基因突变和重组

蛋白质
正常
异常
直接原因
氨基酸 mRNA
谷氨酸 G__A A
CT T GAA
缬氨酸 G__A U
C__T A
谷氨酸→缬氨酸
DNA
根本 _____原因
突变
A
替换
T A
G__ TA T
DNA分子中碱基对替换 病因：镰刀型细胞贫血症是由_____________________ 引起的一种遗传病。
一、基因突变的概念：
b
B
b
B
基因重组的意义
生物变异的来源之一, 对于生物的进化也具有重 要的意义. 是生物多样性的重要原 因之一.
基因突变和基因重组的区别?
1．基因突变： 基因_______ 结构改变，它_____ 能 产生新的基因 发生时期：________________________ 细胞分裂间期（DNA复制时） 特点：①普遍性 ②随机性、不定向性 ③突变率低 2．基因重组： 不 重新组合 控制不同性状的基因_________ ，____ 产生新基因，可 基因型 形成新的________ 。 有性生殖过程中(减数分裂) 发生时期：___________________ 特点：__________ 非常丰富
①减数分裂形成的配子,染色体组成具有多样性,导致不 同配子遗传物质的差异②受精过程中卵细胞和精子的结 合的随机性
小结：基因突变和基因重组的比较
比较项目
定义
基因突变
碱基对的增添、缺 失或改变而引起的 基因结构的改变
基因重组
有性生殖过程中， 控制不同性状的基 因重新组合
时期
分裂间期DNA复制时 减数第一次分裂 自然突变、诱发突变 自由组合、交叉互换 产生新基因 产生新的基因型
2、类型: ①基因的自由组合:非同源染色体上的非等位基因的 自由组合 ②基因的互换: 四分体时期，同源染色体上的非姐 妹染色体之间发生局部互换.
动脑:基因重组能否产生新的基因？
非同源染色体上的 非等位基因自由组合
b B
Ab 和 aB
AB 和 ab
b
B
上一页
同源染色体的非姐妹染色单体 上一页 之间的局部交换
－5 果蝇的褐眼基因 3 × 10 自然状态下，基因突变的频率是很低的。
基因突变中，有利突变多，还是有害突变多？
白化苗
为 什 么 呢 ？
白化病
任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们 与环境取得了高度的协调。
四、大多数突变是有害的—多害性
畸 形 的 雏 鸭
人 类 的 多 指
有 害 的 基 因 突 变
人类多指
玉米白化苗
家鸽
人
基因突变发生在生物个体发育的什么时期？ 任何时期 受精卵 ④ ①
胚
②
分化出花 芽的植株
③ 具根茎叶 幼苗 的植株 ⑤ 开花结果 的植株
二、在生物个体发育的如何时期发生—随机性
花 芽 在 分 化 时 发 生 基 因 突 变
小资料 三、突变率低—低频性
基 因 突变率
2×10－６ 4×10－5 1×10－６ 1×10－5 3×10－5 大肠杆菌组氨酸缺陷型基因 果蝇的白眼基因 玉米的皱缩基因 小鼠的白化基因 人类色盲基因
新组合。
2
23
2
23
不考虑基因突变，如果要保证子女中有两个 所有基因完全相同的个体，子女的数量至少要 基因重组能否产生新的基因？ 是多少？ 46
基因重组能否产生新的基因型？
2 +1
基因重组的实例
3.意义
为生物变异提供了极其丰富的来源,是生物多 样性的重要原因之一。
思考：
1、细菌和病毒存在基因重组这种变异吗？ 不存在 2、基因重组能否产生新基因？ 不能 能产生新的基因型吗？ 能 3、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？
突变
新基因（等位基因） 基因型（改变） 表现型（改变）
生物进化
思
考！
DNA中碱基对的替换可以引起DNA结 构的改变,从而引起生物性状的改变.那 么如果发生碱基对的增添或缺失,是否也 可能引起生物性状的改变呢?
二、基因重组
“一母生九仔，连母十个样”这种差 异怎么造成的？
1.根本原因
减一后期
4.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液, 输给一个血型相同的正常人,将使正常人
A、 基因产生突变,使此人患病 B、无基因突变,性状不遗传给此人 C、基因重组,将病遗传给此人
B
D、无基因突变,此人无病,其后代患病
5、一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变 异主要来自 B A.基因突变 B.基因重组 C.环境影响 D.染色体变异
人类的并指
镰刀形红细胞
高产大豆
有 利 的 基 因 突 变
高产青霉菌株
有 利 的 基 因 突 变
五、 基因突变还有何特点？ 基因突变是不定向的—多向性
灰 老 鼠 黑 老 鼠
经诱变处理的紫色种子产 生的子代种子
黄老鼠
四、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,是生物的进化的原材料。 基因
新基因产生的途径,生物 变异的根本来源,生物进 化的原始材料 生物变异的来源之一,对 生物的进化有重要意义
类型
结果 意义 适用范围
所有生物
真核生物的有性生殖
想一想
“一母生九仔，连母十个样”，这种个体的差 异，主要是什么原因产生的?
二、基因重组
1、概念: 在生物进行有性生殖过程中,控制不同 性状的基因的重新组合.
基因突变的例子
思考与讨论： ① 基因突变主要发生在什么时候？ DNA复制时(有丝分裂的间期和减数 第一次分裂间期) ② 由于DNA碱基对的改变，是否一定会引起 蛋白质的改变？ 不一定，密码子具有简并性( 一种氨基 酸可能对应多种密码子)
③ 基因突变都会遗传给后代吗？
1 突变发生在配子中,可传给后代. 2 突变发生在体细胞中,一般不能遗传.
生物因素： 包括病毒和某些细菌等。
内因： DNA分子复制偶尔发生错误，
DNA碱基组成发生改变等
[探究] 基因突变有何特点？
一、在生物界普遍存在—普遍性
生物类别 细菌 玉米 果蝇 常见突变性状 无抗药性——抗药性 正常苗——白化苗 红眼——白眼 长翅——残翅 羽毛白色——灰红色 正常色觉—色盲 正常指——多指
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我帅 呆！
哼…
第五章
基因突变及其他变异
基因突变
教学目标：
举例说出基因突变的原因和特点 说出基因突变的意义
教学重点：
基因突变的概念和特点
基因突变的原因
教学难点：
基因突变的意义
一.基因突变
1.基因突变的例子 1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人， 病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。 医生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病 人无效。对病人做血液检查时发现，红细胞在显 微镜不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形， 称镰刀状细胞贫血症。
1949年，美国鲍林博士首先意 识到，红细胞中血红蛋白分子的异常 引起红细胞变形. 血红蛋白究竟出了什么问题？
探究一:镰刀形贫血症病因
血红蛋白分子的部分氨基酸顺序 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 缬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 赖氨酸
正常 异常
①图中哪一个氨基酸发生了变化？ ②mRNA中决定这两种氨基酸的密码子有什么不同？ ③研究发现，这个氨基酸的变化的根本原因是DNA中 的碱基序列发生了改变。请你推测正常血红蛋白基 因和异常血红蛋白基因中决定该氨基酸的碱基序列。 ④说出镰刀形贫血症病因！
课堂巩固
1、生物变异的根本来源是 D A．基因重组 B．染色体数目变异 C．染色体结构变异 D．基因突变
2、基因重组发生在 A A．减数分裂形成配子的过程中 B．受精作用形成受精卵的过程中 C．有丝分裂形成子细胞的过程中 D．通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中
3、某自花传粉植物连续几代开红花，一 次开出一朵白花，白花的后代全开白花， 其原因是 A A．基因突变 B．基因重组 C．基因分离 D．环境影响
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？
夏季涂抹防晒霜
青少年少上网，少用手机
物理因素
物理因素
不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐） 化学因素
少吃烧烤和油炸食品 接种乙肝疫苗
化学因素 生物因素
二、基因突变的原因：
物理因素： 如X射线、γ射线、紫外线、激光等。
外 化学因素： 亚硝酸、碱基类似物，硫酸二乙酯， 因 秋水仙素等
和
增添 DNA分子中发生碱基对的 替换 、＿＿＿ 缺失 ，而引起的 基因结构 的改变。
┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷ ┯┯┯┯ ＡＣＧＣ ＴＧＣＧ ┷┷┷┷ ┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷ ┯┯┯┯ ＡＴＧＣ ＴＡＣＧ ┷┷┷┷ ┯┯┯ ＡＧＣ ＴＣＧ ┷┷┷
替 换
增 添
缺 失
┯┯┯┯┯ ＡＴＡＧＣ ＴＡＴＣＧ ┷┷┷┷┷
非同源染色体上的 非等位基因自由组合
b B
Ab 和 aB
B
b
AB 和 ab
减一前期
同源染色体上的非姐妹间的交叉互换
2、基因重组
人的体细胞中有23对染色体，请你根据自由 1.组合定律的计算，一位父亲可能产生多少种染 概念：基因重组是指生物进行有性 生殖的过程中，控制不同性状的基因的重 色体组成不同的精子？那母亲产生的卵细胞呢？