基因突變和基因重組六

龍生龍，鳳生鳳，老鼠的兒子會打洞，這說明生物具有____的現(xiàn)象。遺傳一母生九仔，連母十個樣，這說明生物具有______的現(xiàn)象。變異生物界中的變異現(xiàn)象什么叫“生物的變異”？生物體親代與子代之間以及子代個體之間性狀的差異性。變異能否遺傳？想一想：上述甘藍(lán)品種的引種過程中，有沒有變異現(xiàn)象的發(fā)生？這種變異性狀能遺傳給子代嗎？為什么?分析：是環(huán)境因素引起的，自身的遺傳物質(zhì)沒有改變。甘藍(lán)3.5kg7kg拉薩3.5kg北京資料：在北京培育的優(yōu)質(zhì)甘藍(lán)品種，葉球最大的有3.5KG，當(dāng)引種到拉薩后，由于晝夜溫差大、日照時間長、光照強(qiáng)，葉球可重達(dá)7KG左右。但再引回北京后，葉球又只有3.5KG。紅花的后代變成了藍(lán)紫色上述變異性狀的后代為何仍然是藍(lán)紫色花呢？遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變。藍(lán)紫色花的后代仍是藍(lán)紫色表現(xiàn)型

基因型

環(huán)境

（不可遺傳的變異）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)改變）（可遺傳的變異）第五章基因突變及其其他變異第1節(jié)基因突變和基因重組三位同學(xué)在抄寫英語句子“THECATSATONTHEMAT(貓坐在草席上)”時，分別抄成了以下的句子：THEKATSATONTHEMATTHE

CATONTHEMATTHEFATCATSATONTHEMAT與原來的句子相比較，意思發(fā)生了什么變化呢？假如在DNA分子的復(fù)制過程中，發(fā)生了類似的錯誤，DNA分子所攜帶的遺傳信息將會發(fā)生怎樣的變化？這樣的變化可能對生物體產(chǎn)生什么影響？問題探討我?guī)洿?！哼…一、基因突?/p>

鐮刀型型細(xì)胞胞貧血血癥（一））基因因突變變的實實例資料：：1910年，一一個黑黑人青青年到到醫(yī)院院看病病，檢檢查發(fā)發(fā)現(xiàn)他他患的的是當(dāng)當(dāng)時人人們尚尚未認(rèn)認(rèn)識的的一種種特殊殊的貧貧血癥癥，他他的紅紅細(xì)胞胞不是是正常常的圓圓餅狀狀，而而是彎彎曲的的鐮刀刀狀，，人們們稱這這種病病為鐮鐮刀型型細(xì)胞胞貧血血癥。。這種病病患者者一旦旦缺氧氧，紅紅細(xì)胞胞變成成長鐮鐮刀型型。病病重時時，紅紅細(xì)胞胞容易易破裂裂，引引起嚴(yán)嚴(yán)重貧貧血而而造成成死亡亡。正常血血紅蛋蛋白第第6位上的的谷氨酸酸被纈氨酸酸取代。[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）（異常常血紅紅蛋白白）CTTGAA谷氨酸酸纈氨酸酸DNAmRNA氨基酸酸蛋白質(zhì)質(zhì)正常異常GUACATGTA突變GAA_____原因因鐮刀刀型型細(xì)細(xì)胞胞貧貧血血癥癥是是由由引起起的的一一種種遺遺傳傳病病。。病因因：：DNA分子子中中堿堿基基對對替替換換根本本[探究]第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代的根本原因是什么？ATTA替換直接接原因因決定定谷氨氨酸酸→→纈氨氨酸酸替換換增添添缺失失ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

ATTA

CCGC

GGCG

ATTA

AT

A

CCGC

T

GGCG

DNA片段段堿基基對對的的增添添、缺失失或替換換，改改變變了了基基因因的的結(jié)構(gòu)構(gòu)。A

T

CCGCT

A

GGCG

CCGC

G

GCG

[探究]

DNA分子中的堿基對有哪幾種變化，從而導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變？1、概念念：DNA分子子中中發(fā)發(fā)生生堿基基對對的____、____和_____，而而引引起起的的________的改改變變。。增添添缺失失替換換基因因結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)（二二））基基因因突突變變的的概概念念DNA···AU

C

CGC···

···A

U

U

CGC···

異亮亮氨氨酸酸精氨氨酸酸異亮亮氨氨酸酸mRNA···AT

C

CGC···

···TA

G

GC

G···正?！ぁぁAAGC

G······ATTCGC···

堿基對替換精氨氨酸酸[探究究]堿基基對對改改變變一一定定會會導(dǎo)導(dǎo)致致蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)改改變變嗎嗎？？···ATCCGC···

···TAGGC

G···正常常mRNADNAmRNADNA氨基基酸酸氨基基酸酸···AUCCGC···

異亮亮氨氨酸酸精氨氨酸酸···ACCG

C···

蘇氨氨酸酸丙氨氨酸酸②①①②···A

CCGC···

···TGGCG···堿基基對對缺缺失失1、概念念：DNA分子子中中發(fā)發(fā)生生堿基基對對的____、____和_____，而而引引起起的的________的改改變變。。增添添缺失失替換換基因因結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)（二二））基基因因突突變變的的概概念念思考考：：1、哪哪一一種種基基因因突突變變對對生生物物性性狀狀的的影影響響最最小??？？堿基基對對的的替替換換2、基基因因突突變變不不改改變變生生物物性性狀狀的的原原因因有有哪哪些些？？①一一種種氨氨基基酸酸可可能能有有幾幾種種密密碼碼子子②顯顯性性純純合合子子突突變變成成雜雜合合子子（（AA→→Aa）基因因突突變變?nèi)羧舭l(fā)發(fā)生生在在配子子中（減數(shù)數(shù)分分裂裂時時產(chǎn)產(chǎn)生生）將遵遵循循遺遺傳傳規(guī)規(guī)律律傳遞遞給給后后代代。若發(fā)發(fā)生生在在體細(xì)細(xì)胞胞（有絲絲分分裂裂），，一般般不能能遺遺傳傳。有些些植植物物體體細(xì)細(xì)胞胞發(fā)發(fā)生生基基因因突突變變，，可可以以通通過過無無性性繁繁殖殖傳傳遞遞。。人人體體某某些些體體細(xì)細(xì)胞胞的的基基因因（（原原癌癌基基因因和和抑抑癌癌基基因因））突突變變，，有有可可能能發(fā)發(fā)展展成成癌細(xì)細(xì)胞胞。思考考：：3、突突變變后后的的基基因因會會遺遺傳傳給給后后代代么么？？（三三））基基因因突突變變的的原原因因自發(fā)發(fā)突突變變（（內(nèi)內(nèi)因因））：：自然然條件件下下DNA偶爾爾復(fù)制制錯錯誤誤例如如：：果蠅蠅的的白白眼眼，，水水稻稻的的矮矮稈稈等等。。物理因素化學(xué)因素生物因素提高高突突變變頻頻率率X射線線、、激激光光等等亞硝硝酸酸、、堿堿基基類類似似物物等等病毒、某某些細(xì)菌菌等誘發(fā)突變變（外因因）：夏季涂抹抹防曬霜霜青少年少少上網(wǎng)，，少用手手機(jī)不喝反復(fù)復(fù)燒開的的水（含含亞硝酸酸鹽）物理因素素物理因素素化學(xué)因素素少吃燒烤烤和油炸炸食品化學(xué)因素素分析以下下情況是是減少哪哪種因素素誘發(fā)基基因突變變的可能能，從而而防止細(xì)細(xì)胞癌變變？接種乙肝肝疫苗生物因素素想一想:基因突變一般會發(fā)生在什么時侯呢？有絲分裂裂的間期減數(shù)第一一次分裂裂間期在DNA復(fù)制時期（四）基基因突變變的時間間AAAaAaaaaA一個基因因突變后后產(chǎn)生的的是它的的等位基因因（五）基基因突變變的結(jié)果果基因突變變是染色色體的某一位點點上基因的的改變,使一個基基因變成成它的等位基因因（A→a或a→A）,不改變?nèi)救旧w上上基因的的數(shù)量，只改變變基因的內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)，并且通常常會引起起一定的的表現(xiàn)型型的變化化.遺傳信息息改變DNADNA差錯內(nèi)因：堿基變化化外因：物理因素素化學(xué)因素素生物因素素脫氧核苷苷酸種類類、數(shù)量量、排列列順序改改變堿基對的的替換、、增添、、缺失基因結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)生改改變產(chǎn)生等位位基因（A1a1、a2………）復(fù)制引起細(xì)菌無無抗抗藥性——抗藥性棉花正正常常枝——短果枝果蠅紅紅眼眼——白眼長翅——殘翅家鴿羽羽毛毛白色——灰紅色人正正常色覺覺——色盲正常膚色色——白化病常見突變變性狀：：1.在生生物界普普遍存在在—普遍性玉米白化苗人類多指指短腿安康康羊（中中）（六）基基因突變變的特點點開花結(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突變變發(fā)生在在生物個個體發(fā)育育的什么么時期？？任何時期期2.在生生物個體發(fā)育育的如何何時期發(fā)生—隨機(jī)性①②③④⑤小資料3.突變變率低自然狀態(tài)態(tài)下，基基因突變變的頻率率是很低低的。白化苗4.大多多數(shù)突變變是有害害的—多害性白化病為什么呢呢？任何一種種生物都都是長期期進(jìn)化過過程的產(chǎn)產(chǎn)物，它它們與與環(huán)境取取得了高高度的協(xié)協(xié)調(diào)?；蛲蛔冏冎?，有有利突變變多，還還是有害害突變多多？有害的基基因突變變畸形的雛雛鴨人類的多多指人類的并指鐮刀形紅紅細(xì)胞高產(chǎn)大豆豆高高產(chǎn)青青霉菌株株有利的基基因突變變經(jīng)誘變處處理的紫紫色種子子產(chǎn)生的的子代種種子基因突變變還有何何特點？？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5.基基因突變變是不定向的的—不定向性性基因突變變是新基因產(chǎn)產(chǎn)生的途徑，，是生物物變異的的根本來源源,是生物進(jìn)化化的原始材料料.（七）基基因突變變的意義義批判性思思維有人認(rèn)為為，自然然條件下下基因突突變率很很低，而而且大多多數(shù)基因因突變對對生物體體是有害害的，因因此，它它不可能能為生物物進(jìn)化提提供原材材料。你你認(rèn)為這這樣的看看法正確確嗎？為為什么？？這種看法法不正確確。對于于生物個個體而言言，發(fā)生生自然突突變的頻頻率是很很低的。。但是，，一個物物種往往往是由許許多個體體組成的的，就整整個物種種來看，，在漫長長的進(jìn)化化歷程中中產(chǎn)生的的突變還還是很多多的，其其中有不不少突變變是有利利突變，，對生物物的進(jìn)化化有重要要意義。。因此，，基因突變變能夠為為生物進(jìn)進(jìn)化提供供原材料料。（P82）（八）基基因突變變的應(yīng)用用人工誘變變育種原理:運(yùn)用物理理因素或或化學(xué)因因素提高高突變率率,誘發(fā)基因因突變,獲得優(yōu)良良品種.實例:高產(chǎn)青霉霉菌株太太空椒椒、太空空南瓜優(yōu)點：提高突變變率，縮短育種種年限，大大幅度改改良性狀，為人人類選育育出優(yōu)良良的生物品品種缺點：有利變異異少，要要處理大大量的實驗驗材料，，具有盲盲目性“一母生九九仔，連連母十個個樣”這這種差異異怎么造造成的？？二、基因因重組在生物體體進(jìn)行有有性生殖殖的過程程中，控制不同同性狀的的基因的的重新組組合。（一）基基因重組組的概念念方式１、非同同源染色色體上的的非等位位基因自由組合合2、同源染染色體的的非姐妹妹染色單單體之間間的局部部交換（（交叉互換換）減數(shù)第一一次分裂裂后期非同源染染色體上上的非等等位基因因自由組組合AabBAaBbAb和aBAB和ab（二）基基因重組組發(fā)生時時期AaAaBbAabBAaBb減數(shù)第一一次分裂裂前期（（四分體體時期））同源染色色體上的的非姐妹妹染色單單體之間間的交叉叉互換3、兩個親親本的遺遺傳物質(zhì)質(zhì)差距越越大，基基因重組組的類型型就越多多。（三）基基因重組組的特點點1、變異概率率高，幾幾乎100%2、只有通過過有性生生殖過程程才能實實現(xiàn)的。。意義基因重組組中有無無新的基基因產(chǎn)生生？有有無新的的基因型型和表現(xiàn)現(xiàn)型形成成？是生物變異異的來源之之一，是生物多樣樣性的來源之之一，對生物的進(jìn)進(jìn)化具有重要要的意義義。思考（四）基基因重組組的意義義基因的分分子結(jié)構(gòu)構(gòu)發(fā)生改改變不同基因因的重新新組合細(xì)胞分裂裂間期由于外界界理化因因素或自自身生理理因素引引起的堿堿基對的的替換、、缺失或或增添減數(shù)第一一次分裂裂前期的四分體體時期的的交叉互互換；減數(shù)第一一次分裂裂后期，非同源源染色體體上的非非等位基基因自由由組合外界環(huán)境境條件的的變化和和內(nèi)部因因素的相相互作用用。有性生殖殖過程中中進(jìn)行減減數(shù)分裂裂形成生生殖細(xì)胞胞。新基因產(chǎn)產(chǎn)生的途途徑，是是生物變變異的根本來源源,是生物進(jìn)進(jìn)化的原原始材料料是生物變變異的重重要來源源，是形形成生物物多樣性性的重要要原因，，對生物物的進(jìn)化化也具有有重要的的意義突變頻率率低，但但普遍存存在有性生殖殖中非常常普遍產(chǎn)生了新新基因，出現(xiàn)了了新性狀狀不產(chǎn)生新新基因，，而是產(chǎn)生新的的基因型型，使不同同性狀重重新組合合不同生物物的可遺遺傳變異異來源：：病毒——基因突變變原核生物物——基因突變變真核生物物——基因突變變、基因因重組、、染色體體變異思維拓展課堂練練習(xí)1.下列現(xiàn)象中中屬于可遺遺傳的變異異的是A、玉米由于于水肥充足足而長得穗穗大粒足B、人由于曬曬太陽皮膚膚變黑C、