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1、第5章基因突变及其他变异 普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中 给予充足的阳光和水分 结出的是粒多饱满的种子 但是再把这些种子种回原来的地方 结出的仍旧是普通的种子 1 不可遗传的变异 变异的种类 与普通椒相比 经过太空辐射的太空椒具有明显的优势 果实肥大 把其种子种下去后结出的仍是太空椒 2 可遗传的变异 可遗传的变异 不可遗传的变异 基因突变 染色体变异 基因重组 仅仅由环境不同引起 遗传物质没有改变 不能进一步遗传给后代 由于生殖细胞中遗传物质发生了改变 其后代将继承这种改变 生物变异的类型 课本P95 第1节基因突变和基因重组 三位同学在抄写英语句子 THECATSATONTHEMAT 猫
2、坐在草席上 时 分别抄成了左图中的句子 意思发生了变化 碱基互补配对规则 能保证DNA复制的准确性 使亲子代间的遗传信息 保持一致 但如果发生类似抄错句子一样的错误 会不会改变生物的性状 镰刀型细胞贫血症患者的红细胞成镰刀状 缺氧时患者血液的粘性增加 引起红细胞的堆积 导致各器官血流的阻塞 病重时 红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象 引起严重贫血而造成死亡 一 实例 镰刀型细胞贫血症简介 一 基因突变的实例 概念及影响 正常红细胞 镰刀型细胞 患者在组成血红蛋白分子的多肽链上 发生了氨基酸的替换 思考与讨论 1 图中患者哪一个氨基酸发生了改变 2 下图是镰刀型细胞贫血症病因的图解 请查阅密码子
3、表 完成图解 A T A U 根本原因 直接原因 血红蛋白分子中的一个氨基酸被替换 控制血红蛋白合成的基因中一个碱基被替换 A T A U 3 镰刀型细胞贫血症正否遗传 怎样遗传 能够遗传 突变后的DNA分子复制 通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞 并将突变基因传递给下一代 增添 缺失 替换 DNA分子中发生碱基对的 和 而引起的的改变 二 基因突变的概念 增添 缺失 替换 基因结构 本质 原因 结果 碱基对排列顺序不同 基因突变一定引起生物体性状的改变吗 A U AT 镰刀型细胞贫血症的分析 谷氨酸 正常 异常 缬氨酸 mRNA 密码子 DNA 基因 氨基酸 血红蛋白 基因结构 遗传信息
4、 性状 改变 改变 改变 镰刀型细胞贫血症的分析 GAA GAA CTT GAG 谷氨酸 正常 正常 谷氨酸 mRNA 密码子 DNA 基因 氨基酸 血红蛋白 基因结构 遗传信息 性状 改变 改变 不改变 基因突变会引起基因结构 遗传信息 改变 但不一定引起生物性状的改变 密码子的简并性 碱基对的缺失 增添 替换这3种类型中 什么情况的基因突变对生物性状的影响可能最严重 碱基对替换 单个氨基酸的改变或不改变 三 基因突变对生物体性状的影响 金榜P51 基因中碱基对的增添或缺失 肽链 起始 缬 异亮 亮 甘 终止 肽链 起始 甘 天冬 脯 精 缬 突变前 突变后 碱基对增添或缺失 引起一系列氨基
5、酸的改变 例1 下面不容易发生基因突变的细胞是A 神经细胞B 进行无丝分裂的蛙的红细胞C 进行减数分裂的精原细胞D 植物茎的分生组织细胞 基因突变最可能发生在细胞分裂的什么时期 为什么 若上述细胞发生基因突变 可遗传后代的是哪些 C 生殖细胞 配子 体细胞 可遗传 一般不遗传 植物体细胞可通过无性繁殖遗传 D 分裂间期 DNA复制 突变发生的时期越迟 则生物表现出突变性状的部分越少 物理因素 生物因素 自发产生 化学因素 1 日本长崎和广岛两地的原子弹受害者白血病和皮肤癌的发病率都很高 2 新居刚装修完 B夫妇就入住了 一年后生下个健康的儿子 可儿子长到三岁发现得了白血病 3 科学家在有些动物
6、的癌细胞中发现到病毒颗粒 近年来已经证明RNA肿瘤病毒具有致癌作用 4 DNA的复制并不是100 的精确 在自然情况下 DNA复制约有10 9的错误率 二 基因突变的原因 特点及意义 一 原因 秋水仙素 自发突变 一 原因 诱发突变 自发突变 外因 内因 二 基因突变特点 2 随机性 4 低频性 3 不定向性 5 多害少利 也有中性 1 普遍性 基因突变常发生时间 细胞分裂的间期 DNA复制期 例3 以下关于基因突变的叙述中 正确的是 多选 A 自然状态下生物的突变率是很高的B 基因突变在光学显微镜下观察不到C 突变后的性状是不能遗传给后代D 生物体所发生的突变通常是有害的 1 野生型的果蝇是
7、红眼的 什么原因使得果蝇具有白眼基因而表现出白眼的性状 2 生物变异包括环境引起的变异 以及基因突变 基因重组和染色体变异 你觉得最根本的变异是哪种 3 通过基因突变生物体可以产生多种不同类型 这对生物进化有何作用 意义 1 新基因产生的途径 3 生物进化的原始材料 2 生物变异的根本来源 P82 三 意义 基因突变 基因突变光学显微镜下观察不到 自发产生 基因突变的原因和特点 原因 诱发突变 自发突变 物理因素 生物因素 化学因素 本质 碱基对的替换 增添和缺失 导致 普遍性 低频性 随机性 不定向性 基因结构的改变 多害少利 也有中性 三 基因重组 1 概念 生物体进行有性生殖的过程中 控
8、制不同性状的基因的重新组合 漂亮 丑陋聪明 愚蠢 P83 范围 原因 2 原因 1 基因的自由组合 在减 后期 非同源染色体上的非等位基因 减 后期 A和a B和b分别控制两对相对性状 基因型为AaBb的个体如何进行基因重组 AB ab aB Ab 2 基因的交叉互换 在减 前期 位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换 基因重组是生物变异的一种 产生新基因还是新基因型 是生物变异的来源之一 生物进化的原始材料 1 人的体细胞中有23对染色体 请你根据自由组合定律计算 一位父亲可能产生多少种染色体组成不同的精子 一位母亲可能产生多少种染色体组成不同的卵细胞 2 理论上
9、 孩子可以有多少种不同类型 思考与讨论 P83 基因重组能够产生多样化的基因组合的子代 其中可能有一些子代会含有适应某种变化的 生存所必需的基因组合 223种 223种 246种 4 意义 替换 有性生殖 基因自由组合 新基因 新的基因型 分裂间期 减 后期 非同源染色体非等位基因 同源染色体非姐妹染色单体 交换互换 缺失 增添 不同性状的基因 物理因素化学因素生物因素 减 前期 新基因 根本来源 原始材料 原始材料 生物变异 拓展题 1 通过一定量的辐射或化学药剂干扰癌细胞进行DNA复制 使其产生基因突变 从而抑制其分裂 或者杀死癌细胞 放疗的射线或化疗的药剂 对癌细胞和正常体细胞都有作用
10、因此 放疗或化疗后病人的身体非常虚弱 2 在易患疟疾的地区 镰刀型细胞的突变具有有利于当地人生存的一方面 虽然这个突变体的纯合体对生存不利 但其杂合体却有利于当地人的生存 典例1 2010 福建高考 如图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图 已知WNK4基因发生一种突变 导致1169位赖氨酸变为谷氨酸 该基因发生的突变是 A 处插入碱基对G CB 处碱基对A T替换为G CC 处缺失碱基对A TD 处碱基对G C替换为A T CTC GAG 金榜P51 互动探究 1 处碱基对G C突变为A T时 产生的基因与原基因是等位基因的关系吗 为什么 2 若1169位赖氨酸变
11、为天冬酰胺 则发生什么样的突变 不是 因为两种基因控制的是完全相同的性状而不是相对性状 处碱基对G C替换为T A AAA AAT TTA 2012广东高考28题 Y基因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白 其部分氨基酸序列见图11 据图11推测 Y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的 和 进一步研究发现 SGRY蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体 可推测 位点 的突变导致了该蛋白的功能异常 从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱 替换 增添 典例2 2011 石门高一检测 下列有关基因重组的叙述不正确的是A 控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组B 同源染色体的姐妹染色单体之间
12、局部交换可导致基因重组C 非同源染色体上的基因自由组合可导致基因重组D 一般情况下 水稻花药内可以发生基因重组 而根尖不能 金榜P52 典例 育种专家在稻田中发现一株十分罕见的 一秆双穗 植株 经鉴定该变异性状是由基因突变引起的 下列叙述正确的是A 这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B 该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C 观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置D 将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系 4 2011 石门高一检测 如果基因中脱氧核苷酸的排列顺序发生变化 那么一定会导致A 遗传性状的改变B 遗传密码的改变C 遗传信息的改变D 遗传规律的
13、改变 巩固练习十二 7 2011 扬州高一检测 曲线a表示使用诱变剂x前青霉菌菌株数和青霉素产量之间的关系 曲线b c d表示使用诱变剂x后菌株数和产量之间的关系 下列说法不正确的是 多选 A 由a变为b c d体现了变异的多方向性B x决定了青霉菌变异方向 加快了变异频率C 在x作用下青霉菌可能发生基因突变和基因重组D b是最符合人们生产要求的变异类型 21 人类苯丙酮尿症是反应中催化步骤A的酶异常所致 如图 而黑尿症则是由于催化步骤B的酶异常造成的 一位苯丙酮尿症患者与黑尿症患者结婚 他们小孩的表现型将是 这两种疾病都是常染色体隐性遗传 双亲都为纯合子 A 全都有病B 全都正常C 一半患有
14、苯丙酮尿症 另一半正常D 一半患有黑尿症 另一半正常 22 将具有条斑叶水稻的花粉授在正常叶水稻的柱头上 得到的子代水稻全部为正常叶 若将正常叶水稻的花粉授到条斑叶水稻的柱头上 得到的子代水稻全部为条斑叶 控制这一性状的基因最可能是在A 水稻细胞核的染色体上B 水稻细胞的线粒体上C 水稻细胞的叶绿体上D 水稻细胞的核糖体上 2 基因突变随机性的分析 金榜P51 2 基因突变不定向性的分析 金榜P51 例2 喷瓜的性别类型由aD a ad三种基因决定 三种基因的关系如下图所示 该图能表明的是 多选 A 基因突变是不定向的B 基因突变是随机发生的C 等位基因的出现是基因突变的结果D 这些基因的传递遵循自由组合规律
