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 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 生物体生物体遗传性状遗传性状的改变就是生物的改变就是生物 的变异。的变异。 两只青蛙相爱了两只青蛙相爱了 , 结婚后生了一只癞蛤蟆结婚后生了一只癞蛤蟆 , 公青蛙见状大怒：这是怎么回事公青蛙见状大怒：这是怎么回事 ? 为什么这种变异性状不能遗传给子代？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，自身的遗传物质没 有改变。有
2、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。 变异的变异的 类型类型 可遗传的变异：可遗传的变异： 不可遗传的变异：不可遗传的变异： 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 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。 正常红细胞 镰刀型红细胞 1910年年，一个黑人青年到医院看病，检查发现他患的是当，一个黑人青年到医院看病，
3、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，他的红细胞不是正常的圆饼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，人们称这种病为状，而是弯曲的镰刀状，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。这种 病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型。病重时，红细胞受机械损病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型。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。伤而破裂，引起严重贫血而造成死亡。 1956年，英国科学家英格拉 姆发现患者血红蛋白的肽链上， 有一处的谷氨酸被缬氨酸取代。 谷氨酸又是怎样被缬氨酸取代呢？谷氨酸又是怎样被缬氨酸取代呢？ 蛋白
4、质蛋白质 正常正常 异常异常 氨基酸氨基酸 谷氨酸谷氨酸 缬氨酸缬氨酸 mRNA G_A G_A DNA C T T C_T G A A G_ A 替换替换 U A A T _ _ _ _ 9 除了碱基对的替换以外,还有什 么情况可能导致基因结构的改变？ 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 基因突变的概念基因突变的概念 上述那种变化对蛋白质结构的影响最小？上述那种变化对蛋白质结构的影响最小？ T A G G C G A U C C G C A U
5、A C C G C 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 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 碱基对的碱基对的替换替换引起蛋白质的改变引起蛋白质的改变最小最小。 思考：思考： 基因突变一定能引起生物性状的基因突变一定能引起生物性状的 改变吗，为什么？改变吗，为什么？ 基因突变都会遗传给后代吗？基因突变都会遗传给后代吗？ 不一定。不一定。 若发生在若发生在配子配子中，可中，可遗传遗传， 若发生在若发生在体细胞体细胞中，中，一般不能一般不能遗传。遗传。 有些植物体细
6、胞中的基因突变，可通过有些植物体细胞中的基因突变，可通过 无性繁殖无性繁殖传递。传递。 基因在复制的时候容易出现序列的差错，因基因在复制的时候容易出现序列的差错，因 此基因突变一般发生在分裂间期。此基因突变一般发生在分裂间期。 有丝分裂间期有丝分裂间期 减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期 基因突变的时期基因突变的时期 物理因素：物理因素： 化学因素：化学因素： 生物因素：生物因素： 如如X X射线、射线、射线、紫外线、激光等。射线、紫外线、激光等。 亚硝酸、碱基类似物，硫酸二乙酯，亚硝酸、碱基类似物，硫酸二乙酯， 秋水仙素等秋水仙素等 包括病毒和某些细菌等。包括病毒和某些细菌等。 外 因 外
7、 因 内因：内因： DNA DNA分子复制偶尔发生错误，分子复制偶尔发生错误， DNADNA碱基组成发生改变等。碱基组成发生改变等。 基因突变的原因基因突变的原因 基因突变的特点基因突变的特点 (1)(1) 在生物在生物 界界 ； 玉米白化苗玉米白化苗 人类多指人类多指 短腿安康羊短腿安康羊 普遍存在普遍存在 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 （2 2）在生物体）在生物体 内内 ；
8、 随机发生随机发生 A A可以产生一个以上可以产生一个以上 的等位基因。的等位基因。 控制小鼠毛色的基因可以控制小鼠毛色的基因可以 突变成灰色基因也可以突变突变成灰色基因也可以突变 成黑色基因。成黑色基因。 （3）基因突变是 的 ； 不定向不定向 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 410 5 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 110 5 人类色盲基因人类色盲基因 310 5 小小 资资 料料 (4)(4)突变突变 率率 ； 低低 思考与讨论：思考与讨论： 1基因突变能产生新的基因吗
9、？基因突变能产生新的基因吗？ 2. 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？ 4 4、基因突变的意义、基因突变的意义 意义：意义： 产生新基因产生新基因的途径的途径（唯一）（唯一）， 生物生物变异的根本来源变异的根本来源， 为生物的进化为生物的进化提供原材料提供原材料。 “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? ? 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 性状的基因的重新组合性状的基因的重新组合. . 2
10、 2、类型、类型: : 自由组合自由组合: : 交叉互换交叉互换: : 减数第一次分裂的后期，非同源染减数第一次分裂的后期，非同源染 色体上的色体上的非等位基因的自由组合非等位基因的自由组合 减数第一次分裂的前期（四分体时减数第一次分裂的前期（四分体时 期），期），同源染色体上的非姐妹染色体同源染色体上的非姐妹染色体 之间发生交叉互换之间发生交叉互换. . 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 b B B b Ab 和和 aB AB 和和 ab 自由组合自由组合 b B B b 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
11、 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， 对生物进化有重要意义。对生物进化有重要意义。 1 1、细菌和病毒存在基因重组这种变异吗？、细菌和病毒存在基因重组这种变异吗？ 2 2、基因重组能否产生新基因？、基因重组能否产生新基因？ 能产生新的基因型吗？能产生新的基因型吗？ 3 3、你能从基因重组的角度解释人群中个体性、你能从基因重组的角度解释人群中个体性 状的多种多样吗？状的多种多样吗？ 不存在不存在 不能不能 能能 减数分裂形成的配子时减数分裂形成的配子时, ,染色体组成具有多样性染色体组成具有多
12、样性, , 导致不同配子遗传物质的差异。导致不同配子遗传物质的差异。 受精过程中卵细受精过程中卵细 胞和精子的结合的随机性。胞和精子的结合的随机性。 1 1、基因突变是生物变异的根本来源，下列关于、基因突变是生物变异的根本来源，下列关于 基因突变的叙述错误的是（基因突变的叙述错误的是（ ） A、基因突变的方向是不确定的、基因突变的方向是不确定的 B、紫外线可诱发基因突变、紫外线可诱发基因突变 C、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 D、基因突变对生物自身都有害、基因突变对生物自身都有害 2 2、关于基因突变的下列叙述中，错误的是、关于基因突变的下列叙述中，错误的是 （ ）
13、A A基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或 改变改变 B B基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量 和排列顺序的改变而发生的和排列顺序的改变而发生的 C C基因突变可以在一定的外界环境条件或者生物内基因突变可以在一定的外界环境条件或者生物内 部因素的作用下引起部因素的作用下引起 D D在农药的作用下，害虫基因发生了抗药性突变在农药的作用下，害虫基因发生了抗药性突变 3.原核生物中某一基因的编码区起始端插入了原核生物中某一基因的编码区起始端插入了 一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列 哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最 小（小（ ） A. 置换单个碱基对置换单个碱基对 B. 增加增加4个碱基对个碱基对 C. 缺失缺失3个碱基对个碱基对 D. 缺失缺失4个碱基对个碱基对
