突变重组学习教案

1、会计学1突变突变(tbin)重组重组第一页，共51页。n答案：答案：B B第第3页页/共共51页页第2页/共51页第二页，共51页。大部分普通果蝇身体呈褐色（大部分普通果蝇身体呈褐色（YYYY），具有纯合），具有纯合隐性基因隐性基因(jyn)(jyn)的个体呈黄色，但是，即的个体呈黄色，但是，即使是纯合的使是纯合的YYYY品系，如果用含有银盐的食物饲品系，如果用含有银盐的食物饲喂，长成的成体也为黄色，这就称为喂，长成的成体也为黄色，这就称为“表型模表型模写写”（1 1）从变异的类型分析这种表型模写属于）从变异的类型分析这种表型模写属于_,_,理由是理由是_。 （2 2）现有一只黄色果蝇，你如何

2、判断它是属）现有一只黄色果蝇，你如何判断它是属于纯合于纯合yyyy，还是，还是“表型模写表型模写”不可不可(bk)遗遗传变异传变异仅仅是由环境因素影响造成仅仅是由环境因素影响造成(zo chn)的，遗传物的，遗传物质没有改变质没有改变第第4页页/共共51页页第3页/共51页第三页，共51页。大部分普通果蝇身体呈褐色（大部分普通果蝇身体呈褐色（ YY YY），具有纯合隐），具有纯合隐性基因的个体呈黄色，但是，即使性基因的个体呈黄色，但是，即使(jsh)(jsh)是纯是纯合的合的YYYY品系，如果用含有银盐的食物饲喂，长成的品系，如果用含有银盐的食物饲喂，长成的成体也为黄色，这就称为成体也为黄色，

3、这就称为“表型模写表型模写”（2 2）现有一只黄色果蝇，你如何判断它是属于纯）现有一只黄色果蝇，你如何判断它是属于纯合合yyyy，还是，还是“表型模写表型模写”方法步骤：用该未知基因型黄色与正常黄色果蝇方法步骤：用该未知基因型黄色与正常黄色果蝇yyyy交配，将交配，将孵化的幼虫孵化的幼虫(yuchng)(yuchng)放在不含银盐饲料饲养的条件下培放在不含银盐饲料饲养的条件下培养，其他条件适宜，观察幼虫养，其他条件适宜，观察幼虫(yuchng)(yuchng)长的成虫体色长的成虫体色结果预测结果预测: :如果后代出现了褐色果蝇如果后代出现了褐色果蝇( (u ynu yn) )，则所检测果蝇则所

4、检测果蝇( (u ynu yn) )为表型模写，如果子代全为表型模写，如果子代全为黄色，则说明所测果蝇为黄色，则说明所测果蝇( (u ynu yn) )的基因型是的基因型是yyyy第第5页页/共共51页页第4页/共51页第四页，共51页。二、基因突变二、基因突变(j yn t bin)正常红细胞正常红细胞镰刀型细胞贫血症红细胞镰刀型细胞贫血症红细胞1 1、实例：人类镰刀型细胞、实例：人类镰刀型细胞(xbo)(xbo)贫血症贫血症病因病因蛋白质蛋白质 正常正常(zhngchng) (zhngchng) 异常异常氨基酸氨基酸mRmRNANADNA DNA C CT TT TG GA AA A突突变

5、变 -谷氨酸- -缬氨酸-GAA GUA根本：根本：直接：直接：病因 血红蛋白分子一条多肽链上的谷氨酸被缬氨酸代替。控制合成血红蛋白分子的DNA的碱基对发生了改变。C CA AT TG GT TA A第第6页页/共共51页页第5页/共51页第五页，共51页。ATCCGTAGGCAACCGTTGGC替换（改变）替换（改变）插入（增添）插入（增添）ACTCCGTGAGGC丢失（缺失）丢失（缺失）A CCGT GGC2 2、基因突变的概念：由于、基因突变的概念：由于DNADNA分子中发生碱分子中发生碱基对的增添，缺失或改变，而引起基对的增添，缺失或改变，而引起(ynq)(ynq)的基因结构的改变。的

6、基因结构的改变。第第7页页/共共51页页第6页/共51页第六页，共51页。 21-2 点突变的类型(以 Tyr 的密码子为例) 无义突变同义突变错义突变DNA TACTAA , TAG RNA UAC UAA UAG aa Tyr Och AmbTAC TAT UAC UAU Tyr TyrTAC TCC UAC UCC Tyr Ser碱基替换碱基替换: :可以使多肽链中个别氨基酸发生改变可以使多肽链中个别氨基酸发生改变(gibin)(gibin)。移码突变移码突变: :如果刚好是如果刚好是3 3个碱基的增减，效果同碱基替换个碱基的增减，效果同碱基替换. . 如果是如果是1 1个或几个碱基对（

7、个或几个碱基对（3n3n除外），它的效果是使密码除外），它的效果是使密码 编组改变编组改变(gibin)(gibin)，从添加或减少碱基对的那个密码子开始，一直，从添加或减少碱基对的那个密码子开始，一直 到信息的末尾，都出现误读。到信息的末尾，都出现误读。第第8页页/共共51页页第7页/共51页第七页，共51页。增增添添(z(zngngtitin)n)缺缺失失(q(qu u shsh)改改变变第第9页页/共共51页页第8页/共51页第八页，共51页。活性。第第10页页/共共51页页第9页/共51页第九页，共51页。第第11页页/共共51页页第10页/共51页第十页，共51页。这6个密码子都编码

8、亮氨酸（leu）第第12页页/共共51页页第11页/共51页第十一页，共51页。第第13页页/共共51页页第12页/共51页第十二页，共51页。第第14页页/共共51页页第13页/共51页第十三页，共51页。第第15页页/共共51页页第14页/共51页第十四页，共51页。第第16页页/共共51页页第15页/共51页第十五页，共51页。第第17页页/共共51页页第16页/共51页第十六页，共51页。第第18页页/共共51页页第17页/共51页第十七页，共51页。（2004年浙江卷）自然界中年浙江卷）自然界中,一种生物某一基因及突变基因决定的蛋白质一种生物某一基因及突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸

9、序列如下的部分氨基酸序列如下:正常正常(zhngchng)基因基因 精氨酸精氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 亮氨酸亮氨酸 苏氨酸苏氨酸 脯氨酸脯氨酸突变基因突变基因1 精氨酸精氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 亮氨酸亮氨酸 苏氨酸苏氨酸 脯氨酸脯氨酸突变基因突变基因2 精氨酸精氨酸 亮氨酸亮氨酸 亮氨酸亮氨酸 苏氨酸苏氨酸 脯氨酸脯氨酸突变基因突变基因3 精氨酸精氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 苏氨酸苏氨酸 酪氨酸酪氨酸 丙氨酸丙氨酸根据上述氨基酸序列确定这根据上述氨基酸序列确定这3种突变基因种突变基因DNA分子的改变是分子的改变是:A.突变基因突变基因1和和2为一个碱基的替换为一个碱基的替换,突变基因突变基因3为一个

10、碱基的增添为一个碱基的增添B.突变基因突变基因2和和3为一个碱基的替换为一个碱基的替换,突变基因突变基因1为一个碱基的增添为一个碱基的增添C.突变基因突变基因1为一个碱基的替换为一个碱基的替换,突变基因突变基因2和和3为一个碱基的增添为一个碱基的增添D.突变基因突变基因2为一个碱基的替换为一个碱基的替换,突变基因突变基因1和和3为一个碱基的增添为一个碱基的增添A第第19页页/共共51页页第18页/共51页第十八页，共51页。3.3.基因突变基因突变(j yn (j yn t bin)t bin)的结果：的结果： 基因突变使一个基因变成它的等位基因，并且(bngqi)通常会引起一定的表现型变化。

11、 AAaa AAaa 表现型改变表现型改变(gibin)(gibin)AAAa AAAa 表现型不变表现型不变第第20页页/共共51页页第19页/共51页第十九页，共51页。第第21页页/共共51页页第20页/共51页第二十页，共51页。 基因突变产生的新性状是生物从未有过的性状，因此它是生物变异的根本(gnbn)来源，也为生物进化提供了最初的原材料。4.4.基因突变基因突变(j yn t (j yn t bin)bin)的意义：的意义：第第22页页/共共51页页第21页/共51页第二十一页，共51页。（1）基因突变）基因突变(j yn t bin)在生物界是普在生物界是普遍存在的。遍存在的。

12、突变在自然条件下发生的叫自然突变，在人为(rnwi)条件下诱发产生的叫诱发突变。（2）基因突变是随机(su j)发生的。5.5.基因突变的特点基因突变的特点 突变发生的时期越早，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。 可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞。 发生在生殖细胞中的突变可以通过受精作用直接传递给后代；但发生在体细胞中的突变一般是不能传递给后代的。体细胞突变通过什么方法能传递给后代？第第23页页/共共51页页第22页/共51页第二十二页，共51页。第第24页页/共共51页页第23页/共51页第二十三页，共51页。第第25页页/共共51页页第24页/共

13、51页第二十四页，共51页。马铃薯薯块颜色变异马铃薯薯块颜色变异金银眼猫金银眼猫苹果体细胞突变苹果体细胞突变菊花体细胞突变菊花体细胞突变第第26页页/共共51页页第25页/共51页第二十五页，共51页。花花色色体体细细胞胞突突变变花色体细胞突花色体细胞突变变第第27页页/共共51页页第26页/共51页第二十六页，共51页。（3）对一种(y zhn)生物而言，自然条件下，基因突变的频率是很低的。（4 4）大多数基因突变对生物体是有害的，）大多数基因突变对生物体是有害的，少数少数(shosh)(shosh)基因突变对生物体是有利的。基因突变对生物体是有利的。突变的有害或有利(yul)取决于环境条件

14、 （高等生物生殖细胞突变率10-510-8）5.5.基因突变的特点基因突变的特点第第28页页/共共51页页第27页/共51页第二十七页，共51页。第第29页页/共共51页页第28页/共51页第二十八页，共51页。大麦的抗性突变大麦的抗性突变小麦耐盐突变小麦耐盐突变小麦芒有无第第30页页/共共51页页第29页/共51页第二十九页，共51页。第第31页页/共共51页页第30页/共51页第三十页，共51页。（5 5）基因突变是不定向的。一个基因可以向不）基因突变是不定向的。一个基因可以向不同的方向发生突变。一个基因可以突变为一个同的方向发生突变。一个基因可以突变为一个以上的等位基因。如以上的等位基因

15、。如Aa1Aa1， Aa2 Aa2， AanAan。这样一个座位。这样一个座位(zu wi)(zu wi)上有两个以上上有两个以上的基因叫复等位基因。的基因叫复等位基因。Aa2a1a3Aa第第32页页/共共51页页第31页/共51页第三十一页，共51页。基因突变基因突变(j yn t bin)特点：特点：普遍性：自然突变、诱发(yuf)突变随机性突变率低多数有害 不定向性 第第33页页/共共51页页第32页/共51页第三十二页，共51页。(09江苏生物)26(7分)甲磺酸乙酯(EMS)能使鸟嘌呤(G)的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶(m dn)(C)配对而与胸腺嘧啶

16、(m dn)(T)配对，从而使DNA序列中GC对转换成AT对。育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通常可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株。请回答下列问题。(1)(1)经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自经过处理后发现一株某种性状变异的水稻，其自交后代中出现两种表现型，说明这种变异为交后代中出现两种表现型，说明这种变异为_突变。突变。 (2) (2)用用EMSEMS浸泡种子是为了提高浸泡种子是为了提高_，某一，某一性状出现多种变异类型，说明变异具有性状出现多种变异类型，说明变异具有(jyu)_(jyu)_。(3)EMS(3)EMS诱导

17、水稻细胞的诱导水稻细胞的DNADNA发生发生变化，而染色体的变化，而染色体的 _ _不变。不变。显性 基因突变(j yn t bin)频率 不定向性结构和数目 第第34页页/共共51页页第33页/共51页第三十三页，共51页。 (4) (4)经经EMSEMS诱变处理诱变处理(chl)(chl)后表现型优良的水稻植株后表现型优良的水稻植株也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，也可能携带有害基因，为了确定是否携带有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法有除基因工程方法外，可采用的方法有 _、_。 (5) (5)诱变选育出的变异水稻植株还可通过诱变选育出的变异水稻植株还可通过PCRPCR方法

18、进方法进行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，行检测，通常该植株根、茎和叶都可作为检测材料，这是因为这是因为_花药(huyo)离体培养形成单倍体、秋水仙素诱导加倍形成二倍体 该水稻植株体细胞基因型相同 自交 第第35页页/共共51页页第34页/共51页第三十四页，共51页。（2 2）目的：提高突变率，创造人类需要的变异类型，选）目的：提高突变率，创造人类需要的变异类型，选择择(xunz)(xunz)培育优良品种培育优良品种6.6.人工诱变在育种人工诱变在育种(y (y zhng)zhng)上的应用上的应用（1）人工诱变（原理） ：利用物理因素或化学因素来处理生物(shngw)，使生物(

19、shngw)发生基因突变。（4）实际操作过程： 用诱变因素处理生物（如种子、细菌等） 筛选出符合要求的类型 培育出能稳定遗传的品种（ 3 3 ） 方方法法：包括X射线、射线、紫外线、激光等；：亚硝酸、硫酸二乙酯等。（5）优点：可提高突变频率，可大幅度地改良某些性状。（6）缺点：有利的突变较少，需大量处理试验材料,筛选优良动植物或微生物新品种,育种工作量大。第第36页页/共共51页页第35页/共51页第三十五页，共51页。（20042004年天津卷年天津卷31.31.）（2 2）淀粉酶可以通过）淀粉酶可以通过(tnggu)(tnggu)微生物发酵生产。微生物发酵生产。为了提高酶的产量，请你设计一

20、个实验，利用诱为了提高酶的产量，请你设计一个实验，利用诱变育种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株。变育种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株。 写出主要实验步骤。写出主要实验步骤。 根据诱发突变率低和诱根据诱发突变率低和诱发突变不定向性的特点预期实验结果。发突变不定向性的特点预期实验结果。提示：生产菌株在含有淀粉的固体培养基上，随提示：生产菌株在含有淀粉的固体培养基上，随着生长可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌着生长可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈。落周围形成透明圈。 第第37页页/共共51页页第36页/共51页第三十六页，共51页。主要步骤：主要步骤：第一步：将培养好的生产菌株分

21、成两组，一组用一定剂量第一步：将培养好的生产菌株分成两组，一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理做对照；的诱变剂处理，另一组不处理做对照；第二步：制备含淀粉的固体培养基；第二步：制备含淀粉的固体培养基；第三步：把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培第三步：把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上，同时接种对照组，相同条件下培养；养基上，同时接种对照组，相同条件下培养；第四步：比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明第四步：比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明圈变大的菌株。圈变大的菌株。预期实验预期实验(shyn)(shyn)结果：结果：A A、由于诱发突变率低，诱变组中绝

22、大多数菌落周围透明、由于诱发突变率低，诱变组中绝大多数菌落周围透明圈大小与对照组相同。圈大小与对照组相同。B B、由于诱发突变不定向性，诱变组中极少数菌落周围的、由于诱发突变不定向性，诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小。透明圈与对照组相比变大或变小。第第38页页/共共51页页第37页/共51页第三十七页，共51页。固体(gt) 玉米(ym)淀粉野生菌株 对野生菌株进行诱变 浅色范围大 第第39页页/共共51页页第38页/共51页第三十八页，共51页。编码(bin m)非编码(bin m)第第40页页/共共51页页第39页/共51页第三十九页，共51页。自交自交 3 3：1 1

23、第第41页页/共共51页页第40页/共51页第四十页，共51页。 DD 突变(tbin) Dd不表现 1DD 2Dd 1dd 表现、纯合 第第42页页/共共51页页第41页/共51页第四十一页，共51页。第第43页页/共共51页页第42页/共51页第四十二页，共51页。 在一个种群中发现两种突变性状，其中一种性在一个种群中发现两种突变性状，其中一种性状无论繁殖几代都不变，而另一突变性状繁殖到状无论繁殖几代都不变，而另一突变性状繁殖到第三代又有第三代又有37.5%37.5%的性状回复到原有性状，以上突的性状回复到原有性状，以上突变分别属于变分别属于(shy)(shy) A. A. 显性突变和隐性

24、突变显性突变和隐性突变 B. B. 隐性突变和显性突变隐性突变和显性突变 C. C. 人工诱变和染色体变异人工诱变和染色体变异 D. D. 都是显性突变或者都是隐性突变都是显性突变或者都是隐性突变第第44页页/共共51页页第43页/共51页第四十三页，共51页。夏季校园的浅水池塘中均匀分布着开黄花夏季校园的浅水池塘中均匀分布着开黄花( (两性两性花花, ,有雌蕊和雄蕊有雌蕊和雄蕊) )的多年生草本植物水毛茛的多年生草本植物水毛茛, ,它它的叶裸露在空气中的呈扁平状的叶裸露在空气中的呈扁平状, ,浸在水中的呈丝浸在水中的呈丝状状. . (1)(1)为了快速增加水毛茛的种群数量为了快速增加水毛茛的

25、种群数量, ,生物生物(shngw)(shngw)小组的同学用其丝状叶进行植物组织小组的同学用其丝状叶进行植物组织培养培养, ,一次获得一次获得15001500株幼苗株幼苗. .幼苗的叶为幼苗的叶为 _状状, ,这一现象说明这一现象说明_ ._ .(2)(2)次年夏季次年夏季, ,发现众多开黄花的水毛茛中有一发现众多开黄花的水毛茛中有一枝开的是白花枝开的是白花, ,经专家确定为控制花色的基因发经专家确定为控制花色的基因发生突变生突变, ,产生了等位基因产生了等位基因. .请你设计一个可行的请你设计一个可行的植物杂交育种实验植物杂交育种实验( (用遗传图解和必要的文字表用遗传图解和必要的文字表示

26、示),),以获得能稳定遗传的白花水毛茛以获得能稳定遗传的白花水毛茛( (代表基因代表基因型的字母自设型的字母自设). ). 扁平状扁平状表现型是基因型与环境表现型是基因型与环境(hunjng)相互作用相互作用的结果的结果第第45页页/共共51页页第44页/共51页第四十四页，共51页。P 白花水毛茛 (Aa) 白花水毛茛(Aa) (用白花水毛茛自交) F1 白花水毛莨(AA或Aa),黄花水毛茛(aa) (选取白花水毛莨 种子分别再种) F2 选取无性状分离(fnl)的白花水毛莨(AA) (可以作为种子(纯合) 第一种情况：白花第一种情况：白花(bihu)(bihu)为显性突变，则用白花为显性突

27、变，则用白花(bihu)(bihu)水毛茛自交，获得的种子播种，选取白花水毛茛自交，获得的种子播种，选取白花(bihu)(bihu)植株继续自交，选取无性状分离的白花植株继续自交，选取无性状分离的白花(bihu)(bihu)水毛茛种子水毛茛种子作种。作种。 第二种情况：白花第二种情况：白花(bihu)(bihu)为隐性，则为稳定遗传的纯合为隐性，则为稳定遗传的纯合子，选取其种子再种。子，选取其种子再种。 第第46页页/共共51页页第45页/共51页第四十五页，共51页。1.概念：生物体进行有性生殖概念：生物体进行有性生殖(yuxng shngzh)的的过程中，控制不同性状的基因重新组合过程中，

28、控制不同性状的基因重新组合（1 1）减数分裂形成）减数分裂形成(xngchng)(xngchng)配子时，非同配子时，非同源染色体的自由组合引起的非等位基因的自由组源染色体的自由组合引起的非等位基因的自由组合合（2 2）减数分裂形成四分体时，非姐妹染色单体之间发生）减数分裂形成四分体时，非姐妹染色单体之间发生交叉互换，使得同源交叉互换，使得同源(tn(tn yun) yun)染色体上的非等位染色体上的非等位基因发生重组。基因发生重组。2.原因：3.基因重组的实现：有性生殖 父本和母本的杂合性越高，遗传物质的差距越父本和母本的杂合性越高，遗传物质的差距越大，基因重组产生变异的可能性就越大，通过基

29、大，基因重组产生变异的可能性就越大，通过基因重组产生的配子种类数就越多，后代的表现型因重组产生的配子种类数就越多，后代的表现型种类越丰富。种类越丰富。三、基因重组三、基因重组第第47页页/共共51页页第46页/共51页第四十六页，共51页。4 4、意义：通过有性生殖、意义：通过有性生殖(yuxng shngzh)(yuxng shngzh)过程实现的基因重组过程实现的基因重组, ,为生物的变异提供了极其丰为生物的变异提供了极其丰富的来源富的来源, ,是形成生物多样性的重要原因之一是形成生物多样性的重要原因之一, ,对对生物进化具有十分重要的意义。生物进化具有十分重要的意义。（2 2）重组）重组

30、(zhn(zhn z)DNAz)DNA技术技术基因工程基因工程 指按照人们的要求，通过对指按照人们的要求，通过对DNADNA分子进行人工分子进行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，对生物的基因进行改造和，对生物的基因进行改造和重新组合，并使新基因在细胞重新组合，并使新基因在细胞(xbo)(xbo)内正确表内正确表达，从而达到定向改变生物性状的目的。达，从而达到定向改变生物性状的目的。5、应用（1）杂交育种第第48页页/共共51页页第47页/共51页第四十七页，共51页。(08(08宁夏宁夏)5)5以下有关基因重组的叙述，错误的是以下有关基因重组的叙述，错误的是A A非同源非同源(tn yun)(tn yun)染色体的自由组合能导致基因重组染色体的自由组合能导致基因重组 B B非姊妹染色单体的交换可引起基因重组非姊妹染色单体的交换可引起基因重组C