基因突變與基因重組綜述

基因突變與基因重組綜述1.基因控制性狀的兩條途徑?2.用圖解表示中心法則.基因突變和基因重組遺傳:后代與親代之間性狀相似.變異:后代個體之間以及后代與親代之間性狀差異.表現(xiàn)型基因型

+環(huán)境條件（改變）（改變）（改變）復(fù)習(xí):表現(xiàn)型與基因型的關(guān)系引入:生物體遺傳性狀的改變就是生物的變異生物變異的類型不可遺傳的變異:可遺傳的變異:僅由環(huán)境條件引起的變異.由細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)變化引起的變異.遺傳變異三種來源基因突變基因重組染色體變異由于DNA分子中堿基對的增添缺失或替換而引起基因結(jié)構(gòu)的改變。非同源染色體上非等位基因的自由組合；同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生局部交換染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目改變資料一：在北京培育的優(yōu)質(zhì)甘藍(lán)品種，葉球最大的有7斤，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)14斤左右。但再引回北京后，葉球又只有7斤。資料二：太空椒與普通青椒對比，果實明顯增大，將太空椒的種子種植下去，仍然是肥大果實。這種太空南瓜王最大能長到200多公斤，在生長繁殖期高峰時，南瓜每天能增大5公斤。正常型紅細(xì)胞鐮刀型細(xì)胞貧血癥紅細(xì)胞一、基因突變(一)基因突變的實例

鐮刀型貧血癥是一種異常血紅蛋白病。一旦缺氧，患者紅細(xì)胞變成長鐮刀型，血液的粘性增加，引起紅細(xì)胞的堆積，導(dǎo)致各器官血流的阻塞。而出現(xiàn)脾臟腫大，四肢的骨骼、關(guān)節(jié)疼痛，血尿和腎功能衰竭等癥狀，病重時，紅細(xì)胞受機(jī)械損傷而破裂產(chǎn)生溶血現(xiàn)象，引起嚴(yán)重貧血而造成死亡。

患者不能進(jìn)行激烈運(yùn)動，長期遭受慢性貧血折磨。常在幼年發(fā)現(xiàn)。鐮刀型貧血癥簡介

血紅蛋白究竟出了什么問題？

為什么谷氨酸會被纈氨酸取代呢？

隨著分子遺傳學(xué)的崛起，已經(jīng)查明DNA分子中的一組堿基由CTT變成CAT。1956年，英國科學(xué)家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀狀細(xì)胞貧血癥患者血紅蛋白有兩條肽鏈上，第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代。正常異常…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—…

…－脯氨酸－纈氨酸－谷氨酸—…mRNA谷氨酸氨基酸血紅蛋白GAAGUA正常異常GAACTTDNAGTACAT突變分析鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因

纈氨酸相應(yīng)性狀的改變相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變相應(yīng)氨基酸的改變mRNA分子中的堿基發(fā)生變化DNA分子中的堿基對發(fā)生變化具體變化過程:這種變化可否遺傳?如何遺傳？可以遺傳突變后的DNA分子復(fù)制,通過減數(shù)分裂形成帶有突變基因的生殖細(xì)胞,并將突變基因傳給下一代.┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失改變DNA分子中發(fā)生堿基對的

、

和

，而引起的

的改變。

增添缺失改變基因結(jié)構(gòu)（一）基因突變的概念：思考與討論：①由于堿基對的改變，是否一定會引起蛋白質(zhì)的改變？②基因突變都會遺傳給后代嗎？1.生物變異的類型及原因2.基因突變的概念(二)基因突變發(fā)生的時間？Why？細(xì)胞周期中的分裂間期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)胞中可以發(fā)生基因突變（但一般不能傳給后代）中也可以發(fā)生基因突變（可以通過受精作用直接傳給后代）DNA在進(jìn)行復(fù)制時發(fā)生錯誤或由于某種原因斷裂后進(jìn)行修復(fù)時發(fā)生錯誤。(三)基因突變的原因物理因素化學(xué)因素生物因素基因突變的原因X射線、激光等亞硝酸和堿基類似物等病毒和某些細(xì)菌等(四)基因突變的類型1、按來源分__________與__________

2、按突變后對生物個體的影響分

與________,對生物體而言，多數(shù)為____________。自然突變誘發(fā)突變有利突變有害突變有害突變①打破生物對環(huán)境的適應(yīng)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?②產(chǎn)生新基因引發(fā)生物變異為進(jìn)化提供原始材料3、按現(xiàn)條件分顯性突變和隱性突變棉花正常枝——短果枝果蠅紅眼——白眼長翅——殘翅家鴿羽毛白色——灰紅色人正常色覺——色盲正常膚色——白化病你認(rèn)為突變有什么特點？常見突變性狀：一在生物界普遍存在；討論與思考短腿安康羊（中）玉米白化苗人類多指以植物的個體發(fā)育為例：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發(fā)生的時期與突變性狀在生物體的表現(xiàn)部位及范圍大小有沒有關(guān)系？有什么關(guān)系？突變發(fā)生的時間越早，表現(xiàn)突變的部分越多，突變發(fā)生的時期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少。基因突變發(fā)生在生物個體發(fā)育的什么時期？哪些細(xì)胞能發(fā)生基因突變？任何時期分裂間期的細(xì)胞有二在生物體內(nèi)隨機(jī)發(fā)生；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小資料三突變率低；白化苗四大多數(shù)突變是有害的白化病為什么呢？

任何一種生物都是長期進(jìn)化過程的產(chǎn)物，它們與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)。五基因突是不定向的(五)基因突變的特點自然界的物種中廣泛存在可發(fā)生在任何時期自然界突變率很低：10－5-

10-8(打破對環(huán)境的適應(yīng)性)多數(shù)有害,少數(shù)有利①普遍性:②隨機(jī)性:③低頻性:④多害少利性：一個基因可以產(chǎn)生一個以上的等位基因⑤不定向性：基因突變的意義

是新基因產(chǎn)生的途徑；生物變異的根本來源；是生物進(jìn)化的原始材料?；蛑亟M：1、概念：2、類型：

生物體在進(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發(fā)生在減數(shù)分裂過程。

一類是自由組合型,是非同源染色體的非等位基因的自由組合；另一類是交叉互換型,是同源染色體上非姐妹染色單體發(fā)生局部交換，這些染色單體上的基因重新組合。非同源染色體上的非等位基因自由組合一種具有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)行雜交時，F(xiàn)2可能出現(xiàn)的表現(xiàn)型就有

種。AabBAaBbAb和aBAB和ab220=1048576AabBAaBb同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換3、意義:通過有性生殖實現(xiàn)基因重組為生物變異提供了極其豐富的來源,是生物多樣性的重要原因之一.基因重組能否產(chǎn)生新的基因？基因突變和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：①普遍性、②隨機(jī)性、③___________、④多數(shù)有害、⑤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(nèi)部結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生細(xì)胞分裂間期（DNA復(fù)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(減數(shù)分裂)非常豐富基因工程的概念基因工程又叫做重組DNA技術(shù)。通俗地說，就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀?；蚬こ痰膭e名操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程實質(zhì)結(jié)果重組DNA技術(shù)生物體外基因DNA分子水平人類需要的基因產(chǎn)物剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)基因重組(廣義)基因工程的概念例：基因工程培育抗蟲棉的簡要過程蘇云金芽孢桿菌提取抗蟲基因與運(yùn)載體結(jié)合棉細(xì)胞導(dǎo)入

抗蟲棉(產(chǎn)生抗蟲蛋白)二、基因工程操作的工具:1、基因的“剪刀”—限制性內(nèi)切酶