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文档简介
1、,第1节 基因突变 和基因重组,表现型,基因型,+ 环境条件,(改变),(改变),(改变),复习:表现型与基因型的关系,生物体遗传性状的改变就是生物的变异,普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中,给予充足的阳光和水分,结出的是粒多饱满的种子,但是再把这些种子种下去结出的仍就是普通的种子,不可遗传的变异,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,把其种子下去后结出的仍是太空椒,可遗传的变异,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,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
2、,其后代将继承这种改变,生物变异的类型,1910年,赫里克医生的诊所来了一位黑人病人,病人脸色苍白,四肢无力,是严重的贫血病患者。医生使用所有能治疗贫血病的药物,但对这个病人无效。对病人做血液检查时发现,红细胞在显微镜不是正常的圆饼形,而是又长又弯的镰刀形,称镰刀型细胞贫血症。,一、基因突变,(一)基因突变的实例,镰刀型贫血症是一种异常血红蛋白病。一旦缺氧,患者红细胞变成长镰刀型,血液的粘性增加,引起红细胞的堆积,导致各器官血流的阻塞。而出现脾脏肿大,四肢的骨骼、关节疼痛,血尿和肾功能衰竭等症状,病重时,红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象,引起严重贫血而造成死亡。,患者不能进行激烈运动,长期遭
3、受慢性贫血折磨。常在幼年发现。,镰刀型贫血症简介,1949年,美国鲍林博士首先意识到,红细胞中血红蛋白分子不完善引起使红细胞变形,从而失去输氧功能。 血红蛋白究竟出了什么问题?,为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢?,1956年,英国科学家英格拉姆发现镰刀状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:,碱基对的替换,结构,根本,直接,相应性状的改变,相应蛋白质的改变,相应氨基酸的改
4、变,mRNA分子中的碱基发生变化,DNA分子中的碱基对发生变化,具体变化过程:,这种变化可否遗传? 如何遗传?,可以遗传,突变后的DNA分子复制,通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞,并将突变基因传给下一代.,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,(一)基因突变的概念:,思考与讨论:,碱基对的改变,是否一定会引起蛋白质的改变?,基因突变都会遗传给后代吗?,(二)基因突变发生的时间?为什么?,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,中可以发生基因突变,(但一般不能传给后代),中也可以发生基
5、因突变,(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。,(三)基因突变的原因,物理因素,化学因素,生物因素,基因突变的原因,X射线、激光等,亚硝酸和碱基类似物等,病毒和某些细菌等,在第二次世界大战临近结束的1945年8月,美国先后向日本广岛和长崎投下了两颗原子弹,造成约10.6万人死亡,约13万人受伤。当时缪勒就指出:原子弹爆炸产生的放射性污染将给广岛和长崎幸存居民的后代带来难以预料的影响。缪勒不幸言中了。在战后的20多年里,广岛和长崎先后出生了数以百计死胎和智障、肢体畸型的新生儿。,案例一:,1986年4月26日,前苏联切尔诺贝利核电站发
6、生爆炸,给当地造成了严重的核污染。 1995年,美国乔治亚大学生态实验室研究人员前往实地考察。在捕获的野猪、野鹿及老鼠中,发现DNA束上发现许多断裂处,这说明突变速率很高。 时隔一年,联合国组织的一支科学考察队来到切尔诺贝利,竟遭到了一群不明动物的进攻。人们仔细一瞧,竟是老鼠!一只只大如猪崽! 切尔诺贝利核事故后还发现了一米左右的青蛙以及宛如潜艇般的怪鱼。,案例二:,案例三:,北京市民李发君的妻子朱继荣2002年8月初买了一辆新车作为上下班的交通工具,9月底就发现身上有大量出血点。10月经正规医院诊断为重症再生障碍性贫血(白血病),治疗5个月后宣告治疗无效病逝。由于苯中毒可导致重症再生障碍性贫
7、血,朱也是继买车后才出现病症,于是李在中国室内装饰协会下属室内环境监测中心进行车内空气检测,确认车内苯超标后,认为罪魁祸首就是这辆新车。,如果没有这些因素, 基因突变会不会发生?,?,(四)基因突变的类型,1.按来源分_与_,2.按突变后对生物个体的影响分 与_,对生物体而言,多数为_。,自然突变,诱发突变,有利突变,有害突变,有害突变,3.按表现条件分显性突变和隐性突变,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,你认为可以体现什么特点?,常见基因突变性状:,一 在生物界普遍存在;,以植物的个体发育为例:,基因突变发生的时期与突变性状
8、在生物体的表现部位及范围大小有没有关系?,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,有,二 在生物体内随机发生;,小资料,三 突变率低;,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。,五 基因突变是不定向的,(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,自然界突变率很低:105- 10-8,(打破对环境的适应性) 多数有害,少数有利,普遍性:,随机性:,低频性:
9、,多害少利性:,一个基因可以产生一个以上的等位基因,不定向性:,(六)基因突变的意义,生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原始材料,能使生物的性状出现差别,以适应不同的外界环境,是生物进化的重要因素之一。,基因突变的结果:,使一个基因变成它的等位基因,“一猪生九仔,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:,基因的自由组合:,基因的互换:,非同源染色体上的非等位基因的 自由组合,同源染色体上的非姐妹染色体之间 发生局部互换.,后一页,非同源染色体上的 非等位基因自由组合,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,同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换,上一页,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?,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
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