2021屆高三一輪復(fù)習(xí)基礎(chǔ)知識詳講課件：11-基因突變和基因重組

想一想：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?是環(huán)境因素引起的，自身的遺傳物質(zhì)沒有改變。北京3.5kg7kg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、日照時間長、光照強，葉球可重達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）（改變）（改變）（改變）基因突變?nèi)旧w變異基因重組（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）變異不可遺傳的變異：可遺傳的變異：基因重組基因突變?nèi)旧w變異由環(huán)境因素造成的變異。遺傳物質(zhì)沒有改變，變化的性狀不能進一步遺傳給后代。由于遺傳物質(zhì)發(fā)生改變引起的變異劃分的依據(jù)：遺傳物質(zhì)是否改變判斷：可遺傳的變異都能遺傳給后代嗎？×基因突變和基因重組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

引起的一種遺傳病。病因：DNA分子中堿基對替換根本[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分子中的堿基對有哪幾種變化，從而導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變？1、概念：DNA分子中發(fā)生堿基對____、____和_____，而引起的________的改變。

增添缺失替換基因結(jié)構(gòu)思考：

①基因結(jié)構(gòu)的改變指的是什么的改變？

堿基對的排列順序的改變③基因結(jié)構(gòu)的改變一定會導(dǎo)致生物的性狀發(fā)生改變嗎？②是不是說DNA分子上發(fā)生的所有的堿基對的替換、增添和缺失，都是基因突變？不一定不是，僅僅是組成基因片段的堿基對的……一、基因突變的實例和概念2、基因突變是否會導(dǎo)致生物性狀的改變？①在基因中，存在內(nèi)含子，在內(nèi)含子中發(fā)生的突變可能不會引起性狀改變。②由于密碼子具有簡并性，由堿基對的替換引起的基因突變，不一定影響蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，也不一定引起性狀改變。③生物由AA突變?yōu)锳a（隱性突變），生物的性狀不發(fā)生改變。④由于某些性狀由多基因決定，某基因的改變了，但共同作用于此性狀的其他基因未改變，其性狀可能也不改變。表現(xiàn)型

基因型

環(huán)境

ATCGACAACGAACTTAGCTGTTGCTTGADNA1DNA2UAGCUGUUGCUUGAmRNA甲硫氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸堿基對的替換亮氨酸漢水丑生侯偉作品漢水丑生侯偉作品堿基對的替換、增添、缺失的影響大小ATCGACAACGAACTTAGCTGTTGCTTGADNA1DNA2UAGCUGUUGCUUGAmRNA甲硫氨酸亮氨酸亮氨酸苯丙氨酸

基因中堿基對的替換，可能導(dǎo)致對應(yīng)的氨基酸改變，也可能不變。亮氨酸漢水丑生侯偉作品堿基對的替換ATCGACAACGAACTTAGCTGTTGCTTGADNA1DNA2UAGCUGUUGCUUGAmRNA甲硫氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸精氨酸半胱氨酸亮氨酸堿基對的增添、缺失

增添（缺失）1或2個堿基對，會導(dǎo)致mRNA上多個密碼子發(fā)生改變，導(dǎo)致蛋白質(zhì)中多個氨基酸發(fā)生改變。漢水丑生侯偉作品漢水丑生侯偉作品ATCGACAACGAACTTAGCTGTTGCTTGADNA1DNA2UAGCUGUUGCUUGAmRNA甲硫氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸

增添（缺失）3個堿基對，可能會導(dǎo)致mRNA上正好少一個密碼子，導(dǎo)致蛋白質(zhì)中少一個氨基酸。漢水丑生侯偉作品堿基對的增添、缺失UAUCGGCUGCUUGAGAUAUCGGCUGCUUGAGAUAGUCGUCUAGAG213456879213456879126879

缺失3個堿基對，對翻譯出的蛋白質(zhì)影響相對較小，可能是少了一個氨基酸，也可能是少了一個，變一個。漢水丑生侯偉作品堿基對的增添、缺失類型影響范圍對氨基酸序列的影響替換____可改變1個氨基酸或不改變，也可使翻譯提前終止增添_____插入位置前不影響，影響插入位置后的序列缺失___缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列增添或缺失3個堿基____增添或缺失位置增加或缺失一個氨基酸對應(yīng)的序列小大大小但是可以通過遺傳給后代。3、基因突變對后代的影響：①若發(fā)生在

中的基因突變，（減數(shù)分裂時產(chǎn)生）將通過

傳遞給后代。有性生殖配子體細(xì)胞有性生殖遺傳有些植物體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可以通過無性繁殖傳遞給后代。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。無性生殖②若發(fā)生在

中的基因突變，（有絲分裂），一般不能通過

給后代。二、基因突變的原因內(nèi)因（自發(fā)突變）：自然條件下DNA復(fù)制偶爾發(fā)生錯誤、DNA堿基組成發(fā)生改變等例如：果蠅的白眼，水稻的矮稈等。物理因素化學(xué)因素生物因素紫外線、X射線、其他輻射等亞硝酸、堿基類似物等病毒、某些細(xì)菌等外因（誘發(fā)突變）：

在自然條件下，堿基會自發(fā)發(fā)生“脫嘌呤作用”和“脫氨基作用”。脫嘌呤作用：核苷酸中連接堿基與脫氧核糖的糖苷鍵發(fā)生斷裂造成嘌呤脫落，使DNA長鏈出現(xiàn)光禿的脫氧核糖殘基脫氨基作用：胞嘧啶在37。C條件下易發(fā)生脫氨基作用，生成尿嘧啶核苷酸------胞嘧啶和尿嘧啶只相差一個氨基。如果得不到修復(fù)，則DNA復(fù)制時C-G配對將變?yōu)閁-A配對。

1、普遍性2、隨機性4、低頻性5、多害少利性3、不定向性任何生物時期、個體、細(xì)胞、基因不同基因突變頻率不同產(chǎn)生一個以上等位基因三、基因突變的特點AAAaAaaaaA一個基因突變后產(chǎn)生的是一個以上的它的等位基因四、基因突變的結(jié)果（2）隱性突變：如A→a，發(fā)生該突變時，性狀可能不改變。（1）顯性突變：如a→A，該突變一旦發(fā)生即可表現(xiàn)出相應(yīng)性狀。1、顯性突變:a→A野生型：aa突變型：Aa（表現(xiàn)）AA（表現(xiàn)）2、隱性突變：A→a，野生型：AA突變型：Aa（不表現(xiàn)）

aa（表現(xiàn)）aaxAaAAxaaaaxAaAa野生型x突變型野生型x突變型野生型：突變型=1:1全為野生型野生型x突變型①基因突變對生物一般是

。五、基因突變的意義（1）基因突變對自身的影響②基因突變可能使生物

。有害的產(chǎn)生新的性狀基因突變是生物變異的根本來源,

是生物進化的原始材料。五、基因突變的意義基因突變是產(chǎn)生新基因（等位基因）的唯一途徑（2）意義：新基因、新的等位基因：1、病毒、原核細(xì)胞的基因一般單獨存在，不存在等位基因；2、真核細(xì)胞XY非同源區(qū)段也沒有等位基因，其他區(qū)段或常染色體上基因突變可以產(chǎn)生它的等位基因。小結(jié)：1、劃分變異的依據(jù)：2、基因突變的概念：基因結(jié)構(gòu)的改變堿基對的排列順序3、發(fā)生的時間：DNA復(fù)制時4、對后代的影響：5、特點：6、結(jié)果：7、意義：遺傳物質(zhì)是否改變①若發(fā)生在配子中的基因突變，（減數(shù)分裂時產(chǎn)生）將通過有性生殖傳遞給后代。②若發(fā)生在體細(xì)胞中的基因突變，（有絲分裂），一般

不能通過有性生殖遺傳給后代。但是可以通過無性生殖遺傳給后代。普遍性隨機性低頻性多害少利性不定向性任何生物時期、個體、細(xì)胞、基因不同基因突變頻率不同產(chǎn)生一個以上等位基因基因突變的結(jié)果是產(chǎn)生一個以上的等位基因，而不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量基因突變是產(chǎn)生新基因（等位基因）的唯一途徑批判性思維

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。對于生物個體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但是，一個物種往往是由許多個體組成的，就整個物種來看，在漫長的進化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的，其中有不少突變是有利突變，對生物的進化有重要意義。因此，基因突變能夠為生物進化提供原材料。“一母生九仔，連母十個樣”這種差異怎么造成的？基因重組在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。（一）基因重組的概念類型：1、非同源染色體上的非等位基因自由組合2、四分體時期非姐妹染色單體的交換帶來的等位基因的交換。減Ⅰ前減Ⅰ后自由組合型：交叉互換型：

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)生時期同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換AaAaBbAabBAaBb減數(shù)第一次分裂前期（四分體時期）同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換3、兩個親本的遺傳物質(zhì)差距越大，基因重組的類型就越多。（三）基因重組的特點1、廣泛存在2、只有通過有性生殖過程才能實現(xiàn)的。

4、不產(chǎn)生新的基因，新的性狀；只是基因、性狀的重新組合

思考：基因重組有新的基因產(chǎn)生嗎？有新的性狀產(chǎn)生嗎？

沒有新的基因產(chǎn)生，也沒有新的性狀產(chǎn)生，只是控制不同性狀的基因重新組合。

產(chǎn)生多種多樣的新基因型，有助于物種在一個無法預(yù)測會發(fā)生什么變化的環(huán)境中生存。是生物變異的來源之一，是生物多樣性的來源之一，對生物的進化具有重要的意義。（四）基因重組的意義(1)基因工程（人工DNA重組技術(shù)）(2)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化也屬于基因重組。基因重組的廣義理解：3、非同源染色體上的非等位基因自由組合4、四分體時期非姐妹染色單體的交換帶來的等位基因的交換。減Ⅰ前減Ⅰ后自由組合型：交叉互換型：

基因突變

基因重組本質(zhì)原因時間結(jié)果意義概率基因結(jié)構(gòu)改變基因組