基因突變和基因重組

1、下圖示“中心法則”，請根據(jù)圖回答：（1）指出圖中數(shù)字表示的過程名稱：1、_______2、______3、______4、______5、_____（2）圖中箭頭表示______________（3）指出下列過程進(jìn)行的場所：1、__________2、__________5、_______（4）圖示1過程和2過程DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的打開需要

的催化。（5）圖示3過程需要

的作用。123452、一條多肽鏈中有氨基酸500個，則合成該多肽鏈的信使RNA至少有

個堿基，其基因中至少有

個堿基。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄核糖體逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制翻譯遺傳信息的傳遞途徑細(xì)胞核（線粒體、葉綠體）細(xì)胞核（線粒體、葉綠體）解旋酶逆轉(zhuǎn)錄酶15003000第一節(jié)基因突變和基因重組第五章基因突變及其他變異三位同學(xué)在抄寫英語句子“THECATSATONTHEMAT(貓坐在草席上)”時，分別抄成了以下的句子：THEKATSATONTHEMATTHEHATSATONTHEMAT與原來的句子相比較，意思發(fā)生了什么變化呢？

假如在DNA分子的復(fù)制過程中，發(fā)生了類似的錯誤，DNA分子所攜帶的遺傳信息將會發(fā)生怎樣的變化？這樣的變化可能對生物體產(chǎn)生什么影響？問題探討DNA分子攜帶的遺傳信息可能發(fā)生改變。但由于密碼的簡并性，DNA編碼的氨基酸不一定改變。如果氨基酸發(fā)生了改變，生物體的性狀可能發(fā)生改變。改變的性狀對生物體的生存可能有害，可能有利，也有可能既無害也無利。生物界中的變異現(xiàn)象什么叫“生物的變異”？生物的親代和子代之間以及子代個體之間性狀的差異性。思考:上述甘藍(lán)品種的引種過程中，有沒有變異現(xiàn)象的發(fā)生？這種變異性狀能遺傳給子代嗎？為什么?不能。這種變異是環(huán)境因素引起的，自身的遺傳物質(zhì)沒有改變。甘藍(lán)3.5kg7kg拉薩3.5kg北京資料1：在北京培育的優(yōu)質(zhì)甘藍(lán)品種，葉球最大的有3.5KG，當(dāng)引種到拉薩后，由于晝夜溫差大、日照時間長、光照強(qiáng)，葉球可重達(dá)7KG左右。但再引回北京后，葉球又只有3.5KG。紅花的后代變了藍(lán)紫色上述變異性狀的后代為何仍然是藍(lán)紫色花呢？遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變藍(lán)紫色花的后代仍是藍(lán)紫色資料2:倒掛金鐘生物的變異

不可遺傳的變異：環(huán)境因素引起的，自身的遺傳物質(zhì)沒有改變基因突變基因重組染色體變異可遺傳的變異：表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境一、基因突變（一）、基因突變的實例—鐮刀型細(xì)胞貧血癥正常紅細(xì)胞鐮刀型貧血癥資料：1910年，一個黑人青年到醫(yī)院看病，檢查發(fā)現(xiàn)他患的是當(dāng)時人們尚未認(rèn)識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，人們稱這種病為鐮刀型細(xì)胞貧血癥。這種病患者一旦缺氧，紅細(xì)胞變成長鐮刀型。病重時，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。直接原因：正常血紅蛋白白第6位上的的谷氨酸被纈氨酸取代。[探究]正常血紅蛋白白究竟出了什什么問題？纈氨酸—組氨酸—亮氨酸—蘇氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—賴氨酸纈氨酸—組氨酸—亮氨酸—蘇氨酸—脯氨酸—纈氨酸—谷氨酸—賴氨酸12345678（正常血紅蛋白）（異常血紅蛋白）任何蛋白質(zhì)都都是在基因的的控制下合成成的，造成血血紅蛋白分子子中的氨基酸酸種類改變的的根本原因是是什么呢？我我們必須回到到血紅蛋白基基因結(jié)構(gòu)上去去探究根本原因兩面凹的圓餅狀性狀谷氨酸……CTTGAA…………DNA正常蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)……纈氨酸異常蛋白質(zhì)鐮刀型CATGTA…………直接原因鐮刀型細(xì)胞貧貧血癥是由于于引起的一種遺遺傳病。DNA分子中中堿基對替換換，導(dǎo)致基因因結(jié)構(gòu)改變病因：GAAmRNAGUA替換ATTA谷氨酸→纈氨酸替換增添缺失ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

ATTA

CCGC

GGCG

ATTA

AT

A

CCGC

T

GGCG

DNA片段堿基對的增添、缺失或或替換，改變了基因因的結(jié)構(gòu)。A

T

CCGCT

A

GGCG

CCGC

G

GCG

[探究]DNA分子中中的堿基對有有哪幾種變化化，從而導(dǎo)致致基因結(jié)構(gòu)的的改變？（二）、基因因突變的概念念：DNA分子中中發(fā)生堿基對的替換換、增添和缺缺失而引起的基因因結(jié)構(gòu)的改變變，叫基因突變探究：基因突突變一定會導(dǎo)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的的結(jié)構(gòu)改變，，即導(dǎo)致生生物的性狀改改變嗎？DNAAUCCGC···

AACCG

C···

異亮氨酸精氨酸天冬氨酸mRNAATCCGC···

TAGGC

G···正常TTGGCG····AACCGC····堿基基對對替替換換精氨氨酸酸結(jié)論論：：蛋白白質(zhì)質(zhì)中中的的氨氨基基酸酸改改變變，，性性狀狀改改變變DNAAUCCGC···

AU

UCGC···

異亮亮氨氨酸酸精氨氨酸酸異亮亮氨氨酸酸mRNAATCCGC···

TAGGC

G···正常TAAGCG······ATTCGC·····堿基基對對替替換換精氨氨酸酸結(jié)論論：：蛋白白質(zhì)質(zhì)中中的的氨氨基基酸酸不不變變，，性性狀狀不不變變DNAAUCCGC···

ACCG

C···

蘇氨氨酸酸丙氨氨酸酸mRNAATCCGC···

TAGGCG···正常異亮亮氨氨酸酸精氨氨酸酸堿基基對對缺缺失失ACCGC···

TGGCG···結(jié)論論：：蛋白白質(zhì)質(zhì)中中的的氨氨基基酸酸改改變變，，性性狀狀改改變變ATACCGC······TAGGCG······TATGGCG······DNAATCCGC·····AUCCGC···

AU

A

CCG

C···

mRNA正常常堿基基對對增增添添異亮亮氨氨酸酸精氨氨酸酸異亮亮氨氨酸酸脯氨氨酸酸結(jié)論論：：蛋白質(zhì)中的氨氨基酸改變，，性狀改變②顯性純合子子突變成雜合合子（AA→Aa）基因突變不一定引起生物性狀狀的改變，因因為：①一種氨基酸酸可能有幾種種密碼子（密密碼的簡并性性）堿基對的替換換思考：1、基因突變的三三種方式哪一一種對生物性性狀的影響最最??？鞏固練習(xí)1．(08上上海高考)下下列大腸桿菌菌某基因的堿堿基序列的變變化，對其所所控制合成的的多肽的氨基基酸序列影響響最大的是（（不考慮終止止密碼子）A．第6位的的C被替換為為TB．第9位與與第10位之之間插入1個個TC．第100、101、、102位被被替換為TTTD．第103至105位位被替換為1個TB2、(選擇填填空)某生物物發(fā)生了基因因突變后,基因結(jié)構(gòu)；基基因因數(shù)量；性狀.(一定不變;一定改變;可能改變變)3、血紅蛋白白基因轉(zhuǎn)錄的的模板鏈上的的CTT變成成CAT,則則結(jié)果谷氨酸酸變成了纈氨氨酸,那如果果CTT突變變成了CTC，其結(jié)果如如何？一定改變一定不變可能改變性狀不變，因因為CTT轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄出的密碼碼子GAA和和CTC轉(zhuǎn)錄錄出的密碼子子GAG都決決定谷氨酸產(chǎn)生新的等位位基因（三）、基因因突變的結(jié)果果基因突變是染染色體的某一一位點上基因因的改變,使使一個基因變變成它的等位位基因（A→a或a→A）,不改變?nèi)旧w體上基因的數(shù)數(shù)量，只改變變基因的內(nèi)部部結(jié)構(gòu)，并且通常會引引起一定的表表現(xiàn)型的變化化.思考：突變后的基因因會遺傳給后后代嗎？有絲分裂間期期減數(shù)第一次分分裂間期體細(xì)胞可以發(fā)生基因因突變生殖細(xì)胞中也可以發(fā)生生基因突變（一般不能傳傳給后代）（可以通過受受精作用直接接傳給后代））DNA的復(fù)制制時分裂間期體細(xì)胞發(fā)生的基因突變可以傳給后代嗎？生殖細(xì)胞發(fā)生的基因突變可以傳給后代嗎？（四）、基因因突變發(fā)生的的時間人體某些體細(xì)細(xì)胞的基因（（原癌基因和和抑癌基因））突變，有可可能發(fā)展成癌細(xì)胞。（五）、基因因突變的原因因自發(fā)突變：自然條件下DNA偶爾復(fù)復(fù)制錯誤例如：果蠅的白眼，，水稻的矮稈稈等。誘發(fā)突變：物理因素化學(xué)因素生物因素提高突變頻率率X射線、激光光等亞硝酸、堿基基類似物等病毒、某些細(xì)細(xì)菌等夏季涂抹防曬曬霜青少年少上網(wǎng)網(wǎng)，少用手機(jī)機(jī)不喝反復(fù)燒開開的水（含亞亞硝酸鹽）物理因素物理因素化學(xué)因素少吃燒烤和油油炸食品化學(xué)因素分析以下情況況是減少哪種種因素誘發(fā)基基因突變的可可能，從而防防止細(xì)胞癌變變？接種乙肝疫苗苗生物因素細(xì)菌無無抗藥藥性——抗藥性棉花正正常枝枝——短果枝枝果蠅紅紅眼———白眼長翅——殘翅翅家鴿羽羽毛白白色——灰紅紅色人正正常常色覺——色色盲正常膚色———白化病常見突變性狀狀：1、在生物物界普遍存存在（普遍性)玉米白化苗苗人類多指短腿安康羊羊（中）（六）、基基因突變的的特點開花結(jié)果的植株胚幼苗具根莖葉的植株分化出花芽的植株受精卵1、基因突突變發(fā)生在在生物個體體發(fā)育的什什么時期？？任何時期，，任何部位位2、在生生物體內(nèi)隨隨機(jī)發(fā)生(隨機(jī)性)思考①②③④⑤基因突變率大腸桿菌組氨酸缺陷型基因2×10－６果蠅的白眼基因4×10－5果蠅的褐眼基因3×10－5玉米的皺縮基因1×10－６小鼠的白化基因1×10－5人類色盲基因3×10－5小資料3、突變變頻率低（低頻性））白化苗4、大多數(shù)數(shù)突變是有害的（多害少利利性）白化病任何一種生生物都是長長期進(jìn)化過過程的產(chǎn)物物，它們與與環(huán)境已已取得了高高度的協(xié)調(diào)調(diào)。故突變變形成的新新性狀往往往對生物生生存不利突變性狀的的有害性和和有利性取取決于是否否適應(yīng)環(huán)境境有利突變：：植物的抗病性突變變、耐旱性突變變、微生物的的抗藥性突變變？白化病有害的基因因突變畸形的雛鴨鴨人類的多指指人類的并指鐮刀形紅細(xì)細(xì)胞高產(chǎn)大豆高高產(chǎn)青霉菌菌株有利的基因因突變有利的基因因突變5、基因突變是是不定向的的（不定向性性）經(jīng)誘變處理理的紫色種種子產(chǎn)生的的子代種子子經(jīng)誘變處理理的黑色家家鼠產(chǎn)生的的子代顯性突變隱性突變

基因突變有何特點？在生物界普普遍存在(普遍性)在生物體內(nèi)內(nèi)隨機(jī)發(fā)生生(隨機(jī)性)突變率低(低頻性)大多數(shù)突變變是有害的(多害少利利性)基因突變是是不定向的的(不定向性性)基因突變是是新基因產(chǎn)生的途徑徑，是生物物變異的根本本來源,為生物進(jìn)化提供了原始始材料.（七）、基基因突變的的意義1、(08廣東東高考)有關(guān)基因突突變的敘述述，正確的的是()A．不同基基因突變的的頻率是相相同的B．基因突突變的方向向是由環(huán)境境決定的C．．一個基因因可以向多多個方向突突變D．細(xì)胞分分裂的中期期不發(fā)生基基因突變C2、(08廣東生物物)如果一一個基因的的中部缺失失了1個核核苷酸對.可能的后后果是（（））A．沒有蛋蛋白質(zhì)產(chǎn)物物B．翻譯為為蛋白質(zhì)時時在缺失位位置終止C．所控制制合成的蛋蛋白質(zhì)減少少多個氨基基酸D．．翻譯的蛋蛋白質(zhì)中，，缺失部位位以后的氨氨基酸序列列發(fā)生變化化答案案：：BCD思考考：：1、、子子二二代代中中與與親親本本表表現(xiàn)現(xiàn)型型不不同同的的個個體體有有和?；蛞虬l(fā)發(fā)生生了了自自由由組組合合綠色色圓圓粒粒黃色色皺皺粒粒原因因分分析析？？思考考：：子二二代代是是否否發(fā)發(fā)生生了了變變異異?這這種種變變異異還還是是基基因因突突變變引引起起的的嗎嗎？？有性性生生殖殖二、、基基因因重重組組概念念基因因重重組組是是通通過過過過程程實實現(xiàn)現(xiàn)的的方式式生物物體體在進(jìn)行行有性性生生殖殖的過過程程中中,控控制制不不同同性性狀狀的的基基因因的的重重新新組組合合.１、、非非同同源源染染色色體體上上的的非非等等位位基基因因自由由組組合合2、、同同源源染染色色體體的的非非姐姐妹妹染染色色單單體體之之間間的的交叉叉交交換換3、、基因因工工程程非同同源源染染色色體體上上的的非非等等位位基基因因自自由由組組合合BaAbaBAb同源染色體的的非姐妹染色色單體之間的的局部交換AaAaBbAabBAaBb基因重組能否否產(chǎn)生新的基基因？不能?；蛑亟M只只是控制不同同性狀的基因因重新組合，，不產(chǎn)生新基因因，可形成新的基因型。?；蛑亟M能否否產(chǎn)生新性狀狀？不能，只能產(chǎn)產(chǎn)生新的性狀狀組合思考:人的體體細(xì)胞中有23對染色體體

1、如如果不考慮基基因突變和交交叉互換，請請你計算,一一位父親可能能產(chǎn)生多少種種染色體不同同的精子？一一位母親可能能產(chǎn)生多少種種染色體組成成不同的卵細(xì)細(xì)胞？都為223種2、可能組成成的受精卵有有多少種不同同的染色體組組成？246種通過有性生殖殖過程實現(xiàn)的的基因重組,為生物變異提供了極其豐豐富的來源.這是形成生物多多樣性性的重要要原因因之一一,對對于生物進(jìn)進(jìn)化具有十十分重重要的的意義義.基因重重組意意義：：比較項目基因突變基因重組本質(zhì)結(jié)果類型時期意義發(fā)生頻率堿基對對的增增添、、缺失失或替替換引引起的的基因因結(jié)構(gòu)構(gòu)的改改變控制不不同性性狀的的基因因的重重新組組合，，不產(chǎn)生生新基基因分裂間間期有性生生殖過過程自然突突變、、誘發(fā)發(fā)突變變產(chǎn)生新新基因因產(chǎn)生新新的基基因型型生物變變異的的根本本來源源，生生物進(jìn)進(jìn)化的的原材材料生物變變異的的來源源之一一，形形成生生物多多樣性性的重重要原原因突變頻率低，，但在生物界界普遍存在有性性生生殖殖中中非非常常普普遍遍基因因突突變變和和基基因因重重組組自由由組組合合、、交交叉叉互互換換基因突突變和和基因因重組組的區(qū)區(qū)別?1．基基因突突變：：基因_______改變變，它它_____產(chǎn)產(chǎn)生新新的基基因發(fā)生時時期：：________________________特點：：①普普遍性性②②隨隨機(jī)性性、③不定向向性④突變率率低⑤多害少少利性性2．基基因重重組：：控制不不同性性狀的的基因因_________，，____產(chǎn)生生新基基因，，可形形成新新的________。。發(fā)生時時期：：___________________特點：：__________結(jié)構(gòu)能細(xì)胞分分裂間間期（（DNA復(fù)復(fù)制時時）重新組組合不基因型型有性生殖過程程中(減數(shù)分分裂)非常豐富1．（08寧寧夏）以下有有關(guān)基因重組組的敘述，錯錯誤的是（（））A．非同源染染色體的自由由組合能導(dǎo)致致基因重組B．非姐姐妹染色單體體的交換可引引起基因重組組

C．純合合體自交因基基因重組導(dǎo)致致子代性狀分分離

D．．同胞兄妹間間的遺傳差異異與父母基因因重組有關(guān)Ｃ2、(江蘇生物)基因突變是生生物變異的根根本來源。下下列關(guān)于基因因突變特點的的說法正確的的是A．無論是低低等還是高等等生物都可能能發(fā)生突變B．生物在個個體發(fā)育的特特定時期才可可發(fā)生突變C．突變只能能定向形成新新的等位基因因D．突變對生生物的生存往往往是有利的的答案：A4、(廣東生物)離體培養(yǎng)的小小腸絨毛上皮皮細(xì)胞，經(jīng)紫紫外線誘變處處理后，對甘甘氨酸的吸收收功能喪失，，且這種特性性在細(xì)胞多次次分裂后仍能能保持。下列列分析中，錯錯誤的是A．細(xì)胞對氨氨基酸的需求求發(fā)生變化B．細(xì)胞膜上上的載體蛋白白缺失或結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)生變化C．細(xì)胞壁的的結(jié)構(gòu)發(fā)生變變化，導(dǎo)致通通透性降低D．誘變處理理破壞了細(xì)胞胞中催化ATP合成的相相關(guān)酶系3、(廣東生物)太空育種是指指利用太空綜綜合因素如強(qiáng)強(qiáng)輻射、微重重力等，誘導(dǎo)導(dǎo)由宇宙飛船船攜帶的種子子發(fā)生變異，，然后進(jìn)行培培育的一種育育種方法。下下列說法正確確的是A．太空育種種產(chǎn)生的突變變總是有益的的B．太空育種種產(chǎn)生的性狀狀是定向的C．太空育種種培育的植物物是地球上原原本不存在的的D．太空育種種與其他誘變變方法在本質(zhì)質(zhì)上是一樣的的DACD5、(廣東理理基)39．．某人體檢結(jié)結(jié)果顯示，其其紅細(xì)胞有的的是正常的圓圓餅狀，有的的是彎曲的鐮鐮刀型。出現(xiàn)現(xiàn)鐮刀型紅細(xì)細(xì)胞的直接原原因是A．環(huán)境影響響 B．細(xì)細(xì)胞分化C．細(xì)胞凋亡亡 D．蛋白白質(zhì)差異答案：D6.一種植物物在正常情況況下只開紅花花，但偶然會會出現(xiàn)一朵白白花，如果將將白花種子種種下去，它的的后代全部開開白花，出現(xiàn)現(xiàn)這種現(xiàn)象的的原因是(））A.自然雜雜交B.自然選擇擇C.基因突突變D.基因重組組7.進(jìn)行有性性生殖的生物物其親子代之之間總是存在在著一定的差差異的主要原原因是（））A.基因重重組B.基因突變變C.染色體體變異D.生生活條件改改變8．在一塊馬馬鈴薯甲蟲成成災(zāi)的地里，，噴了一種新新的農(nóng)藥后，，約98％的的甲蟲死了，，約2％的甲甲蟲生存下來來，生存下來來的原因是（（））A．有基因突突變產(chǎn)生的抗抗藥性個體存存在B．以前曾噴噴過某種農(nóng)藥藥，對農(nóng)藥有有抵抗力C．約有2％％的甲蟲未吃吃到沾有農(nóng)藥藥的葉子D．生存下來來的甲蟲是身身強(qiáng)體壯