基因突變和基因重組-公開課

基因突變和基因重組--公開課第一頁，共46頁。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第二頁，共46頁。(1)科學(xué)家在南極大陸發(fā)現(xiàn)了一只全身烏黑的罕見企鵝。(2)一人患血友病，經(jīng)骨髓移植以后已經(jīng)治愈，但是他擔(dān)憂將來生育的小孩可能患血友病。請問，這種擔(dān)憂有道理嗎？

(3)某農(nóng)場將一些性狀不甚優(yōu)良(子粒不飽滿、莖稈不粗壯)的小麥種子，播種以后，由于加強(qiáng)水肥管理，發(fā)育所形成的小麥植株莖稈粗壯，所形成的麥穗子粒飽滿。請問，子粒飽滿、莖稈粗壯的小麥性狀能遺傳下去嗎？

(4)某人為了美觀，將頭發(fā)染成栗色，請問這種性狀能遺傳下嗎？

實(shí)例分析第三頁，共46頁。生殖細(xì)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。

不可遺傳的變異：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(jìn)一步遺傳給后代。變異的類型三個(gè)來源基因突變基因重組染色體變異第四頁，共46頁。一、基因突變

第五頁，共46頁。課標(biāo)領(lǐng)航1．通過實(shí)例說明基因突變的概念。2．基因突變的原因。3．舉例說明基因突變的特點(diǎn)。4．歸納基因突變的意義。第六頁，共46頁。科學(xué)史一

1910年赫里克醫(yī)生接診了一位黑人貧血病患者。所有治療貧血病的藥物對他無效。鏡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)其紅細(xì)不是正常的圓餅狀，而是鐮刀形，后稱之鐮刀型細(xì)胞貧血癥。病重時(shí)，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。正常異常（一）基因突變的實(shí)例第七頁，共46頁。正常異?！彼幔劝彼幔劝彼帷?/p>

…－脯氨酸－纈氨酸－谷氨酸—…

1949年，美國鮑林博士首先意識到，紅細(xì)胞中血紅蛋白分子的異常引起紅細(xì)胞變形。

1956年，英國科學(xué)家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者血紅蛋白的肽鏈上，有一處的谷氨酸被纈氨酸取代。科學(xué)史二

[探究一]根據(jù)資料利用基因控制蛋白質(zhì)合成有關(guān)知識分析完成鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因圖解并解釋說明。第八頁，共46頁。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

鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由

DNA分子中堿基對替換

引起的一種遺傳病。病因：根本血紅蛋白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→纈氨酸第九頁，共46頁。思考?DNA中堿基對的替換可以引起DNA結(jié)構(gòu)的改變,從而引起生物性狀的改變.那么DNA分子中堿基對能否發(fā)生其它的變化,也可能引起生物性狀的改變呢?第十頁，共46頁?！АЗ萤萤萤萤萤萤萤萤萤萤印А?/p>

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┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷¨¨替換正常小組討論：１、堿基的改變一定會引起蛋白質(zhì)的改變嗎？２、通過對比，分析哪些情況更嚴(yán)重一點(diǎn)？¨¨┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯¨¨

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[探究二]以黃色鏈為模版，每人對其中一項(xiàng)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄翻譯！第十一頁，共46頁。

DNA分子中發(fā)生堿基對的

、____和_____，而引起的________的改變。

增添缺失替換基因結(jié)構(gòu)（二）基因突變的概念

思考：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）(一般地，基因突變后變成其

基因)等位第十二頁，共46頁。（三）基因突變的時(shí)間（四）基因突變的原因（五）基因突變的特點(diǎn)（六）基因突變的意義第十三頁，共46頁。想一想:基因突變一般會發(fā)生在什么時(shí)侯呢？有絲分裂的間期減數(shù)第一次分裂間期DNA復(fù)制時(shí)期（三）基因突變的時(shí)間第十四頁，共46頁。（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、堿基類似物等病毒、某些細(xì)菌等第十五頁，共46頁。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第十六頁，共46頁。（五）基因突變的特點(diǎn)第十七頁，共46頁。細(xì)菌無抗藥性——抗藥性棉花正常枝——短果枝果蠅紅眼——白眼長翅——?dú)埑峒银澯鹈咨壹t色人正常色覺——色盲正常膚色——白化病常見突變性狀：1、在生物界普遍存在—普遍性玉米白化苗人類多指[探究]基因突變有何特點(diǎn)？短腿安康羊（中）第十八頁，共46頁。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基因突變發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的什么時(shí)期？任何時(shí)期2、在生物個(gè)體發(fā)育的如何時(shí)期發(fā)生—隨機(jī)性①②③④⑤第十九頁，共46頁。問:在發(fā)育早期發(fā)生的基因突變和發(fā)育晚期發(fā)生的基因突變,哪個(gè)表現(xiàn)突變的范圍越大？基因突變發(fā)生的時(shí)期越早,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。第二十頁，共46頁?；ㄑ吭诜只瘯r(shí)發(fā)生基因突變第二十一頁，共46頁。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、突變率低—低頻性自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。第二十二頁，共46頁。4、基因突變是不定向的—不定向性經(jīng)誘變處理的紫色種子產(chǎn)生的子代種子如老鼠灰毛基因A+突變AY(黃毛)a(黑毛)灰老鼠黑老鼠黃老鼠第二十三頁，共46頁。白化苗5、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期進(jìn)化過程的產(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？第二十四頁，共46頁。有害的基因突變畸形的雛鴨人類的多指人類的并指鐮刀形紅細(xì)胞第二十五頁，共46頁。高產(chǎn)大豆高產(chǎn)青霉菌株有利的基因突變第二十六頁，共46頁。有利的基因突變第二十七頁，共46頁。基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源,是生物進(jìn)化的原始材料.（六）基因突變的意義第二十八頁，共46頁。批判性思維

有人認(rèn)為，自然條件下基因突變率很低，而且大多數(shù)基因突變對生物體是有害的，因此，它不可能為生物進(jìn)化提供原材料。你認(rèn)為這樣的看法正確嗎？為什么？這種看法不正確。果蠅約有104對基因，假定每個(gè)基因的突變率都是10-5，對一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個(gè)體）來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是多少？2×104×10-5×108=2×107個(gè)因?yàn)榛蛲蛔兪瞧毡榇嬖诘?第二十九頁，共46頁。練一練A.基因突變是不定向的B.等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果C.正常基因與致病基因可以轉(zhuǎn)化D.圖中基因的遺傳遵循自由組合定律右圖中，基因A與a1a2a3之間的關(guān)系，不能表現(xiàn)的是第三十頁，共46頁。2、若某基因原為303對堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，相鄰3個(gè)堿基對缺失，它合成的蛋白質(zhì)分子與原來基因合成的蛋白質(zhì)分子相比較，差異可能為

A．只相差一個(gè)氨基酸，其他順序不變B．長度相差一個(gè)氨基酸外，氨基酸順序有改變C．長度不變，但順序改變D．A、B都有可能第三十一頁，共46頁?！耙荒干抛校B母十個(gè)樣”這種差異怎么造成的？二、基因重組第三十二頁，共46頁。在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同形狀的基因的重新組合。（一）基因重組的概念方式１、非同源染色體上的非等位基因自由組合2、同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換第三十三頁，共46頁。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)期第三十四頁，共46頁。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第三十五頁，共46頁。3、兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì)差距越大，基因重組的類型就越多。（三）基因重組的特點(diǎn)1、變異概率高，幾乎100%2、只有通過有性生殖過程才能實(shí)現(xiàn)的。

第三十六頁，共46頁。意義基因重組中有無新的基因產(chǎn)生？

有無新的基因型和表現(xiàn)型形成？是生物變異的來源之一，是生物多樣性的來源之一，對生物的進(jìn)化具有重要的意義。思考（四）基因重組的意義第三十七頁，共46頁?；蛲蛔兓蛑亟M本質(zhì)結(jié)果發(fā)生時(shí)間及原因條件意義發(fā)生可能基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。不同基因的重新組合。細(xì)胞分裂間期由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基對的替換、缺失或增添減數(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。外界環(huán)境條件的變化和內(nèi)部因素的相互作用。有性生殖過程中進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞。新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源,是生物進(jìn)化的原始材料。是生物變異的重要來源，是形成生物多樣性的重要原因，對生物的進(jìn)化也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。第三十八頁，共46頁。不同生物的可遺傳變異來源：病毒——基因突變原核生物——基因突變真核生物——基因突變、基因重組、染色體變異思維拓展第三十九頁，共46頁。資料；鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者對瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力，這說明，在易患瘧疾的地區(qū)，鐮刀型細(xì)胞的突變具有有利于當(dāng)?shù)厝松娴囊环矫?。雖然這個(gè)突變體的純合體對生存不利，但其雜合體卻有利于當(dāng)?shù)厝说纳?。第四十頁，?6頁。再見第四十一頁，共46頁。課堂練習(xí)D1.下列現(xiàn)象中屬于可遺傳的變異的是（）A、玉米由于水肥充足而長得穗大粒足B、人由于曬太陽皮膚變黑C、無籽番茄沒有種子D、人類的色盲病第四十二頁，共46頁。3.下列有關(guān)基因突變的說法，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.基因突變在自然界的中廣泛存在

D.基因突變可產(chǎn)生新的基因，是生物變異的主要來源BC2.一種植物在正常情況下只開紅花，但偶然會出現(xiàn)一朵白花，如果將白花種子種下去，它的后代全部開白花，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是(）

A.自然雜交B.自然選擇

C.基因突變D.基因重組第四十三頁，共46頁。4.下圖中，基因A與a1a2a3之間的關(guān)系，不能表現(xiàn)的是()A.基因突變是不定向的B.等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果C.正?；蚺c致病基因可以轉(zhuǎn)化D.圖中基因的遺傳遵循自由組合定律Aa1a2a3D第四十四頁，共46頁。⑴在一次實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)測定只發(fā)現(xiàn)鳥氨酸和瓜氨酸，而沒有精氨酸。產(chǎn)生此現(xiàn)象的可能原因是（）致使（)