基因突变和基因重组

基因突变

和基因重组生物界中的变异现象想一想：上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象的发生？这种变异性状能遗传给子代吗？为什么?分析：是环境因素引起的，自身的遗传物质没有改变。甘蓝3.5kg7kg拉萨3.5kg北京资料：在北京培育的优质北京甘蓝品种，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。红花的后代变了蓝紫色上述变异性状的后代为何仍然是蓝紫色花呢？遗传物质发生了改变蓝紫色花的后代仍是蓝紫色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。生物变异的类型基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症正常红细胞镰刀型贫血症

资料：1910年，一个黑人青年到赫里克医生的诊所看病，检查发现他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，人们称这种病为镰刀型细胞贫血症。这种病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型。病重时，红细胞受机械损伤而破裂的现象，引起严重贫血而造成死亡。一.基因突变正常血红蛋白第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代。[探究]正常血红蛋白究竟出了什么问题？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）CTTGAA谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白质正常异常GUACATGTA突变GAA_____原因

镰刀型细胞贫血症是由

引起的一种遗传病。病因：DNA分子中碱基对替换根本[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替换直接原因决定谷氨酸→缬氨酸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直接原因根本原因具体变化过程:┯┯┯┯

ＡＴＧＣ

ＴＡＣＧ

┷┷┷┷┯┯┯┯┯

ＡＴＡＧＣ

ＴＡＴＣＧ

┷┷┷┷┷┯┯┯┯

ＡＴＧＣ

ＴＡＣＧ

┷┷┷┷┯┯┯

ＡＧＣ

ＴＣＧ

┷┷┷┯┯┯┯

ＡＣＧＣ

ＴＧＣＧ

┷┷┷┷┯┯┯┯

ＡＴＧＣ

ＴＡＣＧ

┷┷┷┷增添缺失替换DNA分子中发生碱基对的

、

和

，而引起的

的改变。替换增添缺失基因结构基因突变的概念：当发生替换时，由于密码子的简并性，蛋白质中的氨基酸可能发生变化，也可能不发生变化思考与讨论：1、由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？···TAGGC

G······AUCCGC···

···AU

A

CCG

C···

mRNA碱基对增添异亮氨酸脯氨酸DNA

···ATCCGC···

正常异亮氨酸精氨酸氨基酸···AT

A

CCGC···

···TA

TGGCG···当发生增添时，除肽链长度发生改变外，插入点以后的氨基酸一般都会发生变化。思考与讨论：1、由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？mRNADNA氨基酸···AUCCGC···

异亮氨酸精氨酸苏氨酸丙氨酸碱基对缺失正常···ATCCGC···

···TAGGC

G···mRNA氨基酸···A

CCGC···

···TGGCG···DNA···ACCG

C···

当发生缺失时，除肽链长度发生改变外，缺失点以后的氨基酸一般都会发生变化。思考与讨论：

1.哪一种基因突变对生物性状的影响最小？①一种氨基酸可能有几种不同的密码子②显性纯合子突变成杂合子（AA→Aa）碱基对的替换

2.发生基因突变后不改变生物性状的原因有哪些？思考2、基因突变的时间：细胞分裂的间期A.有丝分裂间期B.减数第一次分裂间期体细胞中发生基因突变产生生殖细胞发生基因突变但一般不能传给后代，有些植物体细胞中的基因突变可通过无性繁殖传递。可以通过受精作用直接传给后代DNA在进行复制时发生错误或DNA的碱基组成发生改变。物理因素：化学因素：生物因素：如X射线、γ射线、紫外线、激光等。亚硝酸、碱基类似物，硫酸二乙酯，秋水仙素等包括病毒和某些细菌等。外因内因：DNA分子复制偶尔发生错误，DNA碱基组成发生改变等基因突变的原因A.自然突变:自然发生的突变B.诱发突变:在人为条件下发生的突变2、基因突变的种类：正常绵羊（左、右）和短腿安康羊（中）这种太空南瓜王最大能长到200多公斤，在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5公斤。神奇的太空育种(八两)普通青椒特点1：基因突变具有普遍性无论是低等生物，还是高等动植物和人，都可能发生基因突变。如棉花的短果枝，水稻的矮秆、糯性，家鸽羽毛的灰红色，果蝇的白眼、残翅，人的色盲、白化病等遗传病都是突变性状。资料分析基因突变的特点特点2、基因突变是不定向的经诱变处理的紫色种子产生的子代种子经诱变处理的黑色家鼠产生的子代显性突变隐性突变基因突变一般产生其等位基因基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期。基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。特点3：基因突变具有随机性思考：从细胞角度看，基因突变发生于什么时期？它与DNA复制的时间有何联系？资料分析基因突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因2×10－６果蝇的白眼基因4×10－5果蝇的褐眼基因3×10－5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特点4：自然突变率低；资料分析果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10-5，对于一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体）来说，每一代出现的基因突变数是多少？资料分析2╳104╳10-5╳108=2╳107（个）P82特点5：基因突变具有少利多害性资料分析任何一种生物都是长期进化的产物，与环境高度协调，若发生基因突变，就可能破坏这种协调关系。如人类的大多数遗传病是基因突变造成的，会严重威胁人体健康。植物中的白化苗会导致植物死亡。但少数植物的抗病性突变、耐旱性突变有利于其生存。是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物的进化的原材料。基因突变新基因（等位基因）基因型（改变）表现型（改变）生物进化基因突变的意义1、关于基因突变的下列叙述中，错误的是 （）A．基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变B．基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变而发生的C．基因突变可以在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下引起D．基因突变的突变率是很低的，并且都是有害的跟踪训练D例3．(08上海高考)下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，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T B．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位被替换为TTT D．第103至105位被替换为1个TB3、基因A与a1、a2、a3之间的关系如图，该图不能表明的是（）A基因突变是不定向B．等位基因的出现是基因突变的结果C．正常基因与致病基因可以通过突变而转化D．这些基因的转化遵循自由组合定律

D基因突变定义原因特点意义

碱基对增添缺失改变普遍性随机性低频性多害少利性不定向性根本原因外因知识结构“一母生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的?基因重组二基因重组绿色皱粒P×黄色圆粒F1黄色圆粒F2黄色圆粒绿色圆粒绿色皱粒黄色皱粒1.F2出现不同亲本性状的原因？基因重组概念指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2.类型在减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因的自由组合四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换.②交叉互换:①自由组合:非同源染色体上的非等位基因自由组合AabBAaBbAb和aBAB和abAabBAaBbAabBAaBb同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换(导致的交换）等位基因例题．（08宁夏）以下有关基因重组的叙述，错误的是（）

A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组

B．非姊妹染色单体的交换可引起基因重组

C．纯合体自交因基因重组导致子代性状分离

D．同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关Ｃ（1）基因重组是生物变异的来源之一（2）对生物的进化具有重要的意义。基因重组能否产生新的基因？不能基因重组的意义1、下面有关基因重组的说法不正确的是（）A．基因重组发生在减数分裂过程中B．基因重组产生原来没有的新基因C．基因重组是生物变异的重要来源D．基因重组能产生原来没有的新性状2、袁隆平培育的杂交水稻闻名世界，从遗传角度看，和普通水稻相比，杂交水稻增产的原因是（）A、基因重组B、染色体结构改变C、基因突变D、人工诱变练习3、基因突变的原因是（）

A.染色体上的DNA变成了蛋白质

B.染色体上的DNA变成了RNA

C.染色体上的DNA减少了或增多了

D.染色体上的DNA结构发生了局部改变4、基因重组发生在

A．减数分裂形成配子的过程中

B．受精作用形成受精卵的过程中

C．有丝分裂形成子细