第5章第1节：基因突变和基因重组

1、.,.,问题探讨,三位同学在抄写英语句子“THE CAT SAT ON THE MAT (猫坐在草席上) ”时，分别抄成了以下的句子： THE KAT SAT ON THE MAT THE HAT SAT ON THE MAT 与原来的句子相比较，意思发生了什么变化呢？ 假如在DNA分子的复制过程中，发生了类似的错误，DNA分子所携带的遗传信息将会发生怎样的变化？ 这样的变化可能对生物体产生什么影响？,.,生物界中的变异现象,.,什么叫“生物的变异”？,生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。,.,变异能否遗传？,.,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

2、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。,.,红花的后代变成了蓝紫色,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,.,（不遗传的变异）,（改变）,（改变）,（改变）,判断：环境因素引起的变异一定不能遗传,（遗传物质未发生改变）,（遗传物质发生改变）,（可遗传的变异）,.,基因突变,生物的变异,不可遗传的变异 可遗传的变异,基因重组,染色体变异,生物体内遗传物质没有改变,生殖细胞内遗传物质的改变,.,基因突变,镰刀型细胞贫血症,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

3、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。,.,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？,.,谷氨酸,缬氨酸,DNA,mRNA,氨基酸,蛋白质,正常,异常,_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？,分析：,直接原因,决定,谷氨酸缬氨酸,.,替换,增添,缺失,DNA片段,碱基对的增添、缺失或替换，改变了基因的结构。,探究 DNA分

4、子中的碱基对有哪几种变化，从而导致基因结构的改变？,.,1、概念： DNA分子中发生碱基对的_、_和_，而引起的_的改变。,增添,缺失,替换,基因结构,（二）基因突变的概念,.,DNA,异亮氨酸,精氨酸,异亮氨酸,mRNA,精氨酸,探究：碱基对增添会导致蛋白质的结构改变吗？,.,探究碱基对的缺失会导致蛋白质的变化吗?,正常,mRNA,DNA,mRNA,DNA,氨基酸,氨基酸,异亮氨酸,精氨酸,苏氨酸,丙氨酸,碱基对缺失,.,基因突变的结果,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（Aa或aA）,不改变染色体上基因的数量，只改变基

5、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？,.,基因突变的时间,有丝分裂的间期和减数第一次分裂间期,DNA复制时期,.,基因突变的原因,（1）外因： （2）内因：,物理因素：X射线、激光等,化学因素：亚硝酸、碱基类似物等,生物因素：病毒、某些细菌等,碱基对发生变化,.,基因突变的类型：,（1）自然突变：自然发生的。,例如：,果蝇的白眼,肉质牛和产奶多的牛,（2）诱发突变：人为条件下产生的。,.,遗传信息改变,DNA,DNA,差错,内因：,碱基变化,外因：,物理因素,化学因素,生物因素,脱氧核苷酸种类、数量、排列顺序改变,碱基对的替换、增添、缺失,基因结

6、构发生改变,产生等位基因（A1 a1、a2）,复制,引起,.,基因突变的特点,.,基因突变在生物界中是普遍存在的。,.,.,唇裂,.,花芽在分化时发生基因突变,基因突变是随机的。,.,A,基因突变是不定向的。,.,小资料,自然状态下，基因突变的频率是很低的。,.,白化苗,镰刀形红细胞,.,白化病患者,有害的基因突变,畸形的雏鸭,人类的多指,并指,.,高产大豆 高产青霉菌株,有利的基因突变,.,基因突变是多害少利的。,.,基因突变的意义,基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料.,.,“一母生九仔，连母十个样”这种差异怎么造成的？,二、基因重组,.,在生物体进行有性

7、生殖的过程中，控制不同形状的基因的重新组合,基因重组的概念,.,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,A,a,b,B,A,a,B,b,Ab和aB,AB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,.,两个亲本的遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多,基因重组的特点,.,是生物变异的来源之一 是形成生物多样性的重要原因 对生物的进化也具有重要的意义,基因重组的意义,.,诱变育种: （1）常用的方法： 物理因素：X射线、r射线、紫外线等 化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯等,8、基因突变的应用

8、,（2）优点： 提高突变频率，创造新性状，培育优良品种.,（3）遇到的问题 1、成功率低 2、有利个体不多，需大量处理材料,.,替换 增添 缺失,结构,等位 基因,间,间,不定向性 多害少利性,物理 化学,根本,生物,.,有性,基因,基因型,前,后,高,非,非等位,非,主要,.,基因的分子结构发生改变。,不同基因的重新组合。,细胞分裂间期 由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基对的替换、缺失或增添,减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换； 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。,外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。,有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。,新基因产生

9、的途径，是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料。,是生物变异的重要来源，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化也具有重要的意义,突变频率低，但普遍存在,有性生殖中非常普遍,产生了新基因，出现了新性状。,不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。,.,1.下列现象中属于可遗传变异的是 （A）玉米由于水肥充足而长得穗大粒足； （B）人由于晒太阳而皮肤变黑； （C）无子番茄没有种子； （D）镰刀型细胞贫血症。,D,2、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,D,课 堂 练 习,.,4、一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变异主要来自 A

10、.基因突变 B.基因重组 C.环境影响 D.染色体变异,3、 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,C,B,.,6、 利用激光对DNA进行修复，生物学上称之为 A. 基因突变 B. 基因重组 C. 基因互换 D. 染色体变异,5、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D. 基因突变可产生新的基因，是生物变异的 主要来源,B,A,.,7. 下图

11、中，基因A与a1a2a3之间的 关系，不能表现的是 ( ),A. 基因突变是不定向的 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转化 D. 图中基因的遗传遵循自由组合定律,D,.,二、填空题 1、DNA分子中发生碱基对的替换、增添和_，而引起的基因结构的改变，叫做基因突变。 2、基因突变一般发生在_期。 3、基因突变的特点有普遍性，低频性，不定向性，随机性，_性。 4、基因重组是指在生物体进行_生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。,缺失,有丝分裂间期和减数第一次分裂间期,有害,有性,.,在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是 （） 致使（ ),基因 基因 基因,某化合物,酶酶酶,鸟氨酸,瓜氨酸,精氨酸,5. 下图所示某一红色链孢霉合成精氨酸过程：,如果酶和酶正常，酶活性丧失则能否合成 鸟氨酸和精氨酸? ( ） 原因是（ ),基因发生突变，酶缺乏,不能形成精氨酸,能合成鸟氨酸不能合成精氨酸,酶失活，鸟氨酸不能合成瓜氨酸，因此精氨酸的合成缺乏原料。,.,批判性思维： 有人认为，自然条件下基因突变率很低，而且大多数基因突变对生物体