1、高一生物高一生物 人教版必修二人教版必修二第第5章章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异碱基互补配对可以保证：遗传信息的精确传递碱基互补配对可以保证：遗传信息的精确传递子代与亲代之间的子代与亲代之间的相似性。相似性。遗传遗传旧知识回顾：旧知识回顾：生物界中的变异现象生物界中的变异现象什么叫什么叫“生物的变异生物的变异”？变异是否都能遗传？变异是否都能遗传？思考思考:甘蓝品种的引种中，有没有变异现象的发生？甘蓝品种的引种中，有没有变异现象的发生？这种变异性状这种变异性状能能遗传给子代遗传给子代吗？为什么吗？为什么?是环境因素引起的是环境因素引起的，自身的遗传物质没有改变，自身的遗传物质没有改变
2、甘蓝甘蓝3.5kg7kg拉萨拉萨3.5kg北京北京例例1 甘蓝的引种甘蓝的引种红花的后代变成了蓝紫色红花的后代变成了蓝紫色上述变异性状的后代上述变异性状的后代为何仍然是蓝紫色花呢？为何仍然是蓝紫色花呢？遗传物质发生了改变。遗传物质发生了改变。蓝紫色花的后代仍是蓝紫色蓝紫色花的后代仍是蓝紫色例例2 2：表现型表现型基因型基因型环境环境（不遗传的变异）（不遗传的变异）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组（遗传物质未发生改变）（遗传物质未发生改变）（遗传物质发生改变）（遗传物质发生改变）（可遗传的变异）（可遗传的变异）变异是否都能遗传？
3、变异是否都能遗传？否否基因突变基因突变生物的变异生物的变异不可遗传的变异不可遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异 基因重组基因重组染色体变异染色体变异我帅我帅呆！呆！哼哼基因突变基因突变 资料：资料：1910年，一个黑人青年到医院看病，检查发年，一个黑人青年到医院看病，检查发现他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，现他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，人们称这种病为人们称这种病为镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症。这种病患者一这种病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型。病重时，红细胞受旦缺氧，红细
4、胞变成长镰刀型。病重时，红细胞受机械损伤而破裂，引起严重贫血而造成死亡。机械损伤而破裂，引起严重贫血而造成死亡。1.基因突变的实例基因突变的实例 1956 1956年，英国科学家英格拉姆年，英国科学家英格拉姆发现患者血红蛋白的肽链上，有一发现患者血红蛋白的肽链上，有一处的处的谷氨酸被缬氨酸取代。谷氨酸被缬氨酸取代。CTTGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸血红蛋白血红蛋白正常正常异常异常GUACATGTA突变突变GAA 直接原因直接原因根本原因根本原因镰刀型细胞贫血症的病因镰刀型细胞贫血症的病因氨基酸的替换氨基酸的替换碱基对的替换碱基对的替换替换替换增添增添缺
5、失缺失A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G AT TA C C G C G G C G AT TA AT A C C G C T G G C G 基因（基因（DNA片段）片段）A T C C G CT A G G C G C C G C G G C G 思考：除了碱基对的替换以外思考：除了碱基对的替换以外,还有什么情还有什么情况可能导致基因结构的改变？况可能导致基因结构的改变？DNADNA分子中发生分子中发生碱基对的替换、增添和缺失碱基对的替换、增添和缺失，而引起的而引起的基因结构的改变。基因结构的改变。增增添添缺缺失失替替换换2.基因突变的概念基因突变
6、的概念不具有遗传效应的不具有遗传效应的DNADNA片段中的片段中的“突变突变”不引不引起基因突变，也就不引起性状变异；起基因突变，也就不引起性状变异；基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是基因突变后形成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；显性纯合子（显性纯合子（AAAA）突变为杂合状态（）突变为杂合状态（AaAa）也不）也不会引起性状的改变。会引起性状的改变。生物体内发生的所有基因突变是否都能生物体内发生的所有基因突变是否都能引起生物表现型的变化？为什么？引起生物表现型的变化？为什么？思考：思考：思考：思考：基因突变形成的性状能否遗传？怎样遗传？基因突变形成的性状能否遗传？
7、怎样遗传？如果基因突变发生在如果基因突变发生在体细胞体细胞中，中，如果基因突变发生在如果基因突变发生在配子中配子中，【植物体细胞无性繁殖例外植物体细胞无性繁殖例外】一般一般不能遗传不能遗传则将遵循遗传规律则将遵循遗传规律随配子传递给后代。随配子传递给后代。阅读教材阅读教材82页相关内容，勾页相关内容，勾画出基因突变的原因，举例说明画出基因突变的原因，举例说明基因突变的特点。基因突变的特点。基因突变是如何产生的呢？基因突变是如何产生的呢？X X射线照射射线照射X X射线、紫外线等射线、紫外线等易诱发基因突变的因素易诱发基因突变的因素物理因素物理因素亚硝酸、碱基类似物等亚硝酸、碱基类似物等化学因素
8、化学因素病毒、某些细菌等病毒、某些细菌等生物因素生物因素3.基因突变的原因基因突变的原因4.基因突变的时期基因突变的时期DNADNA复制复制时期时期有丝分裂的有丝分裂的间期间期减数第一次分裂前的减数第一次分裂前的间期间期夏季涂抹防晒霜夏季涂抹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不喝反复烧开的水物理因素物理因素物理因素物理因素化学因素化学因素少吃烧烤和油炸食品少吃烧烤和油炸食品化学因素化学因素以下情况是减少哪种因素，从而防止细胞基因突变？以下情况是减少哪种因素，从而防止细胞基因突变？接种乙肝疫苗接种乙肝疫苗生物因素生物因素练一练练一练AA AaAaa aaA一个基因
9、突变后产生的是它的一个基因突变后产生的是它的等位基因等位基因A a隐性突变隐性突变a A显性突变显性突变不改变染色体上基因的不改变染色体上基因的数量和位置数量和位置5.基因突变的结果基因突变的结果细菌细菌 无抗药性无抗药性 抗药性抗药性常见突变性状：常见突变性状：普遍性在生物界普遍存在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）6.基因突变的特点基因突变的特点胚胚幼苗幼苗分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵随机性随机性基因突变是随机发生的基因突变是随机发生的花芽在分化时发生基因突变花芽在分化时发生基因突变可以发生在个体发育的可以发生在个体发育的任何时期任何时期；
10、可以发生在细胞内可以发生在细胞内任何任何DNADNA分子分子上；上；可以发生在可以发生在DNADNA分子的分子的任何部位任何部位不定向性不定向性基因突变是不定向的基因突变是不定向的基因突变的紫色种子产生的子代种子（白、红）基因突变的紫色种子产生的子代种子（白、红）如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A突变突变a1(黄毛黄毛)a2(黑毛黑毛)【突变的方向与环境也没有明确因果关系突变的方向与环境也没有明确因果关系】基基 因因突变率突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因4105果蝇的褐眼基因果蝇的褐眼基因3105玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因110小鼠的白化基
11、因小鼠的白化基因1105人类色盲基因人类色盲基因3105低频性低频性自然状态下，基因突变的频率很低自然状态下，基因突变的频率很低白化苗白化苗多害少利性多害少利性大多数突变是有害的大多数突变是有害的白化病白化病 所有生物都是长期进化过程的产物，基因所有生物都是长期进化过程的产物，基因突变可能破坏生物与现有环境的协调关系。突变可能破坏生物与现有环境的协调关系。畸形的雏鸭畸形的雏鸭人类的多指人类的多指人类的人类的并指并指镰刀形红细胞镰刀形红细胞有害的基因突变有害的基因突变有利的基因突变有利的基因突变诱变处理得到诱变处理得到的高产量青霉的高产量青霉菌株菌株太空南瓜太空南瓜【资料分析资料分析】某种有翅昆
12、虫有时会出现残翅的突变类型，某种有翅昆虫有时会出现残翅的突变类型，残翅昆虫在大陆上难以生存，但在常刮大风的海残翅昆虫在大陆上难以生存，但在常刮大风的海岛上，这类昆虫却因不能飞行而避免被风吹到海岛上，这类昆虫却因不能飞行而避免被风吹到海里淹死。这说明突变产生的新性状对生物的生存里淹死。这说明突变产生的新性状对生物的生存有什么意义（有利还是有害）？自然环境会选择有什么意义（有利还是有害）？自然环境会选择哪些生物生存下来？哪些生物生存下来？自然界的物种中广泛存在自然界的物种中广泛存在可发生在任何时期可发生在任何时期 多害少利性：多害少利性：(打破对环境的适应性打破对环境的适应性)普遍性普遍性:随机性
13、随机性:不定向性：不定向性：1 1个基因可以突变成个基因可以突变成1 1个以上的等位基因个以上的等位基因 低频性：低频性：自然状态下突变率低自然状态下突变率低基因突变的特点基因突变的特点 既然自然条件下基因突变率很低，既然自然条件下基因突变率很低，而且大多数对生物体是有害的，那基而且大多数对生物体是有害的，那基因突变有什么意义呢？因突变有什么意义呢？7.基因突变的意义基因突变的意义 虽然每个基因的突变率很虽然每个基因的突变率很低，但每个种群有很多个体，低，但每个种群有很多个体，每个个体有很多基因，所以突每个个体有很多基因，所以突变的基因总数很大。变的基因总数很大。产生新基因产生新基因的途径的途
14、径生物生物进化的原始材料进化的原始材料生物生物变异的根本来源变异的根本来源引发生物变异引发生物变异 这种说法不正确。对于生物个体而言，发生自然这种说法不正确。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但一个物种是由突变的频率是很低的。但一个物种是由很多个体很多个体组成，组成，且经且经漫长的进化历程漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有不少突变是有利突变有利突变，对生物的进化有重要的意义。，对生物的进化有重要的意义。因此，因此，基因突变能够为生物进化提供原材料基因突变能够为生物进化提供原材料。“一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样”这种差
15、这种差异怎么造成的？异怎么造成的？二、基因重组二、基因重组 在生物体进行在生物体进行有性生殖有性生殖的过程中，控的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。制不同性状的基因的重新组合。1.基因重组的概念基因重组的概念类型类型 自由组合型自由组合型 减数第一次分裂后期，非同源染色体上的减数第一次分裂后期，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A Aa ab bB BA Aa aB Bb bAb和和aBAB和和ab2.基因重组的类型基因重组的类型36A AabBAaBb 类型：交叉互换型类型：交叉互换型 发生在发生在四分体时期，四分体时期，同源染色体同源染色体非姐妹染色单体非姐妹染色单体
16、之之间交换片段。间交换片段。是是生物变异生物变异的主要来源的主要来源 对对生物的进化生物的进化具有重要的意义具有重要的意义3.基因重组的意义基因重组的意义【资料分析资料分析】一对夫妇所生育的子女中，性状上差异一对夫妇所生育的子女中，性状上差异很多，这种差异主要来自基因重组；基因重很多，这种差异主要来自基因重组；基因重组能够产生多样化的基因组合的子代，其中组能够产生多样化的基因组合的子代，其中可能有一些子代是适应变化的环境的个体，可能有一些子代是适应变化的环境的个体，从而在多变的环境中繁衍下去。从资料中，从而在多变的环境中繁衍下去。从资料中，我们可以看出基因重组有什么意义呢？我们可以看出基因重组
17、有什么意义呢？基因突变基因突变基因重组基因重组概念概念DNA分子中发生分子中发生 的替的替换、换、和和 ，而引起，而引起的的 的改变的改变。在生物体进行在生物体进行_的的过程中，控制不同性状的过程中，控制不同性状的基因的基因的_。时期时期在在 减数减数 分裂分裂 期；期；减数减数 分裂分裂 期；期；基因工程（基因工程（DNADNA重组技术）重组技术）特点特点 性、性、性、性、性性 性性 性性意义意义产生了产生了 ，生物变异的生物变异的 来源，来源，是生物进化的是生物进化的 。生物变异的来源之一，对生生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义物进化有重要意义例子例子 贫血症贫血症黄圆黄圆绿皱绿皱黄
18、皱黄皱1 1长期接触长期接触x x射线的人群产生的后代中遗传射线的人群产生的后代中遗传病发病率明显提高，主要原因是该人群生殖细病发病率明显提高，主要原因是该人群生殖细胞发生了（胞发生了（）A A基因重组基因重组 B B基因的分离基因的分离 C C基因的互换基因的互换 D D基因突变基因突变 D反馈练习反馈练习2 2基因突变是生物变异的根本来源和生物进基因突变是生物变异的根本来源和生物进化的重要因素，其原因是（化的重要因素，其原因是（）A A能产生新基因能产生新基因 B B发生的频率大发生的频率大 C C能产生大量有利变异能产生大量有利变异 D D能改变生物的表现型能改变生物的表现型 A反馈练习
19、反馈练习3 3下列关于基因突变特点的说法正确的是下列关于基因突变特点的说法正确的是()()A A无论是低等还是高等生物都可能发生突变无论是低等还是高等生物都可能发生突变 B B生物在个体发育的特定时期才可发生突变生物在个体发育的特定时期才可发生突变 C C突变只能定向形成新的等位基因突变只能定向形成新的等位基因 D D突变对生物的生存往往是有利的突变对生物的生存往往是有利的 A反馈练习反馈练习4 4果蝇约有果蝇约有10104 4对基因，假定每个基因的突对基因，假定每个基因的突变率都是变率都是10105 5，一个大约有，一个大约有10109 9个的果蝇种群，个的果蝇种群，每一代出现的基因突变数是（每一代出现的基因突变数是（）A.2 A.210109 9 B.2 B.210108 8 C.2 C.210107 7 D.10 D.108 8 B反馈练习反馈练习5.5.下列有关基因重组的说法，不正确的是下列有关基因重组的说法，不正确的是()()A.A.发生在减数分裂过程中发生在减数分裂过程中 B.B.产生原来没有的新基因产生原来没有的新基因 C.C.是生物变异的重要来源是生物变异的重要来源 D.D.实现了原有性状的重新组合实现了原有性状的重新组合 B反馈练习反馈练习
