基因突變和基因重組 上課用

1、生生 物物 第第 一一 輪輪 復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí)第第1節(jié)節(jié) 基因突變和基因重組基因突變和基因重組表現(xiàn)型表現(xiàn)型基因型基因型+ + 環(huán)境條件環(huán)境條件不能遺傳的變異不能遺傳的變異（如：曬黑的臉色）（如：曬黑的臉色）（改變改變）可遺傳的變異可遺傳的變異 （如：色盲）（如：色盲）來源來源基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組基因重組誘因誘因（改變）（改變）（改變改變）思考：通過美容手術(shù)，紋成彎彎的思考：通過美容手術(shù)，紋成彎彎的柳葉眉，這種柳葉眉能遺傳嗎？柳葉眉，這種柳葉眉能遺傳嗎？(一一)、基因突變的實(shí)例、基因突變的實(shí)例積極思維：積極思維：鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因是什么鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因是什么?圓餅型的

2、紅細(xì)胞圓餅型的紅細(xì)胞鐮刀狀的紅細(xì)胞鐮刀狀的紅細(xì)胞實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸纈氨酸纈氨酸谷氨酸谷氨酸 正常正常病人的血紅蛋白的一條多肽鏈發(fā)生了什么變化？病人的血紅蛋白的一條多肽鏈發(fā)生了什么變化？鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因分析：鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因分析：異常異常CTTGAA谷氨酸谷氨酸纈氨酸纈氨酸DNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)正常正常異常異常GUACATGTA突變突變GAA直接原因直接原因根本原因根本原因 鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由基因突變基因突變引起的一引起的一種遺傳病，是由于種遺傳病，是由于基因的分子結(jié)構(gòu)基

3、因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了發(fā)生了改變產(chǎn)生的。改變產(chǎn)生的。病因：病因： (二二)、基因突變的方式基因突變的方式ATCCGTAGGC缺失缺失（正常）（正常）ATTCCGTAAGGC AACCGTTGGCA CCGT GGC替換替換增添增添A.A.自然突變自然突變: :自然發(fā)生的突變自然發(fā)生的突變B.B.誘發(fā)突變誘發(fā)突變: : 在人為條件下發(fā)生的突變在人為條件下發(fā)生的突變?nèi)缛? :正常綿羊突變產(chǎn)生短腿安康羊正常綿羊突變產(chǎn)生短腿安康羊如如: :中子照射不抗銹病的燕麥種子中子照射不抗銹病的燕麥種子, , 變成抗變成抗銹病個體銹病個體2 2、基因突變的種類：、基因突變的種類：正常綿羊和短腿安康羊羊（中） 白化病患

4、兒太空南瓜王太空南瓜王 這種太空南瓜王最大能長到這種太空南瓜王最大能長到200200多公斤，多公斤，在生長繁殖期高峰時，南瓜每天能增大在生長繁殖期高峰時，南瓜每天能增大5 5公斤。公斤。神奇的太空育種神奇的太空育種( (八兩八兩) )普通青椒普通青椒3 3、基因突變的特點(diǎn)：、基因突變的特點(diǎn)：細(xì)菌細(xì)菌 無抗藥性無抗藥性抗藥性抗藥性棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蠅果蠅 紅眼紅眼白眼白眼 長翅長翅殘翅殘翅家鴿家鴿 羽毛白色羽毛白色灰紅色灰紅色人人 正常色覺正常色覺色盲色盲 正常膚色正常膚色白化病白化病你認(rèn)為突變有什么特點(diǎn)？你認(rèn)為突變有什么特點(diǎn)？常見突變性狀：常見突變性狀：一一 在生物界普遍存

5、在；在生物界普遍存在；討論與思考討論與思考以植物的個體發(fā)育為例：以植物的個體發(fā)育為例：開花結(jié)果開花結(jié)果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具根莖葉具根莖葉的植株的植株分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵基因突變發(fā)生的時期與突變性狀在生物體基因突變發(fā)生的時期與突變性狀在生物體的表現(xiàn)部位及范圍大小有沒有關(guān)系？的表現(xiàn)部位及范圍大小有沒有關(guān)系？有什么關(guān)系？有什么關(guān)系？突變發(fā)生的時間越早，表現(xiàn)突變的部分越多，突變發(fā)生的時間越早，表現(xiàn)突變的部分越多，突變發(fā)生的時期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少。突變發(fā)生的時期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少?；蛲蛔儼l(fā)生在生物個體發(fā)育的什么時期？基因突變發(fā)生在生物個體發(fā)育的什么時期？哪些細(xì)

6、胞能發(fā)生基因突變？哪些細(xì)胞能發(fā)生基因突變？任何時期任何時期分裂間期的細(xì)胞分裂間期的細(xì)胞有有二、在生物體內(nèi)隨機(jī)發(fā)生；二、在生物體內(nèi)隨機(jī)發(fā)生；三、基因突變?nèi)?、基因突變是是不定向不定向的的?jīng)誘變處理的紫色種子產(chǎn)生的子代種子經(jīng)誘變處理的紫色種子產(chǎn)生的子代種子經(jīng)誘變處理的黑色家鼠產(chǎn)生的子代經(jīng)誘變處理的黑色家鼠產(chǎn)生的子代顯性突變顯性突變隱性突變隱性突變基基 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小資料小

7、資料四、自然突變率四、自然突變率低低；白化苗白化苗五、大多數(shù)突變是五、大多數(shù)突變是有害有害的的白化病白化病為什么呢？為什么呢？ 任何一種生物都是長期進(jìn)化過程的產(chǎn)任何一種生物都是長期進(jìn)化過程的產(chǎn)物，它們物，它們 與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)。與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)。 普遍性普遍性: :自然界的物種中廣泛存在自然界的物種中廣泛存在 隨機(jī)性隨機(jī)性: :可發(fā)生在任何時期可發(fā)生在任何時期 稀有性稀有性: :自然界突變率很低：自然界突變率很低：1010 5 5- - 1010-8-8 害多利少性害多利少性: :多數(shù)有害多數(shù)有害, ,少數(shù)有利。少數(shù)有利。( (打破打破對環(huán)境的適應(yīng)性對環(huán)境的適應(yīng)性) ) 不定向性不

8、定向性3 3、基因突變的特點(diǎn)：、基因突變的特點(diǎn)：基因突變的結(jié)果是產(chǎn)生了一個基因突變的結(jié)果是產(chǎn)生了一個新的基因新的基因，該基因與原基因是什么關(guān)系？該基因與原基因是什么關(guān)系？染色體上基因的數(shù)量發(fā)生改變了嗎？染色體上基因的數(shù)量發(fā)生改變了嗎？ 思考：思考：等位基因等位基因沒有沒有(六六)、基因突變的意義：基因突變的意義：對于生物個體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很對于生物個體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但一個物種是由低的。但一個物種是由很多個體很多個體組成，且經(jīng)組成，且經(jīng)漫長的漫長的進(jìn)化歷程進(jìn)化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的，其中有不少突中產(chǎn)生的突變還是很多的，其中有不少突變是變是有利突變有利突變，對生

9、物的進(jìn)化有重要的意義。因此，對生物的進(jìn)化有重要的意義。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。打破對環(huán)境的適應(yīng)性打破對環(huán)境的適應(yīng)性產(chǎn)生新基因產(chǎn)生新基因引發(fā)生物變異引發(fā)生物變異為進(jìn)化提供原始材料為進(jìn)化提供原始材料思考：思考：既然自然狀態(tài)下基因突變率很低，而且大多數(shù)既然自然狀態(tài)下基因突變率很低，而且大多數(shù)基因突變對生物體是有害的，為什么還能為生基因突變對生物體是有害的，為什么還能為生物進(jìn)化提供原材料呢？物進(jìn)化提供原材料呢？ “一母生九仔，連母十個樣一母生九仔，連母十個樣”，這種個，這種個體的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的體的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的? ?基因重組基因重

10、組二、基因重組二、基因重組1 1、概念、概念: : 在生物進(jìn)行在生物進(jìn)行有性生殖過程有性生殖過程中中, ,控制不同控制不同性狀的基因的重新組合性狀的基因的重新組合. .2 2、類型、類型: :基因的自由組合基因的自由組合: :基因的互換基因的互換: :非非同源染色體上的同源染色體上的非非等位基因的等位基因的自由組合（自由組合（減減數(shù)第數(shù)第一一次分裂次分裂后期后期）同源同源染色體上的染色體上的非姐妹非姐妹染色單體之染色單體之間發(fā)生局部互換（間發(fā)生局部互換（減減數(shù)第數(shù)第一一次分裂次分裂前期前期形成四分體的過程中）形成四分體的過程中）PX黃色圓粒黃色圓粒綠色皺粒綠色皺粒黃色圓粒黃色圓粒F1F2黃色黃

11、色圓粒圓粒綠色綠色圓粒圓粒黃色黃色皺粒皺粒綠色綠色皺粒皺粒非同源染色體上的非同源染色體上的 非等位基因自由組合非等位基因自由組合一種具有一種具有20對對等位基因等位基因（這（這20對等位基因分別位于對等位基因分別位于 20對同源染色體上）的生物進(jìn)行雜交時，對同源染色體上）的生物進(jìn)行雜交時，F(xiàn)2可能出可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型就有現(xiàn)的表現(xiàn)型就有 種。種。AabBAaBbAb和和aBAB和和ab220=1048576同源染色體之間交換示意圖同源染色體之間交換示意圖同源染色體的非姐妹染色單體同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換之間的局部交換AabBAaBb同源染色體的同源染色體的非姐妹染色單體非姐妹染色單

12、體之間的之間的局部交換局部交換AabBAaBb3 3、意義、意義: :通過有性生殖實(shí)現(xiàn)基因重通過有性生殖實(shí)現(xiàn)基因重組為生物變異提供了極其組為生物變異提供了極其豐富的來源豐富的來源, ,是生物多樣是生物多樣性的重要原因之一性的重要原因之一. .基因重組能否產(chǎn)生新的基因？基因重組能否產(chǎn)生新的基因？ 為生物變異提供了極其豐富為生物變異提供了極其豐富的來源的來源, ,是生物變異的主要來是生物變異的主要來源源 是形成是形成生物多樣性生物多樣性的重要原的重要原因之一因之一 對于對于生物進(jìn)化生物進(jìn)化具有十分重要具有十分重要的意義的意義優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：使不同個體的優(yōu)良性狀集中到使不同個體的優(yōu)良性狀集中到 一個個體上。一個個體上。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：育種年限長。育種年限長。4 4、應(yīng)用：雜交育種、應(yīng)用：雜交育種: :8、右圖是人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因圖解，請據(jù)圖回答：G A AC T TDNAG T AC A TRNAG A A氨基酸谷氨酸血紅蛋白正常異常（1） 是 過程，發(fā)生于細(xì)