第五章-基因突变及基因重组课件

聊城三中王怀栋2012-5-16第1节基因突变和基因重组什么叫“生物的变异”？是指亲子间和子代个体间的差异。变异能否遗传？是否所有的变异都能遗传给后代？

通过美容手术，纹成弯弯的柳叶眉，这种柳叶眉能遗传吗？为什么？不可遗传的变异思考: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?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。太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）和普通椒相比，太空椒具有明显的优势，果实肥大，把其种下去后结出的仍是太空椒可遗传的变异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生物的变异不可遗传的变异可遗传的变异仅仅由环境因素引起，没有引起遗传物质的变化基因突变基因重组染色体变异由于细胞内遗传物质的改变而引起(一)基因突变的实例人类镰刀型贫血病的形成镰刀型细胞贫血症的病因分析？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）思考与讨论（P81）CTTGAA谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白质正常异常GUACATGTA突变GAA_____原因_____原因镰刀型细胞贫血症是由_________引起的一种遗传病，是由于基因的_________发生了改变产生的。病因：基因突变分子结构根本直接基因突变的概念：由于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，就叫基因突变。一般为可遗传变异

CCTGAGGTCGGACTCCAGCCTGTGGTCGGACACCAGCCTGACGGTCGGACTGCCAGCCTGGGTCGGACCCAG替换增添缺失DNA思考：是不是DNA分子碱基对的改变就一定会导致生物性状的变化？不是基因突变都会遗传给后代吗？取决于？1、碱基对的几种改变方式，一定会引起蛋白质的改变吗？思考：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DNA···AUCCGC······AUUCGC···异亮氨酸精氨酸异亮氨酸mRNA···ATCCGC······TAGGCG···正常···TAAGCG······ATTCGC···碱基对改变精氨酸探究：碱基对增添会导致蛋白质的结构改变吗？mRNADNA氨基酸···AUCCGC···异亮氨酸精氨酸苏氨酸丙氨酸碱基对缺失思考：1、碱基对的几种改变方式，一定会引起蛋白质的改变吗？正常···ATCCGC···

···TAGGCG···mRNA氨基酸···ACCGC······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。从以上分析可以看出，碱基对的改变不一定会引起蛋白质的改变。碱基对的替换引起蛋白质的改变最小基因突变都会遗传给后代吗？不一定。若发生在配子中，可遗传，若发生在体细胞中，一般不能遗传。有些植物体细胞中的基因突变可通过无性繁殖传递。思考:A.有丝分裂间期B.减数第一次分裂间期体细胞可以发生基因突变生殖细胞中也可以发生基因突变（但一般不能传给后代）（可以通过受精作用直接传给后代）基因突变发生的时间？DNA的复制发生在什么时间？分裂间期体细胞发生的基因突变可以传给后代吗？生殖细胞发生的基因突变可以传给后代吗？基因突变的原因外因(诱发突变)1.物理因素:紫外线,X射线及其他辐射例如:太空椒,皮肤癌等2.化学因素:亚硝酸,碱基类似物等3.生物因素:某些病毒特别提醒:我们应该保护环境,远离这些因素,养成良好的饮食,卫生习惯.内因(自发突变)DNA复制时偶尔发生错误DNA复制过程中，基因内部脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序发生局部的改变，从而改变了遗传信息。1、(选择填空)某生物发生了基因突变后,基因结构

；基因数量

；性状

.

(一定不变;一定改变;可能改变)2、血红蛋白基因转录的模板链上的CTT变成CAT,则结果谷氨酸变成了缬氨酸,那如果CTT突变成了CTC，其结果如何？性状不变一定改变一定不变可能改变

基因突变有何特点？一在生物界普遍存在(普遍性)二在生物体内随机发生(随机性)三突变率低(低频性)四大多数突变是有害的(有害性)五基因突变是不定向的(不定向性)无论是低等植物，还是高等动植物以及人，都会由于基因突变而引起生物形状的改变。在生物界普遍存在(普遍性)基因突变发生的时期与突变性状在生物体的表现部位及范围大小有什么关系？突变发生的时间越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部分越少。基因突变发生在生物个体发育的什么时期？哪些细胞能发生基因突变？任何时期分裂间期的细胞②在生物体内随机发生；③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小资料④自然突变率低；白化苗⑤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。AAAaA基因突变的结果aaaaA一个基因突变后产生的是它的等位基因

基因突变是染色体的某一位点上基因的改变,使一个基因变成它的等位基因（A→a或a→A）,不改变染色体上基因的数量，只改变基因的内部结构，并且通常会引起一定的表现型的变化.思考：突变后的基因会遗传给后代么？基因突变的结果是产生了一个新的基因，该基因与原基因是什么关系？染色体上基因的数量发生改变了吗？等位基因没有思考: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）引发生物变异总结：基因突变的意义？对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但一个物种是由很多个体组成，且经漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要的意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。①打破对环境的适应性②产生新基因引发生物变异为进化提供原始材料思考：既然自然状态下基因突变率很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，为什么还能为生物进化提供原材料呢？“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1、概念:在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的自由组合.2、类型:①自由组合:②交叉互换: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.3、意义：生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要意义。减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合AabBAaBbAb和aBAB和ab基因重组发生时期减数第一次分裂前期（四分体时期）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思考1:

人的体细胞中有23对染色体,请你计算,一位父亲可能产生多少种染色体不同的精子,一位母亲可能产生多少种染色体组成不同的卵细胞?理论上2231、细菌和病毒存在基因重组这种变异吗？

2、基因重组能否产生新基因？能产生新的基因型吗？3、你能从基因重组的角度解释人群中个体性状的多种多样吗？思考：不存在不能能①减数分裂形成的配子,染色体组成具有多样性,导致不同配子遗传物质的差异②受精过程中卵细胞和精子的结合的随机性基因突变基因重组产生新的基因（基因分子结构改变），而产生新的基因型不产生新的基因（基因分子结构不变），可产生新的基因型区别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一.4.适用的范围：有性生殖过程真核生物①②3.基因重组的意义:基因突变基因重组时期原因结果范围基因突变和基因重组的比较有丝分裂间期和减数第一次分裂间期减数第一次分裂的后期和四分体时期在一定的外因或内部因素的作用下，由于基因复制时碱基改变使基因结构发生改变减数分裂过程中，同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换或非同源染色体之间的自由组合产生新的基因产生新的基因型所有生物均可发生，具有普遍性只适用于真核生物有性生殖、细胞核遗传本节小结DNADNA复制碱基对替换、增添、缺失脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变基因结构改变遗传信息改变产生等位基因差错引起内因：碱基变化①物理因素外因②化学因素③生物因素原因实质结果练习1、生物的变异有两种

和

。2、可遗传的变异有三种来源

、

和

。3、生物变异的根本来源是

。4．在一块马铃薯甲虫成灾的地里，喷了一种新的农药后，约98％的甲虫死了，约2％的甲虫生存下来，生存下来的原因是（

）A．有基因突变产生的抗药性个体存在

B．以前曾喷过某种农药，对农药有抵抗力C．约有2％的甲虫未吃到沾有农药的叶子D．生存下来的甲虫是身强体壮的年轻个体可遗传变异不可遗传变异基因突变基因重组染色体变异基因突变5.一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出现一朵白花，如果将白花种子种下去，它的后代全部开白花，出现这种现象的原因是(）A.自然杂交B.自然选择C.基因突变D.基因重组6.进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定的差异的主要原因是（）A.基因重组B.基因突变C.染色体变异D.生活条件改变7.下列有关基因突变的说法，不正确的是()

A.自然条件下，一种生物的突变率是很低的

B.生物所发生的基因突变一般都是有利的

C.基因突变在自然界的中广泛存在