第七單元第一課時基因突變基因重組和染色體變異文稿教學(xué)課件

第七單元第一課時基因突變基因重組和染色體變異文稿演示優(yōu)選第七單元第一課時基因突變基因重組和染色體變異資料1：“愛美之心，人皆有之”隨著整容醫(yī)療水平的的日臻完善，人們可以根據(jù)自己的喜好，“制造”美麗，雕塑形體?！叭嗽烀琅苯Y(jié)婚后所生的孩子一定會像她一樣的美麗嗎？為什么呢？中國第一位人造美女3.5kg7kg3.5kg甘藍(lán)拉薩北京資料2：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(qiáng)，葉球可重達(dá)7KG左右。但再引回北京后，葉球又只有3.5KG。為什么會這樣呢？資料3：在種植花卉時，發(fā)現(xiàn)紅花的后代出現(xiàn)了藍(lán)紫花，藍(lán)紫色花的后代仍是藍(lán)紫色。這種現(xiàn)象是哪類變異呢？紅花的后代變了藍(lán)紫色藍(lán)紫色花后代仍是藍(lán)紫色變異的類型可遺傳的變異：不可遺傳的變異：基因突變?nèi)旧w變異基因重組（僅僅由環(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。）(由于遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變而引起的變異)生物變異的類型重點(diǎn)突破——兩種變異的區(qū)別可遺傳的變異不一定遺傳給后代,但只要遺傳物質(zhì)發(fā)生改變一定是可遺傳變異。培育無子番茄的原理是用生長素類似物促進(jìn)子房的發(fā)育,遺傳物質(zhì)不改變,無子番茄的無子性狀不能遺傳。培育無子西瓜的原理是染色體變異,遺傳物質(zhì)改變。

鐮刀型貧血癥是一種遺傳病。正常人的紅細(xì)胞是中凹的圓餅狀，而鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞卻成彎曲的鐮刀狀，這樣的紅細(xì)胞容易破裂引起溶血性貧血，甚至造成死亡。正常型紅細(xì)胞鐮刀型紅細(xì)胞案例1：什么原因?qū)е逻@種癥狀的產(chǎn)生的呢？一、基因突變案例一：分析血紅蛋白分子的部分氨基酸序列纈氨酸—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）GAACTT谷氨酸纈氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白質(zhì)正常異常G□AG□AC□T突變G□A_____原因堿基對替換根本[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替換直接原因谷氨酸→纈氨酸TAUA3.除了堿基的替換以外，基因的堿基序列還可以發(fā)生哪些變化也會導(dǎo)致血紅蛋白異常？思考與討論：2.當(dāng)基因的堿基對發(fā)生替換時，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一定發(fā)生改變嗎？一種氨基酸可能有幾種密碼子（簡并性）案例2：堿基對的增加或缺失某蛋白質(zhì)a鏈部分氨基酸序列及其密碼子序列：

:ACCTCCAAATACCGTTAA:TGGAGGTTTATGGCAATT密碼子順序：ACCUCCAAAUACCGUUAA氨基酸順序：蘇氨酸絲氨酸賴氨酸酪氨酸精氨酸終止DNA堿基順序1.如果DNA堿基順序轉(zhuǎn)錄鏈丟失了一個A，導(dǎo)致mRNA上編碼絲氨酸的第一個堿基U丟失，翻譯成的氨基酸序列如何變化的？密碼子順序：ACCCCAAAUACCGUUAA氨基酸順序：蘇氨酸脯氨酸天冬酰胺蘇氨酸纈氨酸2.如果DNA堿基順序轉(zhuǎn)錄鏈丟失了AGG3個堿基，導(dǎo)致mRNA上編碼絲氨酸的三個堿基丟失，翻譯成的氨基酸序列如何變化的？案例2：堿基對的增加或缺失某蛋白質(zhì)a鏈部分氨基酸序列及其密碼子序列：

:ACCTCCAAATACCGTTAA:TGGAGGTTTATGGCAATT密碼子順序：ACCUCCAAAUACCGUUAA氨基酸順序：蘇氨酸絲氨酸賴氨酸酪氨酸精氨酸終止DNA堿基順序密碼子順序：ACCAAAUACCGUUAA氨基酸順序：蘇氨酸賴氨酸酪氨酸精氨酸終止3.想一想，如果在DNA的基因序列中增加1個，或2個堿基、3個堿基哪種情況對對蛋白質(zhì)的影響最??？案例2：堿基對的增加或缺失某蛋白質(zhì)a鏈部分氨基酸序列及其密碼子序列：

:ACCTCCAAATACCGTTAA:TGGAGGTTTATGGCAATT密碼子順序：ACCUCCAAAUACCGUUAA氨基酸順序：蘇氨酸絲氨酸賴氨酸酪氨酸精氨酸終止DNA堿基順序替換增添缺失ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

ATTA

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ATTAAT

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DNA片段ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

總結(jié)

DNA分子中發(fā)生堿基對的

、

和

，而引起的

的改變。

增添缺失改變基因結(jié)構(gòu)（一）基因突變的概念自然條件下DNA偶爾復(fù)制錯誤，基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量、排列順序發(fā)生改變，從而改變了遺傳信息。物理因素化學(xué)因素生物因素提高突變頻率X射線、激光等亞硝酸鹽、堿基類似物等病毒、某些細(xì)菌等（二）基因突變的原因誘發(fā)突變（外因）：

自發(fā)突變（內(nèi)因）：17中國人在食品中完成了化學(xué)掃盲:從大米里認(rèn)識了石蠟;從火腿里認(rèn)識了敵敵畏;從咸鴨蛋、辣椒醬里認(rèn)識了蘇丹紅；從火鍋里認(rèn)識了福爾馬林；從銀耳，蜜棗里認(rèn)識了硫磺；從木耳，多寶魚中認(rèn)識了硫酸銅，三鹿又讓同胞知道了三聚氰胺的化學(xué)作用。今天我們又從雙匯的“健美”豬中認(rèn)識到了瘦肉精——鹽酸克倫特羅。（三）基因突變的時間DNA復(fù)制時有絲分裂間期減數(shù)第一次分裂間期（四）基因突變的特點(diǎn)從以下圖片，你能歸納出基因突變的什么特點(diǎn)嗎？白眼果蠅白化苗短腿的安康羊基因突變的特點(diǎn)1：普遍性白色皮毛牛犢高產(chǎn)大豆高產(chǎn)青霉菌株大南瓜太空椒（左）有利的基因突變白化病患者有害的基因突變白化玉米苗畸形的雛鴨人類的多指1、鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者(aa)不到成年就會死亡?？墒窃诜侵薤懠擦餍械牡貐^(qū)，鐮刀型細(xì)胞雜合基因型(Aa)對瘧疾的感染率，比正常人(AA)低得多，對瘧疾有一定的抵抗性?；蛲蛔兊挠泻π允窍鄬Φ?資料：2、一種果蠅的突變體在21℃氣溫下，生活能力很差，但當(dāng)溫度上升到25℃時，生活能力大大提高?；蛲蛔兊奶攸c(diǎn)大多數(shù)基因突變對生物體是有害的，只有少數(shù)是有利的，有些既無害也無益?；蛲蛔兊奶攸c(diǎn)2：多害少利性基因突變的特點(diǎn)植物的個體發(fā)育性成熟的植株胚幼苗具根莖葉的植株分化出花芽的植株受精卵發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期，生物體的任何部位。可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的不同DNA分子上、同一DNA分子的不同部位?；蛲蛔兙哂须S機(jī)性基因突變發(fā)生在體細(xì)胞與生殖細(xì)胞，對生物體產(chǎn)生的影響相同嗎？一般不能傳給后代（通過營養(yǎng)生殖也可傳給后代。）可以通過受精作用直接傳給后代體細(xì)胞生殖細(xì)胞基因突變的特點(diǎn)植物的個體發(fā)育性成熟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的特點(diǎn)灰老鼠基因突變具有不定向性基因突變的特點(diǎn)3：隨機(jī)性、不定向性1×10－5人類色盲基因1×10－5小鼠的白化基因1×10－６玉米的皺縮基因1×10－5果蠅的白眼基因突變率基因基因突變的特點(diǎn)基因突變的特點(diǎn)4：低頻率性①普遍性：②隨機(jī)性：不同發(fā)育階段、不同DNA、

DAN不同部位均可發(fā)生。③不定向性：④低頻性：⑤多害少利性：想一想基因突變的低頻性和普遍性矛盾嗎？如老鼠灰毛基因A+突變

a1(黃毛)a2(黑毛)不矛盾。因?yàn)橐粋€基因的突變頻率雖然很低，但一個種群中個體數(shù)可以很多，一個細(xì)胞中也有許多基因。（四）基因突變的特點(diǎn)產(chǎn)生一個以上的等位基因產(chǎn)生新基因形成新性狀生物進(jìn)化的原始材料（五）基因突變的意義基因突變生物變異的根本來源基因突變的意義對基因的影響：往往產(chǎn)生與之相對應(yīng)的基因（等位基因）對性狀的影響：一般產(chǎn)生與之相對應(yīng)的性狀（相對性狀）基因突變的意義：是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源、為生物的進(jìn)化提供原始材料?！耙荒干抛校B母十個樣”這種差異怎么造成的？黃色圓粒F1黃色圓粒綠色圓粒F2綠色皺粒黃色皺粒綠色皺粒Px黃色圓粒自交二、基因重組二、基因重組1、概念:在生物進(jìn)行有性生殖過程中,控制不同性狀的基因自由組合.2、類型:①②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體之間發(fā)生局部互換.減一前期減一后期3.發(fā)生時期：自然條件下——有性生殖減數(shù)分裂過程中。非常豐富4.特點(diǎn)：③DNA重組技術(shù)體外目的基因與運(yùn)載體重組并導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞內(nèi)基因重組控制不同性狀的基因重新組合，不產(chǎn)生新基因，可形成新的基因型。5、意義:通過有性生殖實(shí)現(xiàn)基因重組為生物變異提供了極其豐富的來源,是生物多樣性的重要原因之一.基因重組能否產(chǎn)生新的基因？【問題】非同源染色體上的非等位基因自由組合BaAbaBAb同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換AaAaBbAabBAaBb重點(diǎn)突破:基因突變和基因重組1.基因突變對性狀的影響(1)改變性狀①原因:突變間接引起密碼子改變,最終表現(xiàn)為蛋白質(zhì)功能改變,影響生物性狀。②實(shí)例:鐮刀型細(xì)胞貧血癥。(2)不改變性狀,主要有下列幾種情況:①一種氨基酸可以由多種密碼子決定(密碼子的簡并性),當(dāng)突變后的DNA轉(zhuǎn)錄成的密碼子仍然決定同種氨基酸時,這種突變不會引起生物性狀的改變。②突變成的隱性基因在雜合子中不引起性狀的改變。③某些突變雖改變了蛋白質(zhì)中個別氨基酸的種類,但并不影響該蛋白質(zhì)的功能。④不具遺傳效應(yīng)的DNA片段中的“突變”不引起性狀變異。2.基因突變對子代的影響(1)基因突變發(fā)生在有絲分裂過程中,一般不遺傳,但有些植物可以通過無性生殖傳遞給后代。(2)如果發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,可以通過配子傳遞給后代。3.基因突變與基因表達(dá)的聯(lián)系4.基因重組內(nèi)涵和外延概念理解(1)基因重組使控制不同性狀的基因重新組合,因此會

產(chǎn)生不同于親本的新類型,但只有原有的不同性狀的重新組合,并不會產(chǎn)生新的性狀。(2)基因重組發(fā)生的時間是減數(shù)第一次分裂的后期和四分體時期,而不是受精作用過程中。(3)基因重組為生物變異提供了極其豐富的來源,是形成生物多樣性的重要原因之一。(4)基因重組在人工操作下也可實(shí)現(xiàn),如基因工程、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化中都發(fā)生了基因重組。基因突變與基因重組的區(qū)別基因突變基因重組本質(zhì)基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)了新性狀不同基因的重新組合，不產(chǎn)生新基因，而是產(chǎn)生新基因型，使之性狀重新組合發(fā)生時間及原因細(xì)胞分裂期間DNA分子復(fù)制時，由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基互補(bǔ)配對出現(xiàn)差錯或堿基對的丟失減數(shù)第一次分裂過程中，同源染色體的非姐妹染色體間交叉互換，以及非同源染色體上基因自由組合條件外界條件的劇變和內(nèi)部因素的相互作用不同個體間的雜交，有性生殖過程中減數(shù)分裂和受精作用意義生物變異的主要來源，生物進(jìn)化的重要因素之一，通過誘變育種可培育新品種是生物變異的重要因素，通過雜交育種使性狀重組，可培育出新的優(yōu)良品種發(fā)生可能可能性很小非常普遍總之，基因重組只能發(fā)生在進(jìn)行有性生殖的生物，即孟德爾遺傳規(guī)律適用的范圍內(nèi)，而基因突變則只要含有基因的生物就都能發(fā)生。基因重組不能產(chǎn)生新的基因，只能產(chǎn)生新的基因型。特點(diǎn)普遍性、隨機(jī)性、低頻性、多數(shù)有害、不定向性。非常豐富提醒：1.以RNA為遺傳物質(zhì)的生物,其RNA上核糖核苷酸序列發(fā)生變化,也引起基因突變,且RNA為單鏈結(jié)構(gòu),更易發(fā)生突變。2.基因突變一定產(chǎn)生新基因,但不一定產(chǎn)生新性狀;基因重組一定不產(chǎn)生新基因,但會產(chǎn)生新基因型,從而出現(xiàn)不同性狀的重新組合,但未改變基因的“質(zhì)”和“量”。（一）染色體結(jié)構(gòu)的變異（1）缺失1、類型：三、染色體變異（2）重復(fù)（3）倒位（4）易位染色體交叉互換的示意圖四分體中的非姐妹染色單體之間經(jīng)常發(fā)生纏繞，并交換對等片斷思考：這屬于染色體結(jié)構(gòu)變異嗎？染色體結(jié)構(gòu)的改變會導(dǎo)致染色體上基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。3、后果：4、特點(diǎn)：頻率很低5、誘導(dǎo)因素：電離輻射、病毒感染或化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)。大多數(shù)染色體結(jié)構(gòu)的變異對生物體是不利的，有時甚至導(dǎo)致生物體死亡。2、原因：染色體斷裂以及斷裂后片段不正常的重新連接。正常增多減少個別變異（非整倍性變異）整組變異（整倍性變異）成倍增多或減少

（二）染色體數(shù)目的變異1、個別染色體增加或減少（非整倍性變異）

實(shí)例：

21三體綜合征（多1條21號染色體）性腺發(fā)育不全綜合征（XO）

21三體綜合征。原因是人的21號染色體多了一條?；颊咧橇Φ拖?，身體發(fā)育緩慢?；純撼１憩F(xiàn)口常半張，所以又叫伸舌樣癡呆。個別染色體增加或減少(1)果蠅體細(xì)胞有幾條染色體？8條(2)Ⅱ號和Ⅱ號染色體是什么關(guān)系?Ⅲ號和Ⅳ號呢?同源染色體非同源染色體(3)雄果蠅的體細(xì)胞中共有哪幾對同源染色體?Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y2、以染色體組的形式成倍增加或減少（整倍性變異）：請思考：(4)a、雄果蠅產(chǎn)生的精子中有哪幾條染色體？

b、這些染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上有什么特點(diǎn)？c、這些染色體之間