基因突變和基因重組(公開(kāi)課)

1、生物界中的變異現(xiàn)象生物界中的變異現(xiàn)象什么叫什么叫“生物的變異生物的變異”？變異是否都能遺傳？變異是否都能遺傳？ 兩只青蛙相愛(ài)了兩只青蛙相愛(ài)了, 結(jié)婚后生了一只癩蛤蟆結(jié)婚后生了一只癩蛤蟆, 公青蛙見(jiàn)狀大怒說(shuō)公青蛙見(jiàn)狀大怒說(shuō):賤人賤人,怎么回事怎么回事? 母青蛙哭著說(shuō)母青蛙哭著說(shuō):他爹他爹,認(rèn)識(shí)你之前我整過(guò)容認(rèn)識(shí)你之前我整過(guò)容. 分析：分析：為什么這種變異性狀不能遺傳給子代？為什么這種變異性狀不能遺傳給子代？是環(huán)境因素引起的是環(huán)境因素引起的 ，自身的遺傳，自身的遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變。物質(zhì)沒(méi)有改變。例例1 1：紅花的后代變成了藍(lán)紫色紅花的后代變成了藍(lán)紫色上述變異性狀的后代上述變異性狀的后代為何仍然是藍(lán)紫

2、色花呢？為何仍然是藍(lán)紫色花呢？遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變。遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變。藍(lán)紫色花的后代仍是藍(lán)紫色藍(lán)紫色花的后代仍是藍(lán)紫色例例2 2：表現(xiàn)型表現(xiàn)型基因型基因型環(huán)境環(huán)境（不遺傳的變異）（不遺傳的變異）（改變）（改變）（改變）（改變）（改變）（改變）基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組基因重組（遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變）（遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變）（遺傳物質(zhì)發(fā)生改變）（遺傳物質(zhì)發(fā)生改變）（可遺傳的變異）（可遺傳的變異）變異是否都能遺傳？變異是否都能遺傳？否否基因突變基因突變生物的變異生物的變異不可遺傳的變異不可遺傳的變異可遺傳的變異可遺傳的變異 基因重組基因重組染色體變異染色體變異我?guī)浳規(guī)洿?！呆！哼哼基?/p>

3、突變基因突變 資料：資料：1910年，一個(gè)黑人青年到醫(yī)院看病，檢查發(fā)年，一個(gè)黑人青年到醫(yī)院看病，檢查發(fā)現(xiàn)他患的是當(dāng)時(shí)人們尚未認(rèn)識(shí)的一種特殊的貧血癥，現(xiàn)他患的是當(dāng)時(shí)人們尚未認(rèn)識(shí)的一種特殊的貧血癥，他的紅細(xì)胞不是正常的圓餅狀，而是彎曲的鐮刀狀，他的紅細(xì)胞不是正常的圓餅狀，而是彎曲的鐮刀狀，人們稱這種病為人們稱這種病為鐮刀型細(xì)胞貧血癥鐮刀型細(xì)胞貧血癥。這種病患者一這種病患者一旦缺氧，紅細(xì)胞變成長(zhǎng)鐮刀型。病重時(shí)，紅細(xì)胞受旦缺氧，紅細(xì)胞變成長(zhǎng)鐮刀型。病重時(shí)，紅細(xì)胞受機(jī)械損傷而破裂的現(xiàn)象，引起嚴(yán)重貧血而造成死亡。機(jī)械損傷而破裂的現(xiàn)象，引起嚴(yán)重貧血而造成死亡。一、基因突變的實(shí)例一、基因突變的實(shí)例 1956年

4、，英國(guó)科學(xué)家英格拉姆發(fā)現(xiàn)患者血紅蛋白的肽鏈上，有一處的谷氨酸被纈氨酸取代。CTTGAA谷氨酸谷氨酸纈氨酸纈氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸血紅蛋白血紅蛋白正常正常異常異常GUACATGTA突變突變GAA 直接原因直接原因（氨基酸的替換）（氨基酸的替換）根本原因根本原因 鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因：鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因：（DNADNA分子中堿基分子中堿基對(duì)的替換對(duì)的替換） 控制合成血紅蛋白分子的DNA分子一個(gè)堿基對(duì)發(fā)生替換（AT替換為TA）導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變，從而引起所編碼的血紅蛋白的改變。替換替換增添增添缺失缺失A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G

5、 AT TA C C G C G G C G AT TA AT A C C G C T G G C G 基因（基因（DNA片段）片段）A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G 思考：除了堿基對(duì)的替換以外思考：除了堿基對(duì)的替換以外,還有什么情還有什么情況可能導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變？況可能導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變？ DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。增增添添缺缺失失替替換換二、基因突變的概念二、基因突變的概念思考：思考：1 1、基因突變形成的性狀能否遺傳？怎樣遺傳？、基因突變形成的性狀能否遺傳？怎樣遺傳？三、基因突變的時(shí)期三、基因突變的時(shí)期

6、DNADNA復(fù)制復(fù)制時(shí)期時(shí)期有絲分裂的有絲分裂的間期間期減數(shù)第一次分裂減數(shù)第一次分裂間期間期如果基因突變發(fā)生在如果基因突變發(fā)生在體細(xì)胞體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂的間期，進(jìn)行有絲分裂的間期，如果基因突變發(fā)生在如果基因突變發(fā)生在減數(shù)第一次分裂間期減數(shù)第一次分裂間期，【植物體細(xì)胞無(wú)性繁殖例外植物體細(xì)胞無(wú)性繁殖例外】一般只影響當(dāng)代，一般只影響當(dāng)代，不能遺傳不能遺傳閱讀閱讀P81則將遵循遺傳規(guī)律則將遵循遺傳規(guī)律隨配子傳遞給后代隨配子傳遞給后代基因突變是如何產(chǎn)生的呢？基因突變是如何產(chǎn)生的呢？X X射線照射射線照射X X射線、紫外線等射線、紫外線等易誘發(fā)基因突變的因素易誘發(fā)基因突變的因素物理因素物理因素亞硝酸、堿基

7、類似物等亞硝酸、堿基類似物等化學(xué)因素化學(xué)因素病毒、某些細(xì)菌等病毒、某些細(xì)菌等生物因素生物因素四、基因突變的原因四、基因突變的原因夏季涂抹防曬霜夏季涂抹防曬霜青少年少上網(wǎng)，少用手機(jī)青少年少上網(wǎng)，少用手機(jī)不喝反復(fù)燒開(kāi)的水不喝反復(fù)燒開(kāi)的水物理因素物理因素物理因素物理因素化學(xué)因素化學(xué)因素少吃燒烤和油炸食品少吃燒烤和油炸食品化學(xué)因素化學(xué)因素以下情況是減少哪種因素，從而防止細(xì)胞以下情況是減少哪種因素，從而防止細(xì)胞基因突變？基因突變？接種乙肝疫苗接種乙肝疫苗生物因素生物因素AA AaAaa aaA一個(gè)基因突變后產(chǎn)生的是它的一個(gè)基因突變后產(chǎn)生的是它的等位基因等位基因A a隱性突變隱性突變a A顯性突變顯性突變

8、不改變?nèi)旧w上基因的不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和位置數(shù)量和位置五、基因突變的結(jié)果五、基因突變的結(jié)果細(xì)菌細(xì)菌 無(wú)抗藥性無(wú)抗藥性 抗藥性抗藥性常見(jiàn)突變性狀：常見(jiàn)突變性狀：普遍性在生物界普遍存在玉米白化苗玉米白化苗人類多指人類多指短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）六、基因突變的特點(diǎn)六、基因突變的特點(diǎn)胚胚幼苗幼苗分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵隨機(jī)性基因突變是隨機(jī)發(fā)生的花芽在分化時(shí)發(fā)生基因突變花芽在分化時(shí)發(fā)生基因突變可以發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期；可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)任何DNA分子上；可以發(fā)生在DNA分子的任何部位不定向性基因突變是不定向的基因突變的紫色種子產(chǎn)生的子代種子（白，紅）基因突變的紫色種子

9、產(chǎn)生的子代種子（白，紅）如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A突變突變A1(黃毛黃毛)A2 (黑毛黑毛) 【突變的方向與環(huán)境也沒(méi)有明確因果關(guān)系】基基 因因突變率突變率大腸桿菌組氨酸缺陷型基因大腸桿菌組氨酸缺陷型基因210果蠅的白眼基因果蠅的白眼基因4105果蠅的褐眼基因果蠅的褐眼基因3105玉米的皺縮基因玉米的皺縮基因110小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人類色盲基因人類色盲基因3105自然狀態(tài)下，基因突變的頻率很低低頻性白化苗白化苗大多數(shù)突變是有害的多害少利性白化病白化病 所有生物都是長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程的產(chǎn)物，基因所有生物都是長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程的產(chǎn)物，基因突變可能破壞生物與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系。突變可能破壞生

10、物與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系?；蔚碾r鴨畸形的雛鴨人類的多指人類的多指人類的人類的并指并指鐮刀形紅細(xì)胞鐮刀形紅細(xì)胞有害的基因突變有害的基因突變有利的基因突變有利的基因突變誘變處理得到誘變處理得到的高產(chǎn)量青霉的高產(chǎn)量青霉菌株菌株太空南瓜太空南瓜自然界的物種中廣泛存在自然界的物種中廣泛存在可發(fā)生在任何時(shí)期可發(fā)生在任何時(shí)期多害少利性：多害少利性：( (打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性) ) 普遍性普遍性: : 隨機(jī)性隨機(jī)性: : 不定向性：不定向性：1 1個(gè)基因可以突變成個(gè)基因可以突變成1 1個(gè)以上的等位基因個(gè)以上的等位基因 低頻性：低頻性：自然狀態(tài)下突變率低自然狀態(tài)下突變率低: :基因突變的特點(diǎn)基因

11、突變的特點(diǎn) 既然自然條件下基因突變率很低，而且大多數(shù)對(duì)生物體是有害的，那基因突變有什么意義呢？七、基因突變的意義七、基因突變的意義 雖然每個(gè)基因的突變率很低，但每個(gè)種群有很多個(gè)體，每個(gè)個(gè)體有很多基因，所以突變的基因總數(shù)很大。產(chǎn)生新基因的途徑生物進(jìn)化的原始材料生物變異的根本來(lái)源引發(fā)生物變異引發(fā)生物變異 這種說(shuō)法不正確。對(duì)于生物個(gè)體而言，發(fā)生自然這種說(shuō)法不正確。對(duì)于生物個(gè)體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但一個(gè)物種是由突變的頻率是很低的。但一個(gè)物種是由很多個(gè)體很多個(gè)體組成，組成，且經(jīng)且經(jīng)漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的，其中中產(chǎn)生的突變還是很多的，其中有不少突變是有不少突變是有

12、利突變有利突變，對(duì)生物的進(jìn)化有重要的意義。，對(duì)生物的進(jìn)化有重要的意義。因此，因此，基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料。P82P82：批判性思維：批判性思維2.下列有關(guān)基因突變的說(shuō)法，不正確的是下列有關(guān)基因突變的說(shuō)法，不正確的是( )A. 自然條件下，一種生物的突變率是很低的自然條件下，一種生物的突變率是很低的B. 生物所發(fā)生的基因突變一般都是有利的生物所發(fā)生的基因突變一般都是有利的C. 基因突變?cè)谧匀唤绲闹袕V泛存在基因突變?cè)谧匀唤绲闹袕V泛存在D. 基因突變可產(chǎn)生新的基因，是生物變異的基因突變可產(chǎn)生新的基因，是生物變異的 主要來(lái)源主要來(lái)源BC1. 一種植物在正常情況

13、下只開(kāi)紅花，但偶然會(huì)出現(xiàn)一種植物在正常情況下只開(kāi)紅花，但偶然會(huì)出現(xiàn)一朵白花，如果將白花種子種下去，它的后代全一朵白花，如果將白花種子種下去，它的后代全部開(kāi)白花，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是部開(kāi)白花，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是( ） A. 自然雜交自然雜交 B. 自然選擇自然選擇 C. 基因突變基因突變 D. 基因重組基因重組3. 下圖中，基因下圖中，基因A與與a1a2a3之間的之間的 關(guān)系，不能表現(xiàn)的是關(guān)系，不能表現(xiàn)的是 ( )A. 基因突變是不定向的基因突變是不定向的 B. 等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果C. 正?；蚺c致病基因可以轉(zhuǎn)化正常基因與致病基因可以轉(zhuǎn)化D. 圖中基因

14、的遺傳遵循自由組合定律圖中基因的遺傳遵循自由組合定律Aa1a2a3D“一母生九仔，連母十個(gè)樣一母生九仔，連母十個(gè)樣”這種差這種差異怎么造成的？異怎么造成的？基因重組基因重組 在生物體進(jìn)行在生物體進(jìn)行有性生殖有性生殖的過(guò)程中，控的過(guò)程中，控制不同性狀的基因的重新組合。制不同性狀的基因的重新組合。一、基因重組的概念一、基因重組的概念 生物體減數(shù)分裂形成配子時(shí)，隨著非同源染色體生物體減數(shù)分裂形成配子時(shí)，隨著非同源染色體的自由組合，的自由組合，非等位基因也自由組合非等位基因也自由組合，形成多種類型，形成多種類型的配子，雌雄配子受精形成的受精卵就具有與親代不的配子，雌雄配子受精形成的受精卵就具有與親代不同的同的基因型基因型，從而使個(gè)體出現(xiàn)差異。，從而使個(gè)體出現(xiàn)差異。類型類型 自由組合型自由組合型 減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合的非等位基因自由組合A Aa ab bB BA Aa aB Bb bAb和和aBAB和