基因突變和基因重組

第5章基因突變及其他的變異5.1基因突變和基因重組黑老鼠灰老鼠黃老鼠

通過美容手術(shù)，紋成彎彎的柳葉眉，這種柳葉眉能遺傳嗎？為什么？不可遺傳的變異

太空椒（經(jīng)過太空遨游，也就是經(jīng)過輻射的）和普通椒相比，太空椒具有明顯的優(yōu)勢，果實(shí)肥大，把其種下去后結(jié)出的仍是太空椒可遺傳的變異太空椒普通青椒神奇的太空育種生殖細(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一、基因突變紅花的后代變成了藍(lán)紫色基因突變的實(shí)例正常山羊有時(shí)生下短腿“安康羊”基因突變的實(shí)例2023/11/11基因突變的結(jié)果：AAaA一個(gè)基因突變后產(chǎn)生的是它的等位基因科學(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。正常異常正常異?！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?？茖W(xué)史二鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因的圖解

正常谷氨酸

GAACTTGAA蛋白質(zhì)氨基酸RNADNA

異常纈氨酸

GUACATGTA

突變

根本原因是堿基對被替換引起的一種遺傳病，從而基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變產(chǎn)生的。病因：兩面凹的圓餅狀性狀谷氨酸……CTTGAA…………DNAGAA……mRNA正常蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)GUA…………纈氨酸異常蛋白質(zhì)鐮刀型CATGTA…………病因分析ATCCGTAGGC缺失（正?；蚱危┨鎿Q增添AACCGTTGGCATTCCGTAAGGCA

CCGTGGC12345比一比（一）、基因突變的概念:指發(fā)生在基因水平上的變異。是由于DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添或缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替換ATCCGTAGGC缺失（正常基因片段）替換增添AACCGTTGGCATTCCGTAAGGCA

CCGTGGC12345比一比CCTGAGGTCGGACTCCAGCCTGTGGTCGGACACCAGCCTGACGGTCGGACTGCCAGCCTGGGTCGGACCCAG替換增添缺失DNA比一比、查一查ＡＡ甲乙丙丁DNA堿基對替換，不一定引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。結(jié)論:若DNA堿基對替換，是否一定引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變？基因突變的本質(zhì)是：？基因結(jié)構(gòu)的改變，產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)新性狀。(二)基因突變發(fā)生的時(shí)間？Why？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（但一般不能傳給后代）（可以通過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)誤議一議①基因突變發(fā)生時(shí)間？細(xì)胞分裂間期DNA復(fù)制時(shí)②基因突變可以發(fā)生在生殖細(xì)胞，也可以發(fā)生在體細(xì)胞,那么基因突變都會(huì)遺傳給后代嗎？

前者可以；后者一般不能。③某自花傳粉觀賞植物連續(xù)幾代開紅花，一次開出一朵白花，如何培育更多開白花的植株？

用無性繁殖的方法（嫁接、扦插等）。(三)基因突變的原因物理因素化學(xué)因素生物因素紫外線X射線其它各種輻射亞硝酸堿基類似物基因突變的原因物理因素化學(xué)因素病毒因素紫外線X射線其它各種輻射亞硝酸堿基類似物苯環(huán)類似物致癌物質(zhì)有亞硝酸胺，石棉，3,4-苯并芘，黃曲霉素，苯，甲苯，二甲苯，甲醛，蘇丹紅，丙烯酰胺，孔雀石綠、萘、鉛，硫酸鈷，硝基苯，硝基甲烷等。

復(fù)制偶發(fā)錯(cuò)誤堿基組成改變內(nèi)部因素外部因素引起基因突變的因素：3、生物因素：如病毒和某些細(xì)菌等引起突變的原因-----人類史上的災(zāi)難一九四五年八月六日，美國為迫使日本迅速投降，在日本廣島投擲了人類史上第一顆原子彈。當(dāng)場炸死七萬余人，負(fù)傷失蹤者五萬余人。八月九日，美國又在日本長崎投下第二顆原子彈，造成九萬五千人傷亡。原子彈迅速結(jié)束了第二次世界大戰(zhàn)，也拉開了人類核災(zāi)難的序幕。當(dāng)?shù)鼐用耖L期受到輻射遠(yuǎn)期效應(yīng)的影響，腫瘤、白血病的發(fā)病率明顯增高，對人們的健康和生存造成很大威脅。戰(zhàn)爭與生態(tài)破壞引起突變的原因-----人類史上的災(zāi)難

一九八六年四月二十六日凌晨，前蘇聯(lián)烏克蘭境內(nèi)切爾諾貝利核電站發(fā)生大爆炸。前后已有近萬人死于這起事故，數(shù)十萬人受到輻射傷害。造成直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)十億美元，間接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)千億美元。其后患將會(huì)影響人類一百年，是已知的世界最大核事故。這次事故在世界上造成的巨大影響，使各國重新考慮核能的安全性并加強(qiáng)了這方面的國際合作。思考：下列引起基因突變的原是……？1、二戰(zhàn)時(shí)，美國在日本的廣島、長崎投下兩顆原子彈，導(dǎo)致白血病患者出生率增加。

2、蘇丹紅進(jìn)入人體可產(chǎn)生致癌作用。3、乙肝病毒使肝細(xì)胞進(jìn)一步變異，肝細(xì)胞不凋亡，而且不斷地再生，就形成了肝癌。內(nèi)因：DNA復(fù)制時(shí)自身也偶爾發(fā)生錯(cuò)誤物理因素化學(xué)因素生物因素(四)基因突變的類型按來源分__________與__________

按突變后對生物個(gè)體的影響分_________與________,對生物體而言，多數(shù)為____________。自然突變?nèi)斯ふT變有利突變有害突變有害突變①打破對環(huán)境的適應(yīng)性為何基因突變對生物體而言，多數(shù)為有害突變?如此的話基因突變對生物豈不是沒有意義?②產(chǎn)生新基因引發(fā)生物變異為進(jìn)化提供原始材料基因突變的種類自發(fā)突變：自然條件下DNA偶爾復(fù)制錯(cuò)誤誘發(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（五）、基因突變的特點(diǎn)：普遍性隨機(jī)性低頻性多害少利性不定向性任何生物時(shí)期、個(gè)體、細(xì)胞、基因不同基因突變頻率不同產(chǎn)生一個(gè)以上等位基因棉花正常枝——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——白化病你認(rèn)為突變有什么特點(diǎn)？第一，基因突變在生物界是普遍存在的。自然突變誘發(fā)突變植物的個(gè)體發(fā)育開花結(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哪些細(xì)胞能發(fā)生基因突變？基因突變發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的什么時(shí)期？第二，基因突變是隨機(jī)發(fā)生的?；蛲蛔儠?huì)發(fā)生在哪個(gè)個(gè)體里？細(xì)胞里哪些基因能發(fā)生基因突變？任何細(xì)胞能發(fā)生基因突變。細(xì)胞里任何基因都可能發(fā)生基因突變?；蛲蛔儼l(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期?；蛲蛔兛赡軙?huì)發(fā)生在任何個(gè)體里?；蛲蛔兟蚀竽c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小資料第三，在自然狀態(tài)下，對一種生物來說，基因突變的頻率是很低的。

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)。第四，大多數(shù)基因突變對生物體是有害的。白化苗少數(shù)基因突變是對生物體有利的。第五，基因的突變是不定向的。產(chǎn)生一個(gè)以上等位基因。小結(jié)：基因突變的特點(diǎn)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有害性：⑤不定向性：A＝a1或A＝a2等位基因是如何產(chǎn)生的？（六）、基因突變的意義

是__________產(chǎn)生的途徑，是生物變異的_________、________的原始材料。新基因生物進(jìn)化根本來源基因突變的意義產(chǎn)生新基因生物變異的根本來源形成新性狀生物進(jìn)化的原始材料基因突變的意義：是生物變異的根本來源，為生物的進(jìn)化提供了最初的原材料。基因突變新基因（等位基因）基因型（改變）表現(xiàn)型（改變）可以產(chǎn)生新的基因引發(fā)生物變異誘發(fā)突變的應(yīng)用空間生命科學(xué)：高真空(10—8pa)微重力(10—4g)強(qiáng)輻射(尤其是危害性極大的HZE）太空誘變育種高產(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想一想1、基因自由組合定律中，哪些基因可以進(jìn)行重新組合呢？2、非等位基因伴隨什么進(jìn)行重新組合呢？3、非同源染色體在什么時(shí)期重新組合？回顧孟德爾自由組合定律。二、基因重組2、概念：1、類型：二、基因重組3、意義：“一母生九仔，連母十個(gè)樣”這種差異怎么造成的？“一豬生九仔，連母十個(gè)樣”，這種個(gè)體的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的?基因重組1、基因重組的實(shí)例基因重組是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因重新組合。什么叫重組性狀？2、概念：3、意義：生物變異的來源之一，對生物多樣性的重要意義。3、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？非同源染色體上的

非等位基因自由組合AabBAaBbAb和aBAB和ab4.原因

同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換四分體時(shí)期減數(shù)第一次分裂的后期非同源染色體上的

非等位基因自由組合一種具有20對等位基因（這20對等位基因分別位于

20對同源染色體上）的生物進(jìn)行雜交時(shí)，F(xiàn)2可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型就有

種。AabBAaBbAb和aBAB和ab220=1048576AabBAaBb同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換非同源染色體自由組合非同源染色體上的

非等位基因自由組合同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換13241423同源染色體上的

非姐妹染色單體之間的交叉互換基因重組是通過有性生殖來實(shí)現(xiàn)的比較項(xiàng)目基因突變基因重組定義時(shí)期類型結(jié)果意義應(yīng)用堿基對的增添、缺失或改變而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變有性生殖過程中，控制不同性狀的基因重新組合分裂間期復(fù)制過程減Ⅰ分裂過程中自然突變、誘發(fā)突變隨機(jī)重組、交換重組產(chǎn)生新基因產(chǎn)生新的基因型生物進(jìn)化的根本來源形成生物多樣性的重要原因之一誘變育種雜交育種基因突變和基因重組的比較

基因突變

基因重組本質(zhì)原因時(shí)間意義可能性產(chǎn)生新的基因產(chǎn)生新的基因型堿基對的增添、缺失、改變基因自由組合；基因交叉互換等間期DNA復(fù)制時(shí)減數(shù)第一次分裂變異的根本來源；進(jìn)化的原材料生物變異來源之一生物多樣性重要原因低頻