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第5章基因突变及其它变异§5.1基因突变和基因重组本节聚焦：1.基因突变概念和特点2.基因重组概念和意义1/73(一)基因突变实例人类镰刀型贫血病形成镰刀型细胞贫血症病因分析病人血红蛋白一条多肽链发生了什么改变？…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—……－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸—…正常异常一、基因突变2/73镰刀型红细胞贫血症DNA┯-┯-┯

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┷-┷-┷突变mRNA氨基酸谷氨酸缬氨酸血红蛋白正常异常红细胞圆饼状镰刀状123/73对应性状改变对应蛋白质改变对应氨基酸改变mRNA分子中碱基发生改变DNA分子中碱基对发生改变详细改变过程:这种改变可否遗传?怎样遗传？能够遗传突变后DNA分子复制,经过减数分裂形成带有突变基因生殖细胞,并将突变基因传给下一代.4/73┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替换DNA分子中发生碱基正确

、

和

，而引发

改变。替换增添缺失基因结构基因突变概念：5/73(二)基因突变发生时间？Why？细胞周期中分裂间期A.有丝分裂间期B.减数第一次分裂间期体细胞生殖细胞中能够发生基因突变（但普通不能传给后代）中也能够发生基因突变（能够经过受精作用直接传给后代）人类能遗传基因突变常发生在

A.减数第一次分裂B.四分体时期C.减数第一次分裂间期D.有丝分裂间期DNA在进行复制时发生错误或因为某种原因断裂后进行修复时发生错误。6/73(三)基因突变原因物理原因化学原因生物原因(四)基因突变类型按起源分__________与__________

按突变后对生物个体影响分_________与________,对生物体而言，多数为____________。自然突变人工诱变有利突变有害突变有害突变①打破对环境适应性为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变?如此话基因突变对生物岂不是没有意义?②产生新基因引发生物变异为进化提供原始材料7/73(五)基因突变特点自然界物种中广泛存在可发生在任何时期自然界突变率很低：10－5-

10-8(打破对环境适应性)多数有害,少数有利①普遍性:②随机性:③稀有性:④有害性：⑤不定向性：A＝a1或A＝a2等位基因是怎样产生？8/73“一母生九仔，连母十个样”，这种个体差异，主要是什么原因产生?基因重组9/73二、基因重组1、概念:在生物进行有性生殖过程中,控制不一样性状基因自由组合.2、类型:3、意义:经过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富起源,是生物多样性主要原因之一.①基因自由组合:②基因交换:基因重组能否产生新基因？非同源染色体上非等位基因自由组合同源染色体上非姐妹染色体之间发生局部交换.10/731、若某基因原为303对碱基，现经过突变，成为300个碱基对，它合成蛋白质分子与原来基因合成蛋白质分子相比较，差异可能为

A．只相差一个氨基酸，其它次序不变B．长度相差一个氨基酸外，其它次序也有改变C．长度不变，但次序改变D．A、B都有可能2、在一个DNA分子中假如插入了一个碱基对，则A.不能转录B.不能翻译C.在转录时造成插入点以前遗传密码改变D.在转录时造成插入点以后遗传密码改变课堂巩固11/733、基因突变原因是：A.染色体上DNA变成了蛋白质

B.染色体上DNA变成了RNA

C.染色体上DNA降低了或增多了

D.染色体上DNA结构发生了局部改变4、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，白花后代全开白花，其原因是

A．基因突变B．基因重组C．基因分离D．环境影响12/735、上眼睑下垂是一个显性遗传病,某一男性患者,其父母正常，请判断这人性状最可能是A.伴性遗传B.常染色体遗传C.基因突变D.基因重组6、假如基因中一个脱氧核苷酸发生了改变，那么这种改变最终可能引发A.遗传性状改变B.遗传密码改变C.遗传信息改变D.遗传规律改变7、生物变异根本起源是A．基因重组B．染色体数目变异C．染色体结构变异D．基因突变13/738、基因重组发生在

A．减数分裂形成配子过程中B．受精作用形成受精卵过程中C．有丝分裂形成子细胞过程中D．经过嫁接，砧木和接穗愈合过程中9、观察肿瘤切片，以下相关其中细胞叙述中，正确是A.全部细胞经减数分裂增殖B.全部细胞中都可见到基因突变C.全部细胞都能合成蛋白质D.全部细胞中DNA含量都相同14/7310.诱发突变与自然突变相比，正确是

A．都是有利B．都是定向C．都是隐性突变D．诱发突变率高11.以下关于自然突变叙述错误是

A．自然突变频率低B．自然突变只产生在个别生物个别基因C．自然突变是不定向，普通是有害D．基因突变是变异主要起源，是生物进化主要原因之一15/7312、生物界是千姿百态，各种多样，这都要建立在生物丰富变异基础上。生物丰富变异主要起源于A.基因重组B.基因突变C.染色体变异D.环境改变13、若一对夫妇所生育儿女中，性状差异甚多，这种变异主要来自

A.基因突变B.基因重组C.环境影响D.染色体变异14、下面叙述变异现象，可遗传是A．因为水肥充分而造成小麦粒大粒多性状B．果树修剪后所形成树冠含有特定形状C．用生长素处理未经受粉番茄雌蕊，得到果实无子D．开红花一株豌豆自交，后代部分植株开白花16/73§5.2染色体变异本节聚焦：1.染色体数目标变异2.染色体组概念3.二倍体、多倍体和单倍体概念及其联络17/73一、染色体结构变异缺失:增加:颠倒:移接:18/73请思索：Q1:果蝇体细胞有几条染色体？8条Q2: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Q3:雄果蝇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Y二、染色体数目标变异19/73ⅣⅡⅢⅡⅢXYⅢYⅡⅡⅢXⅣQ4：雄果蝇产生精子中有哪几条染色体？这些染色体在形态、结构和功效上有什么特点？这些染色体之间是什么关系？它们是否携带着控制生物生长发育全部遗传信息？Ⅳ减数分裂Q5：假如将果蝇精子中染色体看作一组，那么果蝇体细胞中有几组染色体？20/73细胞中一组________染色体，它们在_____和______上各不相同，不过携带着控制生物生长发育_________，这么一组染色体，叫做一个染色体组。1、染色体组概念非同源形态功效全部信息21/73正常增多降低个别变异整组变异成倍增多或降低2、染色体数目标变异22/73二倍体：由受精卵发育而成，体细胞中有两个染色体组个体。多倍体：由受精卵发育而成，体细胞中含有三个或三个以上染色体组个体。３、二倍体和多倍体三倍体、四倍体……比如：人、果蝇、玉米等大多数生物比如：香蕉、马铃薯23/73多倍体植株特点2.茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大；糖类、蛋白质等含量增高.3.但发育延迟，坚固率低。1.多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见24/734个染色体8个染色体无纺缍体形成染色体复制着丝点分裂无纺缍丝牵引多倍体形成若继续进行正常有丝分裂染色体加倍组织或个体25/734、单倍体（1）概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目标个体（2）单倍体植株特点弱小，且高度不育（3）单倍体育种办法和优点二倍体植株花药离体培养单倍体植株人工诱导染色体加倍恢复回二倍体植株显著缩短育种年限（纯合体）自交纯合体26/73a、二倍体物种所形成单倍体中，其体细胞中只含一个染色体组。请判断：b、假如是四倍体、六倍体物种形成单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们能够称它为二倍体或三倍体。c、单倍体中能够只有一个染色体组，也能够有多个染色体组d、个体体细胞中含几个染色体组就是几倍体27/73对一个个体称单倍体还是几倍体，关键看什么？关键看它是由受精卵发育而成个体，还是由配子发育而成个体。由受精卵发育而成个体叫几倍体，由受精卵发育而成个体叫单倍体。Q：一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。28/73染色体变异染色体变异个别增减染色体组二倍体概念特点应用成因概念特征多倍体单倍体分类数目变异成倍增减缺失、增加、颠倒、移接结构变异：29/731、认真分析下列图对照图，从A、B、C、D中确认出表示含一个染色体组细胞，是图中怎样从图形、基因型中识别二倍体或多倍体？2.韭菜体细胞中32条染色体含有8种各不相同形态，韭菜是A．单倍体B．二倍体C．四倍体D．八倍体课堂巩固30/733、以下细胞中含有1个染色体组细胞是

A．人口腔上皮细胞B．果蝇受精卵C．小麦卵细胞D．玉米卵细胞4、下面相关单倍体叙述中，不正确是

A．由未受精卵细胞发育而成个体B．花药经过离体培养而形成个体C．凡是体细胞中含有奇数染色体组个体D．普通小麦含6个染色体组，42条染色体，它单倍体含3个染色体组，21条染色体31/735、基因突变和染色体变异一个主要区分是

A．基因突变在光镜下看不见B．染色体变异是定向，基因突变是不定向C．基因突变是能够遗传D．染色体变异是不能遗传6、引发生物可遗传变异原因有3种，即基因重组、基因突变和染色体变异。以下几个生物性状产生，起源于同一个变异类型是①果蝇白眼②豌豆黄色皱粒、绿色圆粒③八倍体小黑麦出现④人类色盲⑤玉米高茎皱形叶⑥人类镰刀型细胞贫血症A．①②③B．④⑤⑥C．①④⑥D．②③⑤32/737、在三倍体无籽西瓜培育过程中，以二倍体普通西瓜幼苗用秋水仙素处理，待植株成熟后接收普通二倍体西瓜正常花粉，所结果实果皮、种皮、胚芽、胚乳细胞染色体组数依次为

A．4、2、2、4B．4、4、3、6C．3、3、3、4D．4、4、3、58、以下变异中不属于染色体结构变异是

A.染色体缺失某一片段B.染色体中增加了某一片段C.染色体中DNA一个碱基对发生了改变D.染色体某一片段位置颠倒180º。10、就二倍体而言，以下组合中属于配子是A、MMNNB、MmC、MND、Nn33/7311、二倍体生物中，可能含有一个染色体组细胞是A.子房壁细胞B.珠被细胞C.花粉细胞D.柱头细胞12、以下细胞中，属于果蝇配子并能形成受精卵是

A.甲与乙B.乙与丙C.乙与丁D.丙与丁34/7313、将基因型为AaBb（独立遗传）玉米一粒花粉离体培养取得幼苗，再用秋水仙素处理幼苗，取得植株基因型为A.AB或ab或Ab或aBB.AABB或aabb或AABb或aaBbC.AB，ab，Ab，aBD.AABB或aabb或AAbb或aaBB14、大麦一个染色体组有7条染色体，在四倍体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察到染色体数是

A.7条B.14条C.28条D.56条35/7315、用秋水仙素诱发基因突变和诱导多倍体，起作用时期分别是A.有丝分裂间期和前期B.有丝分裂间期和后期C.有丝分裂前期前期D.有丝分裂间期和间期16、如图：为一果蝇体细胞染色体图，请据图回答以下问题：(１)此果蝇为

性果蝇；(２)它体细胞中有染色体

对，属同源染色体有

对，一个体细胞中共含有_____

个染色体组。雌４４２36/73第1节杂交育种与诱变育种第2节基因工程及其应用第6章从杂交育种到基因工程37/73第1节杂交育种与诱变育种本节聚焦：1、杂交育种原理是什么？2、什么是诱变育种？3、杂交育种和诱变育种各有哪些优点和不足？38/73

小麦高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）为显性，现有纯合高秆抗锈病小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病小麦（ddtt），可采取哪些育种方式得到符合人类要求优良品种？思考与讨论一：39/73以下为同学们提供育种方案：杂交育种单倍体育种诱变育种40/73杂交育种优点是很显著，不过在实际操作中会碰到不少困难。请从杂交后代可能出现各种类型，以及育种时间等方面，分析杂交育种方法不足。思考与讨论二：PDDTT高秆抗锈病×ddtt矮秆易染锈病F1DdTt高秆抗锈病F2ddTt、ddTT矮秆抗锈病自交

自交

FnddTT矮秆抗锈病∶∶∶杂交育种41/73概念：杂交育种是将两个或多个品种优良性状经过交配集中在一起，再经过选择和培育，取得新品种方法。原理：基因重组优点：能集中位于不一样品种中优良性状。缺点：只能利用已经有基因组，并不能产生新基因。杂交进程迟缓，过程繁琐。应用：杂交水稻、中国荷斯坦牛等杂交育种42/73年十大感动中国人物

颁奖辞

他是一位真正耕耘者。当他还是一个乡村教师时，已含有颠覆世界权威胆识；当他名满天下时，却仍专注于田畴。淡薄名利，一介农夫，播撒智慧，收获富足。他一生梦想，就是让全部人远离饥饿。喜看稻菽千重浪，最是风流袁隆平。43/73DDTT高秆抗锈病×ddtt矮秆易染锈病DdTt高秆抗锈病DT、dT、Dt、dt花药离体培养ddTT矮秆抗锈病DT、dT、Dt、dt秋水仙素处理

单倍体

幼苗

花粉

纯合体

植株

F1

P单倍体育种44/73γ射线ＰDDTT高秆抗锈病

ddTT矮秆抗锈病γ射线Ｐddtt矮秆不抗锈病

ddTT矮秆抗锈病或与杂交育种相比，诱变育种有什么优点？联络基因突变特点，谈谈诱变育种不足。要想克服这些不足，可心采取什么方法？思考与讨论四：诱变育种45/73概念：利用物理原因（如x射线，γ射线、紫外线，激光等）或化学原因（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物，使生物发生基因突变。原理：基因突变诱变育种优点：提升变异频率，加速育种进程。大幅度地改良一些性状。缺点：难以控制突变方向，无法将多个优良性状组合。应用：农作物育种——黑农五号大豆(产量提升16%、含油量提升2.5%)微生物育种——青霉素(20单位/ml→50000单位/ml)46/73利用太空环境研究植物生长发育和遗传变异研究始于上世纪60年代早期，迄今已经有40多年历史。前苏联(俄罗斯)、美国空间植物学研究主要目标，定位在以探索空间条件下植物生长发育规律，改进空间人类生存小环境，处理宇航员食品供给及生存安全等，这是为了未来“太空里人类”。因而美国航空航天局于1995年建立了引力生物学中心，重点研究植物对引力感受和反应，但其最终目标仍是开发出愈加适于太空旅行植物。而我国太空育种则把更多注意力投向怎样利用空间环境资源，开辟选育植物优良品种新路径，这是为了现在“地球上人类”。因为目标不一样，造成现在有“中国已经走上太空育种最前沿”一说。太空育种拓展视野：47/73空间生命科学：高真空(10—8pa)微重力(10—4g)强辐射拓展视野：太空育种48/73“神舟”三号飞船上搭载38种共计200克神舟三号”飞船从太空带回试管种苗“神舟”五号搭载育成巨人南瓜甘肃种植太空育种蔬菜49/73太空水稻搭载前后株系对比太空育种辣椒升载太空磨菇升载太空磨菇

太空青茄大过小孩头思考与讨论五：太空育种食品安全吗？50/73常规育种诱变育种多倍体育种单倍体育种处理杂交用射线、激光、化学药品等处理生物用秋水仙素处理种子或幼苗花药离体培养原理经过基因重组把两亲本优良性状组合在同一后代中用人工方法诱发基因突变，产生新性状，创造新品种或新类型抑制细胞分裂中纺锤体形成，使染色体数目加倍后不能形成两个细胞诱导精子直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合体特点方法简便，但需较终年限方可取得纯合体加速育种进程，大幅改良一些性状，但突变后有利个体往往不多器官大，营养物质含量高，但发育延迟，坚固率低缩短育种年限，但方法复杂，成活率较低举例高杆抗病与矮杆不抗病小麦杂交产生矮杆抗病品种高产量青霉素菌株育成三倍体西瓜、八倍体小黑麦抗病植株育成51/731、假设你想培育一个作物品种，你想要性状和不想要性状都是由隐性基因控制。试说明培育方法，画出遗传图解，并说明这各方法优缺点。2、育种方式只限以上四种吗？还有什么更加好育种方式吗？请发挥你想象力!思考与讨论六：52/73第2节基因工程及其应用本节聚焦：1、什么是基因工程？2、基因工程原理是什么？3、基因工程有哪些应用？4、转基因食品安全吗？53/73你知道为何能把人基因“嫁接”到细菌上吗？你能推测出，这种基因“嫁接”是怎么实现吗？你能举出一些类似、与你生活关系很亲密例子吗？问题探讨“嫁接”了人胰岛素基因工程菌54/73一、基因工程原理：1、概念：就是按照人们意愿，把一个生物某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一个生物细胞里，定向地改造生物遗传性状。基因工程别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作对象基因操作水平DNA分子水平基本过程剪切→拼接→导入→表示结果人类需要基因产物55/732、基因“剪刀”——限制性内切酶识别特定核苷酸序列，切割特定DNA切点，具特异性。并裂解磷酸二酯键。例：大肠杆菌一个限制酶(EcoRⅠ)能识别

GAATTC序列，并在G和A之间切开。56/73一个限制酶只能识别一个特定核苷酸序列，并在特定切割点上将DNA分子切断。当前已发觉限制酶有4000各种。57/73CTTAAGGCAATT例：EcoRI酶切位点限制酶：从特殊酶切位点将DNA分子切开58/7359/733、基因“针线”——DNA连接酶连接酶作用：

将互补配正确两个黏性末端连接起来，使之成为一个完整DNA分子。连接部位：

生成3′-5′磷酸二酯键DNA连接酶作用过程：60/73DNA连接酶作用过程61/734、基因运载体——质粒或病毒作用：

将外源基因送入受体细胞。条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保留。含有多个限制酶切点。含有一些标识基因。种类：

质粒、噬菌体和动植物病毒。62/73①从细胞中分离出DNA①②③④⑤⑥②限制酶截取DNA片断③分离大肠杆菌中质粒④