高中生物基因突變和重組

關(guān)于高中生物基因突變和重組問題探討幾位同學(xué)在抄寫句子“中國隊(duì)大勝美國隊(duì)”分別抄成了“中國隊(duì)勝美國隊(duì)”“中國隊(duì)大敗美國隊(duì)”“中國隊(duì)大敗給美國隊(duì)”“中國隊(duì)敗給美國隊(duì)”討論：假如在DNA分子的復(fù)制過程中，發(fā)生了類似的錯(cuò)誤，DNA分子攜帶的遺傳信息是否會(huì)改變？這些變化可能對(duì)生物體產(chǎn)生什么影響？

答案：DNA分子攜帶的遺傳信息發(fā)生了改變。如果氨基酸發(fā)生了改變，生物體的性狀可能發(fā)生改變。

第2頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第3頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

生物的變異是指生物親、子代間或子代各個(gè)體間存在性狀差異的現(xiàn)象。什么是生物的變異？第4頁,共37頁，2024年2月25日，星期天染色體變異類型不遺傳的變異可遺傳的變異基因重組基因突變生物的變異表現(xiàn)型

基因型

環(huán)境

（不可遺傳的變異）（可遺傳的變異）基因重組染色體變異基因突變誘因（改變）（改變）（改變）第5頁,共37頁，2024年2月25日，星期天纈氨酸—組氨酸—亮氨酸—蘇氨酸—脯氨酸—纈氨酸—谷氨酸——賴氨酸······異常基因突變的實(shí)例:鐮刀型細(xì)胞貧血癥纈氨酸—組氨酸—亮氨酸—蘇氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸——賴氨酸······正常血紅蛋白分子的部分氨基酸順序正常異常一、基因突變第6頁,共37頁，2024年2月25日，星期天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_____原因根本直接鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因的圖解第7頁,共37頁，2024年2月25日，星期天┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失改變DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的

、

和

，而引起的

的改變。

增添缺失改變基因結(jié)構(gòu)1.基因突變的概念第8頁,共37頁，2024年2月25日，星期天┯┯┯ＧＡＴ

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┷┷┷天冬氨酸┯┯┯

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ＣＡＡ

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┷┷┷天冬氨酸纈氨酸DNA堿基對(duì)的改變是否一定會(huì)引起蛋白質(zhì)性狀的改變？

同學(xué)們可以嘗試在缺失和插入狀態(tài)下蛋白質(zhì)性狀是否一定改變？為什么？第9頁,共37頁，2024年2月25日，星期天···TAGGC

G······AUCCGC···

···AU

A

CCG

C···

mRNA堿基對(duì)增添···AT

A

CCGC···

···TA

TGGCG···異亮氨酸脯氨酸探究：堿基對(duì)增添會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變嗎？DNA

···ATCCGC···

正常異亮氨酸精氨酸氨基酸第10頁,共37頁，2024年2月25日，星期天[探究]堿基對(duì)的缺失會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變化嗎?···ATCCGC···

···TAGGC

G···正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸···AUCCGC···

異亮氨酸精氨酸···ACCG

C···

蘇氨酸丙氨酸②①①②···A

CCGC···

···TGGCG···堿基對(duì)缺失第11頁,共37頁，2024年2月25日，星期天請(qǐng)思考：1、堿基對(duì)的替換、增添和缺失，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)影響有什么影響？2、基因突變是否一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變？結(jié)論：替換——可能使一個(gè)氨基酸改變?cè)鎏砘蛉笔А獣?huì)使插入或缺失位點(diǎn)以后氨基酸序列都改變，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)影響更大。結(jié)論：基因突變不一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變。mRNA上改變了的密碼子與原密碼子可能仍對(duì)應(yīng)同一種氨基酸。第12頁,共37頁，2024年2月25日，星期天

1、哪一種基因突變對(duì)生物性狀的影響最?。?/p>

堿基對(duì)的替換2、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）

第13頁,共37頁，2024年2月25日，星期天發(fā)生的時(shí)間:細(xì)胞周期中的分裂間期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（一般不能傳給后代,人體某些體細(xì)胞基因的突變可能發(fā)展為癌細(xì)胞）（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)誤或由于某種原因斷裂后進(jìn)行修復(fù)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。基因突變都會(huì)遺傳給后代嗎？可遺傳變異不一定傳給后代！第14頁,共37頁，2024年2月25日，星期天2.基因突變的原因

（1）自發(fā)突變（內(nèi)因）DNA復(fù)制時(shí)偶爾發(fā)生錯(cuò)誤（2）誘變突變（外因）物理因素：如X射線、激光等化學(xué)因素：如亞硝酸、堿基類似物等生物因素：如病毒和某些細(xì)菌等

人工誘變育種運(yùn)用物理因素或化學(xué)因素提高突變率,誘發(fā)基因突變,獲得優(yōu)良品種.太空南瓜第15頁,共37頁，2024年2月25日，星期天夏季涂抹防曬霜化療法抑制癌細(xì)胞增殖青少年少上網(wǎng)，少用手機(jī)不喝反復(fù)燒開的水（含亞硝酸鹽）物理因素化學(xué)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利用或回避了哪種因素第16頁,共37頁，2024年2月25日，星期天①成功率低,有利個(gè)體往往不多②需大量處理材料人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用誘變意義:是創(chuàng)造動(dòng)、植物新品種和微生物新類型的重要方法（2）優(yōu)點(diǎn)：①提高突變率，縮短育種周期②大幅度改良某些性狀（3）缺點(diǎn):

物理方法：X射線、γ射線、紫外線、激光等化學(xué)方法：亞硝酸、硫酸二乙酯等

（1）常用的方法：第17頁,共37頁，2024年2月25日，星期天細(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——白化病你認(rèn)為突變有什么特點(diǎn)？常見突變性狀：一在生物界普遍存在；討論與思考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18頁,共37頁，2024年2月25日，星期天開花結(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1、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)期二在生物體內(nèi)隨機(jī)發(fā)生；[探究]基因突變有何特點(diǎn)？思考①②③④⑤第19頁,共37頁，2024年2月25日，星期天小資料三突變率低；[探究]基因突變有何特點(diǎn)？第20頁,共37頁，2024年2月25日，星期天白化苗四

大多數(shù)突變是有害的白化病為什么呢？

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)。[探究]基因突變有何特點(diǎn)？第21頁,共37頁，2024年2月25日，星期天五基因突變是不定向的[探究]基因突變有何特點(diǎn)？經(jīng)誘變處理的紫色種子產(chǎn)生的子代種子經(jīng)誘變處理的黑色家鼠產(chǎn)生的子代顯性突變隱性突變第22頁,共37頁，2024年2月25日，星期天3．基因突變的特點(diǎn)

①普遍性:自然界的物種中廣泛存在②隨機(jī)性:可發(fā)生在任何時(shí)期③不定向性：④低頻性:自然界突變率很低：10－5-

10-8⑤有害性:多數(shù)有害,少數(shù)有利例子

A＝a1或A＝a2一個(gè)基因突變后產(chǎn)生的是它的等位基因第23頁,共37頁，2024年2月25日，星期天思考：1．基因突變能產(chǎn)生新的基因嗎？2．這些新的基因產(chǎn)生的新性狀對(duì)生物的生存有什么意義（有利還是有害）?3．自然環(huán)境會(huì)選擇哪些個(gè)體生存下來？（有利還是有害）4、基因突變的意義第24頁,共37頁，2024年2月25日，星期天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?；蛲蛔冃禄颍ǖ任换颍┗蛐停ǜ淖儯┍憩F(xiàn)型（改變）引發(fā)生物變異4.基因突變的意義:

可以產(chǎn)生新的基因第25頁,共37頁，2024年2月25日，星期天1、基因突變的概念2、基因突變的結(jié)果基因突變總結(jié)3、基因突變發(fā)生的時(shí)期和部位4、基因突變的分類5、基因突變的原因6、基因突變的特點(diǎn)7、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，為生物進(jìn)化提供了最初的原材料。第26頁,共37頁，2024年2月25日，星期天F2黃色圓粒黃色皺粒綠色圓粒綠色皺粒F1黃色圓粒綠色皺粒P×黃色圓粒思考：為什么子二代會(huì)出現(xiàn)親代沒有的表現(xiàn)型？YYRRyyrrYyRr基因自由組合第27頁,共37頁，2024年2月25日，星期天“一母生九仔，連母十個(gè)樣”這種差異怎么造成的？第28頁,共37頁，2024年2月25日，星期天有性生殖基因重組概念基因重組是通過過程實(shí)現(xiàn)的方式在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合.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29頁,共37頁，2024年2月25日，星期天非同源染色體上的

非等位基因自由組合AabBAaBbAb和aBAB和ab自由組合的根本原因第30頁,共37頁，2024年2月25日，星期天同源染色體上的

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)的第31頁,共37頁，2024年2月25日，星期天4、意義：基因重組是生物變異的來源之一，對(duì)生物的進(jìn)化有重要意義。思考1：基因重組中有無新的基因產(chǎn)生？思考2：果蠅的體細(xì)胞有4對(duì)同源染色體，根據(jù)自由組合規(guī)律計(jì)算，一只雄果蠅能產(chǎn)生多少種染色體不同的精子，一只雌果蠅能產(chǎn)生多少種染色體不同的卵細(xì)胞？非常豐富3、特點(diǎn)第32頁,共37頁，2024年2月25日，星期天小結(jié)：基因突變與基因重組的比較堿基對(duì)增添|缺失|替換引起基因結(jié)構(gòu)變化，產(chǎn)生新基因不產(chǎn)生新基因，產(chǎn)生新基因型生物變異的根本來源，為生物的進(jìn)化提供原始材料有性生殖中，控制不同性狀的基因重新組合的過程普遍性、隨機(jī)性、低頻性、多害少利性、不定向性。非常豐富自發(fā)突變、誘發(fā)突變細(xì)