1、龙种金龙种金鱼鱼蛋种金鱼蛋种金鱼水泡眼金鱼水泡眼金鱼顶着肉瘤的金鱼顶着肉瘤的金鱼第五章第五章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异子代与亲代之间、同一物种之间一般都或多或少地存在着一些不同的特征。基因突变变异能否遗传呢？不可遗传的变异可遗传的变异（环境引起，遗传物质未发生（环境引起，遗传物质未发生改变）改变）（由于遗传物质发生（由于遗传物质发生改变）改变）1.镰状细胞贫血基因突变的实例基因突变的实例1基因突变的实例基因突变的实例1正常碱基序列片段mRNA异常碱基序列片段mRNA氨基酸的替换基因突变的实例基因突变的实例1TAA 镰状细胞贫血U相应性状的改变相应性状的改变相应蛋白质的改变相应蛋白质
2、的改变基因中的单个碱基对的基因中的单个碱基对的替换替换除了碱基对的替换替换，基因中的碱基对否还会发生其他方式改变？1.1.基因突变基因突变DNADNA分子中发生碱基的分子中发生碱基的_、_或或_，而引起的基因，而引起的基因_的改变的改变替换增添缺失碱基序列增增添添缺缺失失替替换换AATTCGGCGATCCGGCAATTCGGCTATACGGCATAATTCGGCATCGGC 思考思考2 2：基因突变的结果是什么？基因突变的结果是什么？产生了新基因，与原基因互为等位基因。aA同源染色体思考1：基因突变什么时候发生？能否遗传？如何传给子代？（DNA复制时）体细胞（一般不不能传给子代）有些植物可通过
3、无性繁殖生殖细胞（能传给子代）通常发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期DNAA U C C G C A U U C G C 异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸mRNA A T C C G C T A G G C G 正常正常 T A A G C G A T T C G C 碱基对替换碱基对替换精氨酸精氨酸（3 3）密码子具有）密码子具有简并性简并性,编码出相同氨基酸编码出相同氨基酸思考3：基因突变基因突变一定一定改变生物体的性状吗？改变生物体的性状吗？（1 1）隐性突变隐性突变（AAAAAaAa），生物性状，生物性状不改变不改变。（2 2）显性突变显性突变（aaAaaaAa），
4、生物性状，生物性状改变改变。肽链延长肽链缩短肽链不能合成你还能举出基因突变的实例吗？你还能举出基因突变的实例吗？胃 胃癌食 食管癌结 结直肠癌胰胰腺癌白 乳腺癌肺 肺癌肝 肝癌脑 神经系统癌淋白血病2019年全国男 性主要恶性肿瘤死亡前十位排名宫颈癌国家癌症中心2019年全国癌症报告数据显示：我国平均每天超过1万人被确诊为癌症，每分钟有7.5个人被确诊为癌症。近10多年来，恶性肿瘤发病率每年保持约3.9的增幅，死亡率每年保持2.5的增幅。讨论讨论2.2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？基因吗？癌症的发生并不是单一基因突变，而是一种累积效应。癌症的发生并不
5、是单一基因突变，而是一种累积效应。实例2.细胞的癌变 4、基因突变的实例抑癌基因抑癌基因阻止细胞不正常增殖阻止细胞不正常增殖原癌基因原癌基因调节细胞周期，控制细胞的生长和分裂调节细胞周期，控制细胞的生长和分裂失控无限增殖细胞癌变讨论讨论1.1.从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？1.癌细胞的特征：(1)能够无限增殖来自名叫海拉的女性宫颈癌症患者。这位患来自名叫海拉的女性宫颈癌症患者。这位患者已在者已在19511951年死去，但从她身上取下的癌细胞年死去，但从她身上取下的癌细胞却在实验室一代代地传了下来。却在实验室一代代地传了下来。(2)形态结构发生显著变
6、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)(3)细胞膜上的糖蛋白等物质减少细胞之间的黏着性显著降低容易在体内分散和转移。一、基因突变的实例一、基因突变的实例实例二：细胞的癌变实例二：细胞的癌变食物中的防癌物质：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；绿茶富含多元酚预防为主预防为主保持健康饮食，良好生活习惯保持健康饮食，良好生活习惯一、基因突变的实例一、基因突变的实例实例二：细胞的癌变实例二：细胞的癌变关于癌症，下列叙述错误的是（）A.成纤维细胞癌变后变成球形，其结构和功能会发生相应改变B.癌症发生的频率不是很高，大多数癌症的发
7、生是多个基因突变的累积 效应C.正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞，原因是抑癌基因突变成原癌基因D.乐观向上的心态、良好的生活习惯，可降低癌症发生的可能性8.下列哪种细胞最可能发生了癌变（）A.能连续分裂的细胞B.细胞膜上糖蛋白减少的细胞C.接触了致癌因子的细胞D.存在原癌基因的细胞通过以上学习，你知道通过以上学习，你知道基因突变的原因吗？基因突变的原因吗？【资料资料1 1】二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导致以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。致以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。【资料资料2 2】苏丹红的致癌原理：苏丹红进入人体后
8、，在过氧化物酶苏丹红的致癌原理：苏丹红进入人体后，在过氧化物酶的作用下形成苯和萘环羟基衍生物，进一步生成自由基，自由基的作用下形成苯和萘环羟基衍生物，进一步生成自由基，自由基可以与可以与DNADNA、RNARNA等结合，从而产生致癌作用。等结合，从而产生致癌作用。【资料资料3 3】乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝细胞的乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝细胞的基因，使肝细胞发生变异。肝脏炎症的不断刺激，使肝细胞进一基因，使肝细胞发生变异。肝脏炎症的不断刺激，使肝细胞进一步变异，肝细胞不凋亡，而且不断地再生，就形成了肿瘤。步变异，肝细胞不凋亡，而且不断地再生，就形成了肿瘤。合作探
9、究：合作探究：小组合作探究以下材料，找出以下基因突变的原因小组合作探究以下材料，找出以下基因突变的原因物理因素物理因素:化学因素化学因素:生物因素生物因素:(1)(1)外因外因(2)(2)内因内因:DNADNA复制偶尔发生错误等复制偶尔发生错误等紫外线、紫外线、X X射线及其他辐射线及其他辐射能损伤细胞内的射能损伤细胞内的DNADNA亚硝酸盐、碱基类似物亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基等能改变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基因突变的原因基因突变的原因5.5.基因突变的原因：基因突变的原因：RNARNADNADNADNA6.基因突
10、变的特点（1）普遍性：基因突变在生物界是普遍存在的，病毒、原核生物病毒、原核生物 和真核生物均能发生和真核生物均能发生。原因：自然界中诱发基因突变的因素很多，而且基因突变也会自发产生。原因：自然界中诱发基因突变的因素很多，而且基因突变也会自发产生。人类白化病人类白化病人类红绿色盲人类红绿色盲白化苗白化苗果蝇白眼果蝇白眼9.下列细胞或生物中容易发生基因突变的是（）洋葱根尖生长点细胞 洋葱表皮细胞 硝化细菌T2噬菌体 人的神经细胞 人的骨髓细胞 蓝藻 人的精原细胞 A.B.C.D.(2)随机性基因突变是随机发生的发生时间的随机性：发生时间的随机性：生物个体发育的任何时期均可发生。生物个体发育的任何
11、时期均可发生。发生部位的随机性：发生部位的随机性：任何细胞的任何任何细胞的任何DNADNA分子的任何部位。分子的任何部位。6、基因突变的特点：Aa1a2a3a5a7a8a6a4基因可以发生不同的突变，产生基因可以发生不同的突变，产生一个以上等位基因一个以上等位基因（3）不定向性6.基因突变的特点基因突变的特点基因突变的基因突变的频率频率是很是很低低的。的。（4）低频性:基 因突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210果蝇的白眼基因4105果蝇的褐眼基因3105玉米的皱缩基因110小鼠的白化基因1105人类色盲基因3105资料资料3 3：几种生物不同基因的自然突变率：几种生物不同基因的自然突变率 6、
12、基因突变的特点：（5 5）多害少利性 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。现有环境的协调关系。为什么呢？为什么呢？用辐射法处理大豆，培育成用辐射法处理大豆，培育成“黑黑农五号农五号”大豆品种，含油量提高大豆品种，含油量提高了了2.5%，大豆产量提高了，大豆产量提高了16%。“黑农五号黑农五号”大豆大豆青霉素高产菌株的选育青霉素高产菌株的选育人们对青霉菌进行人们对青霉菌进行X射线、紫射线、紫外线照射以及综合处理，培育外线照射以及综合处理，培育成了青霉素高产菌株。成了青霉素高产菌株。航天育种航天育种利用太空
13、中的特殊环境利用太空中的特殊环境培育了很多优良品种，培育了很多优良品种，取得了极大的经济效益取得了极大的经济效益。利用利用物理（如紫外线、物理（如紫外线、X射线等）、化学因素（如亚硝酸盐等）射线等）、化学因素（如亚硝酸盐等）处理生物，使生物发生基因突变，创造人类需要的生物新品种。处理生物，使生物发生基因突变，创造人类需要的生物新品种。基因突变的应用诱变育种（1）方法：）方法：产生的途径 原核生物；真核原核生物；真核生物是等位基因生物是等位基因生物变异的来源生物进化的材料基因突变的意义基因突变的意义是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料。下列关于基因突变的说法，错误的是()
14、A没有外界因素诱导也可能发生基因突变 B动植物的体细胞中的突变基因都不能遗传给后代C基因突变不一定会引起性状改变 D在细胞周期的有丝分裂间期最易发生基因突变下列关于基因突变的叙述，不正确的是（）A基因的碱基序列发生的改变，不一定导致性状改变BDNA分子中发生碱基的增添、缺失或替换，均属于基因突变C分裂间期较分裂期更易发生基因突变D基因突变一旦发生，改变的性状就会遗传给后代“一母生九子，九子各不同”是基因突变导致的吗？不是基因突变具有低频性为什么会出现新的性状组合？F1PYYRRyyrrF2Y_R_Y_rryyR_93：yyrr31：YyRr基因重组控制不同性状的控制不同性状的基因自由组合基因自
15、由组合除了基因突变还有什么方式会导致性状的差异呢？(1)概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。发生范围:真核生物控制不同性状基因：非等位基因二、基因重组前提本质3.类型3.类型同源染色体的非姐妹染色单体交换片段3.类型S型菌荚膜控制荚膜形成的X基因加热杀死被破坏的S型菌X基因吸附在R型菌表面X基因进入R型菌重组R型菌转化成S型菌转基因荧光鼠3.3.基因重组的结果基因重组的结果 结果结果:产生新的基因吗？产生新的基因吗？三基因重组的结果基因重组的结果AABaabbB只产生新的基因型，并未产生新的基因未产生新的基因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。5
16、.意义：（1）生物变异的来源之一；（2）形成生物多样性的重要原因；（3）对生物进化有重要意义。4.结果：产生新的基因吗？产生新的基因吗？即时训练即时训练判断正误判断正误1.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息保持一致。()2.基因突变改变了基因的数量和位置。()3.DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的DNA碱基序列的改变,叫作基因突变。()4.细胞癌变是因为细胞中含有原癌基因。()5.癌细胞表面糖蛋白减少,使得细胞容易扩散并无限增殖。()从从1964年起，袁隆平就开始研究杂交水稻，到年起，袁隆平就开始研究杂交水稻，到1975年，他研究出来年，他研究出来的新
17、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，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每年增产的大米可以多养活6000万人万人。杂交水稻之父杂交水稻之父 袁隆平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？矮杆抗病DDTT ddtt 高秆高秆抗病抗病 矮秆矮秆不抗病不抗病 ddRR6.基因重组的应用杂交育种将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经选择和培育，获得新品种。P DDTT ddtt DdTt F1 高秆高秆抗病抗病 矮秆矮秆不抗病不抗病 矮秆抗病矮秆
18、抗病 F2 D_T_ D_tt ddT_ ddtt 后代全为后代全为矮秆抗病矮秆抗病后代出现后代出现性状分离性状分离操作简单，目的性强；集操作简单，目的性强；集不不同品种的优良性状于一身同品种的优良性状于一身。不足：不足：育种年限长，过程繁琐；育种年限长，过程繁琐；只能利用已有的基因重组，只能利用已有的基因重组，不能产生新的基因不能产生新的基因。优点：优点：6.基因重组的应用杂交育种五花鱼朝天泡眼金鱼 我国是最早养殖和培育金鱼的我国是最早养殖和培育金鱼的国家。金鱼的祖先是野生鲫鱼。国家。金鱼的祖先是野生鲫鱼。在饲养过程中，在饲养过程中，野生鲫鱼产生基野生鲫鱼产生基因突变因突变，人们选择喜欢的品
19、种培，人们选择喜欢的品种培养，并进行人工杂交。例如，养，并进行人工杂交。例如，将将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到了五花鱼到了五花鱼；将朝天眼和水泡眼将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交，得到了朝天泡眼的金鱼杂交，得到了朝天泡眼。与社会的联系基因突变和基因重组的比较比较项目比较项目基因突变基因突变基因重组基因重组定义定义时期时期类型类型结果结果意义意义应用应用碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合主要在细胞分裂前的间期减数分裂前期、后期自发突变、诱发突变自由组合、互换产生新的基因产生新的基因型生物变异的根本来源生物变异的来源之一
20、诱变育种杂交育种情景视频：基因编辑情景视频：基因编辑1.姐妹染色单体含有等位基因的原因分析a aA A（1）若为体细胞有丝分裂（如根尖分生区细胞、受精卵等），则只能是基因突变造成的。（2）若为减数分裂，则原因是基因突变（减数分裂前的间期）或基因重组（减数分裂四分体时期）。（3）若已知该个体或细胞的基因型为AA，则姐妹染色单体上出现Aa，只能是由基因突变产生。（4）细胞分裂图判断a aA AA Aa aa aA AA AA A有丝分裂a aA AA AA Aa aA AA Aa a1.姐妹染色单体含有等位基因的原因分析基因突变减后期基因突变减后期基因重组减基因突变或基因重组6.造成基因突变的因素
21、有外因,也有内因。()7.基因突变都是有害的。()8.一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因,这体现了基因突变的随机性。（）9.生物有性生殖过程中,不同基因型的雌雄配子随机结合现象属于基因重组。()10.基因重组只能产生新基因型和重组性状,不能产生新基因和新性状。()即时训练即时训练【课堂练习】以下各项属于基因重组的是()A基因型为Aa的个体自交，后代发生性状分离B雌、雄配子随机结合，产生不同类型的子代个体CYyRr个体自交后代出现不同于亲本的新类型D同卵双生姐妹间性状出现差异基因的分离定律表现型=基因型+环境C细胞分裂中的基因突变和互换 基因型AaBb的细胞 基因型AaBb
22、的细胞 基因型AABb的细胞基因突变或交叉互换 互换 基因突变 基因突变 基因突变如果是有丝分裂中染色单体上基因不同,则为基因突变（2）据亲子代基因型判断如果亲代基因型为 BB 或bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是如果亲代基因型为 Bb,则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变或互换如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同,可能发生了 基因突变或互换（1）据细胞分裂方式判断（3）发生在基因的非编码序列，如非编码区和内含子部分基因基因非基因非基因非基因非基因非编码区非编码区非编码区非编码区编码区编码区内含子：不能编码蛋白质内含子：不能编码蛋白质外显子：能编码蛋白质外显子：能编码蛋白质
