基因突變和基因重組五

第五章基因突變及其他變異遺傳伴隨著變異，泛起進(jìn)化的層層漣漪。遺傳變異規(guī)律的妙用，贏來戰(zhàn)勝病魔的驚喜。表現(xiàn)型

基因型

環(huán)境

（不遺傳的變異）誘因（改變）（改變）（改變）判斷：僅環(huán)境因素引起的變異一定不能遺傳?；蛑亟M染色體變異基因突變（遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變）（遺傳物質(zhì)發(fā)生改變）（可遺傳的變異）一、基因突變一、基因突變的實(shí)例——鐮刀型細(xì)胞貧血癥正常紅細(xì)胞鐮刀型貧血癥資料：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(shí)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(zhǎng)鐮刀型。病重時(shí)，紅細(xì)胞受機(jī)械損傷而破裂的現(xiàn)象，引起嚴(yán)重貧血而造成死亡。正常血紅蛋白第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代。[探究]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）根本原因兩面凹的圓餅狀性狀谷氨酸……CTTGAA…………DNAGAA……mRNA正常蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)GUA…………纈氨酸異常蛋白質(zhì)鐮刀型CATGTA…………直接原因替換增添缺失ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

ATTA

CCGC

GGCG

ATTA

AT

A

CCGC

T

GGCG

DNA片段堿基對(duì)的增添、缺失或替換，改變了基因的結(jié)構(gòu)。A

T

CCGCT

A

GGCG

CCGC

G

GCG

[探究]

DNA分子中的堿基對(duì)有哪幾種變化，從而導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變？DNA···AU

C

CGC···

···A

U

U

CGC···

異亮氨酸精氨酸異亮氨酸mRNA···AT

C

CGC···

···TA

G

GC

G···正?！ぁぁAAGC

G······ATTCGC···

堿基對(duì)替換精氨酸[探究]堿基對(duì)改變一定會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變嗎？···ATCCGC···

···TAGGC

G···正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸···AUCCGC···

異亮氨酸精氨酸···ACCG

C···

蘇氨酸丙氨酸②①①②···ACCGC···

···TGGCG···堿基對(duì)缺失思考2、基因突變發(fā)生的時(shí)間？3、基因突變都會(huì)遺傳給后代嗎？1.由于堿基對(duì)的改變，是否一定會(huì)引起性狀的改變？基因突變不改變生物性狀的原因有哪些？

①多種密碼子決定同一種氨基酸②不具遺傳效應(yīng)的DNA片段③雖改變氨基酸種類，但不改變性狀④顯性純合子突變成雜合子（AA→Aa）

基因突變的時(shí)間：細(xì)胞分裂的間期A.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)胞一般不能遺傳給后代（產(chǎn)生性原細(xì)胞時(shí)可以）可以通過受精作用直接遺傳給后代DNA在進(jìn)行復(fù)制時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤.二、、基基因因突突變變的的原原因因物理理因因素素化學(xué)學(xué)因因素素生物物因因素素紫外外線線X射射線線其它它各各種種輻輻射射亞硝硝酸酸堿基基類類似似物物苯環(huán)環(huán)類類似似物物復(fù)制制偶偶發(fā)發(fā)錯(cuò)錯(cuò)誤誤堿基基組組成成改改變變內(nèi)部部因因素素外部部因因素素生物物界界中中普普遍遍存存在在——————普遍遍性性個(gè)體體發(fā)發(fā)育育的的任任何何時(shí)時(shí)期期和和部部位位———隨機(jī)機(jī)性性自然然情情況況下下突突變變頻頻率率很很低低(10-5-10-8)———低頻頻性性多數(shù)數(shù)對(duì)對(duì)生生物物有有害害————多害害少少利利性性突變變是是不不定定向向的的————不定定向向性性三、、基基因因突突變變的的特特點(diǎn)點(diǎn)基因因突突變變不不改改變變?nèi)救旧w體上上基基因因的的數(shù)數(shù)量量，，只只改改變變基基因因的的內(nèi)內(nèi)部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，使使一一個(gè)個(gè)基基因因變變成成它它的的等位位基基因因（A→→a或或a→→A））。。細(xì)菌菌無無抗抗藥藥性性———抗抗藥藥性性棉花花正正常常枝枝————短短果果枝枝果蠅蠅紅紅眼眼————白白眼眼長(zhǎng)翅翅————?dú)垰埑岢峒银濜澯鹩鹈装咨一壹t紅色色人正正常常色色覺覺————色色盲盲正常常膚膚色色————白白化化病病常見見突突變變性性狀狀：：一、、在在生生物物界界普普遍遍存存在在——普遍遍性性玉米白化苗人類類多多指指[探究]基因突變有何特點(diǎn)？短腿腿安安康康羊羊（（中中））開花結(jié)果的植株胚幼苗具根莖葉的植株分化出花芽的植株受精卵基因因突突變變發(fā)發(fā)生生在在生生物物個(gè)個(gè)體體發(fā)發(fā)育育的的什什么么時(shí)時(shí)期期？？任何何時(shí)時(shí)期期二、、在在生生物物個(gè)體體發(fā)發(fā)育育的的如如何何時(shí)時(shí)期期發(fā)生生——隨機(jī)機(jī)性性①②③④⑤花芽芽在在分分化化時(shí)時(shí)發(fā)發(fā)生生基基因因突突變變基因突變率大腸桿菌組氨酸缺陷型基因2×10－６果蠅的白眼基因4×10－5果蠅的褐眼基因3×10－5玉米的皺縮基因1×10－６小鼠的白化基因1×10－5人類色盲基因3×10－5小資資料料三、突變率低低—低頻性自然狀態(tài)下，，基因突變的的頻率是很低低的。白化苗四、大多數(shù)突突變是有害的的—多害性白化病為什么呢？任何一種生物物都是長(zhǎng)期進(jìn)進(jìn)化過程的產(chǎn)產(chǎn)物，它們與與環(huán)境取得得了高度的協(xié)協(xié)調(diào)?；蛲蛔冎校?，有利突變多多，還是有害害突變多？有害的基因突突變畸形的雛鴨人類的多指人類的并指鐮刀形紅細(xì)胞胞高產(chǎn)大豆高高產(chǎn)青霉菌菌株有利的基因突突變有利的基因突突變五、基因突突變是不定向向的—多向性經(jīng)誘變處理的的紫色種子產(chǎn)產(chǎn)生的子代種種子基因突變還有有何特點(diǎn)？如老鼠灰毛基因A+突變AY(黃毛)a(黑毛)灰老鼠黑老鼠黃老鼠五、基因突突變是不定向向的—多向性經(jīng)誘變處理的的紫色種子產(chǎn)產(chǎn)生的子代種種子基因突變還有有何特點(diǎn)？如老鼠灰毛基因A+突變AY(黃毛)a(黑毛)灰老鼠黑老鼠黃老鼠1）意義：產(chǎn)生新基因，，是生物變異異的根本來源，為為生物物進(jìn)化提供了了最初的原始始材料。四．基因突變變的意義2）應(yīng)用：誘變育種:運(yùn)用物理因素素或化學(xué)因素素提高突變率率,誘發(fā)基因因突變,獲得得優(yōu)良品種.基因重組在生物體進(jìn)行行有性生殖的過程中，控控制不同性狀的基基因重新組合合。將F2中的黃黃色皺粒豌豆豆種植下去，，子代中會(huì)有有黃色皺粒豌豌豆嗎？為什什么？自身的遺傳物物質(zhì)發(fā)生了改改變①基因的自由由組合:非同源染染色體上的非非等位基因的的組合.②基因的互換換:同源染色色體上的非姐姐妹染色單體體之間發(fā)生局局部互換.③重組DNA技術(shù)：按照人們的意意愿，把一種種生物的某種種基因提取出出來，在生物物體外重組，，然后放到另另一種生物的的細(xì)胞里，定向地改造生物的的性狀?；蛑亟M的類類型AabBAaBb簡(jiǎn)單理解，基基因重組就是是精細(xì)胞和卵細(xì)細(xì)胞結(jié)合時(shí)，，產(chǎn)生不同于于父本和母本本的基因型。。A:控制不同同性狀的基因因重新組合，，不產(chǎn)生新基因因，可形成新新的基因型。?；蛑亟M的意意義：基因重組能夠夠產(chǎn)生多樣化化的基因組合合的子代?；蛑亟M是生生物變異的來來源之一，對(duì)對(duì)生物的進(jìn)化化也具有重要要的意義。Q:基因重組組能否產(chǎn)生新新的基因？基因重組的意意義比較項(xiàng)目基因突變基因重組本質(zhì)結(jié)果時(shí)期意義發(fā)生頻率堿基對(duì)的增添添、缺失或替替換引起的基基因結(jié)構(gòu)的改改變控制不同性狀狀的基因的重重新組合，不