高中生物基因突变和基因重组最全

1、高中生物基因突变和基因重组最全资料二：资料二： 太空椒（普通青椒种子遨游过太空后培育而太空椒（普通青椒种子遨游过太空后培育而成）与普通青椒对比，果实明显增大，将太空椒成）与普通青椒对比，果实明显增大，将太空椒的种子种植下去，仍然是肥大果实。的种子种植下去，仍然是肥大果实。变异变异的类的类型型遗传的变异：遗传的变异：不遗传的变异：不遗传的变异：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。由于由于生殖细胞中遗生殖细胞中遗传物质发生了改变传物质发生了改变，其后代将继承这种，

2、其后代将继承这种改变改变生物变异的类型生物变异的类型镰刀型细胞贫血症是一种镰刀型细胞贫血症是一种遗传病遗传病。病人的红细胞是病人的红细胞是又长又弯的镰刀形。又长又弯的镰刀形。红细胞容易破裂，使人患溶红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重导致死亡。血性贫血，严重导致死亡。一、基因突变的实例一、基因突变的实例镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症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？随着分子遗传学的崛起，已经查明随着分子遗传学的崛起，已经查明DNA分分子中的一组碱基由子中的一组碱基由CTT变成变成CAT。 1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀年，英国科学家英格拉姆发现镰刀x型型细

3、胞贫血症患者血红蛋白有两条肽链（共四条细胞贫血症患者血红蛋白有两条肽链（共四条）上，第）上，第6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代取代。正常正常异常异常脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 思考与讨论思考与讨论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_原因原因 镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由_引起的一种遗传病引起的一种遗传病，是由于基因的，是由于基因的_发生了改变产生的。发生了改变产生的。病因：病

4、因：基因突变基因突变结构结构根本根本直接直接增增添添缺缺失失替替换换DNADNA分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的 、 和和 ，而引，而引起的起的 的改变。的改变。 增添增添缺失缺失替换替换基因结构基因结构二、基因突变的概念：二、基因突变的概念：思考与讨论：思考与讨论：由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？思考与讨论：思考与讨论：基因突变都会遗传给后代吗？基因突变都会遗传给后代吗？如果发生在如果发生在配子配子里，将里，将遵循遗传规律遗传遵循遗传规律遗传给后代给后代如果发生在如果发生在体细胞体细胞中，一般中，一般不能遗传不能遗传但是但是有些植

5、物的体细胞有些植物的体细胞发生基因突变，可以发生基因突变，可以通过通过无性生殖无性生殖传递传递三、基因突变的原因三、基因突变的原因物理因素物理因素化学因素化学因素生物因素生物因素基因突变的基因突变的外因外因X X射线、紫外线等辐射射线、紫外线等辐射能损伤细胞内的能损伤细胞内的DNADNA亚硝酸和碱基类似物等亚硝酸和碱基类似物等能改变核酸的碱基能改变核酸的碱基某些某些病毒病毒等等能影响宿主细胞的能影响宿主细胞的DNADNA等等基因突变的基因突变的内因内因DNADNA复制偶尔发生错误等复制偶尔发生错误等DNADNA的碱基组成发生改变等的碱基组成发生改变等四、基因突变的类型1 1、按来源分、按来源分

6、自然突变自然突变与与诱发突变诱发突变2 2、按突变后对生物个体的影响分为、按突变后对生物个体的影响分为 有利突变有利突变与与有害突变有害突变，对生物体而言，多，对生物体而言，多数为数为有害突变有害突变。3 3、按表现条件分、按表现条件分显性突变显性突变和和隐性突变隐性突变基因突变有什么特点？阅读课本基因突变有什么特点？阅读课本P82五、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、任何部位可发生在任何时期、任何部位自然界突变率很低：自然界突变率很低：10105 5- - 1010-8-8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: :低

7、频率性低频率性: :多害性多害性：一个基因可以产生一个以上的等位基因一个基因可以产生一个以上的等位基因 不定向性：不定向性：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常见突变性状：常见突变性状：1 1、在生物界普遍存在、在生物界普遍存在短腿安康羊（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发生的时期与突变性状在生物体的表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什么关系？现部位及范围大小有什么关系？突变发生的时期越早，表现

8、突变的部分越多，突变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。发生的时期越晚，表现突变的部分越少。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？任何时期任何时期2 2、 在生物体内随机发生；在生物体内随机发生；总之，基因突变可以发生在总之，基因突变可以发生在个体发育的任何时期个体发育的任何时期，可以发生在细胞，可以发生在细胞不同的不同的DNA分子上分子上，可以在，可以在同一同一DNA分子的不同部位分子的不同部位例：大丽花的红色（例：大丽花的红色（R）对白色（）对白色（r）为显性，一株杂）为显性，一株杂合的大丽花有许多分枝，盛开

9、众多红色花朵，其中合的大丽花有许多分枝，盛开众多红色花朵，其中有一朵花半边红半边白色，这可能是哪个部位的有一朵花半边红半边白色，这可能是哪个部位的R基基因突变为因突变为r造成的？造成的？A幼苗的体细胞幼苗的体细胞 B早期的叶芽的体细胞早期的叶芽的体细胞C花芽分化时的细胞花芽分化时的细胞 D杂合植株产生的性细胞杂合植株产生的性细胞基基 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因3105小资料小资料3 3、

10、自然条件下，突变率很、自然条件下，突变率很低低白化苗白化苗4 4、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，它们与环境取得了高度的协调。物，它们与环境取得了高度的协调。5 5、基因突变是基因突变是不不定向定向的的 对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但一个物种是由但一个物种是由很多个体很多个体组成，且经组成，且经漫长的进化历程漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进

11、化有重要的意义。因此，基因突突变，对生物的进化有重要的意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。变能够为生物进化提供原材料。 果蝇约有果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变频率都是对基因，假定每个基因的突变频率都是10-5，一个中等大小的果蝇种群（大约有，一个中等大小的果蝇种群（大约有108个），每一代出个），每一代出现的基因突变数是多少？现的基因突变数是多少？2X 104X 10-5 X108=2X107个个六、基因突变的意义 1、生物变异的生物变异的根本来源根本来源 2、为生物进化为生物进化提供了原始材料提供了原始材料3、基因突变的结果：基因突变的结果：使一个基因变使一个基因变成它的

12、成它的等位基因等位基因 指基因结构的改变，包括指基因结构的改变，包括DNADNA中碱基对中碱基对的增添、缺失和改变。的增添、缺失和改变。概念：概念：普遍性普遍性 随机性随机性低频率性低频率性 多害性多害性 不定向性不定向性3.3.特点：特点：2.2.原因：原因：4.4.意义：意义：新基因产生的途径新基因产生的途径生物变异的根本来源生物变异的根本来源为生物进化提供原始材料为生物进化提供原始材料基因突变回顾基因突变回顾（1 1）外因（）外因（2 2）内因）内因原理：原理： 基因突变基因突变 方法：方法： 优点：优点：缺点：缺点：应用应用:太空辣椒的培育太空辣椒的培育 、青霉菌的选育青霉菌的选育等等

13、七、人工诱变在育种上的应用提高突变率，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利用太空中的高真空、微重力、强辐射等的作利用太空中的高真空、微重力、强辐射等的作用，来诱导基因突变而培养新品种的诱变育种用，来诱导基因突变而培养新品种的诱变育种方法。方法。这种太空南瓜王最大这种太空南瓜王最大能长到能长到200200多公斤，在多公斤，在生长繁殖期高峰时，生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大南瓜每天能增大5 5公斤公斤。l医药工业应用的青霉素就是利用普通青霉菌，医药工业应用的青霉素就是利用普通青

14、霉菌，经过经过X射线的照射，产生的有利突变型。还有医射线的照射，产生的有利突变型。还有医学上应用的其他抗菌素如链霉素、地霉素、金霉学上应用的其他抗菌素如链霉素、地霉素、金霉素等，经辐射处理的突变系，比原始品系抗菌素素等，经辐射处理的突变系，比原始品系抗菌素产量增长几十倍到几百倍，促进和提高了抗菌素产量增长几十倍到几百倍，促进和提高了抗菌素的生产。的生产。诱变育种的应用诱变育种的应用“一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样”，这种个体，这种个体的差异，主要是什么原因产生的的差异，主要是什么原因产生的? ?基因重组基因重组子二代为什么会出现新的表现型呢？子二代为什么会出现新的表现型呢？基因重

15、组：基因重组： 是指生物体在进行有性生是指生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合的过程。基因重新组合的过程。1、概念、概念为什么控制不同性状的基因会重为什么控制不同性状的基因会重新组合呢？新组合呢？非同源染色体上的非同源染色体上的 非非等位基因自由组合等位基因自由组合一种具有一种具有20对对等位基因等位基因（这（这20对等位基因分别位于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，对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出现的可能出现的表现型就有表现型就有 种。种。AabBAaBbAb和和aBAB和和ab上一页上一页220=104857

16、6交叉互换交叉互换在减数分裂时，在减数分裂时，同源染色体间的非姐妹单体之间同源染色体间的非姐妹单体之间可能发生交可能发生交换，就会使位于交换区段的等位基因发生互换，这种因连锁换，就会使位于交换区段的等位基因发生互换，这种因连锁基因互换而产生的基因重组，是形成生物新类型的原因之一基因互换而产生的基因重组，是形成生物新类型的原因之一。2 2 类型类型: :基因的自由组合基因的自由组合: : 非同源染色体上的非同源染色体上的非等位基因的组合非等位基因的组合. .基因的互换基因的互换: : 同源染色体上的非姐妹染同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换色单体之间发生局部互换. .重组重组DNADN

17、A技术：技术：通俗的说，就是按照人们的意愿通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，在生物体外，把一种生物的某种基因提取出来，在生物体外重组，然后放到另一种生物的细胞里，重组，然后放到另一种生物的细胞里，定向定向地改地改造生物的性状造生物的性状。 转入苏云金杆菌的一个抗虫基因，是中国目前最主要的转基因作物。 基因工程过程示意图基因工程过程示意图3 3、意义、意义: : 通过有性生殖实现基因通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其重组为生物变异提供了极其丰富的来源丰富的来源, ,是生物多样性是生物多样性的重要原因之一的重要原因之一. .基因重组能否产生新的基因？基因重组能否

18、产生新的基因？基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质基因分子结构变化，产生新基因（碱基因分子结构变化，产生新基因（碱基替换基替换|增添增添|缺失）缺失）并不产生新基因，产生新的基因型，并不产生新基因，产生新的基因型，使不同性状发生组合使不同性状发生组合发生发生时间时间细胞分裂间期，细胞分裂间期，DNA复制过程中复制过程中减数分裂第一次分裂后期（非同源染减数分裂第一次分裂后期（非同源染色体自由组合色体自由组合|交叉互换）交叉互换）条件条件外界环境条件（物理、化学、生物因外界环境条件（物理、化学、生物因素）或内部因素素）或内部因素有性生殖过程中减数分裂有性生殖过程中减数分裂意义意义为生物的进化提

19、供原始材料为生物的进化提供原始材料形成生物多样性的重要原因之一形成生物多样性的重要原因之一可能可能性性突变频率低，但普遍存在，变异不定突变频率低，但普遍存在，变异不定向向有性生殖中非常普遍有性生殖中非常普遍基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质基因分子结构变化，产生新基因基因分子结构变化，产生新基因（碱（碱基替换基替换|增添增添|缺失）缺失）并不产生新基因，产生新的基因型，并不产生新基因，产生新的基因型，使不同性状发生组合使不同性状发生组合发生发生时间时间细胞分裂间期，细胞分裂间期，DNA复制过程中复制过程中减数分裂第一次分裂减数分裂第一次分裂（非同源染色体（非同源染色体自由组合自由组合|交

20、叉互换）交叉互换）条件条件外界环境条件（物理、化学、生物因外界环境条件（物理、化学、生物因素）或内部因素素）或内部因素有性生殖过程中减数分裂有性生殖过程中减数分裂意义意义为生物的进化提供原始材料为生物的进化提供原始材料形成生物多样性的重要原因之一形成生物多样性的重要原因之一可能可能性性突变频率低，但普遍存在，变异不定突变频率低，但普遍存在，变异不定向向有性生殖中非常普遍有性生殖中非常普遍4 4、在育种上的应用：杂交育种、在育种上的应用：杂交育种原理：原理： 基因重组基因重组方法：方法： 优点：优点：使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即

21、，即“集优集优”,能产生新的基因型。能产生新的基因型。缺点：缺点：育种所需时间较长（自交选择需五育种所需时间较长（自交选择需五-六代六代,甚至十几代甚至十几代) )。举例：举例：用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦小麦 杂交杂交自交自交选优选优 自交自交例如：例如：DDTTddttDdTtddTt高抗高抗 高不抗高不抗 矮抗矮抗 矮不抗矮不抗ddTT杂交杂交自交自交选优选优自交自交F3选优选优思考：要培育出一思考：要培育出一个能稳定遗传的植个能稳定遗传的植物品种一般需要几物品种一般需要几代？代？连续自交，直至不出现性连续自交，

22、直至不出现性状分离为止。状分离为止。5-6代代试一试：动物的杂交育种方法试一试：动物的杂交育种方法长毛折耳猫长毛折耳猫短毛折耳猫短毛折耳猫长毛立耳猫长毛立耳猫长毛立耳长毛立耳 短毛折耳短毛折耳BBEEbbee长毛立耳长毛立耳BbEe长毛立耳长毛立耳 BbEe长立长立 长折长折 短立短立 短折短折BbeeBBeeBBeeBbeebbeebbee长折长折 短折短折长折长折 长折长折 短折短折杂交杂交F1间间交配交配选优选优测交测交F3长折长折 短折短折思考：要培育出一个能稳思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种一般需定遗传的动物品种一般需要几代？要几代？3代代中国黄牛中国黄牛中国荷斯坦牛中国荷斯坦

23、牛荷斯坦牛荷斯坦牛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课堂巩固课堂巩固DA3 3、用用x x射线照射某植物幼苗诱发基因突变，射线照射某植物幼苗诱发基因突变，X X射线最有可射线最有可

24、能在下列哪项过程中起作用能在下列哪项过程中起作用 （ ）A A有丝分裂间期有丝分裂间期 B B有丝分裂全过程有丝分裂全过程 C C受精作受精作用过程用过程 D D减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期 AD精典例题精典例题4 4、若某基因原为若某基因原为303303对碱基，现经过突变，成为对碱基，现经过突变，成为300300个碱个碱基对，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，差异可能为相比较，差异可能为 ( )( )A A只相差一个氨基酸，其他顺序不变只相差一个氨基酸，其他顺序不变B B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变C C长度不变，但顺序改变长度不变，但顺序改变D