1、基因突变基因突变 和基因重组和基因重组第第5章第章第1节节熟练掌握熟练掌握基因突变基因突变和和基因重组基因重组的概念、种的概念、种类、时间、原因、特点、意义。类、时间、原因、特点、意义。三位同学在抄写英语句子三位同学在抄写英语句子“THE CAT SAT ON THE MAT(猫坐在草席上猫坐在草席上)”时，分别抄成了以下的句子：时，分别抄成了以下的句子：THE KAT SAT ON THE MAT THE HAT SAT ON THE MAT 与原来的句子相比较，意思发生了什与原来的句子相比较，意思发生了什么变化呢？么变化呢？假如在假如在DNA分子的复制过程中，发生分子的复制过程中，发生了类
2、似的错误，了类似的错误，DNA分子所携带的遗分子所携带的遗传信息将会发生怎样的变化？这样的传信息将会发生怎样的变化？这样的变化可能对生物体产生什么影响？变化可能对生物体产生什么影响？问题探讨问题探讨表现型表现型基因型基因型 +环境条件环境条件（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）复习复习:表现型与基因型的关系表现型与基因型的关系引入引入:生物体生物体遗传性状遗传性状的改变就是生的改变就是生物的变异物的变异生物界中的变异现象 两只青蛙相爱了两只青蛙相爱了,结婚后生了一个癞蛤蟆结婚后生了一个癞蛤蟆,公青蛙见状大怒说公青蛙见状大怒说:贱人贱人,怎么回事怎么回事?为什么这种变异性状不能遗传给
3、子代？为什么这种变异性状不能遗传给子代？分析：分析：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，自身的遗传物质没有改变。改变。母青蛙哭着说母青蛙哭着说:他爹他爹,认识你之前我整过容认识你之前我整过容.以上都属于不可遗传的变异以上都属于不可遗传的变异 太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）和普通椒相比，太空椒具有明显的优势，果实和普通椒相比，太空椒具有明显的优势，果实肥大，肥大，把其种下去后结出的仍是太空椒把其种下去后结出的仍是太空椒可遗传的变异可遗传的变异变异的变异的类型类型遗传的变异：遗传的变异：不遗传的变异：不遗传的变异：基因突变基因突变
4、染色体变异染色体变异基因重组基因重组仅仅由环境不同引起，遗传物质没仅仅由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。有改变，不能进一步遗传给后代。生物变异的类型生物变异的类型细胞内的遗传物质发生细胞内的遗传物质发生了改变，其后代将继承了改变，其后代将继承这种改变。这种改变。v【例【例1】下列现象中属于可遗传的变异的是（】下列现象中属于可遗传的变异的是（）v A、玉米由于水肥充足而长得穗大粒足、玉米由于水肥充足而长得穗大粒足v B、人由于晒太阳皮肤变黑、人由于晒太阳皮肤变黑v C、手术刀下的美女帅哥、手术刀下的美女帅哥v D、人类的色盲病、人类的色盲病D正常红细胞镰刀型红细胞苏氨酸脯氨
5、酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸苏氨酸脯氨酸缬氨酸谷氨酸赖氨酸正常血红蛋白异常血红蛋白基因突变与镰刀形细胞贫血症AAT正常红细胞镰刀型红细胞自主探究自主探究 1.1.镰刀形细胞贫血症发病的直接原因是？镰刀形细胞贫血症发病的直接原因是？2.2.镰刀形细胞贫血症发病的根本原因是？镰刀形细胞贫血症发病的根本原因是？自主探究思考与讨论思考与讨论CTTCTTGAAGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNADNAmRNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常GUAGUACATCATGTAGTA突变突变GAAGAA_原因原因_原因原因 镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由_引起的一种遗传引起的一种遗传病，是由于
6、基因的病，是由于基因的_发生了改变产生的。发生了改变产生的。病因：病因：基因突变基因突变结构结构根本根本直接直接 合作学习 1.碱基对的替换一定会引起生物性状的改变吗？2.碱基对的替换替换、增添增添、缺失缺失谁对性状的影响更大？合作学习基因突变结果粉玫瑰 红玫瑰黄玫瑰 蓝玫瑰一个基因突变后产生的是它的 等位基因 增增添添缺缺失失替替换换DNADNA分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的 、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结构基因结构（一）基因突变的概念：（一）基因突变的概念：(二二)基因突变发生的时间？基因突变发生的时间？WhyWhy？细胞周期中的分裂间期细
7、胞周期中的分裂间期A.A.有丝分裂间期有丝分裂间期B.B.减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞基因在复制的时候才会导致序列的错误，复制基因在复制的时候才会导致序列的错误，复制发生在分裂间期。发生在分裂间期。(三三)基因突变的原因基因突变的原因原因：原因：v物理因素：紫外线、物理因素：紫外线、X射线损伤射线损伤DNAv化学因素：亚硝酸、碱基类似物改变化学因素：亚硝酸、碱基类似物改变碱基碱基v生物因素：某些病毒的遗传物质影响生物因素：某些病毒的遗传物质影响宿主细胞的宿主细胞的DNA诱发癌变的致癌因子：诱发癌变的致癌因子：物理、化学、生物物理、化学、生物癌变就是一种癌变就
8、是一种基因突变基因突变(四四)基因突变的特点基因突变的特点棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蝇果蝇 红眼红眼白眼白眼 长翅长翅残翅残翅家鸽家鸽 羽毛白色羽毛白色灰红色灰红色人人 正常手指正常手指多指多指 正常肤色正常肤色白化病白化病一一 、在生物界、在生物界普遍存在普遍存在；常见突变性状：常见突变性状：以植物的个体发育为例：开花结果开花结果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶具根茎叶的植株的植株分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵基因突变发生在生物个体发育的什么时期？基因突变发生在生物个体发育的什么时期？任何时期任何时期二、在生物体内二、在生物体内随机随机发生；发生；三、基因突变是三、
9、基因突变是不定向不定向的的基基 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小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人类色盲基因人类色盲基因3105小资料小资料四、四、突变率突变率低低；白化苗白化苗五、大多数突变是五、大多数突变是有害有害的的白化病白化病为什么呢？为什么呢？任何一种生物都是长期进化过程的产物，任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们它们 与环境取得了高度的协调。与环境取得了高度的协调。有害的基因突有害的基因突变变畸形的雏畸形的雏鸭鸭人类的多人类的多指指
10、人类的人类的并指并指镰刀形红细胞镰刀形红细胞高产大豆高产大豆 高产青霉菌株高产青霉菌株有利的基因突有利的基因突变变有利的基因突有利的基因突变变(五五)基因突变的特点基因突变的特点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自然界突变率很低：自然界突变率很低：1010-5-5-1010-8-8(打破对环境的适应性打破对环境的适应性)多数有害多数有害,少数有利少数有利 普遍性普遍性:随机性随机性:低频性低频性:多害少利性：多害少利性：一个基因可以产生一个以上的一个基因可以产生一个以上的等位基因等位基因 不定向性：不定向性：思考与讨论：思考与讨论：1基因突变能产生新的
11、基因吗？基因突变能产生新的基因吗？2这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什么意义（有利还是有害）么意义（有利还是有害）?3自然环境会选择哪些个体生存下来？自然环境会选择哪些个体生存下来？4基因突变对生物的进化有何意义？基因突变对生物的进化有何意义？(六六)基因突变的意义基因突变的意义意义：意义：基因突变是新基因产生的途径，基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了原材料。为生物的进化提供了原材料。这种太空南瓜王最这种太空南瓜王最大能长到大能长到200200多公斤，多公斤，在生长繁殖期高峰在生长繁殖期高峰时
12、，南瓜每天能增时，南瓜每天能增大大5 5公斤。公斤。实例：实例：“黑农五号黑农五号”大豆大豆 高产青霉菌株高产青霉菌株 太空椒太空椒(七七)人工诱变在育种上的应用人工诱变在育种上的应用是创造动、植物新品是创造动、植物新品种和微生物新类型的种和微生物新类型的重要方法重要方法“一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样”，这种个体，这种个体的差异，主要是什么原因产生的的差异，主要是什么原因产生的?基因重组基因重组二、基因重组二、基因重组1 1、概念、概念:在生物进行在生物进行有性生殖过程有性生殖过程中中,控制不同控制不同性状的基因的自由组合性状的基因的自由组合.2 2、类型、类型:基因自由组合基
13、因自由组合:基因互换基因互换:非同源染色体上的非等位基因的非同源染色体上的非等位基因的自由组合自由组合同源染色体上的非姐妹染色体之间同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换发生局部互换.基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？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自由组合自由组合AabBAaBb同源染色体的非姐妹染色单体同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换之间的局部交换交叉互换交叉互换3 3、意义、意义:是生物变异重要来源，是生物变异重要来源，生物多样性的重要原因之一，生物多样性的重要原因之一，对生物进化
14、有重要意义。对生物进化有重要意义。基因重组基因重组基因突变和重组引起的变异有什么区别基因突变和重组引起的变异有什么区别?1 1基因突变：基因突变：基因基因_改变，它改变，它_新的基因新的基因 发生时期：发生时期：_ 特点：特点：普遍性、普遍性、随机性、随机性、_、多害少利性、多害少利性、不定向性。不定向性。2 2基因重组：基因重组：控制不同性状的控制不同性状的_，_新基因，可新基因，可形成新的形成新的_。发生时期：发生时期：_ 特点：特点：_内部结构内部结构能产生能产生细胞分裂间期（细胞分裂间期（DNADNA复制时）复制时）突变率低突变率低基因重新组合基因重新组合不产生不产生基因型基因型有性生
15、殖过程中有性生殖过程中(减数分裂减数分裂)非常普遍非常普遍1 1、在一个、在一个DNADNA分子中如果插入了一个碱基对，则分子中如果插入了一个碱基对，则 A.A.不能转录不能转录 B.B.不能翻译不能翻译 C.C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变在转录时造成插入点以后的遗传密码改变D精典例题精典例题2 2、人类能遗传给后代的基因突变常发生在、人类能遗传给后代的基因突变常发生在 A.A.减数第一次分裂减数第一次分裂 B.B.四分体时期四分体时期 C.C.减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期 D.D.有丝分裂
16、间期有丝分裂间期C精典例题精典例题1 1、生物变异的根本来源是、生物变异的根本来源是 A A基因重组基因重组 B B染色体数目变异染色体数目变异 C C染色体结构变异染色体结构变异D D基因突变基因突变2 2、基因重组发生在、基因重组发生在 A A减数分裂形成配子的过程中减数分裂形成配子的过程中 B B受精作用形成受精卵的过程中受精作用形成受精卵的过程中 C C有丝分裂形成子细胞的过程中有丝分裂形成子细胞的过程中 D D通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中小试牛刀小试牛刀DA3 3、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵
17、白花，白花的后代全开白花，其原因是朵白花，白花的后代全开白花，其原因是 A A基因突变基因突变 B B基因重组基因重组 C C基因分离基因分离 D D环境影响环境影响A4 4、上眼睑下垂是一种显性遗传病、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患者某一男性患者,其父母正常，请判断这人性状最可能是其父母正常，请判断这人性状最可能是 A.A.伴性遗传伴性遗传 B.B.常染色体遗传常染色体遗传 C.C.基因突变基因突变 D.D.基因重组基因重组C5.5.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输输给一个血型相同的正常人给一个血型相同的正常人,将使正常人将使正常人B A A、基因产生突变基因产生突变,使此人患病使此人患病 B B、无基因突变、无基因突变,性状不遗传给此人性状不遗传给此人 C C、基因重组、基因重组,将病遗传给此人将病遗传给此人 D D、无基因突变、无基因突变,此人无病此人无病,其后代患病其后代患病1、熟练掌握基因突变和基因重组的、熟练掌握基因突变和基因重组的概念概念、发生发生时间时间、产生、产生原因和种类原因和种类、特点特点、意义意义，下节上课前提问；下节上课前提问；2、完成相应的练习题，下节课进行讲解。、完成相应的练习题，下节课进行讲解。
