生物必修II人教新課標(biāo)基因突變和基因重組北京張

1、科學(xué)史一科學(xué)史一19101910年赫里克醫(yī)生接診了一位黑人貧血病患者。年赫里克醫(yī)生接診了一位黑人貧血病患者。所有治療貧血病的藥物對(duì)他無(wú)效。鏡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)其紅所有治療貧血病的藥物對(duì)他無(wú)效。鏡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)其紅細(xì)不是正常的圓餅狀，而是鐮刀形，后稱之細(xì)不是正常的圓餅狀，而是鐮刀形，后稱之鐮刀型鐮刀型細(xì)胞貧血癥。細(xì)胞貧血癥。正正常常異異常常正常正常異常異常脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸纈氨酸纈氨酸谷氨酸谷氨酸 19491949年，美國(guó)鮑林博士首先意識(shí)到，紅細(xì)胞中年，美國(guó)鮑林博士首先意識(shí)到，紅細(xì)胞中血紅蛋白血紅蛋白分子的分子的異常異常引起紅細(xì)胞變形。引起紅細(xì)胞變形。19561956年，英國(guó)科學(xué)

2、家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞年，英國(guó)科學(xué)家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者血紅蛋白的肽鏈上，有貧血癥患者血紅蛋白的肽鏈上，有一處一處的的谷氨酸谷氨酸被被纈氨酸纈氨酸取代。取代。科學(xué)史二科學(xué)史二根本原因根本原因是是堿基對(duì)被替換堿基對(duì)被替換從而引起從而引起基因的分子結(jié)構(gòu)基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生發(fā)生了改變產(chǎn)生的。了改變產(chǎn)生的。病因：病因：兩面凹的圓餅狀兩面凹的圓餅狀性狀性狀谷氨酸谷氨酸 CTTGAADNAGAAmRNA正常蛋白質(zhì)正常蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)G U A 纈氨酸纈氨酸異常蛋白質(zhì)異常蛋白質(zhì)鐮刀型鐮刀型CA TG T A病因分析病因分析ATCCGTAGGC缺失缺失（正常基因片段）（正?；蚱危┨鎿Q替換增添

3、增添AACCGTTGGCATTCCGTAAGGC ACCGT GGC1 2 3 4 5比一比比一比1 1、基因突變的概念、基因突變的概念: :一、基因突變一、基因突變 是由于是由于DNADNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添替換、增添或或缺失缺失, ,而引起的而引起的基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)的改變。的改變。 若若DNADNA堿基對(duì)替換，是否一堿基對(duì)替換，是否一 定引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變定引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變 基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)新基因新基因基因突變的本質(zhì)是基因突變的本質(zhì)是:_的改變的改變,產(chǎn)產(chǎn) 生了生了_ . 比一比、查一查比一比、查一查甲甲 乙乙 丙丙 丁丁DNADNA堿基對(duì)替換，堿基對(duì)替換

4、，不一定不一定引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。結(jié)論結(jié)論:想一想想一想基因突變發(fā)生時(shí)間？基因突變發(fā)生時(shí)間？ 細(xì)胞分裂間期細(xì)胞分裂間期DNADNA復(fù)制時(shí)復(fù)制時(shí)基因突變可以發(fā)生在生殖細(xì)胞，也可以發(fā)生基因突變可以發(fā)生在生殖細(xì)胞，也可以發(fā)生 在體細(xì)胞在體細(xì)胞, ,那么基因突變那么基因突變都會(huì)都會(huì)遺傳給后代嗎？遺傳給后代嗎？ 前者可以；后者前者可以；后者一般一般不能。不能。 、基因突變的原因、基因突變的原因 自發(fā)突變：自發(fā)突變：自然自然條件下條件下DNADNA偶爾偶爾復(fù)制錯(cuò)誤復(fù)制錯(cuò)誤物理因素物理因素化學(xué)因素化學(xué)因素生物因素生物因素提高提高突變突變頻率頻率X X射線、紫外線等射線、紫外線等亞硝酸

5、、堿基類似物等亞硝酸、堿基類似物等某些病毒某些病毒誘發(fā)突變誘發(fā)突變、基因突變的特點(diǎn)、基因突變的特點(diǎn)普遍性：普遍性：自然界的物種中廣泛存在自然界的物種中廣泛存在隨機(jī)性隨機(jī)性：不同發(fā)育階段、不同不同發(fā)育階段、不同DNADNA、 同一同一DNA DNA 的不同部位的不同部位 多害少利性：多害少利性：不定向性不定向性:一個(gè)基因可以產(chǎn)生一個(gè)以上的等位一個(gè)基因可以產(chǎn)生一個(gè)以上的等位 基因基因 低頻性：低頻性：自然界突變率很低：自然界突變率很低：10105 51010- -8 8不定向性不定向性基基 因因大腸桿菌組氨酸缺陷型基因大腸桿菌組氨酸缺陷型基因果蠅的白眼基因果蠅的白眼基因果蠅的褐眼基因果蠅的褐眼基因

6、玉米的皺縮基因玉米的皺縮基因小鼠的白化基因小鼠的白化基因突變率突變率210410531051101105果蠅約有果蠅約有10104 4對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是1010-5-5，一個(gè)大，一個(gè)大約有約有10109 9個(gè)果蠅的群體，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是個(gè)果蠅的群體，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是 2108低頻性低頻性：白化病患者白化病患者有害的基因突變有害的基因突變白化玉米苗白化玉米苗畸形的雛鴨畸形的雛鴨人類的多指人類的多指太空椒太空椒、基因突變的意義、基因突變的意義是新基因產(chǎn)生的途徑是新基因產(chǎn)生的途徑是生物變異的是生物變異的根本來(lái)源根本來(lái)源生物進(jìn)化的原始材料生

7、物進(jìn)化的原始材料“一母生九仔，連母十個(gè)樣一母生九仔，連母十個(gè)樣”，這種個(gè)體，這種個(gè)體的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的? ?基因重組基因重組1.1.概念：概念：在生物進(jìn)行在生物進(jìn)行有性生殖有性生殖過(guò)程中，控制過(guò)程中，控制不同性狀的基因不同性狀的基因的自由組合。的自由組合。2.2.類型：類型：基因自由組合基因自由組合基因交叉互換基因交叉互換二、基因重組二、基因重組3.3.意義：意義：生物變異的來(lái)源之一，生物變異的來(lái)源之一，對(duì)生物多樣性有重要意義。對(duì)生物多樣性有重要意義。AabBAaBbAabBAaBb同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交

8、換交換( 導(dǎo)致導(dǎo)致 的交換）的交換）等位基因等位基因非同源染色體上的非同源染色體上的 非等位基因非等位基因自由組合自由組合AabBAaBbAb和和aBAB和和ab基因突變基因突變基因重組基因重組本質(zhì)本質(zhì)發(fā)生時(shí)間及發(fā)生時(shí)間及原因原因條件條件意義意義發(fā)生可能性發(fā)生可能性基因的基因的分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生發(fā)生改變，產(chǎn)生了了新基因新基因，可能出現(xiàn)了新的性狀。，可能出現(xiàn)了新的性狀。細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂間期間期DNA分子復(fù)制分子復(fù)制時(shí)，由于外界理化因素或自身時(shí)，由于外界理化因素或自身生理因素引起的生理因素引起的堿基對(duì)的替換、堿基對(duì)的替換、增添或缺失。增添或缺失。不同基因的重新組合，不同基因的重新組合，

9、不產(chǎn)生不產(chǎn)生新基新基因，而是產(chǎn)生新的基因型，使不同因，而是產(chǎn)生新的基因型，使不同性狀重新組合。性狀重新組合。減數(shù)第一次分裂后期中，隨著減數(shù)第一次分裂后期中，隨著同源染色體的分開，位于同源染色體的分開，位于非同非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行源染色體上的非等位基因進(jìn)行了自由組合了自由組合。四分體時(shí)期非姐。四分體時(shí)期非姐妹染色單體的交換帶來(lái)的妹染色單體的交換帶來(lái)的等位等位基因的交換。基因的交換。外界條件的變化和內(nèi)部因素的相外界條件的變化和內(nèi)部因素的相互作用?；プ饔?。有性生殖過(guò)程中進(jìn)行減數(shù)分裂形有性生殖過(guò)程中進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞成生殖細(xì)胞生物變異的生物變異的根本來(lái)源根本來(lái)源，是生物進(jìn)，是生物進(jìn)化的

10、原材料?；脑牧稀Ｉ镒儺惖纳镒儺惖膩?lái)源之一來(lái)源之一，是形成生物，是形成生物多樣性的重要原因。多樣性的重要原因。有性生殖中非常普遍。有性生殖中非常普遍。突變頻率低，但普遍存在。突變頻率低，但普遍存在。1 1、基因突變的原因是：、基因突變的原因是： A.A.染色體上的染色體上的DNADNA變成了蛋白質(zhì)變成了蛋白質(zhì) B.B.染色體上的染色體上的DNADNA變成了變成了RNARNA C. C.染色體上的染色體上的DNADNA減少了或增多了減少了或增多了 D.D.染色體上的染色體上的DNADNA結(jié)構(gòu)發(fā)生了局部改變結(jié)構(gòu)發(fā)生了局部改變2 2、某自花傳粉植物連續(xù)幾代開紅花，一次開出、某自花傳粉植物連續(xù)幾

11、代開紅花，一次開出 一朵白花，白花的后代全開白花，其原因是一朵白花，白花的后代全開白花，其原因是 A A基因突變基因突變 B B基因重組基因重組 C C基因分離基因分離 D D環(huán)境影響環(huán)境影響課堂鞏固課堂鞏固3 3、上眼瞼下垂是一種顯性遺傳病、上眼瞼下垂是一種顯性遺傳病, ,某一男性患者某一男性患者, , 其父母正常，請(qǐng)判斷這人性狀最可能是其父母正常，請(qǐng)判斷這人性狀最可能是 A.A.伴性遺傳伴性遺傳 B.B.常染色體遺傳常染色體遺傳 C.C.基因突變基因突變 D.D.基因重組基因重組4 4、如果基因中的一個(gè)脫氧核苷酸發(fā)生了改變，、如果基因中的一個(gè)脫氧核苷酸發(fā)生了改變， 那么這種變化最終可能引起

12、那么這種變化最終可能引起 A.A.遺傳性狀改變遺傳性狀改變 B.B.遺傳密碼改變遺傳密碼改變 C.C.遺傳信息改變遺傳信息改變 D.D.遺傳規(guī)律改變遺傳規(guī)律改變5 5、生物變異的根本來(lái)源是、生物變異的根本來(lái)源是 A A基因重組基因重組 B B染色體數(shù)目變異染色體數(shù)目變異 C C染色體結(jié)構(gòu)變異染色體結(jié)構(gòu)變異 D D基因突變基因突變根本原因根本原因是是堿基對(duì)被替換堿基對(duì)被替換從而引起從而引起基因的分子結(jié)構(gòu)基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生發(fā)生了改變產(chǎn)生的。了改變產(chǎn)生的。病因：病因：兩面凹的圓餅狀兩面凹的圓餅狀性狀性狀谷氨酸谷氨酸 CTTGAADNAGAAmRNA正常蛋白質(zhì)正常蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)G U A 纈氨酸纈

13、氨酸異常蛋白質(zhì)異常蛋白質(zhì)鐮刀型鐮刀型CA TG T A病因分析病因分析想一想想一想基因突變發(fā)生時(shí)間？基因突變發(fā)生時(shí)間？ 細(xì)胞分裂間期細(xì)胞分裂間期DNADNA復(fù)制時(shí)復(fù)制時(shí)基因突變可以發(fā)生在生殖細(xì)胞，也可以發(fā)生基因突變可以發(fā)生在生殖細(xì)胞，也可以發(fā)生 在體細(xì)胞在體細(xì)胞, ,那么基因突變那么基因突變都會(huì)都會(huì)遺傳給后代嗎？遺傳給后代嗎？ 前者可以；后者前者可以；后者一般一般不能。不能。 白化病患者白化病患者有害的基因突變有害的基因突變白化玉米苗白化玉米苗畸形的雛鴨畸形的雛鴨人類的多指人類的多指太空椒太空椒非同源染色體上的非同源染色體上的 非等位基因非等位基因自由組合自由組合AabBAaBbAb和和aBA

14、B和和ab基因突變基因突變基因重組基因重組本質(zhì)本質(zhì)發(fā)生時(shí)間及發(fā)生時(shí)間及原因原因條件條件意義意義發(fā)生可能性發(fā)生可能性基因的基因的分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生發(fā)生改變，產(chǎn)生了了新基因新基因，可能出現(xiàn)了新的性狀。，可能出現(xiàn)了新的性狀。細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂間期間期DNA分子復(fù)制分子復(fù)制時(shí)，由于外界理化因素或自身時(shí)，由于外界理化因素或自身生理因素引起的生理因素引起的堿基對(duì)的替換、堿基對(duì)的替換、增添或缺失。增添或缺失。不同基因的重新組合，不同基因的重新組合，不產(chǎn)生不產(chǎn)生新基新基因，而是產(chǎn)生新的基因型，使不同因，而是產(chǎn)生新的基因型，使不同性狀重新組合。性狀重新組合。減數(shù)第一次分裂后期中，隨著減數(shù)第一次分裂后期

15、中，隨著同源染色體的分開，位于同源染色體的分開，位于非同非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行源染色體上的非等位基因進(jìn)行了自由組合了自由組合。四分體時(shí)期非姐。四分體時(shí)期非姐妹染色單體的交換帶來(lái)的妹染色單體的交換帶來(lái)的等位等位基因的交換。基因的交換。外界條件的變化和內(nèi)部因素的相外界條件的變化和內(nèi)部因素的相互作用?；プ饔?。有性生殖過(guò)程中進(jìn)行減數(shù)分裂形有性生殖過(guò)程中進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞成生殖細(xì)胞生物變異的生物變異的根本來(lái)源根本來(lái)源，是生物進(jìn)，是生物進(jìn)化的原材料。化的原材料。生物變異的生物變異的來(lái)源之一來(lái)源之一，是形成生物，是形成生物多樣性的重要原因。多樣性的重要原因。有性生殖中非常普遍。有性生殖中非常普遍。突變頻率低，但普遍存在。突變頻率低，但普遍存在。1 1、基因突變的原因是：、基因突變的原因是： A.A.染色體上的染色體上的DNADNA變成了蛋白質(zhì)變成了蛋白質(zhì) B.B.