第七单元第一课时基因突变基因重组和染色体变异

第七单元第一课时基因突变基因重组和染色体变异第1页，共63页，2023年，2月20日，星期一表现型基因型

+环境条件（改变）（改变）（改变）复习:表现型与基因型的关系生物体遗传性状的改变就是生物的变异第2页，共63页，2023年，2月20日，星期一资料1：“爱美之心，人皆有之”随着整容医疗水平的的日臻完善，人们可以根据自己的喜好，“制造”美丽，雕塑形体。“人造美女”结婚后所生的孩子一定会像她一样的美丽吗？为什么呢？中国第一位人造美女第3页，共63页，2023年，2月20日，星期一3.5kg7kg3.5kg甘蓝拉萨北京资料2：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有3.5KG，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达7KG左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5KG。为什么会这样呢？第4页，共63页，2023年，2月20日，星期一资料3：在种植花卉时，发现红花的后代出现了蓝紫花，蓝紫色花的后代仍是蓝紫色。这种现象是哪类变异呢？红花的后代变了蓝紫色蓝紫色花后代仍是蓝紫色第5页，共63页，2023年，2月20日，星期一变异的类型可遗传的变异：不可遗传的变异：基因突变染色体变异基因重组（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。）(由于遗传物质发生了改变而引起的变异)生物变异的类型第6页，共63页，2023年，2月20日，星期一重点突破——两种变异的区别可遗传的变异不一定遗传给后代,但只要遗传物质发生改变一定是可遗传变异。培育无子番茄的原理是用生长素类似物促进子房的发育,遗传物质不改变,无子番茄的无子性状不能遗传。培育无子西瓜的原理是染色体变异,遗传物质改变。第7页，共63页，2023年，2月20日，星期一

镰刀型贫血症是一种遗传病。正常人的红细胞是中凹的圆饼状，而镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却成弯曲的镰刀状，这样的红细胞容易破裂引起溶血性贫血，甚至造成死亡。正常型红细胞镰刀型红细胞案例1：什么原因导致这种症状的产生的呢？一、基因突变第8页，共63页，2023年，2月20日，星期一案例一：分析血红蛋白分子的部分氨基酸序列缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸-…缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸—赖氨酸—…12345678（正常血红蛋白）（异常血红蛋白）第9页，共63页，2023年，2月20日，星期一GAACTT谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白质正常异常G□AG□AC□T突变G□A_____原因碱基对替换根本[探究]第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？ATTA替换直接原因谷氨酸→缬氨酸TAUA第10页，共63页，2023年，2月20日，星期一3.除了碱基的替换以外，基因的碱基序列还可以发生哪些变化也会导致血红蛋白异常？思考与讨论：2.当基因的碱基对发生替换时，蛋白质的结构一定发生改变吗？一种氨基酸可能有几种密码子（简并性）第11页，共63页，2023年，2月20日，星期一案例2：碱基对的增加或缺失某蛋白质a链部分氨基酸序列及其密码子序列：:ACCTCCAAATACCGTTAA:TGGAGGTTTATGGCAATT密码子顺序：ACCUCCAAAUACCGUUAA氨基酸顺序：苏氨酸丝氨酸赖氨酸酪氨酸精氨酸终止DNA碱基顺序1.如果DNA碱基顺序转录链丢失了一个A，导致mRNA上编码丝氨酸的第一个碱基U丢失，翻译成的氨基酸序列如何变化的？密码子顺序：ACCCCAAAUACCGUUAA氨基酸顺序：苏氨酸脯氨酸

天冬酰胺苏氨酸缬氨酸第12页，共63页，2023年，2月20日，星期一2.如果DNA碱基顺序转录链丢失了AGG3个碱基，导致mRNA上编码丝氨酸的三个碱基丢失，翻译成的氨基酸序列如何变化的？案例2：碱基对的增加或缺失某蛋白质a链部分氨基酸序列及其密码子序列：:ACCTCCAAATACCGTTAA:TGGAGGTTTATGGCAATT密码子顺序：ACCUCCAAAUACCGUUAA氨基酸顺序：苏氨酸丝氨酸赖氨酸酪氨酸精氨酸终止DNA碱基顺序密码子顺序：ACCAAAUACCGUUAA氨基酸顺序：苏氨酸赖氨酸酪氨酸精氨酸终止第13页，共63页，2023年，2月20日，星期一3.想一想，如果在DNA的基因序列中增加1个，或2个碱基、3个碱基哪种情况对对蛋白质的影响最小？案例2：碱基对的增加或缺失某蛋白质a链部分氨基酸序列及其密码子序列：:ACCTCCAAATACCGTTAA:TGGAGGTTTATGGCAATT密码子顺序：ACCUCCAAAUACCGUUAA氨基酸顺序：苏氨酸丝氨酸赖氨酸酪氨酸精氨酸终止DNA碱基顺序第14页，共63页，2023年，2月20日，星期一替换增添缺失ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

ATTA

CCGC

GGCG

ATTA

AT

A

CCGC

T

GGCG

DNA片段A

T

CCGCT

A

GGCG

CCGC

G

GCG

总结第15页，共63页，2023年，2月20日，星期一

DNA分子中发生碱基对的

、

和

，而引起的

的改变。

增添缺失改变基因结构（一）基因突变的概念第16页，共63页，2023年，2月20日，星期一自然条件下DNA偶尔复制错误，基因中脱氧核苷酸的种类、数量、排列顺序发生改变，从而改变了遗传信息。物理因素化学因素生物因素提高突变频率X射线、激光等亚硝酸盐、碱基类似物等病毒、某些细菌等（二）基因突变的原因诱发突变（外因）：

自发突变（内因）：第17页，共63页，2023年，2月20日，星期一中国人在食品中完成了化学扫盲:从大米里认识了石蜡;从火腿里认识了敌敌畏;从咸鸭蛋、辣椒酱里认识了苏丹红；从火锅里认识了福尔马林；从银耳，蜜枣里认识了硫磺；从木耳，多宝鱼中认识了硫酸铜，三鹿又让同胞知道了三聚氰胺的化学作用。今天我们又从双汇的“健美”猪中认识到了瘦肉精——盐酸克伦特罗。第18页，共63页，2023年，2月20日，星期一（三）基因突变的时间DNA复制时有丝分裂间期减数第一次分裂间期第19页，共63页，2023年，2月20日，星期一（四）基因突变的特点从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？白眼果蝇白化苗短腿的安康羊基因突变的特点1：普遍性白色皮毛牛犊第20页，共63页，2023年，2月20日，星期一高产大豆高产青霉菌株大南瓜太空椒（左）有利的基因突变第21页，共63页，2023年，2月20日，星期一白化病患者有害的基因突变白化玉米苗畸形的雏鸭人类的多指第22页，共63页，2023年，2月20日，星期一1、镰刀型细胞贫血症患者(aa)不到成年就会死亡。可是在非洲疟疾流行的地区，镰刀型细胞杂合基因型(Aa)对疟疾的感染率，比正常人(AA)低得多，对疟疾有一定的抵抗性。基因突变的有害性是相对的.资料：2、一种果蝇的突变体在21℃气温下，生活能力很差，但当温度上升到25℃时，生活能力大大提高。第23页，共63页，2023年，2月20日，星期一基因突变的特点大多数基因突变对生物体是有害的，只有少数是有利的，有些既无害也无益。基因突变的特点2：多害少利性第24页，共63页，2023年，2月20日，星期一基因突变的特点植物的个体发育性成熟的植株胚幼苗具根茎叶的植株分化出花芽的植株受精卵发生在个体发育的任何时期，生物体的任何部位。可以发生在细胞内的不同DNA分子上、同一DNA分子的不同部位。基因突变具有随机性第25页，共63页，2023年，2月20日，星期一基因突变发生在体细胞与生殖细胞，对生物体产生的影响相同吗？一般不能传给后代（通过营养生殖也可传给后代。）可以通过受精作用直接传给后代体细胞生殖细胞基因突变的特点植物的个体发育性成熟的植株胚幼苗具根茎叶的植株分化出花芽的植株受精卵第26页，共63页，2023年，2月20日，星期一基因突变的特点灰老鼠基因突变具有不定向性基因突变的特点3：随机性、不定向性第27页，共63页，2023年，2月20日，星期一1×10－5人类色盲基因1×10－5小鼠的白化基因1×10－６玉米的皱缩基因1×10－5果蝇的白眼基因突变率基因基因突变的特点基因突变的特点4：低频率性第28页，共63页，2023年，2月20日，星期一①普遍性：②随机性：不同发育阶段、不同DNA、DAN不同部位均可发生。③不定向性：④低频性：⑤多害少利性：想一想基因突变的低频性和普遍性矛盾吗？如老鼠灰毛基因A+突变a1(黄毛)a2

(黑毛)不矛盾。因为一个基因的突变频率虽然很低，但一个种群中个体数可以很多，一个细胞中也有许多基因。（四）基因突变的特点产生一个以上的等位基因第29页，共63页，2023年，2月20日，星期一产生新基因形成新性状生物进化的原始材料（五）基因突变的意义基因突变生物变异的根本来源第30页，共63页，2023年，2月20日，星期一基因突变的意义对基因的影响：往往产生与之相对应的基因（等位基因）对性状的影响：一般产生与之相对应的性状（相对性状）基因突变的意义：

是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源、为生物的进化提供原始材料。第31页，共63页，2023年，2月20日，星期一“一母生九仔，连母十个样”这种差异怎么造成的？第32页，共63页，2023年，2月20日，星期一黄色圆粒F1黄色圆粒绿色圆粒F2绿色皱粒黄色皱粒绿色皱粒Px黄色圆粒自交二、基因重组第33页，共63页，2023年，2月20日，星期一二、基因重组1、概念:在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因自由组合.2、类型:①②非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换.减一前期减一后期3.发生时期：自然条件下——有性生殖减数分裂过程中。非常丰富4.特点：③DNA重组技术体外目的基因与运载体重组并导入细胞内与细胞内基因重组第34页，共63页，2023年，2月20日，星期一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。5、意义:通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一.基因重组能否产生新的基因？【问题】第35页，共63页，2023年，2月20日，星期一非同源染色体上的非等位基因自由组合BaAbaBAb第36页，共63页，2023年，2月20日，星期一同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换AaAaBbAabBAaBb第37页，共63页，2023年，2月20日，星期一重点突破:基因突变和基因重组1.基因突变对性状的影响(1)改变性状①原因:突变间接引起密码子改变,最终表现为蛋白质功能改变,影响生物性状。②实例:镰刀型细胞贫血症。(2)不改变性状,主要有下列几种情况:①一种氨基酸可以由多种密码子决定(密码子的简并性),当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时,这种突变不会引起生物性状的改变。②突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变。③某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的种类,但并不影响该蛋白质的功能。④不具遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起性状变异。第38页，共63页，2023年，2月20日，星期一2.基因突变对子代的影响(1)基因突变发生在有丝分裂过程中,一般不遗传,但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。(2)如果发生在减数分裂过程中,可以通过配子传递给后代。3.基因突变与基因表达的联系第39页，共63页，2023年，2月20日，星期一4.基因重组内涵和外延概念理解(1)基因重组使控制不同性状的基因重新组合,因此会

产生不同于亲本的新类型,但只有原有的不同性状的重新组合,并不会产生新的性状。第40页，共63页，2023年，2月20日，星期一(2)基因重组发生的时间是减数第一次分裂的后期和四分体时期,而不是受精作用过程中。(3)基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源,是形成生物多样性的重要原因之一。(4)基因重组在人工操作下也可实现,如基因工程、肺炎双球菌转化中都发生了基因重组。第41页，共63页，2023年，2月20日，星期一基因突变与基因重组的区别基因突变基因重组本质基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现了新性状不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新基因型，使之性状重新组合发生时间及原因细胞分裂期间DNA分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基互补配对出现差错或碱基对的丢失减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色体间交叉互换，以及非同源染色体上基因自由组合条件外界条件的剧变和内部因素的相互作用不同个体间的杂交，有性生殖过程中减数分裂和受精作用第42页，共63页，2023年，2月20日，星期一意义生物变异的主要来源，生物进化的重要因素之一，通过诱变育种可培育新品种是生物变异的重要因素，通过杂交育种使性状重组，可培育出新的优良品种发生可能可能性很小非常普遍总之，基因重组只能发生在进行有性生殖的生物，即孟德尔遗传规律适用的范围内，而基因突变则只要含有基因的生物就都能发生。基因重组不能产生新的基因，只能产生新的基因型。特点普遍性、随机性、低频性、多数有害、不定向性。非常丰富第43页，共63页，2023年，2月20日，星期一提醒：1.以RNA为遗传物质的生物,其RNA上核糖核苷酸序列发生变化,也引起基因突变,且RNA为单链结构,更易发生突变。2.基因突变一定产生新基因,但不一定产生新性状;基因重组一定不产生新基因,但会产生新基因型,从而出现不同性状的重新组合,但未改变基因的“质”和“量”。第44页，共63页，2023年，2月20日，星期一（一）染色体结构的变异（1）缺失1、类型：三、染色体变异第45页，共63页，2023年，2月20日，星期一（2）重复第46页，共63页，2023年，2月20日，星期一（3）倒位第47页，共63页，2023年，2月20日，星期一（4）易位第48页，共63页，2023年，2月20日，星期一染色体交叉互换的示意图四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕，并交换对等片断思考：这属于染色体结构变异吗？第49页，共63页，2023年，2月20日，星期一染色体结构的改变会导致染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。3、后果：4、特点：频率很低5、诱导因素：电离辐射、病毒感染或化学物质诱导。大多数染色体结构的变异对生物体是不利的，有时甚至导致生物体死亡。2、原因：染色体断裂以及断裂后片段不正常的重新连接。第50页，共63页，2023年，2月20日，星期一正常增多减少个别变异（非整倍性变异）整组变异（整倍性变异）成倍增多或减少

第51页，共63页，2023年，2月20日，星期一（二）染色体数目的变异1、个别染色体增加或减少（非整倍性变异）

实例：

21三体综合征（多1条21号染色体）性腺发育不全综合征（XO）

第52页，共63页，2023年，2月20日，星期一21三体综合征。原因是人的21号染色体多了一条。患者智力低下，身体发育缓慢。患儿常表现口常半张，所以又叫伸舌样痴呆。个别染色体增加或减少第53页，共63页，2023年，2月20日，星期一第54页，共63页，2023年，2月20日，星期一(1)果蝇体细胞有几条染色体？8条(2)Ⅱ号和Ⅱ号染色体是什么关系?Ⅲ号和Ⅳ号呢?同源染色体非同源染色体(3)雄果蝇的体细胞中共有哪几对同源染色体?Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y2、以染色体组的形式成倍增加或减少（整倍性变异）：请思考：第55页，共63页，2023年，2月20日，星期一(4)a、雄果蝇产生的精子中有哪几条染色体？

b、这些染色体在形态、结构和功能上有什么特点？c、这些染色体之间是什么关系？d、它们是否携带着控制生物生长发育的全部遗传信息？

第56页，共63页，2023年，2月20日，星期一果蝇的一个染色体组e：如果将果蝇的精子中的染色体看作一组，那么果蝇的体细胞中有几组染色体？第57页，共63页，2023年，2月20日，星期一①一个染色体组中无同源染色体，大小、形态和功能各不相同；②一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。1、染色体组：（1）概念：细胞中一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带者控