基因突變與基因重組

1、 資料一：在北京培育出的優(yōu)質(zhì)甘藍品種，資料一：在北京培育出的優(yōu)質(zhì)甘藍品種，葉球最大的有葉球最大的有3.53.5千克，當引種到拉薩后，由于千克，當引種到拉薩后，由于晝夜溫差大、日照時間長、光照強，葉球可重晝夜溫差大、日照時間長、光照強，葉球可重達達7 7千克左右。但再引回北京后，葉球又只有千克左右。但再引回北京后，葉球又只有3.53.5千克。千克。 資料二：用抗病易倒的小麥和易病抗倒的資料二：用抗病易倒的小麥和易病抗倒的小麥雜交，通過基因重組培育出了既抗病又抗小麥雜交，通過基因重組培育出了既抗病又抗倒的高產(chǎn)小麥品種。倒的高產(chǎn)小麥品種。 1變異的類型有哪幾種？變異的類型有哪幾種？ 2不同變異類型分

2、別由何種原因引不同變異類型分別由何種原因引起？結(jié)果如何？起？結(jié)果如何？ 生物的變異生物的變異表現(xiàn)型表現(xiàn)型基因型基因型環(huán)境環(huán)境（不能遺傳的變異）（不能遺傳的變異）（遺傳的變異）（遺傳的變異）基因重組基因重組染色體變?nèi)旧w變異異基因突變基因突變誘因誘因（改變）（改變）（改變）（改變）（改變）（改變） 討論：是不是環(huán)境因素引起的變異就一定不能遺傳呢？第第1 1節(jié)節(jié) 基因突變和基因重組基因突變和基因重組一、基因突變一、基因突變二、基因重組二、基因重組 1.舉例說明基因突變的特點和舉例說明基因突變的特點和原因。原因。 2.舉例說出基因重組。舉例說出基因重組。 3.說出基因突變和基因重組的說出基因突變和基

3、因重組的意義。意義。 1.能夠根據(jù)資料進行分析、歸納基因突能夠根據(jù)資料進行分析、歸納基因突變的概念、原因、特點等。變的概念、原因、特點等。 2.培養(yǎng)學生自學能力、獲取信息能力、培養(yǎng)學生自學能力、獲取信息能力、發(fā)散思維、比較綜合能力等。發(fā)散思維、比較綜合能力等。 1.在學習中懂得生物界豐富多彩的本質(zhì)，在學習中懂得生物界豐富多彩的本質(zhì)，從而進行辯證唯物主義的思想教育。從而進行辯證唯物主義的思想教育。 2.在基因突變原因的學習過程中懂得如在基因突變原因的學習過程中懂得如何建立健康的生活方式。何建立健康的生活方式。 基因突變的概念和特點?；蛲蛔兊母拍詈吞攸c?；蛲蛔兊脑??；蛲蛔兊脑颉；蛲蛔兒?/p>

4、基因重組的意義?；蛲蛔兒突蛑亟M的意義。 1910 1910年，芝加哥的一個黑人青年來年，芝加哥的一個黑人青年來到醫(yī)院看病，他的癥狀是發(fā)燒和肌肉疼到醫(yī)院看病，他的癥狀是發(fā)燒和肌肉疼痛，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，他患的是當時人們尚痛，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，他患的是當時人們尚未認識的一種特殊的貧血癥。他的紅細未認識的一種特殊的貧血癥。他的紅細胞不是正常的圓餅狀，而是彎曲的鐮刀胞不是正常的圓餅狀，而是彎曲的鐮刀狀，后來，人們就把這種病稱為鐮刀型狀，后來，人們就把這種病稱為鐮刀型細胞貧血癥。該病癥主要發(fā)生于黑色人細胞貧血癥。該病癥主要發(fā)生于黑色人種中，在我國南方地區(qū)也發(fā)現(xiàn)有這類病種中，在我國南方地區(qū)也發(fā)現(xiàn)有這類病例。例?；?/p>

5、因突變的實例基因突變的實例 資料：資料：血紅蛋白是由四條多肽鏈組成。血紅蛋白是由四條多肽鏈組成。正常成人血紅蛋白是由二條正常成人血紅蛋白是由二條鏈和二條鏈和二條 鏈鏈相互結(jié)合而成的四聚體。研究證明，在整個相互結(jié)合而成的四聚體。研究證明，在整個多肽鏈的多肽鏈的574574個氨基酸中，病者與正常人大個氨基酸中，病者與正常人大部分是相同的。所不同的，只是在部分是相同的。所不同的，只是在鏈的第鏈的第6 6位的一個谷氨酸被纈氨酸替代，因而引起血位的一個谷氨酸被纈氨酸替代，因而引起血紅蛋白結(jié)構異常。異常的血紅蛋白在氧氣分紅蛋白結(jié)構異常。異常的血紅蛋白在氧氣分壓較低的情況下呈棒狀或卷繩樣晶體結(jié)構，壓較低的情

6、況下呈棒狀或卷繩樣晶體結(jié)構，會使紅細胞由正常圓餅狀變成鐮刀狀。鐮刀會使紅細胞由正常圓餅狀變成鐮刀狀。鐮刀型紅細胞膜易受損傷而被網(wǎng)狀內(nèi)皮細胞破壞，型紅細胞膜易受損傷而被網(wǎng)狀內(nèi)皮細胞破壞，出現(xiàn)溶血性貧血癥狀。出現(xiàn)溶血性貧血癥狀。鐮刀型細胞貧血癥鐮刀型細胞貧血癥 正常人的紅細胞正常人的紅細胞鐮刀型貧血癥鐮刀型貧血癥患者的紅細胞患者的紅細胞鐮刀型細胞貧血癥的發(fā)病原因是什么？鐮刀型細胞貧血癥的發(fā)病原因是什么？CTTCTTGAAGAA谷氨酸谷氨酸纈氨酸纈氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基氨基酸酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)正常正常異常異常GUAGUACATCATGTAGTA突突變變GAAGAA_原因原因_原因原因 鐮刀

7、型細胞貧血癥是由鐮刀型細胞貧血癥是由_引起的一種遺引起的一種遺 傳病，是由于基因的傳病，是由于基因的_發(fā)生了改變產(chǎn)生的。發(fā)生了改變產(chǎn)生的。病因：病因：基因突變基因突變分子結(jié)構分子結(jié)構根本根本直接直接相應性狀的改變相應性狀的改變相應蛋白質(zhì)的改變相應蛋白質(zhì)的改變相應氨基酸的改變相應氨基酸的改變mRNAmRNA分子中的堿基發(fā)生變化分子中的堿基發(fā)生變化DNADNA分子中的堿基對發(fā)生變化分子中的堿基對發(fā)生變化具體變化過程具體變化過程: : 這種變化可否遺傳這種變化可否遺傳? ?如何遺如何遺傳？傳？ 可以遺傳突變后的可以遺傳突變后的DNADNA分子分子復制復制, ,通過減數(shù)分裂形成帶有突通過減數(shù)分裂形成帶

8、有突變基因的生殖細胞變基因的生殖細胞, ,并將突變基并將突變基因傳給下一代。因傳給下一代。增增添添缺缺失失替替換換 DNADNA分子中發(fā)生堿基對的分子中發(fā)生堿基對的 、 、 和和 ，而引起的，而引起的 的改變。的改變。 替換替換增添增添缺失缺失基因結(jié)構基因結(jié)構1.1.基因突變的概念：基因突變的概念：一一. .基因突變基因突變根據(jù)對性狀類型的影響，可將基因突變分為根據(jù)對性狀類型的影響，可將基因突變分為顯性突變：顯性突變：a-Aa-A隱性突變：隱性突變：AaAa根據(jù)誘變時的狀態(tài)，可將基因突變分為根據(jù)誘變時的狀態(tài)，可將基因突變分為自然突變：在自然狀態(tài)下發(fā)生的基因突變自然突變：在自然狀態(tài)下發(fā)生的基因突

9、變誘發(fā)突變：在人工條件下誘發(fā)的突變誘發(fā)突變：在人工條件下誘發(fā)的突變2.2.基因突變的類型：基因突變的類型：3.3.基因突變的原因：基因突變的原因：外因外因（1 1）物理因素）物理因素（2 2）化學因素）化學因素（3 3）生物因素）生物因素內(nèi)因內(nèi)因（1 1）DNADNA分子復制偶爾發(fā)生錯誤分子復制偶爾發(fā)生錯誤（2 2）DNADNA的堿基組成發(fā)生改變的堿基組成發(fā)生改變紫外線紫外線X X射線射線其它各種輻射其它各種輻射堿基類似物堿基類似物亞硝酸亞硝酸某些病毒的遺傳物質(zhì)某些病毒的遺傳物質(zhì)（5）不定向性）不定向性（不同堿基位點改變）（不同堿基位點改變）4.4.基因突變的特點：基因突變的特點：（1）是新基

10、因產(chǎn)生的途徑；）是新基因產(chǎn)生的途徑；（2）是生物變異的根本來源；）是生物變異的根本來源；（3）是生物進化的原始材料。）是生物進化的原始材料。5.5.基因突變的意義：基因突變的意義：（1）普遍性）普遍性（廣泛而隨機）（廣泛而隨機）（2）隨機性）隨機性（3）低頻性）低頻性（幾萬到幾億分之一）（幾萬到幾億分之一）（4）少利多害性）少利多害性（可發(fā)生在任何時期）（可發(fā)生在任何時期）基因突變發(fā)生在基因突變發(fā)生在A.A.有絲分裂間期有絲分裂間期（但一般不能傳給后代）（但一般不能傳給后代）體細胞體細胞B.B.減數(shù)第一次分裂間期減數(shù)第一次分裂間期生殖細胞生殖細胞（可以通過受精作用（可以通過受精作用直接傳給后代

11、）直接傳給后代）細胞周期中的分裂間期細胞周期中的分裂間期二二. .基因重組基因重組綠色皺粒綠色皺粒黃色圓粒黃色圓粒PF1黃色圓粒黃色圓粒黃黃色色圓圓粒粒綠綠色色皺皺粒粒黃黃色色皺皺粒粒綠綠色色圓圓粒粒F21.1.基因重組的概念基因重組的概念 指在生物體進行指在生物體進行有性生殖有性生殖的過程中的過程中, ,控制控制不同性狀的基因的重新組合。不同性狀的基因的重新組合。2.2.類型類型(1)(1)基因的自由組合基因的自由組合: : 非同源染色非同源染色體上的非等位基因的組合。體上的非等位基因的組合。(2)(2)基因的互換基因的互換: : 同源染色體上的同源染色體上的非姐妹染色體之間發(fā)生局部互換。非

12、姐妹染色體之間發(fā)生局部互換。AabBAaBb3.3.意義意義 通過有性生殖實現(xiàn)基因通過有性生殖實現(xiàn)基因重組為生物變異提供了極其重組為生物變異提供了極其豐富的來源豐富的來源, ,是生物多樣性的是生物多樣性的重要原因之一，對生物的進重要原因之一，對生物的進化也有很重要的意義。化也有很重要的意義。4.4.基因重組的實例基因重組的實例 高產(chǎn)大豆高產(chǎn)大豆 高產(chǎn)青霉菌株高產(chǎn)青霉菌株 太空西瓜太空西瓜太空椒太空椒有利的基因突變有利的基因突變白化病患者白化病患者有害的基因突變有害的基因突變白化玉米苗白化玉米苗畸形的雛鴨畸形的雛鴨人類的多指人類的多指比較項目比較項目基因突變基因突變基因重組基因重組時期時期類型類

13、型結(jié)果結(jié)果意義意義應用應用基因突變和基因重組的比較基因突變和基因重組的比較定義定義1.1.定義定義:DNADNA分子中發(fā)生堿基對的替換、缺失和重復分子中發(fā)生堿基對的替換、缺失和重復而引起的基因結(jié)構的的改變。而引起的基因結(jié)構的的改變。 2.2.類型類型3.3.原因原因: :外因外因( (物理、化學、生物因素物理、化學、生物因素) )和內(nèi)因和內(nèi)因4.4.特點：特點：普遍性、隨機性、低頻性、少利多害性、普遍性、隨機性、低頻性、少利多害性、不定向性。不定向性。5.5.意義：意義：是新基因產(chǎn)生的途徑；是生物變異的根本是新基因產(chǎn)生的途徑；是生物變異的根本來源；是生物進化的原始材料。來源；是生物進化的原始材

14、料。據(jù)對性狀類型的影響據(jù)對性狀類型的影響: :據(jù)誘變時的狀態(tài)據(jù)誘變時的狀態(tài): :顯性突變顯性突變和隱性突變和隱性突變自然突變自然突變和誘發(fā)突變和誘發(fā)突變基因突變基因突變基因重組基因重組1.1.定義：定義： 指在生物體進行指在生物體進行有性生殖有性生殖的過程中的過程中, ,控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。2.2.類型：類型： 基因的自由組合和基因的互換?；虻淖杂山M合和基因的互換。3.3.意義：意義： 生物變異的來源，對生物進化也有重要生物變異的來源，對生物進化也有重要的意義。的意義。 （20082008廣東理基）有關基因突變的敘述，正廣東理基）有關基因突變的敘述，正

15、確的是（確的是（ ）A.不同基因突變的頻率是相同的不同基因突變的頻率是相同的 B.基因突變的方向是由環(huán)境決定的基因突變的方向是由環(huán)境決定的C.一個基因可以向多個方向突變一個基因可以向多個方向突變 D.細胞分裂的中期不發(fā)生基因突變細胞分裂的中期不發(fā)生基因突變C C 解析：基因突變的不定向性表現(xiàn)為一個基因可以向不解析：基因突變的不定向性表現(xiàn)為一個基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個以上的等位基因?；蛲蛔兛赏姆较虬l(fā)生突變，產(chǎn)生一個以上的等位基因?；蛲蛔兛砂l(fā)生在個體發(fā)育的任何階段，以及體細胞或生殖細胞分裂周發(fā)生在個體發(fā)育的任何階段，以及體細胞或生殖細胞分裂周期的任何時期。期的任何時期。 （20

16、082008 廣東卷）正常雙親產(chǎn)下一頭矮廣東卷）正常雙親產(chǎn)下一頭矮生雄性牛犢。以下解釋不可能正確的是生雄性牛犢。以下解釋不可能正確的是（ ）A.雄犢營養(yǎng)不良雄犢營養(yǎng)不良 B.雄犢攜帶了染色體雄犢攜帶了染色體C.發(fā)生了基因突變發(fā)生了基因突變 D.雙親都是矮生基因雙親都是矮生基因的攜帶者的攜帶者 解析：生物的性狀是受基因和環(huán)境共同作用的結(jié)解析：生物的性狀是受基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果。正常雙親產(chǎn)下一頭矮生雄性牛犢，可能矮生性狀果。正常雙親產(chǎn)下一頭矮生雄性牛犢，可能矮生性狀是一個隱性性狀，其雙親都攜帶著矮生基因；也可能是一個隱性性狀，其雙親都攜帶著矮生基因；也可能矮生性狀是一個顯性性狀，雙親的基因發(fā)生

17、了突變導矮生性狀是一個顯性性狀，雙親的基因發(fā)生了突變導致的；還可能是雄犢營養(yǎng)不良導致的。雄犢本來就攜致的；還可能是雄犢營養(yǎng)不良導致的。雄犢本來就攜帶了帶了X染色體，所以這種解釋是不可能的。染色體，所以這種解釋是不可能的。B B （20082008 上海）人類鐮刀形細胞貧血癥發(fā)生的上海）人類鐮刀形細胞貧血癥發(fā)生的根本原因是（根本原因是（ ）A.基因突變基因突變 B.染色體結(jié)構變異染色體結(jié)構變異C.基因重組基因重組 D.染色體數(shù)目變異染色體數(shù)目變異A A 解析：人類鐮刀形細胞貧血發(fā)生解析：人類鐮刀形細胞貧血發(fā)生的根本原因是控制合成血紅蛋白基因的根本原因是控制合成血紅蛋白基因中一個堿基對發(fā)生了變化導

18、致的。中一個堿基對發(fā)生了變化導致的。 1. 1.長期接觸核輻射的人群，其后代遺傳病的發(fā)病率明顯偏長期接觸核輻射的人群，其后代遺傳病的發(fā)病率明顯偏高，該人群生殖細胞中最可能發(fā)生的是高，該人群生殖細胞中最可能發(fā)生的是( ) ( ) A A基因重組基因重組 B B基因分離基因分離 C C染色體數(shù)目加倍染色體數(shù)目加倍 D D基因突變基因突變 2. 2.用用X X射線處理蠶蛹，使其第射線處理蠶蛹，使其第2 2號染色體上的斑紋基因號染色體上的斑紋基因易位于決定雌性的易位于決定雌性的W W染色體上，使雌體都有斑紋。再將雌蠶染色體上，使雌體都有斑紋。再將雌蠶與白體雄蠶交配，其后代凡是雌蠶都有斑紋，凡是雄蠶均與

19、白體雄蠶交配，其后代凡是雌蠶都有斑紋，凡是雄蠶均無斑紋。這樣有利于去雌留雄，提高蠶絲的質(zhì)量。這種育無斑紋。這樣有利于去雌留雄，提高蠶絲的質(zhì)量。這種育種方法所依據(jù)的原理是種方法所依據(jù)的原理是( ( ) )A A基因突變基因突變 B B染色體數(shù)目的變異染色體數(shù)目的變異 C C染色體結(jié)構的變異染色體結(jié)構的變異D D基因互換基因互換 4. 4.為了培育節(jié)水、高產(chǎn)品種，科學家將大麥中與抗旱、為了培育節(jié)水、高產(chǎn)品種，科學家將大麥中與抗旱、節(jié)水有關的基因?qū)诵←湥玫降霓D(zhuǎn)基因小麥，其水分利節(jié)水有關的基因?qū)诵←?，得到的轉(zhuǎn)基因小麥，其水分利用率提高用率提高2020。這項技術的遺傳學原理是。這項技術的遺傳學原理

20、是( ( ) ) A A基因突變基因突變 B B基因重組基因重組 C C基因復制基因復制 D D基因分離基因分離 3. 3.基因突變常發(fā)生在細胞周期的基因突變常發(fā)生在細胞周期的 ( )( )A.A.分裂間期分裂間期 B.B.分裂期前期分裂期前期 C.C.分裂期后期分裂期后期 D.D.在分裂期的各個時期都有可在分裂期的各個時期都有可 5. 5.蘿卜的體細胞內(nèi)有蘿卜的體細胞內(nèi)有9 9對染色體，白菜的體細胞中也有對染色體，白菜的體細胞中也有9 9對染色體，現(xiàn)將蘿卜和白菜雜交，培育出能自行開花結(jié)籽的對染色體，現(xiàn)將蘿卜和白菜雜交，培育出能自行開花結(jié)籽的新作物，這種作物最少應有多少條染色體新作物，這種作物

21、最少應有多少條染色體( ( ) )A A9 9B B1818 C C36 36 D D72 72 6.( 6.(多選題多選題) )關于人體癌癥的敘述，正確的是關于人體癌癥的敘述，正確的是( )( ) A A癌變主要是原癌基岡和抑癌基因發(fā)生突變癌變主要是原癌基岡和抑癌基因發(fā)生突變 B B癌細胞總比正常細胞分裂周期長、生長快癌細胞總比正常細胞分裂周期長、生長快 C C我國腫瘤預防采用我國腫瘤預防采用“腫瘤三級預防腫瘤三級預防”策略策略 D D同個體的癌細胞與非癌細胞遺傳物質(zhì)一樣同個體的癌細胞與非癌細胞遺傳物質(zhì)一樣基礎題基礎題 1.（1）；（；（2）；（；（3）。 2.C 3.B 4.A拓展題拓展題

22、 1.放療或化療的作用是通過一定量的輻射或放療或化療的作用是通過一定量的輻射或化學藥劑干擾腫瘤細胞和癌細胞進行化學藥劑干擾腫瘤細胞和癌細胞進行DNA分子的分子的復制，使其產(chǎn)生基因突變，從而抑制其分裂的能復制，使其產(chǎn)生基因突變，從而抑制其分裂的能力，或者殺死癌細胞。放療的射線或化療的藥劑，力，或者殺死癌細胞。放療的射線或化療的藥劑，既對癌細胞有作用，也對正常的體細胞有作用，既對癌細胞有作用，也對正常的體細胞有作用，因此，放療或化療后病人的身體是非常虛弱的。因此，放療或化療后病人的身體是非常虛弱的。 2.鐮刀型細胞貧血癥患者對瘧疾鐮刀型細胞貧血癥患者對瘧疾具有較強的抵抗力，這說明，在易患具有較強的

23、抵抗力，這說明，在易患瘧疾的地區(qū)，鐮刀型細胞的突變具有瘧疾的地區(qū)，鐮刀型細胞的突變具有有利于當?shù)厝松娴囊环矫?。雖然這有利于當?shù)厝松娴囊环矫妗ｋm然這個突變體的純合體對生存不利，但其個突變體的純合體對生存不利，但其雜合體卻有利于當?shù)厝说纳妗ｋs合體卻有利于當?shù)厝说纳??？茖W家的故事科學家的故事 中國遺傳學家中國遺傳學家, ,浙江省寧波市人。生于浙江省寧波市人。生于19091909年年9 9月月1919日。日。19301930年畢業(yè)于蘇州東吳大學；年畢業(yè)于蘇州東吳大學；1930193019321932年年在北京燕京大學當研究生，在李汝祺教授的指導在北京燕京大學當研究生，在李汝祺教授的指導下進行異色瓢