基因突變和基因重組二

第1節(jié)基因突變和基因重組滁州市第四中學王麗莉必修2遺傳與進化第5章基因突變及其他變異安徽省遠程教育優(yōu)秀作品教學目標重點難點問題探討教學過程知識結(jié)構(gòu)教學反饋課后習題教學參考教學目標1．了解基因突變的概念、特點和意義。

2．了解人工誘變在育種上的應(yīng)用。

3．了解基因重組的概念和意義。

教學重點

1．基因突變的概念和特點。

2．基因重組的概念。

教學難點

基因突變的概念。

問題探討三位同學在抄寫英文句子“THECATSATONTHEMAT”（貓坐在草席上）時，分別抄成了“THEKATSATONTHEMAT”“THEHATSATONTHEMAT”“THECATONTHEMAT”討論：假如在DNA分子的復(fù)制過程中，發(fā)生了類似的錯誤，DNA分子攜帶的遺傳信息將會發(fā)生怎樣的變化？這些變化可能對生物體產(chǎn)生什么影響？

答案：1.DNA分子攜帶的遺傳信息發(fā)生了改變。

影響：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，也可能既無害也無利。2.因密碼的簡并性，DNA編碼的氨基酸不一定改變。哼，什么殺蟲藥，對付俺老祖宗還差不多！過去有效的殺蟲藥，為什么現(xiàn)在就不起作用了呢？你們大量使用殺蟲藥，我們可是兵多將廣，變異類型多著呢！

通過美容手術(shù)，紋成彎彎的柳葉眉，這種柳葉眉能遺傳嗎？為什么？不可遺傳的變異太空椒（經(jīng)過太空遨游，也就是經(jīng)過輻射的）和普通椒相比，太空椒具有明顯的優(yōu)勢，果實肥大，把其種下去后結(jié)出的仍是太空椒可遺傳的變異生殖細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，其后代將繼承這種改變。

不遺傳的變異：

可遺傳的變異：由環(huán)境不同引起，遺傳物質(zhì)沒有改變，不能進一步遺傳給后代。變異的類型三個來源基因突變基因重組染色體變異Welcometostudybiology!第一節(jié)基因突變和基因重組鐮刀型型貧血血癥是是一種種異常常血紅紅蛋白白病。。一旦旦缺氧氧，患患者紅紅細胞胞變成成長鐮鐮刀型型，血血液的的粘性性增加加，引引起紅紅細胞胞的堆堆積，，導(dǎo)致致各器器官血血流的的阻塞塞。而而出現(xiàn)現(xiàn)脾臟臟腫大大，四四肢的的骨骼骼、關(guān)關(guān)節(jié)疼疼痛，，血尿尿和腎腎功能能衰竭竭等癥癥狀，，病重重時，，紅細細胞受受機械械損傷傷而破破裂產(chǎn)產(chǎn)生溶溶血現(xiàn)現(xiàn)象，，引起起溶血血性貧貧血甚甚至造造成死死亡。。1/1/2023纈氨酸酸—組組氨酸酸—亮亮氨酸酸—蘇蘇氨酸酸—脯脯氨酸酸—纈纈氨酸酸—谷谷氨酸酸———賴氨氨酸·········異異?；蛲煌蛔兊牡膶嵗?鐮鐮刀型型細胞胞貧血血癥纈氨酸酸—組組氨酸酸—亮亮氨酸酸—蘇蘇氨酸酸—脯脯氨酸酸—谷谷氨酸酸—谷谷氨酸酸———賴氨氨酸·········正正常血紅蛋蛋白分分子的的部分分氨基基酸順順序正常異常CTTGAA谷氨酸酸纈氨酸酸DNAmRNA氨基酸蛋白質(zhì)正常異常GUACATGTA突變GAA_____原因因_____原因因根本直接┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失改變DNA分子子中發(fā)發(fā)生堿堿基對對的、和，而引引起的的的改變變。增添缺失改變基因結(jié)結(jié)構(gòu)一．基基因突突變的的概念念TGTCTACAGADNAUGUCURNA半胱氨氨酸TGCCTACGGAUGCCU半胱氨氨酸基因突突變是是否一一定會會引蛋蛋白質(zhì)質(zhì)性狀狀的改改變？？同學們們可以以嘗試試在缺缺失和和插入入狀態(tài)態(tài)下蛋蛋白質(zhì)質(zhì)性狀狀是否否一定定改變變？紅花的后代變成了藍紫色基因突突變的的實例例正常山羊有時生下短腿“安康羊”基因突突變的的實例例1/1/2023基因突變的結(jié)結(jié)果：AAaA一個基因突變變后產(chǎn)生的是是它的等位基基因基因突變有關(guān)基因突變變的幾個注意意點：（1）發(fā)生的的時間有絲分裂的間間期和減數(shù)第第一次分裂的的間期（2）基因突變變不改變?nèi)旧w上基因的的數(shù)量，只改變基因的的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使一個基因因變成它它的等位位基因（A→→a或a→A）。（二）基因突變的外因：

基因突變（三）基因突突變的意義:★基因突變是生生物變異的根根本原因，為為生物的進化化提供了最初初的原材料。。（思考一下下，為什么？？）生物的性狀是是由基因控制制的，新的性性狀（變異））由新的基因因控制，而新新的基因主要要來自于基因因突變。1.物理因素素：X射線、、紫外線、激激光等。2.化學因素：亞亞硝酸、堿基基類似物質(zhì)。。3.生物因素素：病毒和某某些細菌?；蛲蛔儯ㄋ模┗蛲蛔兊奶攸c：1、生物界中中普遍存在————普遍性性2、隨時發(fā)生生——隨機性性3、自然情況況下突變的頻頻率很低———低頻性4、多數(shù)對生生物有害———多害少利性性5、突變是不不定向的———不定向性①成功率低,有利個體往往往不多②需大量處理理材料人工誘變在育育種上的應(yīng)用用誘變意義:是創(chuàng)造動、植植物新品種和和微生物新類類型的重要方方法（2）優(yōu)點：①提高突變率率，縮短育種種周期②大幅度改良良某些性狀（3）缺點:物理因素：X射線、γ射射線、紫外線線、激光等化學因素：亞亞硝酸、硫酸酸二乙酯等（1）常用的的方法：“一母生九仔仔，連母十個個樣”這種差差異怎么造成成的？1.概念：基因重組是指指生物進行有有性生殖的過過程中，控制制不同性狀的的基因的重新新組合。二、基因重組組基因重組能否否產(chǎn)生新的基基因？非同源染色體體上的非等位基因自自由組合AabBAaBbAb和aBAB和ab2.根本原因因同源染色體上上的非姐妹染色單單體之間的交叉互換基因重組是通通過有性生殖來實現(xiàn)的基因重組的實實例為生物變異提提供了極其豐豐富的來源,是生物多樣樣性的重要原原因之一3.基因重組組的意義:基因突變定義原因特點意義應(yīng)用堿基對增添缺缺失改變變普遍性隨機性低頻性多害少利性不定向性根本原因外因人工誘變育種種知識結(jié)構(gòu)基因重組知識結(jié)構(gòu)定義原因意義練習題1、一批蘿卜因種在肥沃的土地上而長得非常茂盛，塊根也比普通的蘿卜肥大?？芍@些蘿卜發(fā)生的是

————————，如將這些蘿卜的種子種到一般的土壤中，與普通蘿卜相比，其性狀將—————————。2、基因突變變的原因是：：A·染色體上上的DNA變變成了蛋白質(zhì)質(zhì)

B·染色色體上的DNA變成了RNA

C··染色體上的的DNA減少少了或增多了了

D·染色色體上的DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生生了局部改變變不遺傳的變異異和其他一樣D1/1/20233、誘變育種的的特點是①能大幅度度改良某些些性狀②能形成新新基因③大多形成成新物種④一般對個個體生存有有利A．①②B．①③c．②③D．②④4、誘變育種所所依據(jù)的遺遺傳學原理理是A．基因自自由組合B．基因突突變C．染色體體變異D．染色體體交叉互換換AB6、基因突突變發(fā)生在在下列哪種種細胞中：：A.洋蔥表表皮細胞B.人的神神經(jīng)細胞C.根尖生生長點D.人的的卵細胞C5、基因重重組是通過過什么過程程實現(xiàn)的：：A．無性生生殖B.兩性性生殖C.有性性生殖D.基因因突變C課后習題基礎(chǔ)題1.（1））√（（2）×（（3））×2.C3.B4.A拓展題1.提示示：原理：：利用射線線（物理因因素）損傷傷細胞內(nèi)的的DNA，，抑制癌細細胞的復(fù)制制，藥劑（（化學因素素）能改變變核酸內(nèi)的的堿基，從從而改變癌癌細胞的特特性，都能能殺死癌細細胞。副作用：在在殺死癌細細胞的同時時也殺死了了體內(nèi)正常常的細胞。。2.提提示：基基因突變變大部分分是有害害的，因因鐮刀型型細胞貧貧血癥因因為供供氧能能力低，，使得瘧瘧原蟲在在體內(nèi)不不能生存存，所以以有鐮刀刀型細胞胞貧血癥癥的人很很少患瘧瘧疾。某某些基因因突變對對人類是是有利的的，而且且基因突突變出現(xiàn)現(xiàn)了新的的基因，，為生物物的進化化提供了了原材料料，不利利變異會會慢慢被被淘汰，，有利變變異得到到積累而而加強，，推動生生物的進進化。教學參考考《生物的的變異》》的節(jié)引引言，主主要是概概述可遺遺傳變異異的三個個來源。。充分發(fā)發(fā)揮前言言的承上上啟下作作用，因因為表現(xiàn)現(xiàn)型是基基因型與與環(huán)境條條件相互互作用的的結(jié)果，，不論是是基因型型還是環(huán)環(huán)境條件件的改變變，都可可能引起起表現(xiàn)型型改變，，這就是是生物的的變異。?？捎孟孪卤韥肀肀硎荆航虒W參考考課文中列列舉的人人類鐮刀刀型細胞胞貧血癥癥(HbS)是是說明堿堿基置換換的實例例。此外外，血紅紅蛋白αα鏈異常常的HbW和HbG兩兩個實例例，說明明堿基對對的增減減變化。。如HbW是由由于α鏈鏈基因的的信息鏈鏈缺失一一個胞嘧嘧啶堿基基C，使使信使RNA單單鏈上第第138位氨基基酸密碼碼改變，，導(dǎo)致后后面的堿堿基序列列前移一一個位點點而全部部改變(如下表表)；HbGαα鏈異常常是因為為信使RNA第第119位脯氨氨酸密碼碼后面，，插入了了第117～119位位三個氨氨基酸密密碼。認識基因因突變的的定義之之后，應(yīng)應(yīng)進一步步認識到到染色體體某個座座位上基基因突變變的結(jié)果果，必將將產(chǎn)生它它的等位位基因，，由于控控制同種種性狀的的遺傳物物質(zhì)出現(xiàn)現(xiàn)新類型型，將導(dǎo)導(dǎo)致基因因型及其其表現(xiàn)型型的改變變。因此此，突變變是生物物變異的的根本來來源，為為生物進進化提供供了豐富富的原材材料?；蛲蛔冏兙哂衅掌毡樾?、、隨機性性、稀有有性、不不定向性性和有害害性等特特點，尤尤其是不不定向性性基因突突變可能能產(chǎn)生一一系列異異質(zhì)的等等位基因因或非等等位基因因，這是是生物進進化的重重要因素素之一。。應(yīng)注意的的問題如如下：1．基因因突變的的分類方方法有許許多種，，因為突突變的原原因、結(jié)結(jié)果、狀狀態(tài)、過過程等既既有區(qū)別別又互相相聯(lián)系。。課文中中提到的的自然突突變和誘誘發(fā)突變變，是按按照突變變生成的的過程劃劃分的，，這種分分類僅僅僅是為進進一步描描述基因因突變的的特點而而鋪墊的的兩個術(shù)術(shù)語，因因為突變變的隨機機性、稀稀有性、、不定向向性、有有害性等等，主要要是自然然突變的的特點。。2．隨機機性是指指自然突突變發(fā)生生的個體體、部位位、基因因、時間間等都是是隨機的的。教材材是通過過典型實實例來闡闡明突變變的時間間和部位位是隨機機的。3．由于于同一個個基因可可以在生生物的不不同個體體上重復(fù)復(fù)發(fā)生突突變，因因此基因因突變有有一定的的頻率。。自然突突變頻率率極低，，但相當當穩(wěn)定；；不同基基因的突突變頻率率，差異異很大。。誘發(fā)突突變的頻頻率遠遠遠高于自自然突變變。由于于突變頻頻率低，，有時用用100萬個體體或配子子中的突突變數(shù)目目來表示示突變率率。教學學時可用用下表中中玉米粒粒色等基基因的突突