基因突變和基因重組公開課

關(guān)于基因突變和基因重組公開課生物界中的變異現(xiàn)象第2頁,共39頁，2024年2月25日，星期天什么叫“生物的變異”？生物體親代和子代之間以及子代個體之間性狀的差異性。變異是否都能遺傳？第3頁,共39頁，2024年2月25日，星期天為什么這種變異性狀不能遺傳給子代？分析：是環(huán)境因素引起的，自身的遺傳物質(zhì)沒有改變。例1：第4頁,共39頁，2024年2月25日，星期天紅花的后代變成了藍紫色上述變異性狀的后代為何仍然是藍紫色花呢？遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變。藍紫色花的后代仍是藍紫色例2：第5頁,共39頁，2024年2月25日，星期天表現(xiàn)型

基因型

環(huán)境

（不遺傳的變異）（改變）（改變）（改變）基因突變?nèi)旧w變異基因重組（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）變異是否都能遺傳？否第6頁,共39頁，2024年2月25日，星期天基因突變生物的變異不可遺傳的變異可遺傳的變異

基因重組染色體變異生物變異類型判斷關(guān)鍵:遺傳物質(zhì)是否改變筆記1第7頁,共39頁，2024年2月25日，星期天我?guī)洿?！哼…基因突?/p>

第8頁,共39頁，2024年2月25日，星期天

資料：1910年，一個黑人青年到醫(yī)院看病，檢查發(fā)現(xiàn)他患的是當時人們尚未認識的一種特殊的貧血癥，他的紅細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胞貧血癥。這種病患者一旦缺氧，紅細胞變成長鐮刀型。病重時，紅細胞受機械損傷而破裂的現(xiàn)象，引起嚴重貧血而造成死亡。一、基因突變的實例第9頁,共39頁，2024年2月25日，星期天

1956年，英國科學家英格拉姆發(fā)現(xiàn)患者血紅蛋白的肽鏈上，有一處的谷氨酸被纈氨酸取代。第10頁,共39頁，2024年2月25日，星期天CTTGAA谷氨酸纈氨酸DNAmRNA氨基酸血紅蛋白正常異常GUACATGTA突變GAA

直接原因（氨基酸的替換）根本原因

鐮刀型細胞貧血癥病因：（DNA分子中堿基對的替換）控制合成血紅蛋白分子的DNA分子一個堿基對發(fā)生替換（A—T替換為T—A）導致基因結(jié)構(gòu)的改變，從而引起所編碼的血紅蛋白的改變。第11頁,共39頁，2024年2月25日，星期天替換增添缺失ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

ATTA

CCGC

GGCG

ATTA

AT

A

CCGC

T

GGCG

基因（DNA片段）A

T

CCGCT

A

GGCG

CCGC

G

GCG

思考：除了堿基對的替換以外,還有什么情況可能導致基因結(jié)構(gòu)的改變？第12頁,共39頁，2024年2月25日，星期天

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(jié)構(gòu)的改變。┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替換二、基因突變的概念筆記2第13頁,共39頁，2024年2月25日，星期天1、哪一種基因突變對生物性狀的影響最小？思考：堿基對的替換2、基因突變形成的性狀能否遺傳？怎樣遺傳？三、基因突變的時期DNA復制時期有絲分裂的間期減數(shù)第一次分裂間期①如果基因突變發(fā)生在體細胞進行有絲分裂的間期，②如果基因突變發(fā)生在減數(shù)第一次分裂間期，【植物體細胞無性繁殖例外】一般只影響當代，不能遺傳閱讀P81則將遵循遺傳規(guī)律隨配子傳遞給后代筆記3第14頁,共39頁，2024年2月25日，星期天基因突變是如何產(chǎn)生的呢？X射線照射X射線、紫外線等易誘發(fā)基因突變的因素①物理因素亞硝酸、堿基類似物等②化學因素病毒、某些細菌等③生物因素四、基因突變的原因第15頁,共39頁，2024年2月25日，星期天夏季涂抹防曬霜青少年少上網(wǎng)，少用手機不喝反復燒開的水物理因素物理因素化學因素少吃燒烤和油炸食品化學因素以下情況是減少哪種因素，從而防止細胞基因突變？接種乙肝疫苗生物因素第16頁,共39頁，2024年2月25日，星期天AAAaAaaaaA一個基因突變后產(chǎn)生的是它的等位基因Aa隱性突變aA顯性突變不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量和位置五、基因突變的結(jié)果第17頁,共39頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共39頁，2024年2月25日，星期天基因突變的結(jié)果是產(chǎn)生了一個新的基因，該基因與原基因是什么關(guān)系？染色體上基因的數(shù)量發(fā)生改變了嗎？等位基因沒有思考:第19頁,共39頁，2024年2月25日，星期天常見突變性狀：①普遍性—在生物界普遍存在玉米白化苗人類多指短腿安康羊（中）六、基因突變的特點細菌無抗藥性——抗藥性棉花正常枝——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——白化病第20頁,共39頁，2024年2月25日，星期天胚幼苗分化出花芽的植株受精卵②隨機性——基因突變是隨機發(fā)生的花芽在分化時發(fā)生基因突變可以發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期；可以發(fā)生在細胞內(nèi)任何DNA分子上；可以發(fā)生在DNA分子的任何部位第21頁,共39頁，2024年2月25日，星期天③不定向性——基因突變是不定向的基因突變的紫色種子產(chǎn)生的子代種子（白，紅）如老鼠灰毛基因A突變A1(黃毛)A2(黑毛)【突變的方向與環(huán)境也沒有明確因果關(guān)系】第22頁,共39頁，2024年2月25日，星期天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3×10－5④自然狀態(tài)下，基因突變的頻率很低——低頻性第23頁,共39頁，2024年2月25日，星期天白化苗⑤大多數(shù)突變是有害的—多害少利性白化病

所有生物都是長期進化過程的產(chǎn)物，基因突變可能破壞生物與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系。第24頁,共39頁，2024年2月25日，星期天畸形的雛鴨人類的多指人類的并指鐮刀形紅細胞有害的基因突變第25頁,共39頁，2024年2月25日，星期天自然界的物種中廣泛存在可發(fā)生在任何時期多害少利性：(打破對環(huán)境的適應性)

①普遍性:②隨機性:⑤③不定向性：1個基因可以突變成1個以上的等位基因④低頻性：自然狀態(tài)下突變率低:基因突變的特點

既然自然條件下基因突變率很低，而且大多數(shù)對生物體是有害的，那基因突變有什么意義呢？第26頁,共39頁，2024年2月25日，星期天有利的基因突變誘變處理得到的高產(chǎn)量青霉菌株太空南瓜第27頁,共39頁，2024年2月25日，星期天七、基因突變的意義

雖然每個基因的突變率很低，但每個種群有很多個體，每個個體有很多基因，所以突變的基因總數(shù)很大。①產(chǎn)生新基因的途徑②生物進化的原始材料③生物變異的根本來源基因新基因（等位基因）基因型（改變）表現(xiàn)型（改變）引發(fā)生物變異第28頁,共39頁，2024年2月25日，星期天這種說法不正確。對于生物個體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但一個物種是由很多個體組成，且經(jīng)漫長的進化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的，其中有不少突變是有利突變，對生物的進化有重要的意義。因此，基因突變能夠為生物進化提供原材料。P82：批判性思維第29頁,共39頁，2024年2月25日，星期天2.下列有關(guān)基因突變的說法，不正確的是()

A.自然條件下，一種生物的突變率是很低的

B.生物所發(fā)生的基因突變一般都是有利的

C.基因突變在自然界的中廣泛存在

D.基因突變可產(chǎn)生新的基因，是生物變異的主要來源BC1.一種植物在正常情況下只開紅花，但偶然會出現(xiàn)一朵白花，如果將白花種子種下去，它的后代全部開白花，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是(）

A.自然雜交B.自然選擇

C.基因突變D.基因重組第30頁,共39頁，2024年2月25日，星期天3.下圖中，基因A與a1a2a3之間的關(guān)系，不能表現(xiàn)的是()A.基因突變是不定向的B.等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果C.正?；蚺c致病基因可以轉(zhuǎn)化D.圖中基因的遺傳遵循自由組合定律Aa1a2a3D第31頁,共39頁，2024年2月25日，星期天“一母生九仔，連母十個樣”這種差異怎么造成的？基因重組第32頁,共39頁，2024年2月25日，星期天二、基因重組1、概念:在生物進行有性生殖過程中,控制不同性狀的基因的自由組合.2、類型:①自由組合:②交叉互換:在減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因的自由組合四分體時期，同源染色體上的非姐妹染色體之間發(fā)生局部互換.3、意義：第33頁,共39頁，2024年2月25日，星期天類型①自由組合型減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合AabBAaBbAb和aBAB和ab二、基因重組的類型第34頁,共39頁，2024年2月25日，星期天35AabBAaBb類型②：交叉互換型

發(fā)生在四分體時期，同源染色體非姐妹染色單體之間交換片段。第35頁,共39頁，2024年2月25日，星期天1、細菌和病毒存在基因重組這種變異嗎？

2、基因重組能否產(chǎn)生新基因？能產(chǎn)生新的基因型嗎？3、你能從基因重組的角度解釋人群中個體性狀的多種多樣嗎？思考：不存在不能能①減數(shù)分裂形成的配子,染色體組成具有多樣性,導致不同配子遺傳物質(zhì)的差異②受精過程中卵細胞和精子的結(jié)合的隨機性第36頁,共39頁，2024年2月25日，星期天是生物變異的來源之一是生物多樣性的來源之一對生物的進化具有重要的意義四、基因重組的意義基因重組中有無新的基因產(chǎn)生？思考第37頁,共39頁，2024年2月25日，星期天4、下面有關(guān)基因重組的說法不正確