高中生物人教版高中必修遺傳與進化基因突變及其他變異基因突變-

什么是“生物的變異”？

生物體親代和子代之間以及子代個體之間性狀的差異性。1、變異的類型生物發(fā)生的變異能否遺傳給下一代？僅由于環(huán)境因素而引發(fā)的變異無法遺傳。1、變異的類型

資料1.1：必修二P71技能訓練

長翅果蠅幼蟲在25℃的環(huán)境中培養(yǎng)，最終都表現(xiàn)為長翅。而將孵化后4?7天的長翅果蠅幼蟲在35?37℃環(huán)境下處理6?24小時后，得到了某些殘翅果蠅，這些殘翅果蠅在25℃下產(chǎn)生的后代仍是長翅果蠅。如果解釋這個現(xiàn)象？資料1.2：必修二《基因在染色體上》

摩爾根偶然在一群紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄果蠅，如何驗證這只白眼果蠅是環(huán)境因素引起的變異還是遺傳物質(zhì)發(fā)生了變化？1、變異的類型設計實驗觀察白眼性狀能否遺傳給后代。基因突變，基因重組，染色體變異1、變異的類型資料2.1：鐮刀型細胞貧血癥的病因分析2、基因突變的概念資料2.1：鐮刀型細胞貧血癥的病因分析纈氨酸—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）2、基因突變的概念直接原因GAACTT谷氨酸纈氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白質(zhì)正常異常G□AG□AC□T替換G□ATAUA根本原因：DNA分子中堿基對發(fā)生替換導致基因結(jié)構(gòu)改變資料2.1：鐮刀型細胞貧血癥的病因分析2、基因突變的概念資料2.2：囊性纖維病的病因分析研究表明，在大約70%的囊性纖維病患者中，CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，進而影響了CFTR蛋白的結(jié)構(gòu)，使CFTR轉(zhuǎn)運氯離子的功能異常，導致患者支氣管中黏液增多，管腔受阻，細菌在肺部大量生長繁殖，最終使肺功能嚴重受損。總結(jié)：DNA分子中堿基對的缺失也會引起基因結(jié)構(gòu)的改變，從而引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。2、基因突變的概念資料2.3：分析皺粒豌豆的成因總結(jié)：DNA分子中堿基對的增添也會引起基因結(jié)構(gòu)的改變，從而引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。2、基因突變的概念豌豆細胞內(nèi)編碼淀粉分支酶的基因，由于其中插入了一段外來的DNA序列，導致淀粉分支酶不能合成，細胞內(nèi)淀粉含量低，豌豆由于失水而顯得皺縮?；蛲蛔兪侵窪NA分子中發(fā)生

，而引起的

。2、基因突變的概念一定？堿基對的增添、缺失或替換基因結(jié)構(gòu)的改變堿基對的增添、缺失或替換發(fā)生在有遺傳效應的DNA片段上基因結(jié)構(gòu)一定發(fā)生改變發(fā)生在沒有遺傳效應的DNA片段上基因結(jié)構(gòu)一般不會發(fā)生改變2、基因突變的概念堿基對的改變是少量的基因突變不是基因突變基因突變屬于可遺傳的變異，那么，基因突變一定會遺傳給下一代嗎？2、基因突變的概念

基因突變

發(fā)生在體細胞中

發(fā)生在生殖細胞中

一般不能遺傳

可以遺傳思考：假設某植物的莖尖細胞發(fā)生基因突變，回憶必修一第六章的知識，想一想如何將該突變基因遺傳給下一代？利用細胞的全能性，通過無性繁殖將體細胞的突變基因遺傳給下一代。2、基因突變的概念防曬衣和防護服是在“防”什么？紫外線和X射線等物理因素會誘發(fā)基因突變。3、基因突變的原因剛裝修好的新房，為何不能立刻入住？甲醛等化學因素會誘發(fā)基因突變。3、基因突變的原因

致癌病毒能夠引起細胞癌變，主要是因為它們含有病毒癌基因以及與致癌有關(guān)的核酸序列，它們通過感染人的細胞后，將其基因整合到人的基因中，從而誘發(fā)人的細胞癌變，如Rous肉瘤病毒。生物因素也會誘發(fā)基因突變。3、基因突變的原因自然條件下，基因突變也會由于DNA復制偶爾發(fā)生錯誤、DNA的堿基組成發(fā)生改變等原因自發(fā)產(chǎn)生。物理因素化學因素生物因素X射線、紫外線、激光等亞硝酸鹽、甲醛、尼古丁等病毒、某些細菌等外因內(nèi)因：提高突變率3、基因突變的原因誘發(fā)突變自發(fā)突變3、基因突變的原因雖然基因自發(fā)突變無法避免，但是良好的生活習慣和規(guī)律的作息時間可以減少外界因素誘發(fā)基因突變的幾率，所以，請同學們嚴格要求自己，少吃垃圾食品、不抽煙、不喝酒、不熬夜。4.1普遍性：所有生物都能發(fā)生基因突變。4、基因突變的特點4.2隨機性：基因突變可以發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期，可以發(fā)生在任何細胞，可以發(fā)生在細胞的任何DNA分子上，可以發(fā)生在DNA分子的任何部位。4、基因突變的特點4.1普遍性間期DNA分子解旋時，發(fā)生基因突變的可能性更大。4、基因突變的特點個體發(fā)育的任何時期發(fā)生基因突變的概率相同嗎？4.3不定向性：基因突變的方向是不確定的。4、基因突變的特點灰色小鼠黃色小鼠黑色小鼠白色小鼠4.1普遍性4.2隨機性4、基因突變的特點思考：控制小鼠毛色的基因A會不會突變?yōu)榭刂菩∈篌w重的基因B？雖然基因突變具有不定向性，但是基因突變產(chǎn)生的是與原有基因控制同一相對性狀的等位基因。4.4低頻性：自然狀態(tài)下，基因突變的頻率很低。4、基因突變的特點資料4.1：在高等生物中，大約105~108個生殖細胞中，才會有一個生殖細胞發(fā)生基因突變。資料4.2：DNA復制時，每連接109個核苷酸才可能發(fā)生一個錯誤。4.1普遍性4.2隨機性4.3不定向性4、基因突變的特點4、基因突變的特點為什么生物體發(fā)生基因突變后，產(chǎn)生了這么多疾?。可矬w與自然環(huán)境不斷地相互影響，能適應環(huán)境的個體才能生存下來，日積月累，生物體內(nèi)保留下來的性狀是與現(xiàn)在的環(huán)境相適應的，發(fā)生基因突變后，會出現(xiàn)從未有過的性狀，而這些新性狀大多無法適應環(huán)境，所以導致了很多疾病。4、基因突變的特點有些基因突變產(chǎn)生的新性狀能更加適應變化的環(huán)境。資料4.3：有一小部分人無論怎么吃膽固醇含量并不會升高。這一類人在PCSK9基因出處有突變，他們患心臟病的概率只是普通人的10%。資料4.4：有一小部分人有CCR5基因的突變,而艾滋病病毒正是通過這一基因表達的蛋白質(zhì)進入細胞從而致病。因此，這一部分人對艾滋病病毒抵抗力非常好。有個病人同時患有艾滋病和白血病。在接受骨髓移植治療白血病的過程中，艾滋病奇跡般地治好了。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，骨髓捐獻者正是擁有CCR5基因突變的人?；蛲蛔円欢ㄊ怯泻Φ膯?？4、基因突變的特點基因突變的有害和有利不是絕對的，這往往取決于生物的生存環(huán)境。資料4.5：有翅的昆蟲中有時會出現(xiàn)殘翅和無翅的突變類型，這類昆蟲在正常情況下很難生存下去，但是在經(jīng)常刮大風的海島上，這類昆蟲卻因為不能飛行而避免被海風吹到海里淹死。這個現(xiàn)象說明什么?4、基因突變的特點4.1普遍性4.2隨機性4.3不定向性4.4低頻性4.5有利有害性5、基因突變的結(jié)果基因突變基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變基因的位置、數(shù)量變了嗎？不變資料5.1：基因突變5、基因突變的結(jié)果ACCTCCAAATACCGTTAATGGAGGTTTATGGCAATT密碼子ACCUCCAAAUACCGUUAA氨基酸蘇氨酸絲氨酸賴氨酸酪氨酸精氨酸終止C-G被替換為A-T總結(jié)：不同的密碼子可能對應同一種氨基酸，所以DNA片段中堿基對的替換不一定引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變?；蚪Y(jié)構(gòu)一定會發(fā)生改變該基因指導合成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一定會改變？總結(jié)：生物體發(fā)生基因突變后，生物性狀不一定會發(fā)生改變。資料5.2：某生物的基因型從AA突變?yōu)锳a，請問該生物性狀是否發(fā)生改變？如果該生物的基因型aa突變?yōu)锳a呢？5、基因突變的結(jié)果基因突變一定會引起生物性狀的改變嗎？資料5.3：如果紅細胞中與肌動蛋白合成有關(guān)的基因發(fā)生了突變，該突變基因會被表達嗎？會影響該個體的生物性狀嗎？一定一定不一定一定不一定不不一定基因突變練習題產(chǎn)生新基因形成新性狀生物進化的原始材料基因突變生物變異的根本來源6、基因突變的意義課堂小結(jié)

基因突變概念DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、缺失或增添引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。原因

外因內(nèi)因特點普遍性、隨機性、不定向性、低頻性、有利有害性基因結(jié)構(gòu)改變、基因數(shù)量和位置不變、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不一定改變、生物性狀不一定改變結(jié)果新基因產(chǎn)生的途徑、生物變異的根本來源、生物進化的原材料意義思考：“人造美女”的孩子能遺傳她的美貌嗎？為什么？學以致用復習：細胞癌變時，什么基因一定發(fā)生突變？

原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變后變?yōu)榘┗颉W以致用新型冠狀病毒疫苗的研制困難重重，其中一個原因就是它屬于RNA病毒，與DNA病毒相比較，它更加容易發(fā)生基因突變，為什么？學以致用1、基因突變的隨機性表現(xiàn)在一個基因可突變成多個等位基因。2、突變基因指導合成的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一定改變。3、體細胞中發(fā)生的基因突變，一定不能傳遞給后代。4、誘變因素可以提高突變頻率并決定基因突變的方向。5、DNA復制時，最容易發(fā)生基因突變。6、基因突變能產(chǎn)生新基因?！痢痢痢痢獭袒蛲蛔兣袛囝}1、下列屬于可遺傳變異的是A．曬黑的皮膚

B．染黃的頭發(fā)C．血友病

D．手術(shù)做成的雙眼皮基因突變練習題C2、下列有關(guān)基因突變的敘述，正確的是A．高等生物中基因突變只發(fā)生在生殖細胞中B．基因突變必然引起個體表現(xiàn)型發(fā)生改變C．環(huán)境中的某些物理因素可引起基因突變D．根細胞的基因突變是通過有性生殖傳遞的基因突變練習題C3、某基因由于發(fā)生突變，導致轉(zhuǎn)錄形成的mRNA長度不變，但合成的多肽鏈縮短，下列解釋不合理的是A．該基因最可能發(fā)生堿基對的替換B．突變可能導致mRNA上的終止密碼子提前出現(xiàn)C．該突變導致轉(zhuǎn)錄時需要的核苷酸數(shù)目減少D．該突變導致翻譯時需要的氨基酸數(shù)目減少基因突變練習題C4、基因突變是生物變異的根本來源。下列關(guān)于基因突變特點的說法正確的是A．生物在個體發(fā)育的特定時期才可發(fā)生基因突變B．基因突變能定向形成新的等位基因C．低等生物和高等生物均可發(fā)生基因突變D．體細胞發(fā)生的基因突變一定不能遺傳基因突變練習題C5、關(guān)于基因突變的敘述正確的是A．基因突變只發(fā)生在有絲分裂間期DNA復制過