1、2021人人教版（教版（新教材新教材）必修二）必修二 遗传和进化遗传和进化第第5 5章章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异第1节 基因突变和基因重组亲兄弟亲兄弟进行有性生殖的生物，在形成配子的过程进行有性生殖的生物，在形成配子的过程中，要进行染色体的复制，实质是遗传物中，要进行染色体的复制，实质是遗传物质质DNA的复制。碱基互补配对原则能保证的复制。碱基互补配对原则能保证DNA复制的准确性，使亲子代间的遗传信复制的准确性，使亲子代间的遗传信息保持一致。息保持一致。亲兄弟亲兄弟遗传信息复制的过程会不会出错呢？一、基因突变的实例一、基因突变的实例实例实例1：镰刀型细胞贫血症：镰刀型细胞贫血症阅
2、读教材：阅读教材：P80-81P80-81思考：镰刀型细胞贫血症的发病原因是什么？思考：镰刀型细胞贫血症的发病原因是什么？一、基因突变的事例一、基因突变的事例1.教材教材80页页直接原因：直接原因：正常正常血红蛋白血红蛋白第第6 6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代。取代。镰刀形细胞贫血症的病因分析镰刀形细胞贫血症的病因分析直接原因：正常直接原因：正常血红蛋血红蛋白白第第6 6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被缬缬氨酸氨酸取代取代AUAT根本原因：根本原因：DNADNA分子分子中碱基对发生了替换中碱基对发生了替换教材81第二段转录转录翻译翻译增增添添缺缺失失替替换换DNADNA分子中发生碱
3、基对的分子中发生碱基对的 、 和和 ，而引起的而引起的 的改变。的改变。 增添增添缺失缺失替换替换基因碱基序列基因碱基序列1.1.基因突变的概念基因突变的概念当发生当发生替换替换时，由于密码子的时，由于密码子的简并性简并性，蛋白质，蛋白质中的氨基酸中的氨基酸可能发生变化，也可能不发生变化可能发生变化，也可能不发生变化 替换：只改变替换：只改变1个氨基酸或不改变个氨基酸或不改变碱基对的三种改变方式对性状的影响相同吗？碱基对的三种改变方式对性状的影响相同吗？ T A G G C G A U C C G C A U A C C GC mRNA碱基对增添碱基对增添异亮氨酸异亮氨酸 脯氨酸脯氨酸DNA
4、A T C C G C 正常正常异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸氨基酸氨基酸A T A C C G C T A T G G C G 当发生当发生增添增添时，除肽链时，除肽链长度发生改变长度发生改变外，外，增添：插入位置前不影响，影响插入位置后的系列。增添：插入位置前不影响，影响插入位置后的系列。碱基对的三种改变方式对性状的影响相同吗？碱基对的三种改变方式对性状的影响相同吗？mRNADNA氨基酸氨基酸 A U C C G C 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸苏氨酸苏氨酸丙氨酸丙氨酸碱基对缺失碱基对缺失正常正常 A T C C G C T A G G C G A C C G C T G G C G A
5、 C C G C 当发生当发生缺失缺失时，除肽链时，除肽链长度发生改变长度发生改变外，外，缺失：缺失位置前不影响，影响缺失位置后的系列。缺失：缺失位置前不影响，影响缺失位置后的系列。碱基对的三种改变方式对性状的影响相同吗？碱基对的三种改变方式对性状的影响相同吗？碱基对的替换碱基对的替换 对对生物性状的影响最小生物性状的影响最小类型类型影响范围影响范围对氨基酸序列的影响对氨基酸序列的影响碱基碱基替替换换小小只改变只改变1个氨基酸或不改变个氨基酸或不改变碱基增碱基增添添大大插入插入前前位置不影响，影响插入后的序列位置不影响，影响插入后的序列碱基缺碱基缺失失大大缺失缺失前前位置不影响，影响缺失后的序
6、列位置不影响，影响缺失后的序列注意：注意：12、生物性状的改变不一定是由基因突变引、生物性状的改变不一定是由基因突变引起，起，也可能是由环境改变引起的也可能是由环境改变引起的想一想想一想: :基因突基因突变一般会发生变一般会发生在什么时侯呢在什么时侯呢？ 有丝分裂的有丝分裂的间期间期减数第一次分裂减数第一次分裂间期间期DNA复制复制时期时期2.基因突变的基因突变的时间时间例题例题1.1.如图为人如图为人WNK4WNK4基因部分碱基序列及其编码基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4WNK4基因基因发生一种突变发生一种突变, ,导致导致
7、1 1691 169位赖氨酸变为谷氨酸。位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是该基因发生的突变是( () )A.A.处插入碱基对处插入碱基对G-CG-CB.B.处碱基对处碱基对A-TA-T替换替换 为为G-CG-CC.C.处缺失碱基对处缺失碱基对A-TA-TD.D.处碱基对处碱基对G-CG-C替换替换 为为A-TA-TB B替换造成的影响最小。替换造成的影响最小。巩固练习AAG二：细胞的癌变二：细胞的癌变抑癌基因和原癌基因突变抑癌基因和原癌基因突变教材82页细胞癌变的原因细胞癌变的原因癌细胞的特点癌细胞的特点【自主学习自主学习】阅读书本阅读书本P83P83部分，寻找诱发基因突变的原因。部分，寻
8、找诱发基因突变的原因。究竟是什么因素导致基因突变呢？外来因素外来因素物理因素化学因素生物因素紫外线、紫外线、X X射线及其他射线及其他辐射能损伤细胞的辐射能损伤细胞的DNADNA亚硝酸、碱基等能改变亚硝酸、碱基等能改变核酸的碱基核酸的碱基某些病毒的遗传物质能某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的影响宿主细胞的DNADNA内部因素内部因素DNADNA分子复制偶尔发生错误、分子复制偶尔发生错误、DNADNA碱基组成发生改变碱基组成发生改变诱发突变诱发突变自发突变自发突变二、基因突变的原因二、基因突变的原因如果没有这些因素，基因突变会不会发生？如果没有这些因素，基因突变会不会发生？夏季涂抹防晒霜夏季涂抹
9、防晒霜青少年少上网，少用手机青少年少上网，少用手机不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐）不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐）物理因素物理因素物理因素物理因素化学因素化学因素分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突变的可分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突变的可能，从而防止细胞癌变？能，从而防止细胞癌变？接种乙肝疫苗接种乙肝疫苗生物因素生物因素牛刀小试在生物界普遍存在在生物界普遍存在普遍性普遍性玉米白化苗玉米白化苗人类多指人类多指短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）基因突变的特点基因突变的特点三、基因突变的特点三、基因突变的特点可以发生在个体发育的任何时期，不同的细可以发生在个体发育的任何时期，不同的细胞中，细胞内不
10、同的胞中，细胞内不同的DNADNA分子上、同一分子上、同一DNADNA分子分子的不同部位。的不同部位。随机性随机性灰灰色色白色白色黑色黑色黄色黄色不定向性：能产生不定向性：能产生一个或一个一个或一个以上以上的等位基因的等位基因三、基因突变的特点三、基因突变的特点 突变率低突变率低低低频频性性自然状态下，基自然状态下，基因突变的频率是因突变的频率是很低的。很低的。三、基因突变的特点三、基因突变的特点三、基因突变的特点三、基因突变的特点三、三、 多害少利性多害少利性教材83页第二段A T GCT A CG原基因原基因B B缺失缺失A GCT CG新基因新基因b b意义：意义：1.产生新基因（等位基
11、因），基因数目不变产生新基因（等位基因），基因数目不变基因突变是等位基因产生的根本来源基因突变是等位基因产生的根本来源基因突变改变基因突变改变DNA的分子结的分子结构，但不改变其空间结构构，但不改变其空间结构四、基因突变的意义四、基因突变的意义产生新基因产生新基因形成新性状形成新性状生物进化的原始材料生物进化的原始材料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始材料。原始材料。6.基因突变的意义基因突变的意义四、基因突变的意义四、基因突变的意义 “一母生九子，九子各不同一母生九子，
12、九子各不同”这种差异怎这种差异怎么造成的？么造成的？基因重组1 1. .概念概念: :在生物进行有性生殖过程中在生物进行有性生殖过程中, ,控制不同性控制不同性 状的基因的自由组合。状的基因的自由组合。YYRRyyR_yyrrY_rr什么时候发生？什么时候发生？为什么会发生基为什么会发生基因重组？因重组？五、基因重组五、基因重组Y_R_yyrrYyRr基因的自由组合基因的自由组合: :非同源染色体上的非同源染色体上的 非等位基因自由组合非等位基因自由组合AabBAaBbAb和和aBAB和和ab原因一：原因一： 时期：减数第一次分裂的后期时期：减数第一次分裂的后期基因的交叉互换基因的交叉互换:
13、:同源染色体的非姐妹同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换染色单体之间的局部交换AaAaBbAabBAaBb原因二：原因二：时期：减数第一次分裂前期时期：减数第一次分裂前期思考：思考：基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？否，是新基因型！否，是新基因型！YYRRyyR_yyrrY_rrY_R_yyrrYyRr3.3.意义意义: :是产生是产生新基新基因型因型的途径；的途径；是生物变异是生物变异的来源的来源之一；之一；是生物的进是生物的进化的材料化的材料 基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质原因原因时间时间条件条件意义意义可能可能产生了产生了新基因新基因出现新性状出现新性状不
14、产生新基因，产生新的不产生新基因，产生新的基因型基因型性状重组性状重组碱基对替换、增添、缺失碱基对替换、增添、缺失细胞分裂间期细胞分裂间期DNADNA复制时复制时，基因自由组合或交叉互换基因自由组合或交叉互换减数第一次分裂后期、四分体减数第一次分裂后期、四分体外界条件的剧变外界条件的剧变和内部因素的相互作用和内部因素的相互作用有性生殖有性生殖可能性很小可能性很小非常普遍非常普遍是产生是产生新基因型新基因型的途径的途径是生物变异的来源是生物变异的来源之一之一是生物的进化的材料是生物的进化的材料 是产生是产生新基因新基因的途径的途径是生物变异的是生物变异的根本根本来源来源是生物的进化的是生物的进化的原始原始材料材料 阐释：产生新的基因（基阐释：产生新的基因（基因分子结构改变），而产因分子结构改变），而产生新的基因型生新的基因型阐释：不产生新的基因阐释：不产生新的基因（基因分子结构不变），（基因分子结构不变），但重组产生新的基因型但重组产生新的基因型作业：1、阳光课堂课时评价作业24-252、整理教材笔记谢谢亲兄弟亲兄弟
