基因突变和基因重组高三上课用

1、会计学1基因突变和基因重组高三上课用基因突变和基因重组高三上课用第1页/共58页问题问题1、什么是生物的变异？ 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的现象。第1页/共58页第2页/共58页例一、古代妇女缠足后的小脚；夏天去海边晒黑了的皮肤；问题问题2、生物变异的主要类型有哪些？变异的类型不遗传的变异：仅仅是由环境因素的影响造成的变异。 遗传物质没有改变，变化的性状不能 进一步遗传给后代。基因重组可遗传的变异：是由于遗传物质的改变而引起的 变异。变化的性状能遗传给后代。 基因突变染色体变异例二、纯合的高杆抗病小麦与矮杆抗病小麦杂交再自交得到的矮杆抗病小麦；第2页/共58页第3页

2、/共58页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。有改变，不能进一步遗传给后代。由于由于生殖细胞中生殖细胞中遗传物质发生了遗传物质发生了改变改变，其后代将，其后代将继承这种改变继承这种改变生物变异的类型生物变异的类型第3页/共58页第4页/共58页不同生物的可遗传变异来源：不同生物的可遗传变异来源：病毒病毒基因突变基因突变原核生物原核生物基因突变基因突变真核生物真核生物基因突变、基因重组基因突变、基因重组、染色体变异、染色

3、体变异第4页/共58页第5页/共58页1 1、下面叙述的变异现象，可遗传的是、下面叙述的变异现象，可遗传的是 A A由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状由于水肥充足而造成的小麦粒大粒多性状 B B果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状 C C用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无籽的果实无籽 D D开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花白花D精典例题精典例题第5页/共58页第6页/共58页问题问题3：什么是基因突变？：什么是基因突变？第6页/共58页第7页/共58页镰刀型细胞贫血症

4、病因的图解镰刀型细胞贫血症病因的图解 正常正常 谷氨酸谷氨酸 GAA CTT GAA 蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸 RNA DNA 异常异常 缬氨酸缬氨酸 GUA CA AT GT TA 突变突变 第7页/共58页第8页/共58页问题问题3、什么是基因突变？ 基因突变是指由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变。增添改变缺失（D D）（d d1 1）（d d2 2）（d d3 3）第8页/共58页第9页/共58页相应性状的改变相应性状的改变相应蛋白质的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变相应氨基酸的改变mRNAmRNA分子中的碱基发生变化分子中的碱基发生变化DNADNA

5、分子中的碱基对发生变化分子中的碱基对发生变化具体变化过程具体变化过程: :这种变化可否遗传这种变化可否遗传? ?如何遗传？如何遗传？可以遗传可以遗传突变后的突变后的DNADNA分分子复制子复制, ,通过减通过减数分裂形成带有数分裂形成带有突变基因的生殖突变基因的生殖细胞细胞, ,并将突变并将突变基因传给基因传给下一代下一代. .第9页/共58页第10页/共58页问题问题4、基因为什么会突变？自发突变自发突变基因基因突变突变的原的原因因人工诱变人工诱变物理因素：如物理因素：如X射线、激光等射线、激光等化学因素：如亚硝酸、碱基类似化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等物等生物因素：如病毒和某些细菌等生物

6、因素：如病毒和某些细菌等第10页/共58页第11页/共58页基因突变的类型基因突变的类型按来源分按来源分_与与_按突变后对生物个体的影响分按突变后对生物个体的影响分_与与_,_,对生物体而言，多数为对生物体而言，多数为_。自然突变自然突变人工诱变人工诱变有利突变有利突变有害突变有害突变有害突变有害突变打破对环境的适应性打破对环境的适应性为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变? ? 如此的话基因突变对生物岂不是没有意义如此的话基因突变对生物岂不是没有意义? ?产生新基因产生新基因引发生物变异引发生物变异为进化提供原始材料为进化提供原始材料第11页/共58

7、页第12页/共58页根据对性状类型的影响，可将基因突变分为根据对性状类型的影响，可将基因突变分为显性突变：显性突变：a-Aa-A隐性突变：隐性突变：A Aa a根据诱变时的状态，可将基因突变分为根据诱变时的状态，可将基因突变分为自然突变：在自然状态下发生的基因突变自然突变：在自然状态下发生的基因突变诱发突变：在仍条件下诱发的突变诱发突变：在仍条件下诱发的突变第12页/共58页第13页/共58页问题问题5、基因突变有什么特点？第13页/共58页第14页/共58页( (五五) )基因突变的特点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自然界突变率很低

8、：自然界突变率很低：10105 5- - 1010-8-8( (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: :稀有性稀有性: :有害性：有害性：不定向性：不定向性：A Aa a1 1或或A Aa a2 2等位基因是如何产生的？等位基因是如何产生的？a=A1a=A1或或a=A2a=A2第14页/共58页第15页/共58页(六)基因突变的意义 生物变异的生物变异的根本来源根本来源，为生物进化提，为生物进化提供了最初的原始材料供了最初的原始材料,能使生物的性状出能使生物的性状出现差别，以适应不同的外界环境，是生现差别，以适应不同

9、的外界环境，是生物进化的重要因素之一。物进化的重要因素之一。基因突变的结果：基因突变的结果： 使一个基因变成它的使一个基因变成它的等位基因等位基因 第15页/共58页第16页/共58页人工诱变育种人工诱变育种 指利用物理因素或化学因素来处理生物，使之发生基因突变，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种。第16页/共58页第17页/共58页 成功率低成功率低, ,有利个体往往不有利个体往往不多多需大量处理材料需大量处理材料(七)人工诱变在育种上的应用诱变意义诱变意义: :是创造动、植物新品种和微生物新类是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法型的重要方法优点：优点：提高突变率，

10、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：第17页/共58页第18页/共58页物理辐射。化学药剂。优点：提高突变频率，加速育种进程，大幅度改良生物性状。缺点：有利的个体往往不多。讨论：DNA碱基对的改变一定会引起生物的性状改变吗？单击画面继续下页中性突变原因：诱因：人工诱变育种优缺点：第18页/共58页第19页/共58页单击画面继续下页讨论结果第19页/共58页第20页/共5

11、8页单击画面继续下页讨论结果下页讨论结果讨论：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。第20页/共58页第21页/共58页单击画面继续下页讨论结果突变的原因第21页/共58页第22页/共58页一个氨基酸有多个密码子；一些DNA片段不携带遗传信息；一些蛋白质中的氨基酸种类改变，不一定影响其正常功能。单击画面继续发病率高原因问题：镰刀型细胞贫血症非洲发病率高，为什么呢？第22页/共58页第23页/共58页携带者(杂合体)表现为轻度贫血，但对恶性疟疾有较强的抵抗力，由于自然选择的结果，使这一基因在非洲恶性疟疾猖獗的地区较多保留了下来。单击画面继续下页基因性状杂合体

12、的红细胞讨论：白化病基因的携带者（杂合体）为什么没有表现出症状？第23页/共58页第24页/共58页结构基因调节基因结构蛋白酶或激素细胞结构细胞代谢性状基因选择信息编码信息逆转录逆转录RNADNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译DNA复制RNA复制基因基因性状性状基因型表现型决定单击画面继续下页巩固练习讨论：突变基因一定能传给后代吗？第24页/共58页第25页/共58页思考与讨论：思考与讨论：由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？改变？基因突变都会遗传给后代吗？基因突变都会遗传给后代吗？第25页/共58页第26页/共58页2 2、在一个、在一个DNA

13、DNA分子中如果插入了一个碱基对，则分子中如果插入了一个碱基对，则 A.A.不能转录不能转录 B.B.不能翻译不能翻译 C.C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变在转录时造成插入点以后的遗传密码改变3 3、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个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合个碱基对，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，差异可能为成的蛋白质分子相比较，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

14、 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 DA A、B B都有可能都有可能DD精典例题精典例题第26页/共58页第27页/共58页镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是基序列改变必须使用的酶是A.A.解旋酶解旋酶 B.DNAB.DNA连接酶连接酶C.C.限制性内切酶限制性内切酶 D.RNAD.RNA聚合酶聚合酶 答案答案 C C第27页/共58页第28页/共58页以下关于生物变异

15、的叙述，正确的是以下关于生物变异的叙述，正确的是A A、基因突变都会遗传给后代、基因突变都会遗传给后代 B B、基因碱基序列发生改变，不一定导致性状改变、基因碱基序列发生改变，不一定导致性状改变C C、染色体变异产生的后代都是不育的、染色体变异产生的后代都是不育的D D、基因重组只发生在生殖细胞形成过程中、基因重组只发生在生殖细胞形成过程中答案答案 B B第28页/共58页第29页/共58页某个婴儿不能消化乳类，经检查发现他的乳糖酶分子有一个氨基酸改换而导致乳糖酶失活，发生这种现象的根本原因是 A A缺乏吸收某种氨基酸的能力缺乏吸收某种氨基酸的能力 B B不能摄取足够的乳糖酶不能摄取足够的乳糖

16、酶 C C乳糖酶基因有一个碱基改换了乳糖酶基因有一个碱基改换了 D乳糖酶基因有一个碱基缺失了( ( ) ) C C 第29页/共58页第30页/共58页第30页/共58页第31页/共58页( (二二) )基因突变发生的时间？基因突变发生的时间？ WhyWhy？细胞周期中的分裂间期细胞周期中的分裂间期A.A.有丝分裂间期有丝分裂间期B.B.减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞中可以发生基因突变中可以发生基因突变（但一般不能传给后代）（但一般不能传给后代）中也可以发生基因突变中也可以发生基因突变（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） DNA D

17、NA在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂后在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂后进行修复时发生错误。进行修复时发生错误。第31页/共58页第32页/共58页4 4、人类能遗传给后代的基因突变常、人类能遗传给后代的基因突变常发生在发生在 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裂间期C精典例题精典例题第32页/共58页第33页/共58页(四)基因突变的类型 1 1、按来源分、按来源分_与与_2 2、按突变后对生物个体的影响分、按突变后对生物个体的影响分 与与_,_,对生物体而言，多数为对生

18、物体而言，多数为_。自然突变自然突变诱发突变诱发突变有利突变有利突变 有害突变有害突变有害突变有害突变打破生物对环境的适应性打破生物对环境的适应性为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变? ? 如此的话基因突变对生物岂不是没有意义如此的话基因突变对生物岂不是没有意义? ?产生新基因产生新基因引发生物变异引发生物变异为进化提供原始材料为进化提供原始材料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第33页/共58页第34页/共58页“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

19、，主要是什么原因产生的? ?基因重组基因重组第34页/共58页第35页/共58页二、基因重组二、基因重组1 1、概念、概念: :在生物进行在生物进行有性生殖有性生殖过程中过程中, ,控制控制不同性状的基因的自由组合不同性状的基因的自由组合. .2 2、类型、类型: :基因的自由组合基因的自由组合: :基因的互换基因的互换: :例例非同源染色体上的非等位非同源染色体上的非等位基因的自由组合基因的自由组合同源染色体上的非姐妹染色体同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换之间发生局部互换. .第35页/共58页第36页/共58页基因重组的成因是什么？成因成因：非同源染色体上非等位基因的自由组合；同

20、源染 色体上等位基因之间的互换。思考思考1：基因重组中有无新的基因产生？：基因重组中有无新的基因产生？ 有无新的基因型和表现型形成？有无新的基因型和表现型形成？思考思考2：当具有：当具有20对相对性状的亲本进行杂交对相对性状的亲本进行杂交 （假设控制（假设控制20对性状的对性状的20对等位基因对等位基因 分别位于分别位于20对同源染色体上），对同源染色体上），F2可可 出现多少种基因型和表现型？出现多少种基因型和表现型？第36页/共58页第37页/共58页非同源染色体非同源染色体自由组合自由组合第37页/共58页第38页/共58页3 3、意义、意义: :通过有性生殖实现基因重组为生物通过有性生

21、殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源变异提供了极其丰富的来源, ,是生物是生物多样性的重要原因之一多样性的重要原因之一. .基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？新的性状？新的性状？不能不能4.4.适用的范围：适用的范围：有性生殖过程有性生殖过程基因工程基因工程第38页/共58页第39页/共58页基因突变和基因重组引起的变异有什么区别基因突变和基因重组引起的变异有什么区别? ?1 1基因突变：基因突变： 基因基因_改变，它改变，它_新的基因新的基因 发生时期：发生时期：_ 特点：普遍性、特点：普遍性、 随机性、随机性、 _、 多数有害、不定向性。多数有害、不定向性。2 2

22、基因重组：基因重组： 控制不同性状的控制不同性状的_，_新基因，可新基因，可形成新的形成新的_。 发生时期：发生时期：_ 特点：特点：_内部结构内部结构能产生能产生细胞分裂间期（细胞分裂间期（DNADNA复制时）复制时）突变率低突变率低基因重新组合基因重新组合不产生不产生基因型基因型有性生殖过程中有性生殖过程中非常丰富非常丰富是生物变异的根本来源是生物变异的根本来源是生物变异的主要来源是生物变异的主要来源第39页/共58页第40页/共58页产生产生新的基因新的基因（基因分子基因分子结构改变结构改变），而产生新的，而产生新的基因型基因型不产生新的基因不产生新的基因（基因分基因分子结构不变子结构不

23、变），但重组产，但重组产生新的基因型生新的基因型第40页/共58页第41页/共58页某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出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，其原因是一朵白花，白花的后代全开白花，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环境影响环境影响第41页/共58页第42页/共58页答案答案 B B第42页/共58页第43页/共58页正常细胞的基因组里都带有原癌基因。原癌基因正常细胞的基因组里都带有原癌基因。原癌基因在发生突变就会变成具有致癌能力的癌细胞。在发生突变就会变成具有致癌能力的癌细胞。（1 1）某原癌

24、基因上一个碱基对的突变，引起该）某原癌基因上一个碱基对的突变，引起该蛋白质中的氨基酸的改变，即氨基酸顺序上第蛋白质中的氨基酸的改变，即氨基酸顺序上第1919位氨基酸由脯氨酸转变为组氨酸。已知脯氨酸的位氨基酸由脯氨酸转变为组氨酸。已知脯氨酸的密码子有密码子有CCUCCU、CCCCCC、CCACCA、CCGCCG，组氨酸的密码子，组氨酸的密码子有有CAUCAU、CACCAC。决定第。决定第1919位组氨酸密码子的碱基对位组氨酸密码子的碱基对组成是组成是 或或 。这一原癌基因。这一原癌基因中发生突变的碱基对是中发生突变的碱基对是 。（2 2）癌细胞在体内容易分散转移，是因为癌细）癌细胞在体内容易分散

25、转移，是因为癌细胞的细胞膜上胞的细胞膜上 ，使得细胞，使得细胞间的间的 。CATTAGCACGT G糖蛋白等物质减少糖蛋白等物质减少 黏着性减小黏着性减小 CGAT第43页/共58页第44页/共58页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基因突变基因突变第44页/共58页第45页/共58页1、某自花传粉植物连续几年只开红花，一次开出一朵白花， 该白花植株的后代全开白花。其变异原因是 A、基因分离 B、基因重组 C、基因突变 D、环境影响2、进行有性生殖的动物，亲代和子代之间总存在着多多少少 的

26、差异。形成这种差异的主要原因是 A、基因分离 B、基因重组 C、基因突变 D、环境影响3、基因突变（ ）；基因重组（ ）。 A、产生新基因，不形成新基因型 B、产生新基因，形成新基因型 C、不产生新基因，形成新基因型 D、不产生新基因，不形成新基因型4、把“和平号”实验室里的植物种子，带回地球种植，产量和 营养成分都有明显的优势。植物的这种变异来源于 ， 原因是 。基因突变基因突变宇宙辐射改变了遗传物质宇宙辐射改变了遗传物质第45页/共58页第46页/共58页5.5.诱发突变与自然突变相比，正确的是诱发突变与自然突变相比，正确的是 A A都是有利的都是有利的 B B都是定向的都是定向的 C C

27、都是隐性突变都是隐性突变 D D诱发突变率高诱发突变率高D精典例题精典例题第46页/共58页第47页/共58页6 .大丽花的红色大丽花的红色( C )对白色对白色( c )为显性，一株为显性，一株杂合的大丽花植株有许多分枝，盛开众多红杂合的大丽花植株有许多分枝，盛开众多红色花朵，其中有一朵花半边红色半边白色，色花朵，其中有一朵花半边红色半边白色，这可能是哪个部位的这可能是哪个部位的C基因突变为基因突变为c造成的？造成的？ A 、幼苗的体细胞、幼苗的体细胞 B、早期叶芽的体细胞、早期叶芽的体细胞 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C精典例题精典

28、例题第47页/共58页第48页/共58页练练 一一 练练8、右图是人类镰刀型细胞贫血症病因图解，请据图回答：G A AC T TDNAG T AC A TRNAG A A氨基酸谷氨酸血红蛋白正常异常（1） 是 过程，发生于细 胞 中；是 过程， 发生于细胞 中。（2）是发生了差错的 过程， 即突变。此过程发生在细胞 分裂的 期。（3）的碱基序列为 ； 的名称为 _。（4）此病患者常出现溶血甚至 死亡现象；但人群中此病 患者很少。这体现了基因突变的 _与 _之特点。（5）造成镰刀型细胞贫血症的根本原因是DNA中碱基由 变成。转录转录核核翻译翻译质质复制复制间间GUA缬氨酸缬氨酸多害性多害性低频性低频性CTTCAT第48页/共58页第49页/共58页单击见答案诱发突变生物性状生物类型 控制酯酶合成的基因与细菌的DNA一起复制，并传给子代细菌。在子代细菌体内该基因通过转录和翻译合