代和子代以及子代的各个体之间存在代以及子代的各个体之间存在的性状差异，叫做变异。的性状差异，叫做变异。第四节第四节 生物的变异生物的变异表现型表现型基因型基因型环境环境（不可遗传的变异）（不可遗

2、传的变异）（可遗传的变异）（可遗传的变异）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）基因重组基因重组染色体变异染色体变异基因突变基因突变（遗传物质未发生改变）（遗传物质未发生改变）（遗传物质发生改变）（遗传物质发生改变）由于由于DNADNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的增添、增添、 缺失或改变缺失或改变，而引起的而引起的基因结构基因结构的改变。的改变。概念：概念：时间：时间：类型：类型：特点：特点：意义：意义：6.6.人工诱变在育种上的应用：人工诱变在育种上的应用：细胞分裂间期，细胞分裂间期，DNA复制时。复制时。变异的变异的根本来源根本来源，为生物进化提供，为生物进化提供原材料原

3、材料。普遍性普遍性 随机性随机性 低频性低频性 少利多害性少利多害性 不定向性不定向性 自然突变和人工诱变。自然突变和人工诱变。一、基因突变 基因突变是基因分子结构的改变。在一定的外界条件或者生物内部因素的作用下，使得DNA复制过程出现小小的差错，造成了基因中脱氧核苷酸排列顺序的改变，最终导致原来的基因变为它的等位基因。这种基因中包含的特定遗传信息的改变，就引起了生物性状的改变。 基因突变具有广泛性，在动物界、植物界以及人类，甚至细菌、病毒各种生物中都可能发生。基因突变不同于基因重组，基因重组是基因的重新组合，产生了新的基因型，基因突变是基因结构的改变，产生了新的基因，产生出新的遗传物质。因此

4、，基因突变是生物产生变异的主要原因，为进化提供了原始材料，又是生物进化的重要因素之一。 总结总结一、基因突变一、基因突变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正常红细胞正常红细胞镰刀型贫血症镰刀型贫血症 资料：资料：1910年，一个黑人青年到医院看病，检查发现他患的年，一个黑人青年到医院看病，检查发现他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞不是正是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，人们称这种病为镰刀型细胞常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，人们称这种病为镰刀型细胞贫血症。贫血症。这种病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型

5、。病重时，这种病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型。病重时，红细胞受机械损伤而破裂的现象，引起严重贫血而造成死亡。红细胞受机械损伤而破裂的现象，引起严重贫血而造成死亡。19491949年，美国鲍林博士研究表年，美国鲍林博士研究表明，红细胞中明，红细胞中血红蛋白血红蛋白分子不完善分子不完善引起了红细胞变形，从而失去输氧引起了红细胞变形，从而失去输氧功能。功能。 血红蛋白究竟出了什么问题？血红蛋白究竟出了什么问题？圆饼状的红细胞转变为镰刀状的红细胞，是红细圆饼状的红细胞转变为镰刀状的红细胞，是红细胞中的什么物质出了问题呢胞中的什么物质出了问题呢？正常血红蛋白第正常血红蛋白第6位上的位上的谷氨酸谷氨酸

6、被被缬氨酸缬氨酸取代取代。正常血红蛋白究竟出了什么问题？正常血红蛋白究竟出了什么问题？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）CTTCTTGAAGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常GUAGUACATCATGTAGTA突变突变GAAGAA_原因原因 镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由

7、 引起的一种遗传病。引起的一种遗传病。病因：病因：DNADNA分子中碱基对改变分子中碱基对改变根本根本第第6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代的根本原因是什么取代的根本原因是什么？分析：分析：A AT TT TA A替换替换直接原因直接原因决定决定原句：小陈老师喜欢钓鱼。 1、小陈老师喜欢钩鱼。 2、小陈老师喜欢 鱼。 3、小陈老师喜欢钓小鱼。思考：以下三句话和原句的语意一样吗？是什么思考：以下三句话和原句的语意一样吗？是什么原因造成的呢？原因造成的呢？替换替换缺失缺失增添增添讨论：讨论：DNADNA中的碱基对也会发生上述变化，中的碱基对也会发生上述变化，从而导致遗传信息的改变吗？从

8、而导致遗传信息的改变吗？改变改变增添增添缺失缺失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片段片段碱基对的增添、缺碱基对的增添、缺失或改变，改变了失或改变，改变了遗传信息。遗传信息。A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G DNADNA分子中的碱基对可以发生哪几种变化，分子中的碱基对可以发生哪几种变化，从而导致基因结构的改变？从而导致基因结构的改变？分裂间期分裂间期A.A.有丝分裂间期有丝分裂间期B.B.减数第一次分

9、裂间期减数第一次分裂间期体细胞体细胞可以发生基因突变可以发生基因突变生殖细胞生殖细胞中也可以发生基因突变中也可以发生基因突变（但一般不能传给后代）（但一般不能传给后代）（可以通过受精作用直接传给后代）（可以通过受精作用直接传给后代）基因突变发生的时间？基因突变发生的时间？思考：思考：1 1、DNADNA分子中碱基对的改变、增添和缺失分子中碱基对的改变、增添和缺失发生在何种生理过程中？发生在何种生理过程中？ DNADNA的复制的复制2 2、DNADNA的复制发生在什么时间？的复制发生在什么时间？分裂间期分裂间期体细胞可以发生基因突体细胞可以发生基因突变吗？变吗？生殖细胞可以发生基因生殖细胞可以发

10、生基因突变吗？突变吗？体细胞发生的基因突变体细胞发生的基因突变可以传给后代吗？可以传给后代吗？生殖细胞发生的基因突生殖细胞发生的基因突变可以传给后代吗？变可以传给后代吗？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你认为突变有什么特点？你认为突变有什么特点？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；讨论与思考讨论与思考短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）玉米白化苗玉米白化苗人类多指人类多指基因突变有何

11、特点？基因突变有何特点？以被子植物的个体发育为例：以被子植物的个体发育为例：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2、基因突变发生的时期与突变性状在生物体的、基因突变发生的时期与突变性状在生物体的表现部位及范围大小有没有关系？表现部位及范围大小有没有关系？3、有什么关系？、有什么关系？突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，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。突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。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

12、？任何时期任何时期有有二二 在生物体内随机发生；在生物体内随机发生；基因突变有何特点？基因突变有何特点？思考思考受精卵发生了基因突变，突变性状受精卵发生了基因突变，突变性状可能表现在生物体的什么部位？可能表现在生物体的什么部位？根细胞发生了基因突变，突变性状根细胞发生了基因突变，突变性状可能表现在生物体的什么部位？可能表现在生物体的什么部位？全部全部根部根部基基 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

13、因3105小资料小资料三三 突变率突变率低低；基因突变有何特点？基因突变有何特点？白化苗白化苗四四 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？为什么呢？ 任何一种生物都是长期进化过程的产任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们物，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？五五 基因突变是基因突变是不定向不定向的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1基因突变能产生新的基因吗

14、？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这些新的基因产生的新性状对生物的生存是有利还是有害生存是有利还是有害?3自然环境会选择哪些个体生存下来？自然环境会选择哪些个体生存下来？思考：思考：基因突变的意义基因突变的意义基因突变是新基因产生的途径，是生物基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了变异的根本来源，为生物的进化提供了原材料。原材料。 基因突变的意义基因突变的意义变异的根本来源变异的根本来源能能取决于环境取决于环境有利变异有利变异成功率低成功率低, ,有利个体往往不多有利个体往往不多需大量处理材料需大量处理材料 人工诱变在育种上的应用优点：

15、优点：提高突变率，缩短育种周期提高突变率，缩短育种周期大幅度改良某些性状大幅度改良某些性状缺点缺点: :物理因素：物理因素：X X射线、射线、射线、紫外线、激光等射线、紫外线、激光等 化学因素：化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等亚硝酸、硫酸二乙酯等 （1 1）常用的方法：）常用的方法：（4 4）实例：）实例：“黑农五号黑农五号”大豆大豆 高产青霉菌株高产青霉菌株 太空太空椒椒（4 4）实例：太空椒）实例：太空椒 太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）和普通椒相比，太空椒具有明显的优势，果实肥大，和普通椒相比，太空椒具有明显的优势，果实肥大，把其种下去后结出

16、的仍是太空椒把其种下去后结出的仍是太空椒2、下列有关基因突变的说法，不正确的是（、下列有关基因突变的说法，不正确的是（ ） A.自然突变下突变率是很低的自然突变下突变率是很低的 B.人工诱变都是有利的人工诱变都是有利的 C.基因突变能产生新的基因基因突变能产生新的基因 D.基因突变在自然界广泛存在基因突变在自然界广泛存在DB巩固练习巩固练习1、基因突变的本质不包括：（基因突变的本质不包括：（ ）A、DNA复制时出差错复制时出差错 B、DNA碱基对的增添、缺失或改变碱基对的增添、缺失或改变C、基因分子结构的改变、基因分子结构的改变D、非等位基因间的自由组合、非等位基因间的自由组合3、诱发突变与自

17、然突变相比，正确的叙述是（、诱发突变与自然突变相比，正确的叙述是（ ）A、诱发突变对生物的生存是有利的、诱发突变对生物的生存是有利的B、诱发突变可以引起生物性状的定向变异、诱发突变可以引起生物性状的定向变异C、诱发突变产生的生物性状都是显性性状、诱发突变产生的生物性状都是显性性状D、诱发突变产生的突变率比自然突变的突变率高、诱发突变产生的突变率比自然突变的突变率高D4 4、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

18、裂间期C 这种说法不正确。这种说法不正确。基因突变是指基因突变是指DNA分子中发生碱基对的增分子中发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因分子结构的改添、缺失或改变而引起的基因分子结构的改变。变。 基因突变使一个基因突变成它的等位基因，基因突变使一个基因突变成它的等位基因，从而会使生物的基因型发生改变。从而会使生物的基因型发生改变。5、讨论：有人说，基因突变就是指生物体基因型的改变。你认为这种说法正确吗？试举例说明。 但是基因型的改变并不都是由基因突变引但是基因型的改变并不都是由基因突变引起的，基因重组和染色体变异都可引起基因型起的，基因重组和染色体变异都可引起基因型改变。改变。作业：复习题作

19、业：复习题 一、二、一、二、1 . 3 三、三、1 普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中，普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中，给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱满的种子，但是满的种子，但是再把这些种子种下去结出再把这些种子种下去结出的仍就是普通的种子的仍就是普通的种子 不可遗传的变异不可遗传的变异甘蓝甘蓝3.5kg3.5kg7kg7kg拉萨拉萨3.5kg3.5kg北京北京昼夜温差大昼夜温差大,日照时间长日照时间长,光照强度大光照强度大想一想：上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象的发生？叶球可达叶球可达7kg7kg左右的变异性状左右的变异性状为什么没有遗传给子

20、代呢？分析：是环境因素引起的 ，自身的遗传物质没有改变。返回返回资料：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有资料：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有3.5KG，当，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达球可重达7KG左右。但再引回北京后，叶球又只有左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5KG。2 2、将重组类型黄色皱粒豌豆种植下去，子代中会有、将重组类型黄色皱粒豌豆种植下去，子代中会有黄黄色皱粒豌豆吗？为什么？色皱粒豌豆吗？为什么？思考：思考：1 1、子二代中与亲本表现型不同的个体有、子二代中与亲本表现型不同的个体有

21、 和和 。自身的遗传物质发生了改变自身的遗传物质发生了改变绿色圆粒绿色圆粒黄色皱粒黄色皱粒A T A C C G C T A G G C G T A T G G C G DNAA T C C G C A U C C G C A U A C C GC mRNA正常正常碱基对增添碱基对增添异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸 脯氨酸脯氨酸探究：碱基对增添会改变导致蛋白质的结构吗？探究：碱基对增添会改变导致蛋白质的结构吗？氨基酸氨基酸碱基对的增添、缺失或改变导致蛋白质的碱基对的增添、缺失或改变导致蛋白质的 改变情况相同吗？改变情况相同吗？A T C C G C T A G G C G 正常正常T T G G C G A A C C G C 碱基对改变碱基对改变碱基对缺失碱基对缺失A C C G C T G G C