高中生物基因突变和重组

关于高中生物基因突变和重组问题探讨几位同学在抄写句子“中国队大胜美国队”分别抄成了“中国队胜美国队”“中国队大败美国队”“中国队大败给美国队”“中国队败给美国队”讨论：假如在DNA分子的复制过程中，发生了类似的错误，DNA分子携带的遗传信息是否会改变？这些变化可能对生物体产生什么影响？

答案：DNA分子携带的遗传信息发生了改变。如果氨基酸发生了改变，生物体的性状可能发生改变。

第2页,共37页，2024年2月25日，星期天第3页,共37页，2024年2月25日，星期天

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。什么是生物的变异？第4页,共37页，2024年2月25日，星期天染色体变异类型不遗传的变异可遗传的变异基因重组基因突变生物的变异表现型

基因型

环境

（不可遗传的变异）（可遗传的变异）基因重组染色体变异基因突变诱因（改变）（改变）（改变）第5页,共37页，2024年2月25日，星期天缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸——赖氨酸······异常基因突变的实例:镰刀型细胞贫血症缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸——赖氨酸······正常血红蛋白分子的部分氨基酸顺序正常异常一、基因突变第6页,共37页，2024年2月25日，星期天CTTGAA谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白质

正常异常GUACATGTA突变GAA_____原因_____原因根本直接镰刀型细胞贫血症病因的图解第7页,共37页，2024年2月25日，星期天┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失改变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1.基因突变的概念第8页,共37页，2024年2月25日，星期天┯┯┯ＧＡＴ

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┷┷┷天冬氨酸┯┯┯

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┷┷┷天冬氨酸缬氨酸DNA碱基对的改变是否一定会引起蛋白质性状的改变？

同学们可以尝试在缺失和插入状态下蛋白质性状是否一定改变？为什么？第9页,共37页，2024年2月25日，星期天···TAGGC

G······AUCCGC···

···AU

A

CCG

C···

mRNA碱基对增添···AT

A

CCGC···

···TA

TGGCG···异亮氨酸脯氨酸探究：碱基对增添会导致蛋白质的结构改变吗？DNA

···ATCCGC···

正常异亮氨酸精氨酸氨基酸第10页,共37页，2024年2月25日，星期天[探究]碱基对的缺失会导致蛋白质的变化吗?···ATCCGC···

···TAGGC

G···正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸···AUCCGC···

异亮氨酸精氨酸···ACCG

C···

苏氨酸丙氨酸②①①②···A

CCGC···

···TGGCG···碱基对缺失第11页,共37页，2024年2月25日，星期天请思考：1、碱基对的替换、增添和缺失，对蛋白质的结构影响有什么影响？2、基因突变是否一定会引起蛋白质的改变？结论：替换——可能使一个氨基酸改变增添或缺失——会使插入或缺失位点以后氨基酸序列都改变，对蛋白质的结构影响更大。结论：基因突变不一定会引起蛋白质的改变。mRNA上改变了的密码子与原密码子可能仍对应同一种氨基酸。第12页,共37页，2024年2月25日，星期天

1、哪一种基因突变对生物性状的影响最小？

碱基对的替换2、基因突变不改变生物性状的原因有哪些？①一种氨基酸可能有几种密码子②显性纯合子突变成杂合子（AA→Aa）

第13页,共37页，2024年2月25日，星期天发生的时间:细胞周期中的分裂间期A.有丝分裂间期B.减数第一次分裂间期体细胞生殖细胞（一般不能传给后代,人体某些体细胞基因的突变可能发展为癌细胞）（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由于某种原因断裂后进行修复时发生错误。基因突变都会遗传给后代吗？可遗传变异不一定传给后代！第14页,共37页，2024年2月25日，星期天2.基因突变的原因

（1）自发突变（内因）DNA复制时偶尔发生错误（2）诱变突变（外因）物理因素：如X射线、激光等化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等生物因素：如病毒和某些细菌等

人工诱变育种运用物理因素或化学因素提高突变率,诱发基因突变,获得优良品种.太空南瓜第15页,共37页，2024年2月25日，星期天夏季涂抹防晒霜化疗法抑制癌细胞增殖青少年少上网，少用手机不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐）物理因素化学因素物理因素化学因素少吃烧烤和油炸食品化学因素分析以下情况是利用或回避了哪种因素第16页,共37页，2024年2月25日，星期天①成功率低,有利个体往往不多②需大量处理材料人工诱变在育种上的应用诱变意义:是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法（2）优点：①提高突变率，缩短育种周期②大幅度改良某些性状（3）缺点:

物理方法：X射线、γ射线、紫外线、激光等化学方法：亚硝酸、硫酸二乙酯等

（1）常用的方法：第17页,共37页，2024年2月25日，星期天细菌无抗药性——抗药性棉花正常枝——短果枝果蝇红眼——白眼长翅——残翅家鸽羽毛白色——灰红色人正常色觉——色盲正常肤色——白化病你认为突变有什么特点？常见突变性状：一在生物界普遍存在；讨论与思考玉米白化苗人类多指[探究]基因突变有何特点？短腿安康羊（中）第18页,共37页，2024年2月25日，星期天开花结果的植株胚幼苗具根茎叶的植株分化出花芽的植株受精卵1、基因突变发生在生物个体发育的什么时期？任何时期二在生物体内随机发生；[探究]基因突变有何特点？思考①②③④⑤第19页,共37页，2024年2月25日，星期天小资料三突变率低；[探究]基因突变有何特点？第20页,共37页，2024年2月25日，星期天白化苗四

大多数突变是有害的白化病为什么呢？

任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境取得了高度的协调。[探究]基因突变有何特点？第21页,共37页，2024年2月25日，星期天五基因突变是不定向的[探究]基因突变有何特点？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第22页,共37页，2024年2月25日，星期天3．基因突变的特点

①普遍性:自然界的物种中广泛存在②随机性:可发生在任何时期③不定向性：④低频性:自然界突变率很低：10－5-

10-8⑤有害性:多数有害,少数有利例子

A＝a1或A＝a2一个基因突变后产生的是它的等位基因第23页,共37页，2024年2月25日，星期天思考：1．基因突变能产生新的基因吗？2．这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什么意义（有利还是有害）?3．自然环境会选择哪些个体生存下来？（有利还是有害）4、基因突变的意义第24页,共37页，2024年2月25日，星期天是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了最初的原材料。基因突变新基因（等位基因）基因型（改变）表现型（改变）引发生物变异4.基因突变的意义:

可以产生新的基因第25页,共37页，2024年2月25日，星期天1、基因突变的概念2、基因突变的结果基因突变总结3、基因突变发生的时期和部位4、基因突变的分类5、基因突变的原因6、基因突变的特点7、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，为生物进化提供了最初的原材料。第26页,共37页，2024年2月25日，星期天F2黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒F1黄色圆粒绿色皱粒P×黄色圆粒思考：为什么子二代会出现亲代没有的表现型？YYRRyyrrYyRr基因自由组合第27页,共37页，2024年2月25日，星期天“一母生九仔，连母十个样”这种差异怎么造成的？第28页,共37页，2024年2月25日，星期天有性生殖基因重组概念基因重组是通过过程实现的方式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.１、非同源染色体上的非等位基因自由组合2、同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换第29页,共37页，2024年2月25日，星期天非同源染色体上的

非等位基因自由组合AabBAaBbAb和aBAB和ab自由组合的根本原因第30页,共37页，2024年2月25日，星期天同源染色体上的

非姐妹染色单体之间的交叉互换基因重组是通过有性生殖来实现的第31页,共37页，2024年2月25日，星期天4、意义：基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化有重要意义。思考1：基因重组中有无新的基因产生？思考2：果蝇的体细胞有4对同源染色体，根据自由组合规律计算，一只雄果蝇能产生多少种染色体不同的精子，一只雌果蝇能产生多少种染色体不同的卵细胞？非常丰富3、特点第32页,共37页，2024年2月25日，星期天小结：基因突变与基因重组的比较碱基对增添|缺失|替换引起基因结构变化，产生新基因不产生新基因，产生新基因型生物变异的根本来源，为生物的进化提供原始材料有性生殖中，控制不同性状的基因重新组合的过程普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性。非常丰富自发突变、诱发突变细