高二年生物必修二公開課教案生物的變異基因突變與基因重組

1、生物的變異生物的變異 之之基因突變與基因重組基因突變與基因重組授課人:陳陽芳 鐮刀型細(xì)胞貧血癥鐮刀型細(xì)胞貧血癥:1910年，一個(gè)黑人青年到醫(yī)院看病，檢查發(fā)現(xiàn)他患的是當(dāng)時(shí)人們尚未認(rèn)識的一種特殊的貧血癥，他的紅細(xì)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(xì)胞貧血癥。這種病患者一旦缺氧，紅細(xì)胞變成長鐮刀型。病重時(shí)，紅細(xì)胞受機(jī)械損傷而破裂產(chǎn)生溶血現(xiàn)象，引起嚴(yán)重貧血而造成死亡。正常型紅細(xì)胞與鐮刀型紅細(xì)胞正常型紅細(xì)胞與鐮刀型紅細(xì)胞正常正常異常異常脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸纈氨酸纈氨酸谷氨酸谷氨酸 19491949年，美國鮑林博士首先意識到，紅細(xì)年，美國鮑林博士首先意

2、識到，紅細(xì)胞中胞中血紅蛋白血紅蛋白分子的分子的異常異常引起紅細(xì)胞變形。引起紅細(xì)胞變形。19561956年，英國科學(xué)家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀型年，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，有細(xì)胞貧血癥患者血紅蛋白的肽鏈上，有一處一處的的谷氨酸谷氨酸被被纈氨酸纈氨酸取代。取代。 鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因 gaactt谷氨酸谷氨酸纈氨酸纈氨酸dnamrna氨基酸氨基酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 正常正常 異常異常gaaguagtacat突變突變 鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因 atccgtaggc缺失缺失（正常基因片段）（正?；蚱危┨鎿Q替換增添增添aaccgttggcat

3、tccgtaaggc accgt ggc1 2 3 4 5比一比比一比1.基因突變的概念 由于dna分子中發(fā)生的堿基對的增添、缺失或替換，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫基因突變。思考：發(fā)生了基因突變，遺傳性狀一定改變嗎？不一定。因?yàn)橛械陌被峥梢杂啥喾N密碼子來表達(dá)，基因突變造成的只是遺傳信息的改變，表達(dá)出來的氨基酸有可能相同，因此，遺傳性狀不一定改變。（比如：dna上的agc突變?yōu)閍gg，雖然mrna上的信息由ucg變?yōu)閡cc，但是表達(dá)出來的都是絲氨酸）2. 基因突變的原因：自發(fā)突變：自發(fā)突變：自然自然條件下條件下dnadna偶爾偶爾復(fù)制錯(cuò)誤復(fù)制錯(cuò)誤誘發(fā)突變：誘發(fā)突變：物理因素物理因素化學(xué)因素化學(xué)

4、因素生物因素生物因素提高提高突變突變頻率頻率x x射線、激光等射線、激光等亞硝酸、堿基類似物等亞硝酸、堿基類似物等病毒、某些細(xì)菌等病毒、某些細(xì)菌等容易使細(xì)胞發(fā)生癌變的物質(zhì)有容易使細(xì)胞發(fā)生癌變的物質(zhì)有: :亞硝酸鹽，石棉，亞硝酸鹽，石棉，3,4-3,4-苯并芘，甲苯苯并芘，甲苯黃曲霉素黃曲霉素, ,二甲苯，甲醛，蘇丹紅，丙烯酰胺，孔雀石綠、萘、鉛二甲苯，甲醛，蘇丹紅，丙烯酰胺，孔雀石綠、萘、鉛, ,硫酸鈷，硝基苯，硝基甲烷硫酸鈷，硝基苯，硝基甲烷等。等。3、基因突變的特點(diǎn)普遍性普遍性隨機(jī)性隨機(jī)性突變率低突變率低 多數(shù)有害多數(shù)有害 不定向性不定向性注意：1. 一般來說，在生物個(gè)體發(fā)育中突變發(fā)生的越

5、遲，一般來說，在生物個(gè)體發(fā)育中突變發(fā)生的越遲， 生物體表現(xiàn)突變的部分就越少。生物體表現(xiàn)突變的部分就越少。2 .如果突變發(fā)生在如果突變發(fā)生在生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞，就會通過受精作用，就會通過受精作用 而直接遺傳給后代，導(dǎo)致后代產(chǎn)生突變型。而直接遺傳給后代，導(dǎo)致后代產(chǎn)生突變型。3 .體細(xì)胞體細(xì)胞的突變一般不能直接傳給后代的突變一般不能直接傳給后代。4.基因突變通常發(fā)生在細(xì)胞分裂的基因突變通常發(fā)生在細(xì)胞分裂的間期間期。思考：思考：1.在一株桃樹上發(fā)現(xiàn)一個(gè)突變芽，要保在一株桃樹上發(fā)現(xiàn)一個(gè)突變芽，要保留這個(gè)突變性狀應(yīng)該采取什么方法？留這個(gè)突變性狀應(yīng)該采取什么方法？答：可以通過無性生殖的方法保留，答：可以通過無

6、性生殖的方法保留，比如嫁接或者也可以用組織培養(yǎng)比如嫁接或者也可以用組織培養(yǎng)人工誘變育種:（1）常用的方法： 物理方法：如用高能射線 化學(xué)方法：亞硝酸3、基因突變的應(yīng)用（2）優(yōu)點(diǎn)： 提高突變率，創(chuàng)造新類型， 培育優(yōu)良品種二、基因重組1 1、概念、概念: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。思考思考:基因重組能不能產(chǎn)生新的基因基因重組能不能產(chǎn)生新的基因?非同源染色體上的非同源染色體上的非等位基因自由組合非等位基因自由組合同源染色體的非姐妹染色單體同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換之間的局部交換2 2、分類、分類：隨機(jī)重組 交換重組3 3、意義、意義：生物變異來源之一,生物多

7、樣性原因之一,對生物進(jìn)化具有重要意義.形態(tài)各異色彩斑斕的金魚形態(tài)各異色彩斑斕的金魚中國荷斯坦牛中國荷斯坦牛 基因突變基因突變 基因重組基因重組本質(zhì)本質(zhì)原因原因時(shí)間時(shí)間意義意義可能性可能性產(chǎn)生新的產(chǎn)生新的基因基因產(chǎn)生新的產(chǎn)生新的基因型基因型堿基對的堿基對的增添、增添、缺失、改變?nèi)笔?、改變基因基因自由組合自由組合；染色體染色體交叉互換交叉互換等等細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂間期間期有性生殖的過程有性生殖的過程變異的根本來源；變異的根本來源；進(jìn)化的原材料進(jìn)化的原材料生物變異來源之一生物變異來源之一生物多樣性重要原因生物多樣性重要原因低頻但普遍低頻但普遍有性生殖中普遍有性生殖中普遍基因突變基因突變-基因重組基因重

8、組1 1、下面敘述的變異現(xiàn)象，可遺傳的是、下面敘述的變異現(xiàn)象，可遺傳的是 ( ) ( ) a a、 割除公雞和母雞的生殖腺并相互移植，因而部分改變的第二性征割除公雞和母雞的生殖腺并相互移植，因而部分改變的第二性征 b b、 果樹修剪后所形成的樹冠具有特定的形狀果樹修剪后所形成的樹冠具有特定的形狀 c c、 用生長素處理未經(jīng)授粉的番茄雌蕊，得到的果實(shí)無籽用生長素處理未經(jīng)授粉的番茄雌蕊，得到的果實(shí)無籽 d d、 開紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開白花開紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開白花 2 2、在一塊栽種紅果番茄的田地里，農(nóng)民發(fā)現(xiàn)有一株番茄結(jié)的果是黃色的，、在一塊栽種紅果番茄的田地里，農(nóng)民發(fā)

9、現(xiàn)有一株番茄結(jié)的果是黃色的， 這是因?yàn)樵撝攴堰@是因?yàn)樵撝攴?( ) ( ) a a、發(fā)生基因突變、發(fā)生基因突變 b b、發(fā)生染色體畸變、發(fā)生染色體畸變 c c、發(fā)生基因重組、發(fā)生基因重組 d d、生長環(huán)境發(fā)生變化、生長環(huán)境發(fā)生變化 3 3、下列關(guān)于基因的敘述，不正確的是、下列關(guān)于基因的敘述，不正確的是 ( ) ( ) a a、可以準(zhǔn)確復(fù)制、可以準(zhǔn)確復(fù)制 b b、通過控制蛋白質(zhì)合成控制生物性狀、通過控制蛋白質(zhì)合成控制生物性狀 c c、可以直接調(diào)節(jié)生物的代謝、可以直接調(diào)節(jié)生物的代謝 d d、能夠貯存遺傳信息、能夠貯存遺傳信息 4 4、基因突變常發(fā)生在細(xì)胞周期的、基因突變常發(fā)生在細(xì)胞周期的 (

10、) ( ) a a、分裂間期、分裂間期 b b、分裂期前期、分裂期前期 c c、分裂期后期、分裂期后期 d d、在分裂期的各個(gè)時(shí)期都有可能、在分裂期的各個(gè)時(shí)期都有可能 5 5、白化病人的皮膚在陽光照射下不易變黑，原因是、白化病人的皮膚在陽光照射下不易變黑，原因是 ( ) ( ) (1) (1)角質(zhì)層里缺乏黑色素細(xì)胞角質(zhì)層里缺乏黑色素細(xì)胞 (2)(2)表皮內(nèi)缺少黑色素合成酶表皮內(nèi)缺少黑色素合成酶 (3)(3)染色體變異染色體變異 (4)(4)基因突變基因突變 a a、(1) (3) b(1) (3) b、(2) (4) c(2) (4) c、(2) (3) d(2) (3) d、(3) (4)

11、(3) (4) dacba6 6、人發(fā)生鐮刀型貧血癥的根本原因在于基因突變，其突變方式是、人發(fā)生鐮刀型貧血癥的根本原因在于基因突變，其突變方式是 ( ) ( ) a a、增添或缺失某個(gè)堿基對、增添或缺失某個(gè)堿基對 b b、堿基發(fā)生替換改變、堿基發(fā)生替換改變 c c、缺失一小段、缺失一小段dna ddna d、增添一小段、增添一小段dna dna 7 7、下列生物的性狀中都是通過基因突變而形成的一組是、下列生物的性狀中都是通過基因突變而形成的一組是 ( ) ( ) a a、無籽番茄和無籽西瓜、無籽番茄和無籽西瓜 b b、人類的白化病和矮稈水稻、人類的白化病和矮稈水稻 c c、無籽西瓜和人鐮刀形貧

12、血癥、無籽西瓜和人鐮刀形貧血癥 d d、無籽番茄和果蠅殘翅、無籽番茄和果蠅殘翅 8 8、有性生殖后代具更大的變異性，最根本的原因是、有性生殖后代具更大的變異性，最根本的原因是 ( ) ( ) a a、基因突變頻率提高、基因突變頻率提高 b b、染色體結(jié)構(gòu)變異機(jī)會多、染色體結(jié)構(gòu)變異機(jī)會多 c c、產(chǎn)生新的基因組合機(jī)會多、產(chǎn)生新的基因組合機(jī)會多 d d、更易受環(huán)境影響而發(fā)生影響、更易受環(huán)境影響而發(fā)生影響 9 9、長期接觸、長期接觸x x射線的人群產(chǎn)生的后代中遺傳病發(fā)病率明顯提高，主要是該人射線的人群產(chǎn)生的后代中遺傳病發(fā)病率明顯提高，主要是該人群生殖細(xì)胞發(fā)生群生殖細(xì)胞發(fā)生 ( ) ( ) a a、基

13、因重組、基因重組 b b、基因分離、基因分離 c c、基因互換、基因互換 d d、基因突變、基因突變 bbcd太空椒太空椒高產(chǎn)青霉菌株高產(chǎn)青霉菌株四四腳腳鴨鴨人人類類的的多多指指白化玉米苗白化玉米苗白化病患者白化病患者美國一個(gè)患美國一個(gè)患早老癥早老癥12歲的兒童歲的兒童黑老鼠黑老鼠灰灰老老鼠鼠黃老鼠黃老鼠 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，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)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期受到輻射束了第二次世界大戰(zhàn)，也拉開了人