1、遗传指亲代与子代、子代与子代个体之间性状的相似性。什么是变异？指亲代与子代、子代与子代个体之间性状的指亲代与子代、子代与子代个体之间性状的差异性差异性。手术后手术前【思考】通过整容，单眼皮成为双眼皮，这种变异能遗传吗？为什么？（环境引起，遗传物质不变）（环境引起，遗传物质不变）（遗传物质（遗传物质改变改变）生物变异生物变异基因突变基因突变基因重组基因重组表观遗传表现型=基因型+环境第五章第1节 基因突变和基因重组1.举例说明基因突变和基因重组的概念、特征、原因、意义。(重点、科学思维、生命观念重点、科学思维、生命观念)2.举例说出基因突变引发细胞癌变的原因，认识癌症的危害，远离致癌因 子，选择
2、健康的生活方式。(社会责任社会责任)3.阐明基因重组的实质、类型及发生机制，利用基因重组的原理，尝试设 计杂交育种的思路和方法。(科学探究)我国早在我国早在19871987年就利用返年就利用返回式卫星开始了航天育种研回式卫星开始了航天育种研究：究：指将作物种子带入太空，利用太空中的特殊环境诱导基因发生突变，然后在地面选择优良的品种进行培育。讨论：1.航天育种的生物学原理是什么？基因突变基因突变2.基因突变是怎样产生的呢？在太空的特殊环境中，细胞分裂间期DNA复制过程时，因受到高辐射或微重力影响，碱基的互补配对易出现差错而发生基因突变。资料：1910年，一个黑人青年到医院看病，症状是发烧和肌肉疼
3、痛，经查，他患的是当时人们尚未认识的一种贫血症，红细胞是弯曲的镰刀状。后来，人们就把这种病称为镰刀型细胞贫血症。1928年，人们了解到这是一种遗传病。这种病的遗传方式？阅读阅读P81“P81“思考与讨论思考与讨论”这种病是怎样形成的呢？一、基因突变的实例-1、镰状细胞贫血无中生有为隐性无中生有为隐性隐性遗传看女病编码血红蛋白的 基因中一个碱基对变化血红蛋白的结构发生变化红细胞成镰刀型容易破裂，患溶血性贫血基因蛋白质结构性状一、基因表达产物与性状之间的关系一、基因表达产物与性状之间的关系基因突变的实例Examples of genetic mutations正常正常碱基序列片段碱基序列片段mRN
4、A异常异常碱基序列片段碱基序列片段mRNA分析研究发现，在组成血红蛋白分子的肽链上发生了氨基酸的替换。mRNA氨基酸血红蛋白正常异常异常缬氨酸谷氨酸血红蛋白基因GCGG镰状细胞贫血症病因分析思考与讨论（思考与讨论（P P8181）GC增添？增添？缺失？缺失？替换？替换？P81基因突变的概念：基因突变的实例Examples of genetic mutations2.基因突变基因突变(1)概念：概念：增增添添缺缺失失替替换换AATTCGGCGATCCGGCAATTCGGCTATACGGCATAATTCGGCATCGGC通常发生在有丝分裂前的间期间期和减数第一次分裂前的间期间期DNA分子中发生碱基
5、的替换、增添或缺失替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。(2)发生时间：发生时间：基因突变使基因的“位置”或“数目”发生改变嘛不会 基因突变仅改变了基因内部结构，产生了新基因，并未改变基因位置，也未改变基因数量，基因犹在，只是“以旧换新”，并非“基因缺失”。基因突变的结果（3）结果：产生了新基因，与原基因互为等位基因。aA同源染色体主要发生在分裂间期（DNA复制时）A.有丝分裂间期体细胞（一般不不能传给子代）有些植物可通过无性繁殖B.减数分裂前的间期生殖细胞（能传给子代）可遵循遗传定律此时，此时，DNADNA双螺旋打开，稳定双螺旋打开，稳定性大大降低，易受到外界因性大大降低，易受到外界
6、因素的干扰而发生复制错误素的干扰而发生复制错误基因突变的实例Examples of genetic mutations异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精氨酸A U C C G C mRNA A T C C G C T A G G C G 正常DNA异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精氨酸A U U C G C A T T C G C T A A G C G 替替换换蛋白质结构蛋白质结构未改变未改变异亮氨酸异亮氨酸丝氨酸丝氨酸A U C U C G C A T C T C G C T A G A G C G 增增添添蛋白质结构蛋白质结构改变改变异亮氨酸异亮氨酸A U C G C A T C G C T A G C G
7、 缺缺失失蛋白质结构蛋白质结构不一定改变不一定改变甲甲 乙乙 丙丙 丁丁基因序列发生碱基的替换，不一定引起蛋白质结构的改变结论结论:编码蛋白的基因中碱基的替换替换，是否一定引起蛋白质结构的改变？模版链模版链思考：思考：如果发生碱基的增添或缺失,是否也会导致蛋白质结构的改变，从而引起性状的改变呢?基因突变的实例Examples of genetic mutations(4)基因突变对性状的影响基因突变对性状的影响主要原因：主要原因：基因突变后的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸同一种氨基酸。(密码子的简并性)原密码子原密码子亮氨酸亮氨酸UUA突变密码子突变密码子UUG基因突变不一定导致生物性状
8、的改变基因突变不一定导致生物性状的改变基因突变一定会导致基因突变一定会导致基因结构改变基因结构改变，但但蛋白质结构、性状蛋白质结构、性状不一定改变。不一定改变。基因突变若为隐性突变隐性突变，如AAAa，不会导致性状的改变。基因突变可能发生在没有遗传效应没有遗传效应的DNA片段上。若基因发生一个碱基的或，多肽的氨基酸序列是否也会发生改变？结论：转录时造成插入或缺失点以后的碱基序列发生改变，进而导致多肽的长度以及氨基酸序列发生改变。还可使肽链变“长”或变“短”思考：基因突变在光学显微镜下是否可见？怎么知道基因发生突变了呢？还可参考书还可参考书P62DNAP62DNA杂交技术杂交技术(5)基因突变对
9、蛋基因突变对蛋白质的影响白质的影响内因：内因：生物因素：生物因素：提高突变频率，用于诱变育种提高突变频率，用于诱变育种紫外线、紫外线、X X射线及其他辐射。射线及其他辐射。亚硝酸、碱基类似物等亚硝酸、碱基类似物等某些病毒的遗传物质等。某些病毒的遗传物质等。外因外因DNA复制出现“差错”（或损伤后的修复错误）物理因素：物理因素：（能损伤细胞内的能损伤细胞内的DNA）化学因素：化学因素：（能改变核酸的碱基）（能影响宿主细胞的DNA）（诱发突变）（诱发突变）（自发突变）（自发突变）诱发突变的应用 诱变育种利用物理因素(如紫外线、X射线等)或化学因素(如亚硝酸盐等)处理生物，使生物发生基因突变，可以提
10、高突变率，创造人类需要的生物新品种。例如：用辐射方法处理大豆，选育出含油量高的大豆品种。辐射种植收获筛选 油多黄豆 多害少利性多害少利性书P83第二段部位随机随机时期随机随机（5）基因突变的意义Meaning of genetic mutation形成新性状形成新性状基因突变基因突变生物变异的根本来源生物变异的根本来源 是是新基因新基因产生的途径，产生的途径，是生物变异的是生物变异的根本来源根本来源，生物进化的生物进化的原材料。原材料。产生新基因产生新基因生物进化的原始材料生物进化的原始材料正常上皮细胞早期腺瘤中期腺瘤晚期腺瘤癌抑癌基因突变原癌基因突变抑癌基因突变抑癌基因突变相关基因（包括抑癌
11、基因、和原癌基因）发生了基因突变，导致细胞分裂失控二、基因突变的实例癌症的发生是多个基因突变的癌症的发生是多个基因突变的累累积积效应效应癌细胞的特征：癌细胞的特征：能够无限增殖海拉(Hela)细胞 来自名叫海拉的女性宫颈癌症患者。这位患者已在1951年死去，但从她身上取下的癌细胞却在实验室一代代地传了下来。细胞的癌变：细胞的癌变：有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中的遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。基因突变的实例Examples of genetic mutations形态结构发生显著变化正常的成纤维成纤维细胞癌变后的成纤维细胞(球形球形)细胞膜上的糖蛋白等物质
12、减少细胞之间的黏着性显著降低容易在体内分散和转移。癌细胞的特征：癌细胞的特征：基因突变的实例Examples of genetic mutations坚持健康的生活方式，远离致癌因子。合理的膳食和作息，愉快的情绪，不吸烟、不酗酒。致癌食物致癌食物：发霉的、熏制的、烧烤食品中含较高致癌物质：发霉的、熏制的、烧烤食品中含较高致癌物质食物中的防癌物质：食物中的防癌物质：大豆、动物肝脏含有的大量维生素A；蔬菜水果富含的维生素C，维生素E，胡萝卜素；绿茶富含多元酚甲胎蛋白和癌胚抗原1、概念：生物体在有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合。三、基因重组?变异原因一？控制不同性状的基因自由组合 减数分裂
13、？减数分裂？受精作用？受精作用？YYyyrrYY RRYRyyrryryrYRRRrrYYRRyyYrrRrRYr汉汉水水丑丑生生侯侯伟伟作作品品非同源染色体上的非等位基因自由组合产生的配子种类及比例：YR:yr:Yr:yR=1：1：1：1类型一：AABaabBbAABaabbB减数分裂前期可产生的配子类型：_和_发生交叉互换后，可产生的配子类型为：_、_、_、_、即_时期_上的_随_之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组四分体四分体同源染色体等位基因非姐妹染色单体ABabABabAbaB类型二：基因重组Genetic recombination(3)类型：类型：在生物体进行有性生殖的
14、过程中，控制不同性状的基因的重新组合。(1)概念：概念：(2)发生时期：发生时期：减数分裂时期（减）基因的自由组合基因的自由组合基因的互换基因的互换 由此可见，基因重组发生于能进行有性生殖的生物中，并且仅发生在减数分裂过程中，有丝分裂不存在基因重组；基因重组的结果：基因重组的结果：是原有基因的重新组合，只能产生新的基因型和重组性状，不能产生新基因和新性状基因重组的意义：基因重组的意义：生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化也具有重要的意义。从1964年起，袁隆平就开始研究杂交水稻，到1975年，他研究出来的新品种就已经在全国推广，并取得了非同凡响的成果。此后十年内中国杂交水稻累计增产超亿吨，每年增产的大米可以多养活6000万人。杂交水稻之父 袁隆平你知道培育杂交水稻的原理吗？你知道培育杂交水稻的原理吗？基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要术赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。的新的生物类型和生物产品。你能根据基因工程的概念说出它所依据的原理吗？你能根据基因工程的概念说出它所依据的原理吗？以上是狭义的基因重组，认为原核生物不可能存在基因重组；但是广义上的基因重组，还包括肺炎链球菌的转化（R型菌转化成S型菌）以及转基因技术温馨提示：
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