基因突變與基因重組(新授課)

什么是基因？基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段基因控制生物的性狀包括哪兩個生理過程？轉(zhuǎn)錄和翻譯當(dāng)前第1頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)

過去有效的殺蟲藥，為什么現(xiàn)在就不起作用了呢？

你們大量使用殺蟲藥，我們可是兵多將廣，變異類型多著呢！當(dāng)前第2頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)紅花的后代變成了藍(lán)紫色正常山羊有時生下短腿“安康羊”一只母貓生的小貓各不相同當(dāng)前第3頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)黑老鼠灰老鼠黃老鼠變異當(dāng)前第4頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)什么叫“生物的變異”？第5章基因突變及其他變異

生物的變異是指生物親代與子代間或子代個體間存在性狀差異的現(xiàn)象。當(dāng)前第5頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)生物的變異

不可遺傳的變異由環(huán)境因素造成的變異，遺傳物質(zhì)沒有改變遺傳物質(zhì)改變基因突變基因重組染色體變異可遺傳的變異基因型+不可遺傳變異環(huán)境表現(xiàn)型（改變）（改變）（改變）可遺傳變異當(dāng)前第6頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)第1節(jié)基因突變和基因重組第5章基因突變及其他變異實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥鐮刀型紅細(xì)胞正常紅細(xì)胞正常紅細(xì)胞中的血紅蛋白分子有什么作用？運(yùn)輸氧氣一、基因突變當(dāng)前第7頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)正常血紅蛋白特定位置上的谷氨酸被纈氨酸取代。正常血紅蛋白究竟出了什么問題？纈氨酸—組氨酸—亮氨酸—蘇氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—賴氨酸纈氨酸—組氨酸—亮氨酸—蘇氨酸—脯氨酸—纈氨酸—谷氨酸—賴氨酸12345678（正常血紅蛋白）（異常血紅蛋白）異常血紅蛋白當(dāng)前第8頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)

一、基因突變實(shí)例蛋白質(zhì)正常異常谷氨酸纈氨酸氨基酸mRNAG

U

AG

A

ADNA根本原因直接原因（鐮刀型細(xì)胞貧血癥）正常紅細(xì)胞鐮刀型紅細(xì)胞C

T

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A

AC

A

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T

A原因突變正?；蚱萎惓；蚱萎?dāng)前第9頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)DNA分子復(fù)制時發(fā)生堿基對的替換、增添或缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫做基因突變?；蛲蛔兊母拍睿康鞍踪|(zhì)正常異常谷氨酸纈氨酸氨基酸mRNAG

U

AG

A

ADNA根本原因直接原因C

T

TG

A

AC

A

TG

T

A突變當(dāng)前第10頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)CCTGAGGTCGGACTCCAGCCTGTGGTCGGACACCAGCCTGACGGTCGGACTGCCAGCCTGGGTCGGACCCAG替換增添缺失DNA的片段（基因）DNA分子復(fù)制時發(fā)生堿基對的替換、增添或缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫做基因突變?；蛲蛔兊母拍睿?/p>

產(chǎn)生了新基因，且是它的等位基因Aa或aA基因A基因a1基因a2基因a3當(dāng)前第11頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)堿基對的替換一定會引起蛋白質(zhì)的改變嗎？突變突變當(dāng)前第12頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)堿基對的缺失一定會引起蛋白質(zhì)的改變嗎？轉(zhuǎn)錄mRNA發(fā)生堿基對的缺失或增添會導(dǎo)致mRNA中多個密碼子的改變，必定會導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變當(dāng)前第13頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)基因突變一定會導(dǎo)致生物性狀的改變嗎？①基因突變導(dǎo)致mRNA上密碼子一定改變，但由于多種密碼子決定同一種氨基酸（密碼子的簡并性），因此某些基因突變也不引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，即基因突變不一定引起生物性狀的改變。②顯性純合子（AA）突變?yōu)殡s合子（Aa）也不會引起生物性狀的改變。基因突變通常會引起生物性狀的改變，但并不是一定會引起生物性狀的改變。因?yàn)椋夯蛲蛔儾灰欢〞?dǎo)致生物性狀的改變當(dāng)前第14頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)基因突變常發(fā)生的時間？細(xì)胞分裂間期A、有絲分裂間期（體細(xì)胞）B、減數(shù)第一次分裂間期（生殖細(xì)胞）一般不能傳給后代可以通過受精作用直接傳給后代DNA進(jìn)行復(fù)制時發(fā)生差錯當(dāng)前第15頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)誘發(fā)突變：物理因素化學(xué)因素生物因素紫外線、X射線等亞硝酸、堿基類似物等某些病毒等自發(fā)突變：自然條件下DNA復(fù)制偶爾發(fā)生錯誤誘發(fā)基因突變的因素？P81-82提高突變頻率為什么在強(qiáng)烈的日光下要注意防曬？為什么做X射線透視的醫(yī)務(wù)人員要穿防護(hù)衣？當(dāng)前第16頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)突變性狀的有害性和有利性取決于是否適應(yīng)環(huán)境（2）隨機(jī)性和不定向性物理、化學(xué)、生物因素——提高突變頻率（3）低頻性（1）普遍性（4）多害少利性基因突變發(fā)生的特點(diǎn)？P82原核和真核生物均能發(fā)生AAa或a當(dāng)前第17頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)3）生物進(jìn)化的原始材料2）生物變異的根本來源1）產(chǎn)生新基因基因突變發(fā)生的意義？P82當(dāng)前第18頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)6、結(jié)果基因突變DNA復(fù)制時發(fā)生堿基對的替換、增添或缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫做基因突變。1、概念2、時間常在細(xì)胞分裂間期，即DNA復(fù)制時3、原因DNA復(fù)制發(fā)生差錯，而引起堿基對的增添、缺失、替換4、特點(diǎn)②隨機(jī)性和不定向性①普遍性③低頻性④多害少利性5、意義新基因產(chǎn)生的唯一途徑；變異的根本來源；進(jìn)化的原始材料產(chǎn)生了新的基因—它的等位基因隱性突變顯性突變A→aa→A當(dāng)前第19頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)1、概念在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合.基因重組

P83①自由組合型：②交叉互換型：非同源染色體上的非等位基因的自由組合同源染色體上的非姐妹染色體之間交叉互換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組2、類型當(dāng)前第20頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)非同源染色體上的非等位基因自由組合BaAbaBAb當(dāng)前第21頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換AaAaBbAabBAaBb當(dāng)前第22頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)①自由組合型非同源染色體上的非等位基因的組合.②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.①自由組合型：減數(shù)第一次分裂后期②交叉互換型：減數(shù)第一次分裂四分體時期2、類型3、時間當(dāng)前第23頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)“一母生九仔，連母十個樣”，這種個體的差異，主要是由基因重組產(chǎn)生的生物變異的重要來源，對生物進(jìn)化也有重要意義。4、意義當(dāng)前第24頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)基因突變1、概念2、時間3、原因4、特點(diǎn)5、意義6、結(jié)果基因重組1、概念2、時間3、原因4、意義小結(jié)：當(dāng)前第25頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)

基因突變

基因重組時間類型特點(diǎn)意義結(jié)果DNA復(fù)制發(fā)生差錯，引起堿基對的增添、缺失、替換自由組合；交叉互換常在間期DNA復(fù)制時減數(shù)第一次分裂產(chǎn)生新基因的唯一途徑；變異的根本來源；進(jìn)化的原始材料生物變異的重要來源進(jìn)化的原始材料基因突變與基因重組的區(qū)別②隨機(jī)性①普遍性④低頻性⑤多害少利性③不定向性②不定向性①只發(fā)生于有性生殖的生物生物的性狀通常會改變，但不一定會改變生物性狀重新組合，即發(fā)生改變當(dāng)前第26頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)6、結(jié)果基因突變DNA復(fù)制時發(fā)生堿基對的替換、增添或缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫做基因突變。1、概念2、時間常在細(xì)胞分裂間期，即DNA復(fù)制時3、原因DNA復(fù)制發(fā)生差錯，而引起堿基對的增添、缺失、替換4、特點(diǎn)②隨機(jī)性和不定向性①普遍性③低頻性④多害少利性5、意義變異的根本來源；進(jìn)化的原始材料產(chǎn)生了新的基因—它的等位基因隱性突變顯性突變A→aa→A當(dāng)前第27頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)基因重組1、概念在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合.2、時間減數(shù)第一次分裂3、原因自由組合；交叉互換4、意義生物變異的重要來源進(jìn)化的原始材料當(dāng)前第28頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)1、基因突變一定會導(dǎo)致生物性狀改變嗎？細(xì)胞分裂間期，DNA進(jìn)行復(fù)制時易發(fā)生錯誤2、基因突變在哪個時期最容易發(fā)生？有絲分裂間期體細(xì)胞生殖細(xì)胞一般不能傳給后代可以通過受精作用直接傳給后代3、基因突變都會遺傳給后代嗎？減前的間期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。當(dāng)前第29頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)特別提醒1、基因突變發(fā)生在細(xì)胞分裂間期DNA分子復(fù)制過程中，即DNA→DNA，不發(fā)生在轉(zhuǎn)錄和翻譯中。2、基因突變?nèi)菀装l(fā)生在具有DNA復(fù)制功能的細(xì)胞中（具有分裂能力的細(xì)胞），已高度分化的失去分裂能力的細(xì)胞因其不發(fā)生DNA復(fù)制，故不發(fā)生基因突變。3、基因突變導(dǎo)致mRNA上密碼子一定改變，但相應(yīng)氨基酸、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不一定改變。因?yàn)槊艽a子具有簡并性。4、基因突變的結(jié)果：產(chǎn)生它的等位基因，基因突變也是唯一能產(chǎn)生新基因的突變。當(dāng)前第30頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)課堂練習(xí)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(jìn)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.生活條件改變當(dāng)前第31頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)3.下列有關(guān)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.基因突變在自然界的中廣泛存在

D.基因突變可產(chǎn)生新的基因，是生物變異的主要來源4、基因突變的本質(zhì)是：

A·染色體上的DNA變成了蛋白質(zhì)

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(jié)構(gòu)發(fā)生了局部改變當(dāng)前第32頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)5．在一塊馬鈴薯甲蟲成災(zāi)的地里，噴了一種新的農(nóng)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(chǎn)生的抗藥性個體存在

B．以前曾噴過某種農(nóng)藥，對農(nóng)藥有抵抗力

C．約有2％的甲蟲未吃到沾有農(nóng)藥的葉子

D．生存下來的甲蟲是身強(qiáng)體壯的年輕個體當(dāng)前第33頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)6.下列細(xì)胞中不會發(fā)生基因突變的有（）（1）人的成熟紅細(xì)胞（2）神經(jīng)細(xì)胞（3）種子中的胚細(xì)胞（4）皮膚生發(fā)層細(xì)胞（5）根尖分生區(qū)細(xì)胞（6）癌細(xì)胞A、（1）（2）B、（4）（6）C、（3）（5）D、（1）（2）（3）（5）當(dāng)前第34頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)二、基因重組P831、概念: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。2、類型:①自由組合型：②交叉互換型：非同源染色體上的非等位基因的自由組合同源染色體上的非姐妹染色體之間交叉互換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組3、基因重組發(fā)生的時間:減數(shù)分裂形成配子時減I后期減I四分體時期當(dāng)前第35頁\共有36頁\編于星期五\7點(diǎn)（3）基因重組的分類:①減Ⅰ分裂前期，聯(lián)會時，同源染色體非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換，實(shí)現(xiàn)了同源