《基因突变和基因重组上课用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基因突变和基因重组上课用（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章基因突第五章基因突变及其其他及其其他变异异第第第第1 1节节基因突基因突基因突基因突变变和基因重和基因重和基因重和基因重组组基因突变和基因重组上课用三位同学在抄写英三位同学在抄写英语句子句子“THE CAT SAT ON THE MAT (猫坐猫坐在草席上在草席上) ”时，分，分别抄成了以下抄成了以下的句子：的句子： THE KAT SAT ON THE MAT THE HAT SAT ON THE MAT 与原来的句子相比与原来的句子相比较，意思，意思发生生了什么了什么变化呢？化呢？ 假如在假如在DNA分子的复制分子的复制过程中，程中，发生了生了类似的似的错误，DNA分子所分子所携携带
2、的的遗传信息将会信息将会发生怎生怎样的的变化？化？这样的的变化可能化可能对生物体生物体产生什么影响？生什么影响？问题探探讨基因突变和基因重组上课用DNA分子携分子携带的的遗传信息信息发生了改生了改变。但由。但由于密于密码的的简并性，并性，DNA编码的氨基酸不一定的氨基酸不一定改改变。如果氨基酸。如果氨基酸发生了改生了改变，生物体的性，生物体的性状可能状可能发生改生改变。改。改变的性状的性状对生物体的生生物体的生存可能有害，可能有利，也有可能既无害也存可能有害，可能有利，也有可能既无害也无利。无利。 基因突变和基因重组上课用生物界中的生物界中的变异异现象象基因突变和基因重组上课用什么叫什么叫“生
3、物的生物的变异异”？生物体生物体亲代和子代代和子代之之间以及子代个体以及子代个体之之间性状的差异性。性状的差异性。基因突变和基因重组上课用变异能否异能否遗传？基因突变和基因重组上课用想一想：上述甘想一想：上述甘蓝品种的引种品种的引种过程中，有没有程中，有没有变异异现象的象的发生？生？这种种变异性状异性状能能遗传给子代子代吗？为什么什么?分析：是分析：是环境因素引起的境因素引起的 ，自身的，自身的遗传物物质没有没有改改变。甘甘蓝3.5kg3.5kg7kg7kg拉拉萨3.5kg3.5kg北京北京资料：在北京培育的料：在北京培育的优质甘甘蓝品种，叶球最大的有品种，叶球最大的有3.5KG，当，当引种到
4、拉引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照、光照强，叶，叶球可重达球可重达7KG左右。但再引回北京后，叶球又只有左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5KG。基因突变和基因重组上课用红花花的的后后代代变成成了了蓝紫紫色色上述上述变异性状的后代异性状的后代为何仍然是何仍然是蓝紫色花呢？紫色花呢？遗传物物质发生了改生了改变。蓝紫色花的后代仍是紫色花的后代仍是蓝紫色紫色基因突变和基因重组上课用表表现型型基因型基因型环境境（不（不遗传的的变异）异）诱因因（改（改变）（改（改变）（改（改变）判断：判断：仅环境因素引起的境因素引起的变异一定不能异一定不能遗传。基因重基因重组染色
5、体染色体变异异基因突基因突变（遗传物物质未未发生改生改变）（遗传物物质发生改生改变）（可（可遗传的的变异）异）基因突变和基因重组上课用基因突基因突变生生物物的的变异异不可不可遗传的的变异异可可遗传的的变异异 基因重基因重组染色体染色体变异异生物体内生物体内遗传物物质没有改没有改变生殖生殖细胞内胞内遗传物物质的改的改变基因突变和基因重组上课用我我帅呆！呆！哼哼一、基因突一、基因突变 基因突变和基因重组上课用镰刀型刀型细胞胞贫血症血症（一）基因突（一）基因突变的的实例例 资料料：1910年年，一一个个黑黑人人青青年年到到医医院院看看病病，检查发现他他患患的的是是当当时人人们尚尚未未认识的的一一种种
6、特特殊殊的的贫血血症症，他他的的红细胞胞不不是是正正常常的的圆饼状状，而而是是弯弯曲曲的的镰刀刀状状，人人们称称这种种病病为镰刀刀型型细胞胞贫血血症症。这种种病病患患者者一一旦旦缺缺氧氧，红细胞胞变成成长镰刀刀型型。病病重重时，红细胞胞受受机机械械损伤而而破破裂裂的的现象，引起象，引起严重重贫血而造成死亡。血而造成死亡。基因突变和基因重组上课用正常血正常血红蛋白第蛋白第6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸氨酸取代取代。探究探究正常血正常血红蛋白究竟出了什么蛋白究竟出了什么问题？缬氨酸氨酸组氨酸氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸氨酸缬氨酸氨酸组氨酸氨酸 亮氨酸
7、亮氨酸苏氨酸氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸氨酸1 2 3 4 5 6 7 8（正常血（正常血红蛋白）蛋白）（异常血（异常血红蛋白）蛋白）基因突变和基因重组上课用C T TC T TG A AG A A谷氨酸谷氨酸缬氨酸氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白蛋白质正常正常异常异常GUAGUAC A TC A TG T AG T A突突变GAAGAA_原因原因 镰刀型刀型细胞胞贫血症是由血症是由 引起的一种引起的一种遗传病。病。病因：病因：DNADNA分子中碱基分子中碱基对替替换根本根本探究探究第第6位上的谷氨酸被位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原氨酸取代的根本原因是什么？因
8、是什么？A AT TT TA A替替换直接直接原因原因决决定定谷氨酸谷氨酸缬氨酸氨酸基因突变和基因重组上课用替替换增添增添缺失缺失A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G AT TA C C G C G G C G AT TA AT A C C G C T G G C G DNA片段片段碱基碱基对的增添、缺的增添、缺失或替失或替换，改，改变了了基因的基因的结构。构。A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G 探究探究 DNADNA分子中的碱基分子中的碱基对有哪几种有哪几种变化，从化，从而而导致基因致基因结构的改构的改变？基因
9、突变和基因重组上课用DNAA U C C G C A U U C G C 异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸mRNA A T C C G C T A G G C G 正常正常 T A A G C G A T T C G C 碱基碱基对替替换精氨酸精氨酸探究探究碱基碱基对改改变一定会一定会导致蛋白致蛋白质的的结构构改改变吗？基因突变和基因重组上课用 A T C C G C T A G G C G 正常正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 A U C C G C 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸 A C C G C 苏氨酸氨酸 丙氨酸丙氨酸 A C C G C T G
10、G C G 碱基碱基对缺失缺失基因突变和基因重组上课用1 1、概念：、概念： DNADNA分子中分子中发生碱基生碱基对的的_、_和和_，而引起的，而引起的_的改的改变。 增添增添缺失缺失替替换基因基因结构构（二）基因突（二）基因突变的概念的概念思考：思考：1 1、哪一种基因突、哪一种基因突变对生物性状的影响最小？生物性状的影响最小？ 碱基碱基对的替的替换2、基因突、基因突变不改不改变生物性状的原因有哪些？生物性状的原因有哪些？ 一种氨基酸可能有几种密一种氨基酸可能有几种密码子子 显性性纯合子突合子突变成成杂合子（合子（AAAa）基因突变和基因重组上课用AA AaAaaaaA一个基因突一个基因突
11、变后后产生的是它的等位基因生的是它的等位基因（三）基因突（三）基因突变的的结果果基因突变和基因重组上课用基因突基因突变是染色体的某一位点上基因的改是染色体的某一位点上基因的改变, ,使一个基因使一个基因变成它的等位基因成它的等位基因（Aa或或aA）, ,不改不改变染色体上基因的数量，只染色体上基因的数量，只改改变基因的内部基因的内部结构，构，并且通常会引起一并且通常会引起一定的表定的表现型的型的变化化. .思考：突思考：突变后的基因会后的基因会遗传给后代么？后代么？基因突变和基因重组上课用想一想想一想: :基因基因突突变一般会一般会发生在什么生在什么时侯侯呢？呢？有有丝分裂的分裂的间期期减数第
12、一次分裂减数第一次分裂间期期DNA复制复制时期期（四）基因突（四）基因突变的的时间基因突变和基因重组上课用 基因突基因突变若若发生在生在配子配子中（中（减数分裂减数分裂时产生生）将遵循）将遵循遗传规律律传递给后代后代。 若若发生在生在体体细胞胞（有有丝分裂分裂），一般），一般不能不能遗传。有些植物体。有些植物体细胞胞发生基因生基因突突变，可以通，可以通过无性繁殖无性繁殖传递。人体。人体某些体某些体细胞的基因（原癌基因和抑癌胞的基因（原癌基因和抑癌基因）突基因）突变，有可能，有可能发展成展成癌癌细胞胞。基因突变和基因重组上课用（五）基因突（五）基因突变的原因的原因自自发突突变：自然条件下：自然条
13、件下DNADNA偶偶尔复制复制错误例如：例如：果果蝇的白眼，水稻的矮的白眼，水稻的矮秆等。等。诱发突突变：物理因素物理因素化学因素化学因素生物因素生物因素提高提高突突变频率率X X射射线、激光等、激光等亚硝酸、碱基硝酸、碱基类似物等似物等病毒、某些病毒、某些细菌等菌等基因突变和基因重组上课用夏季涂抹防晒霜夏季涂抹防晒霜青少年少上网，少用手机青少年少上网，少用手机不喝反复不喝反复烧开的水（含开的水（含亚硝酸硝酸盐）物理因素物理因素物理因素物理因素化学因素化学因素少吃少吃烧烤和油炸食品烤和油炸食品化学因素化学因素分析以下情况是减少哪种因素分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突基因突变的可能，从而防止
14、的可能，从而防止细胞癌胞癌变？接种乙肝疫苗接种乙肝疫苗生物因素生物因素基因突变和基因重组上课用遗传信息改信息改变 DNA DNA 差差错 内因：内因： 碱基碱基变化化 外因：外因： 物理因素物理因素 化学因素化学因素 生物因素生物因素 脱氧核苷酸种脱氧核苷酸种类、数量、排列、数量、排列顺序改序改变 碱基碱基对的替的替换、增添、缺失、增添、缺失 基因基因结构构发生改生改变 产生等位基因生等位基因（A1 a1、a2）复制复制 引起引起 基因突变和基因重组上课用（五）基因突（五）基因突变的特点的特点基因突变和基因重组上课用细菌菌 无抗无抗药性性抗抗药性性棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果果蝇 红
15、眼眼白眼白眼 长翅翅残翅残翅家家鸽 羽毛白色羽毛白色灰灰红色色人人 正常色正常色觉色盲色盲 正常肤色正常肤色白化病白化病常常见突突变性状：性状：一、在生物界普遍存在一、在生物界普遍存在普遍性普遍性玉米白化苗玉米白化苗人人类多指多指探究 基因突基因突变有何特点？有何特点？短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）基因突变和基因重组上课用开花开花结果果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶具根茎叶的植株的植株分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵基因突基因突变发生在生物个体生在生物个体发育的什么育的什么时期？期？任何任何时期期二、在生物二、在生物个体个体发育的如何育的如何时期期发生生随机性随机性基因突变和基
16、因重组上课用花花芽芽在在分分化化时发生生基基因因突突变基因突变和基因重组上课用基基 因因突变率突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因4105果蝇的褐眼基因果蝇的褐眼基因3105玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因110小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人类色盲基因人类色盲基因3105小小资料料三、突三、突变率低率低低低频性性自然状自然状态下，基因突下，基因突变的的频率是很低的。率是很低的。基因突变和基因重组上课用白化苗白化苗四、大多数突四、大多数突变是有害的是有害的多多害性害性白化病白化病为什什么么呢呢？任何一种生物都是任何一种生物都是长期期进化化过
17、程的程的产物，它物，它们 与与环境取得了高度的境取得了高度的协调。基因突基因突变中，有利突中，有利突变多，多，还是有害突是有害突变多？多？基因突变和基因重组上课用有有害害的的基基因因突突变畸畸形形的的雏鸭人人类的的多多指指人人类的的并指并指镰刀形刀形红细胞胞基因突变和基因重组上课用高高产大豆大豆 高高产青霉菌株青霉菌株有有利利的的基基因因突突变基因突变和基因重组上课用有有利利的的基基因因突突变基因突变和基因重组上课用五、五、 基因突基因突变是不定向的是不定向的多向性多向性经诱变处理的紫色种子理的紫色种子产生的子代种子生的子代种子基因突基因突变还有何特点？有何特点？如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A
18、+突突变AY (黄毛黄毛)a (黑毛黑毛) 灰灰老老鼠鼠黑黑老老鼠鼠黄老鼠黄老鼠基因突变和基因重组上课用基因突基因突变是新基因是新基因产生的途径，是生生的途径，是生物物变异的根本来源异的根本来源, ,是生物是生物进化的原化的原始材料始材料. .（六）基因突（六）基因突变的意的意义基因突变和基因重组上课用批判性思批判性思维 有人有人认为，自然条件下基因突，自然条件下基因突变率很多低，率很多低，而且大多数基因突而且大多数基因突变对生物体是有害的，因生物体是有害的，因此，它不可能此，它不可能为生物生物进化提供原材料。你化提供原材料。你认为这样的看法正确的看法正确吗？为什么？什么？这种看法不正确。种看
19、法不正确。对于生物个体而言，于生物个体而言，发生生自然突自然突变的的频率是很低的。但是，一个物种率是很低的。但是，一个物种往往是由往往是由许多个体多个体组成的，就整个物种来看，成的，就整个物种来看，在漫在漫长的的进化化历程中程中产生的突生的突变还是很多的，是很多的，其中有不少突其中有不少突变是有利突是有利突变，对生物的生物的进化化有重要意有重要意义。因此，基因突。因此，基因突变能能够为生物生物进化提供原材料。化提供原材料。（P82）基因突变和基因重组上课用“一母生九仔，一母生九仔，连母十个母十个样”这种差种差异怎么造成的？异怎么造成的？二、基因重二、基因重组基因突变和基因重组上课用在生物体在生
20、物体进行有性生殖的行有性生殖的过程中，控程中，控制不同形状的基因的重新制不同形状的基因的重新组合。合。（一）基因重（一）基因重组的概念的概念方式方式、非同源染色体上的非等位基因自由、非同源染色体上的非等位基因自由组合合2、同源染色体的非姐妹染色、同源染色体的非姐妹染色单体之体之间的局部的局部交交换基因突变和基因重组上课用减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由非同源染色体上的非等位基因自由组合合AabBAaBbAb和和aBAB和和ab（二）基因重（二）基因重组发生生时期期基因突变和基因重组上课用AaAaBbAabBAaBb减数第一次分裂前期（四分体减数第一次分裂前期（
21、四分体时期）同源染期）同源染色体上的非姐妹染色色体上的非姐妹染色单体之体之间的交叉互的交叉互换基因突变和基因重组上课用3 3、两个、两个亲本的本的遗传物物质差距越大，基差距越大，基因重因重组的的类型就越多。型就越多。（三）基因重（三）基因重组的特点的特点1、变异概率高，几乎异概率高，几乎100%2、只有通、只有通过有性生殖有性生殖过程才能程才能实现的。的。 基因突变和基因重组上课用思考与思考与讨论（P83）1.2 种精子；种精子；2 种卵种卵细胞。胞。23232.需要有需要有2 +1个个体；不可能。个个体；不可能。 463 .生物体的性状是由基因控制的。在减数分生物体的性状是由基因控制的。在减
22、数分裂形成生殖裂形成生殖细胞的胞的过程中，随着同源染色体程中，随着同源染色体的分离，位于非同源染色体上的非等位基因的分离，位于非同源染色体上的非等位基因进行重新行重新组合。人的基因合。人的基因约有有3万多个，因此，万多个，因此，形成生殖形成生殖细胞的胞的类型也非常多，由生殖型也非常多，由生殖细胞胞通通过受精作用形成的受精卵的受精作用形成的受精卵的类型也就非常型也就非常多。所以，人群中个体性状是多种多多。所以，人群中个体性状是多种多样的。的。基因突变和基因重组上课用意意义 基因重基因重组中有无新的基因中有无新的基因产生？生？ 有无新的基因型和表有无新的基因型和表现型形成？型形成？是生物是生物变异
23、的来源之一，异的来源之一，是生物多是生物多样性的来源之一，性的来源之一，对生物的生物的进化具有重要的意化具有重要的意义。思考思考（四）基因重（四）基因重组的意的意义基因突变和基因重组上课用基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质结果结果发生发生时间时间及原及原因因条件条件意义意义发生发生可能可能基因的分子基因的分子结构构发生改生改变。不同基因的重新不同基因的重新组合。合。细胞分裂胞分裂间期期由于外界理化因素或自身生由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基理因素引起的碱基对的替的替换、缺失或增添缺失或增添减数第一次分裂前期的四分体减数第一次分裂前期的四分体时期期的交叉互的交叉互换；减数第一次分裂
24、后期，非同源染色减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由体上的非等位基因自由组合。合。外界外界环境条件的境条件的变化和化和内部因素的相互作用。内部因素的相互作用。有性生殖有性生殖过程中程中进行减数分裂形行减数分裂形成生殖成生殖细胞。胞。新基因新基因产生的途径，是生物生的途径，是生物变异的根本来源异的根本来源, ,是生物是生物进化化的原始材料。的原始材料。是生物是生物变异的重要来源，是形成生异的重要来源，是形成生物多物多样性的重要原因，性的重要原因，对生物的生物的进化也具有重要的意化也具有重要的意义突突变频率低，但普遍存在率低，但普遍存在有性生殖中非常普遍有性生殖中非常普遍产生了新基因
25、，出生了新基因，出现了新性状。了新性状。不不产生新基因，而是生新基因，而是产生新的基因型，生新的基因型，使不同性状重新使不同性状重新组合。合。基因突变和基因重组上课用不同生物的可不同生物的可遗传变异来源：异来源：病毒病毒基因突基因突变原核生物原核生物 基因突基因突变真核生物真核生物基因突基因突变、基因重、基因重组、染色体染色体变异异思思维拓展拓展基因突变和基因重组上课用课后后练习（P84）基基础题1.（1）；（；（2）；（；（3）。 2.C。 3.B。 4.A。拓展拓展题1.放放疗或化或化疗的作用是通的作用是通过一定量的一定量的辐射或射或化学化学药剂干干扰肿瘤瘤细胞和癌胞和癌细胞胞进行行DNA
26、分分子的复制，使其子的复制，使其产生基因突生基因突变，从而抑制其，从而抑制其分裂的能力，或者分裂的能力，或者杀死癌死癌细胞。放胞。放疗的射的射线或化或化疗的的药剂，既，既对癌癌细胞有作用，也胞有作用，也对正正常的体常的体细胞有作用，因此，放胞有作用，因此，放疗或化或化疗后病后病人的身体是非常虚弱的。人的身体是非常虚弱的。基因突变和基因重组上课用2.镰刀型刀型细胞胞贫血症患者血症患者对疟疾具有疾具有较强的的抵抗力，抵抗力，这说明，在易患明，在易患疟疾的地区，疾的地区，镰刀型刀型细胞的突胞的突变具有有利于当地人生存的具有有利于当地人生存的一方面。一方面。虽然然这个突个突变体的体的纯合体合体对生存生
27、存不利，但其不利，但其杂合体却有利于当地人的生存。合体却有利于当地人的生存。基因突变和基因重组上课用基因突变和基因重组上课用课 堂堂 练 习D1. 下列下列现象中属于可象中属于可遗传的的变异的是（异的是（ ）A、玉米由于水肥充足而、玉米由于水肥充足而长得穗大粒足得穗大粒足B、人由于晒太阳皮肤、人由于晒太阳皮肤变黑黑C、无籽番茄没有种子、无籽番茄没有种子D、人、人类的色盲病的色盲病基因突变和基因重组上课用3.下列有关基因突下列有关基因突变的的说法，不正确的是法，不正确的是( )A. 自然条件下，一种生物的突自然条件下，一种生物的突变率是很低的率是很低的B. 生物所生物所发生的基因突生的基因突变一
28、般都是有利的一般都是有利的C. 基因突基因突变在自然界的中广泛存在在自然界的中广泛存在D. 基因突基因突变可可产生新的基因，是生物生新的基因，是生物变异的异的 主要来源主要来源BC2. 一种植物在正常情况下只开一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出花，但偶然会出现一一朵白花，如果将白花种子种下去，它的后代全白花，如果将白花种子种下去，它的后代全部开白花，出部开白花，出现这种种现象的原因是象的原因是( ） A. 自然自然杂交交 B. 自然自然选择 C. 基因突基因突变 D. 基因重基因重组基因突变和基因重组上课用4. 下下图中，基因中，基因A与与a1a2a3之之间的的 关系，不能表关系，不能表
29、现的是的是 ( )A. 基因突基因突变是不定向的是不定向的 B. 等位基因的出等位基因的出现是基因突是基因突变的的结果果C. 正常基因与致病基因可以正常基因与致病基因可以转化化D. 图中基因的中基因的遗传遵循自由遵循自由组合定律合定律Aa1a2a3D基因突变和基因重组上课用在一次在一次实验中，中，经测定只定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，氨酸和瓜氨酸，而没有精氨酸。而没有精氨酸。产生此生此现象的可能原因是象的可能原因是（）（）致使（致使（ )基因基因 基因基因 基因基因某化合物某化合物酶酶酶鸟氨酸氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸6. 下下图所示某一所示某一红色色链孢霉合成精氨酸霉合成精氨酸过程：程：如果如果
30、酶和和酶正常，正常，酶活性活性丧失失则能否合成能否合成鸟氨酸和精氨酸氨酸和精氨酸? ( ）原因是（原因是（)基因基因发生突生突变，酶缺乏缺乏不能形成精氨酸不能形成精氨酸能合成能合成鸟氨酸不能合成精氨酸氨酸不能合成精氨酸酶失活，失活，鸟氨酸不能合成瓜氨酸，因氨酸不能合成瓜氨酸，因此精氨酸的合成缺乏原料。此精氨酸的合成缺乏原料。基因突变和基因重组上课用基因突变和基因重组上课用批判性思批判性思维： 有人有人认为，自然条件下基因突，自然条件下基因突变率很低，而且率很低，而且大多数基因突大多数基因突变对生物体是有害的，因此，它不生物体是有害的，因此，它不可能可能为生物生物进化提供原材料。你化提供原材料。你认为这样的看法的看法正确么？正确么？为什么？什么？ 这种看法不正确。种看法不正确。对生物个体而言，生物个体而言，发生自然突生自然突变的的频率是很低的。但是，一个物种往往是由率是很低的。但是，一个物种往往是由许多个多个体体组成的，就整个物种来看，在漫成的，就整个物种来看，在漫长的的进化化历程中程中产生的突生的突变还是很多的，其中有不少是有利突是很多的，其中有不少是有利突变，对生生物的物的进化有重要意化有重要意义。因此，基因突。因此，基因突变能能够为生物生物进化提供原材料。化提供原材料。基因突变和基因重组上课用
