第5章第1節(jié)基因突變和基因重組

第五章基因突變及其其他變異第1節(jié)基因突變和基因重組生物界中的變異現(xiàn)象變異：生物體親代和子代之間以及子代個(gè)體之間性狀的差異性。可能是什么原因?qū)е逻@種現(xiàn)象的發(fā)生？想一想：上述甘藍(lán)品種的引種過(guò)程中，有沒(méi)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?分析：是環(huán)境因素引起的，自身的遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變。甘藍(lán)3.5kg7kg拉薩3.5kg北京資料：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(shí)間長(zhǎng)、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。紅花的后代變成了藍(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)紫色表現(xiàn)型

基因型

環(huán)境

（不可遺傳的變異）誘因（改變）（改變）（改變）判斷：僅環(huán)境因素引起的變異一定不能遺傳?；蛑亟M染色體變異基因突變（遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變）（遺傳物質(zhì)發(fā)生改變）（可遺傳的變異）不同生物的可遺傳變異來(lái)源：病毒——基因突變?cè)松铩蛲蛔冋婧松铩蛲蛔?、基因重組、染色體變異思維拓展鐮刀型細(xì)胞貧血癥（一）基因突變的實(shí)例[探究]正常血紅蛋白究竟出了什么問(wèn)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）正常血紅蛋白第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代。CTTGAA谷氨酸纈氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白質(zhì)正常異常GUACATGTA突變GAA_____原因根本[探究]第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代的根本原因是什么？ATTA替換直接原因決定谷氨酸→纈氨酸

鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由_________引起的一種遺傳病，是由于基因中的堿基對(duì)發(fā)生了______產(chǎn)生的。病因：基因突變替換替換增添缺失ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

ATTA

CCGC

GGCG

ATTA

AT

A

CCGC

T

GGCG

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

T

CCGCT

A

GGCG

CCGC

G

GCG

[探究]

DNA分子中的堿基對(duì)有哪幾種變化，從而導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變？AAAaAaaaaA一個(gè)基因突變后產(chǎn)生的是它的等位基因（二）基因突變的結(jié)果基因突變是染色體的某一位點(diǎn)上基因的改變,使一個(gè)基因變成它的等位基因（A→a或a→A）,不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量，只改變基因的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且通常會(huì)引起一定的表現(xiàn)型的變化.DNA···AU

C

CGC···

···A

U

U

CGC···

異亮氨酸精氨酸異亮氨酸mRNA···AT

C

CGC···

···TA

G

GC

G···正?！ぁぁAAGC

G······ATTCGC···

堿基對(duì)替換精氨酸[探究]堿基對(duì)改變一定會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變嗎？思考：

1、哪一種基因突變對(duì)生物性狀的影響最??？

堿基對(duì)的替換2、基因突變不改變生物性狀的原因有哪些？

①一種氨基酸可能有幾種密碼子②顯性純合子突變成雜合子（AA→Aa）···ATCCGC···

···TAGGC

G···正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸···AUCCGC···

異亮氨酸精氨酸···ACCG

C···

蘇氨酸丙氨酸②①①②···A

CCGC···

···TGGCG···堿基對(duì)缺失

基因突變?nèi)舭l(fā)生在配子中（減數(shù)分裂時(shí)產(chǎn)生）將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。若發(fā)生在體細(xì)胞（有絲分裂），一般不能遺傳。有些植物體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可以通過(guò)無(wú)性繁殖傳遞。人體某些體細(xì)胞的基因（原癌基因和抑癌基因）突變，有可能發(fā)展成癌細(xì)胞。思考：突變后的基因會(huì)遺傳給后代么？(三)基因突變發(fā)生的時(shí)間？細(xì)胞周期中的分裂間期A.有絲分裂間期B.減數(shù)第一次分裂間期體細(xì)胞生殖細(xì)胞中可以發(fā)生基因突變（但一般不能傳給后代）中也可以發(fā)生基因突變（可以通過(guò)受精作用直接傳給后代）DNA在進(jìn)行復(fù)制時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤.（四）基因突變的原因自發(fā)突變：自然條件下DNA偶爾復(fù)制錯(cuò)誤例如：果蠅的白眼，水稻的矮稈等。誘發(fā)突變：物理因素化學(xué)因素生物因素提高突變頻率X射線、激光等亞硝酸、堿基類(lèi)似物等病毒、某些細(xì)菌等夏季涂抹防曬霜青少年少上網(wǎng)，少用手機(jī)不喝反復(fù)燒開(kāi)的水（含亞硝酸鹽）物理因素物理因素化學(xué)因素少吃燒烤和油炸食品化學(xué)因素分析以下情況是減少哪種因素誘發(fā)基因突變的可能，從而防止細(xì)胞癌變？接種乙肝疫苗生物因素遺傳信息改變DNADNA差錯(cuò)內(nèi)因：堿基變化外因：物理因素化學(xué)因素生物因素脫氧核苷酸種類(lèi)、數(shù)量、排列順序改變堿基對(duì)的替換、增添、缺失基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變產(chǎn)生等位基因（A1a1、a2……）復(fù)制引起細(xì)菌無(wú)抗藥性——抗藥性棉花正常枝——短果枝果蠅紅眼——白眼長(zhǎng)翅——?dú)埑峒银澯鹈咨壹t色人正常色覺(jué)——色盲正常膚色——白化病常見(jiàn)突變性狀：一、在生物界普遍存在—普遍性玉米白化苗人類(lèi)多指[探究]基因突變有何特點(diǎn)？短腿安康羊（中）3.基因突變發(fā)生的時(shí)期與突變性狀在生物體的表現(xiàn)部位及范圍大小有沒(méi)有關(guān)系？4.有什么關(guān)系？突變發(fā)生的時(shí)間越早，表現(xiàn)突變的部分越多，突變發(fā)生的時(shí)期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少。1.基因突變發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的什么時(shí)期？2.哪些細(xì)胞能發(fā)生基因突變？任何時(shí)期分裂間期的細(xì)胞有開(kāi)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①②③④⑤二、在生物個(gè)體發(fā)育的如何時(shí)期發(fā)生—隨機(jī)性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(lèi)色盲基因3×10－5小資料三、突變率低—低頻性自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。白化苗四、大多數(shù)突變是有害的—多害性白化病為什么呢？任何一種生物都是長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程的產(chǎn)物，它們與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)。基因突變中，有利突變多，還是有害突變多？有害的基因突變畸形的雛鴨人類(lèi)的多指人類(lèi)的并指鐮刀形紅細(xì)胞高產(chǎn)大豆高產(chǎn)青霉菌株有利的基因突變基因突變是不定向的經(jīng)誘變處理的紫色種子產(chǎn)生的子代種子基因突變還有何特點(diǎn)？如老鼠灰毛基因A+突變AY(黃毛)a(黑毛)灰老鼠黑老鼠黃老鼠(五)基因突變的特點(diǎn)和意義自然界的物種中廣泛存在可發(fā)生在任何時(shí)期自然界突變率很低：10－5-

10-8(打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性)多數(shù)有害,少數(shù)有利①普遍性:②隨機(jī)性:③低頻性:④多害少利性：一個(gè)基因可以產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因⑤不定向性：產(chǎn)生新基因引發(fā)生物變異為進(jìn)化提供原材料基因突變的意義:“一母生九仔，連母十個(gè)樣”這種差異怎么造成的？二、基因重組二、基因重組1、概念:在生物進(jìn)行有性生殖過(guò)程中,控制不同性狀的基因的自由組合.2、類(lèi)型:①基因的自由組合:②基因的互換:非同源染色體上的非等位基因的自由組合同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生局部互換.(交叉互換)（一）基因重組的概念減數(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AabBAaBbAb和aBAB和ab（二）基因重組發(fā)生時(shí)期AaAaBbAabBAaBb減數(shù)第一次分裂前期（四分體時(shí)期）同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換2、兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì)差距越大，基因重組的類(lèi)型就越多。（三）基因重組的特點(diǎn)1、只有通過(guò)有性生殖過(guò)程才能實(shí)現(xiàn)的。

（四）基因重組的意義思考基因重組中有無(wú)新的基因產(chǎn)生？

有無(wú)新的基因型和表現(xiàn)型形成？意義是生物變異的來(lái)源之一，是生物多樣性的來(lái)源之一，對(duì)生物的進(jìn)化具有重要的意義?；蛲蛔兓蛑亟M本質(zhì)結(jié)果發(fā)生時(shí)間及原因適用范圍意義可能性基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。不同基因的重新組合。細(xì)胞分裂間期DNA分子復(fù)制時(shí)，由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基對(duì)的替換、增添或缺失減數(shù)第一次分裂前期的四分體時(shí)期的交叉互換；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。所有生物都可發(fā)生，包括病毒，具有普遍性。自然條件下，發(fā)生在進(jìn)行有性生殖過(guò)程中新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來(lái)源,是生物進(jìn)化的原始材料。是生物變異的來(lái)源之一，是形成生物多樣性的重要原因，對(duì)生物的進(jìn)化具有重要的意義突變頻率低，但普遍存在有性生殖中非常普遍產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)了新性狀。不產(chǎn)生新基因，而是產(chǎn)生新的基因型，使不同性狀重新組合。2.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

B.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

D.基因突變可產(chǎn)生新的基因，是生物變異的主要來(lái)源BC1.一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，它的后代全部開(kāi)白花，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是(