必修二第五章第1節(jié)-基因突變和基因重組

1、第5章基因突變及其他變異,第1節(jié) 基因突變和基因重組,問題？,變異分為哪兩大類？可遺傳的變異有哪幾種來源？ 通過美容手術紋成彎彎的柳葉眉，這種柳葉眉能遺傳嗎？ “一豬生九仔，連母十個樣”，這種個體的差異產(chǎn)生的主要原因是什么？ 鐮刀型細胞貧血癥是怎樣引起的一種遺傳??？,第1節(jié) 基因突變和基因重組,生物的變異,不可遺傳的變異,可遺傳的變異 (來源),基因突變,基因重組,染色體變異,（環(huán)境因素影響的結果）,第1節(jié) 基因突變和基因重組,表現(xiàn)型,基因型,+ 環(huán)境條件,不能遺傳的變異（如：曬黑的臉色）,（改變）,可遺傳的變異 （如：色盲）,來源,基因突變,染色體變異,基因重組,誘因,（改變）,（改變）,思

2、考：通過美容手術，紋成彎彎的柳葉眉，這種柳葉眉能遺傳嗎？,什么叫基因？基因的分子結構如何？ 基因與染色體、DNA關系如何？ 基因是具有遺傳效應的DNA片段，基因中的脫氧核苷酸排列順序（堿基順序）就代表遺傳信息。不同的基因，脫氧核苷酸的排列順序（堿基順序）不同。 DNA是染色體的組成成分，染色體是基因的載體。,知識回顧,第1節(jié) 基因突變和基因重組,如果由于DNA分子攜帶的遺傳信息改變，而使其所編碼的氨基酸改變,生物體的性狀可能發(fā)生改變，改變的性狀對生物體的生存可能有利，可能有害，也可能既無害也無利。,第1節(jié) 基因突變和基因重組,太空南瓜,一、基因突變的實例、,（一）實例,太空南瓜王,這種太空南瓜

3、王最大能長到200多公斤， 在生長繁殖期高峰時，南瓜每天能增大5公斤。,神奇的太空育種(八兩),普通青椒,正常綿羊和短腿安康羊（中）,豆的種皮變異（菜豆）,果蠅眼色的突變,小麥穗型變異（無芒和有芒）,玉米白化苗（右上） 人類六指（右下） 人類白化病（左下）,黑老鼠,灰老鼠,黃老鼠,鐮刀型貧血癥是一種異常血紅蛋白病。一旦缺氧，患者紅細胞變成長鐮刀型，血液的粘性增加，引起紅細胞的堆積，導致各器官血流的阻塞。病重時，紅細胞受機械損傷而破裂產(chǎn)生溶血現(xiàn)象，引起溶血性貧血甚至造成死亡。,鐮刀型細胞貧血癥（分析）,1956年，英格拉姆等人用酶將正常的血紅蛋白和鐮刀型細胞的血紅蛋白在相同條件下切成肽段，通過電

4、泳對二者進行分析，發(fā)現(xiàn)有一個肽段的位置不同。后來經(jīng)過分析得知其氨基酸的組成有差異。,纈氨酸組氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸纈氨酸谷氨酸賴氨酸異常,纈氨酸組氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸賴氨酸正常,鐮刀型細胞貧血癥,請同學們閱讀81“思考與討論”并回答有關問題。,G,A,A,C,T,T,G,A,T,C,A,T,DNA,RNA,G,A,A,G,U,A,氨基酸,谷氨酸,纈氨酸,蛋白質,正常,異常,突變,鐮刀型細胞貧血癥,脯氨酸谷氨酸谷氨酸, 脯氨酸纈氨酸谷氨酸 ,正常,病人的血紅蛋白的一條多肽鏈發(fā)生了什么變化？,鐮刀型細胞貧血癥的病因分析：,異常,相應性狀的改變,相應蛋白質的改變,相應氨基酸的改變,mR

5、NA分子中的堿基發(fā)生變化,DNA分子中的堿基對發(fā)生變化,基因突變引起性狀變化的過程,某正常基因的DNA片段平面結構圖,A鏈,B鏈,以A鏈為模板合成的肽鏈中，氨基酸的種類和順序是什么樣的？,？,答案：酪氨酸、絲氨酸、脯氨酸、蘇氨酸、谷氨酸,（二）基因突變的概念,正常DNA,A鏈,B鏈,A鏈,B鏈,復制的子代DNA分子與親代DNA分子有什么不同？與其A鏈相對應的肽鏈的氨基酸種類和順序又是怎樣的？,？,異常DNA,增添,答案：酪氨酸、谷氨酰胺、絲氨酸、酪氨酸、精氨酸,A鏈,B鏈,A鏈,B鏈,正常DNA,異常DNA,復制的子代DNA分子與親代DNA分子有什么不同？與其A鏈相對應的肽鏈的氨基酸種類和順序

6、又是怎樣的？,？,缺失,答案：終止、纈氨酸、亮氨酸、谷氨酰胺,？,A鏈,B鏈,A鏈,B鏈,正常DNA,異常DNA,復制的子代DNA分子與親代DNA分子有什么不同？與其A鏈相對應的肽鏈的氨基酸種類和順序又是怎樣的？,答案：酪氨酸、精氨酸、脯氨酸、蘇氨酸、谷氨酸,替換,DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結構的改變，叫做基因突變。,基因突變：,思考：基因突變是否都會遺傳給下一代呢？,（一）、基因突變發(fā)生的時期,細胞分裂的分裂間期。,DNA在進行復制時發(fā)生錯誤或由于某種原因斷裂后進行修復時發(fā)生錯誤。,1.有絲分裂間期,2.減數(shù)第一次分裂間期,（但一般不能傳給后代）,（可以通過受精作

7、用直接傳給后代）,二、基因突變的原因和特點,請思考：,由于堿基對的改變，是否一定會引起蛋白質的改變？,物理因素：,化學因素：,生物因素：,紫外線,X射線,其它各種輻射,亞硝酸 堿基類似物 苯環(huán)類似物,致癌物質有：亞硝酸胺，石棉，3,4-苯并芘，黃曲霉素，苯，甲苯，二甲苯，甲醛，蘇丹紅，丙烯酰胺，孔雀石綠、萘、鉛，硫酸鈷，硝基苯，硝基甲烷等。,復制偶發(fā)錯誤 堿基組成改變,內部因素：,外部因素,（二）、基因突變發(fā)生的原因,A.自然突變:自然發(fā)生的突變,B.誘發(fā)突變: 在人為條件下發(fā)生的突變,如:正常綿羊突變產(chǎn)生短腿安康羊,如:中子照射不抗銹病的燕麥種子, 變成抗銹病個體,(1)按來源分：,(2)按

8、突變后對生物個體的影響分為 與 ,對生物體而言，多數(shù)_。,有利突變,有害突變,有害突變,（三）、基因突變發(fā)生的種類,普遍性:自然界的物種中廣泛存在(所有生物都可能發(fā)生) 隨機性:可發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期。 突變率低:自然界突變率很低：10 5- 10-8 有害性:(打破對環(huán)境的適應性)多數(shù)有害,少數(shù)有利 不定向性：Aa1或A a2,基因突變的結果：,產(chǎn)生它的等位基因,（四）、基因突變的特點,第一、是普遍存在的。 第二、是隨機發(fā)生的。 第三、頻率是很低的。 第四、大多是有害的。 第五、是不定向的。,（四）、基因突變的特點,1、基因突變的普遍性與低頻率性是否矛盾？ 2、基因突變的隨機性與“基

9、因突變發(fā)生在DNA分子復制時”是否矛盾？,思考與討論,（四）、基因突變的特點,基因突變在生物進化中有重要意義。是生物變異的根本來源，也為生物進化提供了最初的原材料。,原因：基因突變能夠產(chǎn)生前所未有的新基因，從而出現(xiàn)前所未有的新性狀。,打破對環(huán)境的適應性,為何基因突變對生物體而言，多數(shù)為有害突變? 如此的話基因突變對生物豈不是沒有意義?,產(chǎn)生新基因,引發(fā)生物變異,為進化提供原始材料,（五）、基因突變的意義,“一豬生九仔，連母十個樣”，這種個體的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的?,三、基因重組,是指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。,（一）、基因重組的概念,基因的自由組合:減數(shù)

10、分裂形成配子時，隨著非同源染色體的組合，非等位基因也自由組合。,基因的互換:減數(shù)分裂的四分體時期，同源染色體上的等位基因隨姐妹染色單體之間發(fā)生局部互換而互換，導致基因重組。,（二）、基因重組的類型,發(fā)生時期：,減數(shù)分裂四分體時期 減數(shù)第一次分裂后期,（三）、基因重組發(fā)生的時期和特點,三、基因重組,兩個親本的雜合性越高，遺傳物質差距越大，基因重組的類型就越多，后代產(chǎn)生的變異就越多?；蛑亟M是通過有性生殖過程實現(xiàn)的。,特點:,產(chǎn)生多樣化基因組合的后代，為生物變異提供豐富的來源，是生物變異來源之一，是形成生物多樣性的重要原因之一，對生物的進化具有重要意義。,（四）、基因重組的意義,三、基因重組,思考

11、：基因重組能否產(chǎn)生新的基因？,優(yōu)點：使不同個體的優(yōu)良性狀集中到 一個個體上。,缺點：育種年限長。,（五）、應用：雜交育種,基因突變和基因重組引起的變異有什么區(qū)別?,1基因突變： 基因_改變，它_新的基因 發(fā)生時期：_ 特點：普遍性、 隨機性、 _、 多數(shù)有害、不定向性。2基因重組： 控制不同性狀的_，_新基因，可形成新的_。 發(fā)生時期：_ 特點：_,內部結構,能產(chǎn)生,細胞分裂間期（DNA復制時）,突變率低,基因重新組合,不產(chǎn)生,基因型,有性生殖過程中,非常豐富,對比基因突變與基因重組：,課后練習題答案 基礎題 1.（1）；（2）；（3）。2.C。3.B。4.A。 拓展題 1.放療或化療的作用是

12、通過一定量的輻射或化學藥劑干擾腫瘤細胞和癌細胞進行DNA分子的復制，使其產(chǎn)生基因突變，從而抑制其分裂的能力，或者殺死癌細胞。放療的射線或化療的藥劑，既對癌細胞有作用，也對正常的體細胞有作用，因此，放療或化療后病人的身體是非常虛弱的。 2.鐮刀型細胞貧血癥患者對瘧疾具有較強的抵抗力，這說明，在易患瘧疾的地區(qū)，鐮刀型細胞的突變具有有利于當?shù)厝松娴囊环矫妗ｋm然這個突變體的純合體對生存不利，但其雜合體卻有利于當?shù)厝说纳妗?課堂練習： 1、人工誘變是創(chuàng)造生物新類型的重要方法，這是因為人工誘變( ) A、易得大量有利個體 B、可按計劃定向改良 C、變異頻率高 D、以上都對,2、進行有性生殖的生物，其親

13、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,3、在田間選擇穗大粒多的變異植株的種子播種后，子代植株有的保持了穗大粒多的特點，有的卻不能。原因是( ) A、上述穗大粒多的變異是不遺傳的變異 B、上述穗大粒多的變異是可遺傳的變異 C、上述穗大粒多的變異有的是可遺傳的，有的是不可遺傳 D、上述穗大粒多的變異在播種后又發(fā)生了新的變異,4、某種自花授粉植物連續(xù)幾代只開紅花，一次開出一朵白花，該花的自交子代全開白花，其原因是( ) A、基因突變 B、基因分離 C、基因互換 D、基因重組 5、生物變異的根本來源和為生物進化提供了最初的原材料的

14、是（ ） A、基因重組 B、基因突變 C、染色體結構變異 D、染色體數(shù)目變異,6、上眼瞼下垂是一種顯性遺傳病,某一男性患者, 其父母正常，請判斷這人性狀最可能是（ ） A.伴性遺傳 B.常染色體遺傳 C.基因突變 D.基因重組 7、如果基因中的一個脫氧核苷酸發(fā)生了改變， 那么這種變化最終可能引起（ ） A.遺傳性狀改變 B.遺傳密碼改變 C.遺傳信息改變 D.遺傳規(guī)律改變 8、生物變異的根本來源是（ ） A基因重組 B染色體數(shù)目變異 C染色體結構變異 D基因突變,9、基因重組發(fā)生在（ ） A減數(shù)分裂形成配子的過程中 B受精作用形成受精卵的過程中 C有絲分裂形成子細胞的過程中 D通過嫁接，砧木和

15、接穗愈合的過程中 10、觀察腫瘤切片，下列有關其中細胞的敘述 中，正確的是（ ） A.所有細胞經(jīng)減數(shù)分裂增殖 B.所有細胞中都可見到基因突變 C.所有細胞都能合成蛋白質 D.所有細胞中DNA含量都相同,11、誘發(fā)突變與自然突變相比，正確的是（ ） A都是有利的 B都是定向的 C都是隱性突變 D誘發(fā)突變突變頻率高,12、下列關于自然突變的敘述錯誤的是（ ） A自然突變的頻率低 B自然突變只產(chǎn)生在個別生物個別基因 C自然突變是不定向的，一般是有害的 D基因突變是變異的主要來源，是生物進 化的重要因素之一,13、生物界是千姿百態(tài)，多種多樣的，這都要建立在生 物豐富變異的基礎上。生物豐富的變異主要來源

16、于 A.基因重組 B.基因突變 C.染色體變異 D.環(huán)境變化 14、若一對夫婦所生育子女中，性狀差異甚多，這種變 異主要來自 A.基因突變 B.基因重組 C.環(huán)境影響 D.染色體變異 15、下面敘述的變異現(xiàn)象，可遺傳的是 A由于水肥充足而造成的小麥粒大粒多性狀 B果樹修剪后所形成的樹冠具有特定的形狀 C用激素處理未經(jīng)受粉的番茄雌蕊，得到的果實無籽 D開紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開白花,16、基因突變的原因是（ ） A.染色體上的DNA變成了蛋白質 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結構發(fā)生了局部改變,17、人類能遺傳的基因突變常發(fā)生在（ ） A.減數(shù)第一次分裂 B.四分體時期 C.減數(shù)第一次分裂的間期 D.有絲分裂間期,18、若某基因原為303對堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，成為300個 堿基對，它合成的蛋白質分子與原來基因合成的蛋白質分子相比較，差異可能為（ ） A只相差一個氨基酸，其他順序不