基因突变和基因重组

第五章基因突变及其他变异变异的概念？变异都可以遗传吗？变异有哪些类型？51基因突变与基因重组1910年赫里克医生接诊了一位黑人贫血病患者，所有治疗贫血病的药物对他无效。镜检时发现其红细胞不是正常的中央微凹的圆饼状，而是镰刀形。镰刀型红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。正常红细胞镰刀型红细胞镰刀型细胞贫血症1949年，美国鲍林博士首先发现，是红细胞中血红蛋白分子的异常引起红细胞变形。1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白的肽链上，有一处的谷氨酸被缬氨酸取代。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正常异常具体变化过程:这种变化可否遗传如何遗传？有可能遗传减数第一次分裂前的间期，DNA分子复制后,形成带有突变基因的生殖细胞,并将突变基因传给下一代。（还有一种可能？）相应性状的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变mRNA分子中的碱基发生变化DNA分子中的碱基对发生变化P81思考与讨论①②③？一、基因突变1定义：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变CCTGAGGTCGGACTCCAGCCTGCGGTCGGACGCCAGCCTGACGGTCGGACTGCCAGCCTGGGTCGGACCCAG替换增添缺失DNA携带突变基因的细胞或个体，称为突变体；没有发生基因突变的细胞或个体称为野生型①基因中碱基对的替换，是否一定会引起氨基酸的改变？结论：碱基对的替换改变或个氨基酸。01探究：哪一种类型的基因突变对性状的影响最大呢？DNA--GAT----CTA--mRNA--GAU--氨基酸天冬氨酸--GAC----CTG----GAC--天冬氨酸密码子具有简并性！肽链：甲硫---缬---异亮---亮---甘---终止mRNA：-AUG-GAU-AUC-CUC-GGG-UAA-肽链：甲硫---甘---天冬---脯---精---缬-----TAC-CCT-ATA-GGA-GCC-CAT----ATG-GGA-TAT-CCT-CGG-GTA--DNAmRNA：-AUG-GGA-UAU-CCU-CGG-GUA---TAC-CTA-TAG-GAG-CCC-ATT----ATG-GAT-ATC-CTC-GGG-TAA--DNA突变前突变后此处插入一个碱基对G-C②基因中碱基对数目的增减，会引起什么样的改变？结论：碱基对的增添或缺失改变个氨基酸。多基因突变中，碱基对的增添或缺失对生物性状影响大如果是缺失一个碱基对呢？一、基因突变2原因（1）外因：诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素物理因素化学因素生物因素紫外线、射线、α射线、β射线、γ射线等1927年，美国遗传学家缪勒发现用射线照射果蝇，后代发生突变的个体数大大增加。同年，又有科学家用射线、γ射线照射玉米和大麦的种子，也使突变体的数目大大增加。亚硝酸盐、碱基类似物等病毒、细菌、霉菌等某些突变能导致体细胞分裂失控，转变为癌细胞，导致癌症。所以这些诱变因素也是致癌因子。一、基因突变2原因（1）外因（2）内因：DNA复制时出现错误、DNA的碱基组成发生改变3发生时间一、基因突变4基因突变的特点白眼果蝇白化苗短腿的安康羊白色皮毛牛犊普遍性一、基因突变可以发生在个体发育的任何时期，生物体的许多部位。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。随机性一、基因突变不定向性产生等位基因：显性突变：a→A隐性突变：A→a一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因。而且基因突变的方向和生活环境没有明确的因果关系害虫的抗药性？可能产生回复突变一、基因突变基因突变率果蝇的白眼基因4×10－5玉米的皱缩基因1×10－６小鼠的白化基因1×10－5人类色盲基因3×10－5频率很低自然状态下，基因突变的频率是很低的。虽然基因突变的频率很低，但是当一个种群中内有许多个体时，就有可能产生各种各样的随机突变，足以提供丰富的可遗传的变异。一、基因突变白化病患者白化玉米苗畸形的雏鸭人类的多指多害少利性一、基因突变高产大豆高产青霉菌株多害少利性基因突变的结果：不改变基因在染色体上的位置和基因的数量。2光学显微镜下能观察到吗？染色体某一个位点上基因的改变，显微镜下不可见3一定会引起遗传信息的改变吗？4一定会引起性状的改变吗？1改变基因在染色体上的位置和染色体上基因的数量吗？产生了新的基因——等位基因一定隐性突变显性突变A→aa→A一、基因突变6结果改变基因在染色体上的位置和染色体上基因的数量吗？光学显微镜下能观察到吗？一定会引起遗传信息的改变吗？一定会引起性状的改变吗？不改变不能一定不一定7意义（教材P82）基因突变的应用诱变育种原理:运用物理因素或化学因素提高突变率,诱发基因突变,在短时间内获得更多优良品种。实例:高产青霉菌株太空椒、太空南瓜思考1：为什么流感病毒在全球肆虐这么多年来，人类一直没有找到万无一失的办法预防呢？思考2：抗生素能够杀菌，在医疗上用于治疗由病菌引起的疾病。2010年美国媒体首次爆出具有抗药性的超级细菌，对各种抗生素具有抵抗力，几乎无药可用。为什么会出现超级细菌？RNA病毒易发生突变，且基因突变具有不定向性由于基因突变，可能产生了少数具有抵抗抗生素特性的细菌，由于人类滥用抗生素，使得这种细菌在生存中占有优势，从而得以大量繁衍、传播。因此，基因突变是产生此类细菌的主要原因，而抗生素的滥用对微生物进行了定向选择，导致了超级细菌的盛行。1定义：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合二、基因重组基因突变对生物的种类有要求吗？为什么只有有性生殖过程才会出现基因重组？二、基因重组2时间及过程AaAaBbAabBAaBb减Ⅰ前期同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换二、基因重组2时间及过程AadDAaDdAd和aDAD和adⅠ

减Ⅰ后期非同源染色体自由组合二、基因重组3结果4意义未产生新基因和新性状产生新基因型和新性状组合是生物变异的原因之一，对生物的进化具有重要意义。原核生物的基因重组其他基因重组杂交育种将两个或多个品种的优良性状通过交配集中到一起（控制优良性状的基因组合），再经过选择和培育，获得新品种基因重组的应用举例基因工程胰岛素基因项目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，可能出现新性状不同基因的重新组合，产生了新基因型，使性状重新组合相关基因基因突变是对某一基因而言的基因重组是两对或两对以上的基因才会发生的发生时间及原因个体生长发育任何阶段，主要在DNA分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的基因结构的改变四分体时期：交叉互换；减数第一次分裂后期：非同源染色体上非等位基因自由组合发生的生物范围基因突变存在于所有生物中存在于有性生殖的生物中(自然状态下)，细胞核遗传意义新基因产生途径、生物变异的根本来源，生物进化的原始材料是生物变异的来源之一，是生物进化的重要因素发生可能性可能性很小非常普遍随堂检测基因突变的影响如图表示大肠杆菌某基因的碱基序列，下列各项变化对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码子）A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位被替换为TTTD．第103至104位被替换为CGB随堂检测基因突变类型某种群中发现某种群中发现一突变性状，连续培育到第三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，该突变为（）A显性突变（d→D）B隐性突变（D→d）C显性突变和隐性突变D人工诱变A随堂检测基因突变与基因重组的判断如图是某个二倍体（AABb）动物的几个细胞分裂示意图．据图判断不正确的是（）A、甲细胞表明该动物发生了基因突变B、乙细胞表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生基因突变C、丙细胞表明该动物在减数第一次分裂时发生交叉互换D、甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代有丝分裂：同一染色体的两条子染色体上相同位置基因不同，由基因突变所致减数分裂：①同上②同一染色体的两条子染色体相