基因突變和基因重組(使用)

第五章遺傳信息的改動基因突變和基因重組一、生物的變異：1、概念：生物的子代和親代之間以及子代各個體之間性狀上的差別性稱為生物的變異。變異可以遺傳嗎?能否一切的變異都可以遺傳？2、生物變異的類型⑴不可遺傳的變異〔由環(huán)境變化引起〕⑵可遺傳的變異〔由生殖細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)的變化引起〕基因突變基因重組染色體變異留意：1、顯微鏡下只能看到染色體變異；2、屬于分子程度的變異是：基因突變和基因重組；3、原核生物、病毒的變異方式有：環(huán)境引起的變異和基因突變，而可遺傳變異只需基因突變。1實例：人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥二、基因突變的緣由閱讀課本P76-77，回答以下問題：1、鐮刀型細(xì)胞貧血癥發(fā)生的直接緣由是什么？〔病人的血紅蛋白的一條多肽鏈發(fā)生了什么變化？〕2、請?zhí)顚懗鰉RNA上對應(yīng)的堿基，推測出鐮刀型細(xì)胞貧血癥發(fā)生的根本緣由〔從基因的角度思索〕思索與討論正常紅細(xì)胞的血紅蛋白氨基酸組成……—纈氨酸－組氨酸－亮氨酸－蘇氨酸－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸－賴氨酸—……鐮刀型細(xì)胞貧血癥紅細(xì)胞的血紅蛋白氨基酸組成……—纈氨酸－組氨酸－亮氨酸－蘇氨酸－脯氨酸－纈氨酸－谷氨酸－賴氨酸—……CTTGAACATGTAGAAGUADNAmRNA蛋白質(zhì)氨基酸谷氨酸正常纈氨酸不正?；蛲蛔兙売煞治觯?、直接緣由：血紅蛋白分子的多肽鏈上一個谷氨酸被一個纈氨酸交換。CTTGAACATGTA緣由分析：2、根本緣由：控制合成血紅蛋白分子的DNA的堿基序列發(fā)生了改動。即：鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由_________引起的一種遺傳病，是由于基因_________發(fā)生了改動導(dǎo)致血紅蛋白分子改動而產(chǎn)生的?；蛲蛔兎肿訕?gòu)造2．基因突變的概念指DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改動，而引起基因構(gòu)造的改動。判別以下圖分別為哪種類型的基因突變？ATCCGTCTAGGCAG缺失〔正常〕ATTCCGTCTAAGGCAG

AACCGTCTTGGCAGACCGTCTGGCAG改動增添發(fā)生基因突變后堿基序列一定不同小試牛刀BA.有絲分裂間期B.減數(shù)第一次分裂間期——體細(xì)胞——生殖細(xì)胞〔但普通不能傳給后代，也可以經(jīng)過無性繁衍方式傳給后代〕〔可以經(jīng)過受精作用直接傳給后代〕DNA在進(jìn)展復(fù)制時發(fā)生錯誤.一、基因突變基因突變通常發(fā)生在細(xì)胞分裂間期DNA分子復(fù)制過程中，即DNADNA。3.基因突變的時間：留意：基因突變?nèi)菀装l(fā)生在具有DNA復(fù)制功能的細(xì)胞中〔具有分裂才干的細(xì)胞〕，已高度分化的、失去分裂才干的細(xì)胞因其不發(fā)生DNA復(fù)制，故不容易發(fā)生基因突變。4、基因突變的結(jié)果使一個基因成為它的等位基因〔產(chǎn)生了新的基因〕留意：1、基因突變產(chǎn)生了新基因，新基因與原基因互為等位基因；2、基因突變不改動基因數(shù)量討論：有人說，基因突變就是指生物體基因型的改動。他以為這種說法正確嗎？試舉例闡明。這種說法不正確?；蛲蛔兪侵窪NA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改動而引起的基因分子構(gòu)造的改動?；蛲蛔兪挂粋€基因突變成它的等位基因，從而會使生物的基因型發(fā)生改動。但是基因型的改動并不都是由基因突變引起的，基因重組和染色體變異都可引起基因型改動。思索與討論5.基因突變的特點從以以下圖片，他能歸納出基因突變的什么特點嗎？白眼果蠅白化苗短腿的安康羊普遍性白色皮毛牛犢3×10－5人類色盲基因1×10－5小鼠的白化基因1×10－６玉米的伸展基因4×10－5果蠅的白眼基因突變率基因低頻率性注：基因突變的低頻性是針對生物體某一個基因來說發(fā)生突變的幾率很低，但對于群體來說突變的幾率就大多了。高產(chǎn)大豆高產(chǎn)青霉菌株大南瓜太空椒〔左〕有利的基因突變白化病患者有害的基因突變白化玉米苗畸形的雛鴨人類的多指大多數(shù)基因突變對生物體是有害的，只需少數(shù)是有利的，有些既無害也無益。多數(shù)有害性植物的個體發(fā)育性成熟的植株胚幼苗具根莖葉的植株分化出花芽的植株受精卵發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期，生物體的任何部位?？梢园l(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的不同DNA分子上、同一DNA分子的不同部位。具有隨機(jī)性多向性和可逆性：基因A可以突變?yōu)閍1，也可以突變?yōu)閍2、a3、a4……等?；蛲蛔円彩强赡娴?，可以由A突變?yōu)閍，也可以由a突變?yōu)锳?；蛲蛔兊奶攸c①普遍性②突變率低〔稀有性,低頻率性〕③多數(shù)有害性④隨機(jī)性⑤多向性和可逆性1、基因突變的普遍性與低頻率性能否矛盾？2、基因突變的隨機(jī)性與“基因突變發(fā)生在DNA分子復(fù)制時〞能否矛盾？在太空突變的真菌基因突變可發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期，可以是體細(xì)胞中，也可以是生殖細(xì)胞中。這里的“隨機(jī)〞是針對生物個體而言的,指的是可隨機(jī)發(fā)生在生物體的不同生長(生活)時段；但是對細(xì)胞來說,卻只能發(fā)生在正進(jìn)展DNA分子復(fù)制的細(xì)胞中。思索與討論⑴是生物變異的根本來源；⑵為生物的進(jìn)化提供了原始資料；⑶是構(gòu)成生物多樣性的重要緣由之一〔新基因產(chǎn)生的途徑〕6、基因突變的意義7、基因突變的種類⑴自然突變：自然條件下發(fā)生的基因突變⑵人工誘變：人為條件下誘發(fā)產(chǎn)生的基因突變8、引起基因突變的要素〔P77)：⑴物理要素：紫外線、X射線、激光等⑵化學(xué)要素：亞硝酸鹽、堿基類似物等⑶生物要素：病毒、有些細(xì)菌等一、基因突變基因堿基對的改動，能否一定會引起蛋白質(zhì)〔性狀〕的改動？思索與討論不一定。(1)有些基因突變并不引起生物性狀的改動①突變發(fā)生在非編碼區(qū)和內(nèi)含子中，不會改動生物的性狀。②顯性純合子中的一個基因突變后，該基因型控制的生物性狀不會改動。③由于可由多種密碼子決議同一種氨基酸，因此某些基因突變也不會引起生物性狀的改動。(2)有些基因突變可引起生物性狀的改動，如人的白化病等。GATCTADNAmRNAGAU氨基酸天冬氨酸GAC天冬氨酸CTGGAC一、概念：利用物理要素〔如ⅹ射線、γ射線、紫外線、激光等〕或化學(xué)要素〔如亞硝酸、硫酸二乙酯等〕來處置生物，使生物發(fā)生基因突變。二、根據(jù)原理：基因突變?nèi)?、常用方法：輻射誘變、激光誘變、作物空間技術(shù)育種四、優(yōu)點：〔1〕可以提高突變率，加速育種進(jìn)程；〔2〕大幅度改良某些種類,產(chǎn)生前所未有的性狀。五、缺陷：〔1〕盲目性大，有利變異少；〔2〕任務(wù)量大，需大量的實驗資料。9、運用：誘變育種小結(jié)：生物的變異1.概念2.分類一基因突變1.概念:堿基對增添、缺失或改動2.引起基因突變的要素:物理\化學(xué)\生物3.意義:〔1〕〔2〕〔3〕4.特點:(1)(2)(3)(4)(5)

穩(wěn)定練習(xí)：1、基因突變的本質(zhì)不包括：()A、DNA復(fù)制時出過失B、DNA堿基對的增添、缺失或改動C、基因分子構(gòu)造的改動D、非等位基因間的自在組合2、以下有關(guān)基因突變的說法，不正確的選項是〔〕A.自然突變下突變率是很低的B.人工誘變都是有利的C.基因突變能產(chǎn)生新的基因D.基因突變在自然界廣泛存在DB3．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，生存下來的緣由是〔

〕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A4、基因突變主要發(fā)生在在以下哪種細(xì)胞中：

A.洋蔥表皮細(xì)胞B.人的神經(jīng)細(xì)胞C.根尖生長點D.人的卵細(xì)胞c“一豬生九仔，連母十個樣〞，這種個體的差別，主要是什么緣由產(chǎn)生的?基因重組在生物體進(jìn)展有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合.1.概念:適用范圍：進(jìn)展有性生殖的生物細(xì)菌的基因重組細(xì)菌的有性生殖方式：接合生殖〔兩個菌體經(jīng)過暫時構(gòu)成的原生質(zhì)橋單向地轉(zhuǎn)移遺傳信息〕過程：經(jīng)過接合生殖，一個細(xì)菌的遺傳物質(zhì)可以進(jìn)入到另一個細(xì)菌中，使細(xì)菌內(nèi)的遺傳物質(zhì)有了新的組合。當(dāng)這些細(xì)菌再經(jīng)過分裂構(gòu)成子細(xì)胞時，重新組合成的遺傳物質(zhì)就傳送到了子細(xì)胞中。高等生物的基因重組自在組合定律：控制不同性狀的的基因分別和組合是互不干擾的;在構(gòu)成配子時,決議同一性狀的成對基因彼此分別,決議不同性狀的基因自在組合.思索：基因重組在什么時候發(fā)生呢?減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分開，非同源染色體自在組合減Ⅰ中期初級精母細(xì)胞減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分開，非同源染色體自在組合初級精母細(xì)胞同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交換景象。減I四分體時期〔減I前期〕3、實現(xiàn)基因重組的途徑途徑1：基因自在組合時間：〔減I后期〕途徑2：基因互換時間：〔減I四分體時期〕途徑3：轉(zhuǎn)基因〔DNA重組技術(shù)〕控制不同性狀的基因重新組合，不產(chǎn)生新基因，但可構(gòu)成新的基因型。4、基因重組的結(jié)果：思索：一種具有20對等位基因〔這20對等位基因分別位于20對同源染色體上〕的生物進(jìn)展雜交時，F(xiàn)2能夠出現(xiàn)的表現(xiàn)型有多少種？2205、特點：變異類型非常豐富。6、意義:〔1〕經(jīng)過有性生殖實現(xiàn)的基因重組，為生物變異提供了極其豐富的來源；〔2〕是構(gòu)成生物多樣性的重要緣由之一，對于生物進(jìn)化具有非常重要的意義。一、根據(jù)原理：基因重組二、方法：三、優(yōu)點：可以將分散在同一物種不同種類中的多個優(yōu)良性狀集中于同一個體上。四、缺陷：〔1〕育種時間較長；〔2〕局限于同種或親緣關(guān)