基因突變和基因重組09630

1、什么叫“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。,想一想：上述甘藍品種的引種過程中，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?,分析：是環(huán)境因素引起的 ，自身的遺傳物質沒有改變。,紅花的后代變成了藍紫色,上述變異性狀的后代 為何仍然是藍紫色花呢？,遺傳物質發(fā)生了改變。,藍紫色花的后代仍是藍紫色,（不遺傳的變異）,（改變）,（改變）,（改變）,（遺傳物質未發(fā)生改變）,（遺傳物質發(fā)生改變）,（可遺傳的變異）,基因突變,生物的變異,不可遺傳的變異 可遺傳的變異,基因重組,染色體變異,生物體內遺傳物質沒有改變,生殖細胞內遺傳物質的改變,不同生物的可遺傳變異來

2、源：,病毒,基因突變,原核生物,基因突變,真核生物,基因突變、基因重組、染色體變異,思維拓展,我?guī)洿簦?哼,一、基因突變,鐮刀型細胞貧血癥,（一）基因突變的實例,資料：1910年，一個黑人青年到醫(yī)院看病，檢查發(fā)現(xiàn)他患的是當時人們尚未認識的一種特殊的貧血癥，他的紅細胞不是正常的圓餅狀，而是彎曲的鐮刀狀，人們稱這種病為鐮刀型細胞貧血癥。這種病患者一旦缺氧，紅細胞變成長鐮刀型。病重時，紅細胞受機械損傷而破裂的現(xiàn)象，引起嚴重貧血而造成死亡。,正常血紅蛋白第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代。,探究正常血紅蛋白究竟出了什么問題？,谷氨酸,纈氨酸,DNA,mRNA,氨基酸,蛋白質,正常,異常,_原因,鐮刀型細胞貧

3、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？,直接原因,決定,谷氨酸 纈氨酸,替換,增添,缺失,DNA片段,堿基對的增添、缺失或替換，改變了基因的結構。,探究 DNA分子中的堿基對有哪幾種變化，從而導致基因結構的改變？,1、概念： DNA分子中發(fā)生堿基對的_、_和_，而引起的_的改變。,增添,缺失,替換,基因結構,（二）基因突變的概念,（三 ）基因突變的結果：,不改變基因在染色體上的位置和基因的數量。,2.光學顯微鏡下能觀察到嗎？,染色體某一個位點上基因的改變，顯微鏡下不可見,3.一定會引起遺傳信息的改變嗎？,4.一定會

4、引起性狀的改變嗎？,1.改變基因在染色體上的位置和染色體上基因的數量嗎？,產生了新的基因,等位基因,一定,隱性突變,顯性突變,DNA,異亮氨酸,精氨酸,天冬氨酸,mRNA,T T G G C G ,A A C C G C ,堿基對替換,精氨酸,DNA,異亮氨酸,精氨酸,異亮氨酸,mRNA,T A A G C G ,A T T C G C ,堿基對替換,精氨酸,DNA,蘇氨酸,丙氨酸,mRNA,異亮氨酸,精氨酸,堿基對缺失,A T A C C G C ,T A G G C G ,T A T G G C G ,DNA,A T C C G C ,mRNA,正常,堿基對增添,異亮氨酸,精氨酸,異亮氨酸

5、,脯氨酸,顯性純合子可能突變成雜合子（AAAa）,基因突變通常會引起生物性狀的改變，但并不是一定引起生物性狀的改變，因為：,一種氨基酸可能有幾種密碼子（密碼子簡并性）,總的來說，堿基對的替換相對于另兩種突變情況，對生物性狀的影響是最小的,（四 ）基因突變發(fā)生的時間？,細胞周期中的分裂間期,A、有絲分裂間期（體細胞）,B、減數第一次分裂前的間期（生殖細胞）,一般不能傳給后代,可以通過受精作用直接傳給后代,基因突變若發(fā)生在配子中（減數分裂時產生）將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。 若發(fā)生在體細胞（有絲分裂），一般不能遺傳。有些植物體細胞發(fā)生基因突變，可以通過無性繁殖傳遞。人體某些體細胞的基因（原癌基因和抑

6、癌基因）突變，有可能發(fā)展成癌細胞。,（五）基因突變的原因,自發(fā)突變：自然條件下DNA偶爾復制錯誤 例如：果蠅的白眼，水稻的矮稈等。 誘發(fā)突變：,提高突變頻率,X射線、激光等,亞硝酸、堿基類似物等,病毒、某些細菌等,夏季涂抹防曬霜 青少年少上網，少用手機 不喝反復燒開的水（含亞硝酸鹽）,物理因素,物理因素,化學因素,少吃燒烤和油炸食品,化學因素,分析以下情況是減少哪種因素誘發(fā)基因突變的可能，從而防止細胞癌變？,接種乙肝疫苗,生物因素,細菌 無抗藥性抗藥性 棉花 正常枝短果枝 果蠅 紅眼白眼 長翅殘翅 家鴿 羽毛白色灰紅色 人 正常色覺色盲 正常膚色白化病,常見突變性狀：,1 在生物界普遍存在,玉

7、米白化苗,人類多指,探究 基因突變有何特點？,短腿安康羊（中）,原核和真核生物均能發(fā)生,基因突變發(fā)生在生物個體發(fā)育的什么時期？,任何時期,2 在生物個體發(fā)育的如何時期發(fā)生隨機性,小資料,3、突變率低低頻性,自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。,白化苗,4、大多數突變是有害的多害少利性,白化病,為什么呢？,任何一種生物都是長期進化過程的產物，它們 與環(huán)境取得了高度的協(xié)調。,基因突變中，有利突變多，還是有害突變多？,有害的基因突變,畸形的雛鴨,人類的多指,人類的并指,鐮刀形紅細胞,高產大豆 高產青霉菌株,有利的基因突變,5、 基因突變是不定向的不定向性,經誘變處理的紫色種子產生的子代種子,灰老鼠,

8、黑老鼠,黃老鼠,1 基因突變是新基因產生的途徑， 2 是生物變異的根本來源, 3 是生物進化的原始材料.,（六）基因突變的意義,2、基因突變的根本原因是：A染色體上的DNA變成了蛋白質B染色體上的DNA變成了RNAC染色體上的DNA減少了或增多了D染色體上的DNA結構發(fā)生了改變,不遺傳的變異,和其他一樣,D,批判性思維,有人認為，自然條件下基因突變率很多低，而且大多數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

9、產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。,（P82）,“一母生九仔，連母十個樣”這種差異怎么造成的？,二、基因重組,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交叉互換,2 類型:,交叉互換型 同源染色體上的非姐妹染色體之間發(fā)生局部互換.,3 時間:,自由組合型：減數第一次分裂后期,交叉互換型：減數第一次分裂四分體時期,基因重組能否產生新的基因？,不能?？刂撇煌誀畹幕蛑匦陆M合，不產生新基因，可形成新的基因型。,思考:人的體細胞中有23對染色體1、如果不考慮基因突變和交叉互換，請你計算,一位父親可

10、能產生多少種染色體不同的精子？一位母親可能產生多少種染色體組成不同的卵細胞？,都為223種,2、可能組成的受精卵有多少種不同的染色體組成？,246種,由于減數分裂形成的配子的染色體組成具有多樣性,導致不同配子遺傳物質的差異,加上受精過程中卵細胞和精子的結合的隨機性,同一雙親的后代必然呈現(xiàn)多樣性.,【意義】,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,堿基對的增添、缺失或替換引起的基因結構的改變,控制不同性狀的基因的重新組合，不產生新基因,分裂間期,有性生殖過程,自然突變、誘發(fā)突變,產生新基因,產生新的基因型,生物變異的根本來源，生物進化的原材料,生物變異的來源

11、之一，形成生物多樣性的重要原因,突變頻率低，但在生物界普遍存在,有性生殖中非常普遍,基因突變和基因重組,課 堂 練 習,1.一種植物在正常情況下只開紅花，但偶然會出現(xiàn)一朵白花，如果將白花種子種下去，它的后代全部開白花，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是( ） A. 自然雜交 B. 自然選擇 C. 基因突變 D. 基因重組 2.進行有性生殖的生物其親子代之間總是存在著一定的差異的主要原因是（ ） A. 基因重組 B. 基因突變 C. 染色體變異 D. 生活條件改變,3.下列有關基因突變的說法，不正確的是( )A. 自然條件下，一種生物的突變率是很低的B. 生物所發(fā)生的基因突變一般都是有利的C. 基因突變在自然

12、界的中廣泛存在D. 基因突變可產生新的基因，是生物變異的主要來源,4、基因突變的本質是： A染色體上的DNA變成了蛋白質 B染色體上的DNA變成了RNA C染色體上的DNA減少了或增多了 D染色體上的DNA結構發(fā)生了局部改變,5在一塊馬鈴薯甲蟲成災的地里，噴了一種新的農藥后，約98的甲蟲死了，約2的甲蟲生存下來，生存下來的原因是（ ） A有基因突變產生的抗藥性個體存在 B以前曾噴過某種農藥，對農藥有抵抗力 C約有2的甲蟲未吃到沾有農藥的葉子 D生存下來的甲蟲是身強體壯的年輕個體,課后練習,（P84）,基礎題 1.（1）；（2）；（3）。 2.C。 3.B。 4.A。,拓展題 1.放療或化療的作

13、用是通過一定量的輻射或化學藥劑干擾腫瘤細胞和癌細胞進行DNA分子的復制，使其產生基因突變，從而抑制其分裂的能力，或者殺死癌細胞。放療的射線或化療的藥劑，既對癌細胞有作用，也對正常的體細胞有作用，因此，放療或化療后病人的身體是非常虛弱的。,2.鐮刀型細胞貧血癥患者對瘧疾具有較強的抵抗力，這說明，在易患瘧疾的地區(qū)，鐮刀型細胞的突變具有有利于當地人生存的一方面。雖然這個突變體的純合體對生存不利，但其雜合體卻有利于當地人的生存。,在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同形狀的基因的重新組合。,（一）基因重組的概念,方式,、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,

14、減數第一次分裂后期 非同源染色體上的非等位基因自由組合,A,a,b,B,A,a,B,b,Ab和aB,AB和ab,（二）基因重組發(fā)生時期,減數第一次分裂前期（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差距越大，基因重組的類型就越多。,（三）基因重組的特點,1、變異概率高，幾乎100% 2、只有通過有性生殖過程才能實現(xiàn)的。,思考與討論,（P83）,1.2 種精子；2 種卵細胞。,23,23,2.需要有2 +1個個體；不可能。,46,3 .生物體的性狀是由基因控制的。在減數分裂形成生殖細胞的過程中，隨著同源染色體的分離，位于非同源染色體上的非等位基因進行重新組合。

15、人的基因約有3萬多個，因此，形成生殖細胞的類型也非常多，由生殖細胞通過受精作用形成的受精卵的類型也就非常多。所以，人群中個體性狀是多種多樣的。,意義,基因重組中有無新的基因產生？ 有無新的基因型和表現(xiàn)型形成？,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。,思考,（四）基因重組的意義,基因的分子結構發(fā)生改變。,不同基因的重新組合。,細胞分裂間期 由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基對的替換、缺失或增添,減數第一次分裂前期的四分體時期的交叉互換； 減數第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合。,外界環(huán)境條件的變化和內部因素的相互作用。,有性生殖過程中

16、進行減數分裂形成生殖細胞。,新基因產生的途徑，是生物變異的根本來源,是生物進化的原始材料。,是生物變異的重要來源，是形成生物多樣性的重要原因，對生物的進化也具有重要的意義,突變頻率低，但普遍存在,有性生殖中非常普遍,產生了新基因，出現(xiàn)了新性狀。,不產生新基因，而是產生新的基因型，使不同性狀重新組合。,再見,課 堂 練 習,D,1. 下列現(xiàn)象中屬于可遺傳的變異的是（ ） A、玉米由于水肥充足而長得穗大粒足 B、人由于曬太陽皮膚變黑 C、無籽番茄沒有種子 D、人類的色盲病,3.下列有關基因突變的說法，不正確的是( )A. 自然條件下，一種生物的突變率是很低的B. 生物所發(fā)生的基因突變一般都是有利的

17、C. 基因突變在自然界的中廣泛存在D. 基因突變可產生新的基因，是生物變異的 主要來源,B,C,2. 一種植物在正常情況下只開紅花，但偶然會出現(xiàn)一朵白花，如果將白花種子種下去，它的后代全部開白花，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是( ） A. 自然雜交 B. 自然選擇 C. 基因突變 D. 基因重組,4. 下圖中，基因A與a1a2a3之間的 關系，不能表現(xiàn)的是 ( ),A. 基因突變是不定向的 B. 等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結果 C. 正?；蚺c致病基因可以轉化 D. 圖中基因的遺傳遵循自由組合定律,D,在一次實驗中，經測定只發(fā)現(xiàn)鳥氨酸和瓜氨酸，而沒有精氨酸。產生此現(xiàn)象的可能原因是 （） 致使（ ),基因 基因 基因,某化合物,酶酶酶,鳥氨酸,瓜氨酸,精氨酸,6. 下圖所示某一紅色鏈孢霉合成精氨酸過程：,如果酶和酶正常，酶活性喪失則能否合成 鳥氨酸和精氨酸? ( ） 原因是（ ),基因發(fā)生突變，酶缺乏,不能形成精氨酸,能合成鳥氨酸不能合成精氨酸,酶失活，鳥氨酸不能合成瓜氨酸，因此精氨酸的合成缺乏原料。,批判性思維： 有人認為，自然條件下基因突變率很低，而且大多數基因突變對生物體