高中生物基因突变和基因重组最全最新

1、资料一： 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。,资料二： 太空椒（普通青椒种子遨游过太空后培育而成）与普通青椒对比，果实明显增大，将太空椒的种子种植下去，仍然是肥大果实。,变异的类型,遗传的变异：,不遗传的变异：,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，不能进一步遗传给后代。,由于生殖细胞中遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变,生物变异的类型,第一节、基因突变与基因重组,镰刀型细胞贫血症是一种遗传病。病人的红细胞是又长又弯的镰刀形。红细

2、胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重导致死亡。,一、基因突变的实例,镰刀型细胞贫血症,为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？ 随着分子遗传学的崛起，已经查明DNA分子中的一组碱基由CTT变成CAT。,1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀x型细胞贫血症患者血红蛋白有两条肽链（共四条）上，第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代。,正常,异常,脯氨酸谷氨酸谷氨酸,脯氨酸缬氨酸谷氨酸 ,思考与讨论,谷氨酸,缬氨酸,正常,异常,_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,结构,根本,直接,增添,缺失,替换,DNA分子中发生碱基对的 、 和 ，而引起的 的改变

3、。,增添,缺失,替换,基因结构,二、基因突变的概念：,思考与讨论：,由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？,思考与讨论：,基因突变都会遗传给后代吗？,如果发生在配子里，将遵循遗传规律遗传给后代,如果发生在体细胞中，一般不能遗传 但是有些植物的体细胞发生基因突变，可以通过无性生殖传递,三、基因突变的原因,物理因素,化学因素,生物因素,基因突变的外因,X射线、紫外线等辐射 能损伤细胞内的DNA,亚硝酸和碱基类似物等 能改变核酸的碱基,某些病毒等 能影响宿主细胞的DNA等,基因突变的内因,DNA复制偶尔发生错误等,DNA的碱基组成发生改变等,四、基因突变的类型,1、按来源分自然突变与诱发突变

4、,2、按突变后对生物个体的影响分为 有利突变与有害突变，对生物体而言，多数为有害突变。,3、按表现条件分显性突变和隐性突变,基因突变有什么特点？阅读课本P82,五、基因突变的特点,自然界的物种中广泛存在,可发生在任何时期、任何部位,自然界突变率很低：105- 10-8,多数有害,少数有利,普遍性:,随机性:,低频率性:,多害性：,一个基因可以产生一个以上的等位基因,不定向性：,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,常见突变性状：,1、在生物界普遍存在,短腿安康羊（中）,玉米白化苗,人类多指,基因突变发生的时期与突变性状在生物体的表

5、现部位及范围大小有什么关系？,突变发生的时期越早，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？,任何时期,2、 在生物体内随机发生；,总之，基因突变可以发生在个体发育的任何时期，可以发生在细胞不同的DNA分子上，可以在同一DNA分子的不同部位,例：大丽花的红色（R）对白色（r）为显性，一株杂合的大丽花有许多分枝，盛开众多红色花朵，其中有一朵花半边红半边白色，这可能是哪个部位的R基因突变为r造成的？ A幼苗的体细胞 B早期的叶芽的体细胞 C花芽分化时的细胞 D杂合植株产生的性细胞,小资料,3、自然条件下，突变率很低,白化苗,4、大多数突变是

6、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。,5、基因突变是不定向的,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。,果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变频率都是10-5，一个中等大小的果蝇种群（大约有108个），每一代出现的基因突变数是多少？,2X 104X 10-5 X108=2X107个,六、基因突变的意义,1、生物变异的根本来源,2、为生物进化提供了原始材料,3、基因突变的结

7、果：使一个基因变成它的等位基因,指基因结构的改变，包括DNA中碱基对的增添、缺失和改变。,概念：,普遍性 随机性 低频率性 多害性 不定向性,3.特点：,2.原因：,4.意义：,新基因产生的途径 生物变异的根本来源 为生物进化提供原始材料,基因突变回顾,（1）外因（2）内因,原理：,基因突变,方法：,优点：,缺点：,应用:,太空辣椒的培育 、青霉菌的选育等,利用物理因素（如x 射线，射线、紫外线，激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）处理生物，使生物发生基因突变。,七、人工诱变在育种上的应用,提高突变率，缩短育种周期,大幅度改良某些性状,成功率低,有利个体往往不多 需大量处理材料,拓展视

8、野：,太空育种,利用太空中的高真空、微重力、强辐射等的作用，来诱导基因突变而培养新品种的诱变育种方法。,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。,医药工业应用的青霉素就是利用普通青霉菌，经过X射线的照射，产生的有利突变型。还有医学上应用的其他抗菌素如链霉素、地霉素、金霉素等，经辐射处理的突变系，比原始品系抗菌素产量增长几十倍到几百倍，促进和提高了抗菌素的生产。,诱变育种的应用,“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,子二代为什么会出现新的表现型呢？,为什么控制不同性状的基因会重新组合呢？,非同源染色体上的 非等位基因

9、自由组合,一种具有20对等位基因（这20对等位基因分别位于 20对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出现的表现型就有 种。,A,a,b,B,A,a,B,b,Ab和aB,AB和ab,上一页,220=1048576,交叉互换,在减数分裂时，同源染色体间的非姐妹单体之间可能发生交换，就会使位于交换区段的等位基因发生互换，这种因连锁基因互换而产生的基因重组，是形成生物新类型的原因之一。,2 类型:,基因的自由组合: 非同源染色体上的非等位基因的组合.,基因的互换: 同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换.,重组DNA技术：通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，在生物体

10、外重组，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的性状。,转基因抗虫棉花,转入苏云金杆菌的一个抗虫基因，是中国目前最主要的转基因作物。,基因工程培育抗虫棉的简要过程：,普通棉花(无抗虫特性),苏云金芽孢杆菌,提取,抗虫基因,与运载体DNA拼接 导入,棉花细胞(含抗虫基因),棉花植株(有抗虫特性),上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？,基因工程过程示意图,目的基因的获取,3、意义:,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.,基因重组能否产生新的基因？,对比基因突变与基因重组：,对比基因突变与基因重组：,4、在育种上的应用：杂交育种,原理：,基因重组,方法

11、：,优点：,使位于不同个体上的多个优良性状集中于一个个体上，即“集优”,能产生新的基因型。,缺点：,育种所需时间较长（自交选择需五-六代,甚至十几代)。,举例：,用纯种高秆抗病小麦与纯种矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦,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，现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），如果你是育种工作者，怎样才能得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？,例如：,以下是杂交的育种参考方案：, 高抗 矮不抗, 高抗,DDTT,ddtt,DdTt,ddTt,高抗 高不抗 矮抗 矮不抗,ddTT,杂交,F3,思考：要培育出一个能稳定

12、遗传的植物品种一般需要几代？,连续自交，直至不出现性状分离为止。,5-6代,试一试：动物的杂交育种方法,假设现有长毛立耳猫（BBEE）和短毛折耳猫（bbee），你能否培育出能稳定遗传的长毛折耳猫（BBee）？写出育种方案（图解）,长毛折耳猫,短毛折耳猫,长毛立耳猫,长立 长折 短立 短折,Bbee,BBee,BBee,Bbee,bbee,bbee,长折,短折,长折,长折,短折,杂交,F3,长折,短折,思考：要培育出一个能稳定遗传的动物品种一般需要几代？,3代,中国黄牛,中国荷斯坦牛,荷斯坦牛,1、生物变异的根本来源是 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 2、基因重组发生在

13、 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有丝分裂形成子细胞的过程中 D通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中,D,A,3、用x射线照射某植物幼苗诱发基因突变，X射线最有可能在下列哪项过程中起作用 （ ） A有丝分裂间期 B有丝分裂全过程 C受精作用过程 D减数第一次分裂间期,A,D,精典例题,4、若某基因原为303对碱基，现经过突变，成为300个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白质分子相比较，差异可能为 ( ) A只相差一个氨基酸，其他顺序不变 B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变 C长度不变，但顺序改变 DA、B都有可能,5、自然界中,一种生物某一基因及突变基

14、因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下： 正常基因 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 突变基因3 精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 酪氨酸 丙氨酸 根据上述氨基酸序列确定这3种突变基因DNA分子的改变是（ ） A突变基因1和2为一个碱基的替换,突变基因3为一个碱基的增添 B突变基因2和3为一个碱基的替换,突变基因1为一个碱基的增添 C突变基因1为一个碱基的替换,突变基因2和3为一个碱基的增添 D突变基因2为一个碱基的替换,突变基因1和3为一个碱基的增添,精典例题,A,6.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输给一个血型相