基因突變和基因重組公開課模板

1、P80P80基因突變和基因重組基因突變和基因重組表現型表現型基因型基因型環(huán)境環(huán)境（不遺傳的變異）（不遺傳的變異）誘因誘因（改變）（改變）（改變）（改變）（改變）（改變）基因重組基因重組染色體變異染色體變異基因突變基因突變（遺傳物質（遺傳物質未未發(fā)生改變）發(fā)生改變）（遺傳物質發(fā)生改變）（遺傳物質發(fā)生改變）（可遺傳的變異）（可遺傳的變異）鐮刀型細胞貧血癥鐮刀型細胞貧血癥一、基因突變的實例一、基因突變的實例 （一）（一）資料：資料：1910年，一個黑人青年到醫(yī)院看病，檢查發(fā)現他患年，一個黑人青年到醫(yī)院看病，檢查發(fā)現他患的是當時人們尚未認識的一種特殊的貧血癥，他的紅細胞不是正的是當時人們尚未認識的一種

2、特殊的貧血癥，他的紅細胞不是正常的圓餅狀，而是彎曲的鐮刀狀，人們稱這種病為鐮刀型細胞貧常的圓餅狀，而是彎曲的鐮刀狀，人們稱這種病為鐮刀型細胞貧血癥。血癥。這種病患者一旦缺氧，紅細胞變成長鐮刀型。病重時，紅這種病患者一旦缺氧，紅細胞變成長鐮刀型。病重時，紅細胞受機械損傷而破裂的現象，引起嚴重貧血而造成死亡。細胞受機械損傷而破裂的現象，引起嚴重貧血而造成死亡。CCTGAGGTCGGACTCCAGCCTGTGGTCGGACACCAGCCTGACGGTCGGACTGCCAGCCTG GGTCGGAC CCAGDNA（二）總結：基因突變的概念基因突變的概念？DNADNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失

3、，引起的基分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，引起的基因結構的改變。因結構的改變。比一比比一比基因突變的本質是：基因突變的本質是：？產生產生新基因新基因DNAA U C C G C A U U C G C 異亮氨酸異亮氨酸精氨酸精氨酸異亮氨酸異亮氨酸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 堿基對替換堿基對替換精氨酸精氨酸堿基對改變一定會導致蛋白質的結構改變嗎？堿基對改變一定會導致蛋白質的結構改變嗎？ A T C C G C T A G G C G 正常正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 A U C

4、 C G C 異亮氨酸異亮氨酸精氨酸精氨酸 A C C G C 蘇氨酸蘇氨酸丙氨酸丙氨酸 A C C G C T G G C G 堿基對缺失堿基對缺失AAAaAaaaaA一個基因突變后產生的是它的一個基因突變后產生的是它的等位基因等位基因（三）基因突變的結果（三）基因突變的結果基因突變是染色體的基因突變是染色體的某一位點某一位點上基因的改變上基因的改變, ,使一個基因使一個基因變成它的變成它的等位基因等位基因（Aa或或aA）, ,不改變染色體上基因不改變染色體上基因的的數量數量，只改變，只改變基因的內部結構基因的內部結構，并且通常會引起一定的并且通常會引起一定的表現型的變化表現型的變化. .思

5、考：突變后的基因會遺傳給后代嗎？思考：突變后的基因會遺傳給后代嗎？想一想想一想: :基因突變一基因突變一般會發(fā)生在什么時般會發(fā)生在什么時侯呢？侯呢？有絲分裂的有絲分裂的間期間期減數第一次分裂減數第一次分裂間期間期DNA復制復制時期時期（四）基因突變的時間（四）基因突變的時間 基因突變若發(fā)生在基因突變若發(fā)生在配子配子中中（減數分裂時產生減數分裂時產生）將遵循將遵循遺傳規(guī)律遺傳規(guī)律傳遞給后代傳遞給后代。 若發(fā)生在若發(fā)生在體細胞體細胞（有絲分裂有絲分裂），），一般一般不能遺傳不能遺傳。有些植物體細有些植物體細胞發(fā)生基因突變，可以通過無性繁殖傳遞。人體某些體細胞的胞發(fā)生基因突變，可以通過無性繁殖傳遞。

6、人體某些體細胞的基因（原癌基因和抑癌基因）突變，有可能發(fā)展成基因（原癌基因和抑癌基因）突變，有可能發(fā)展成癌細胞癌細胞。遺傳都是通過生殖細胞來傳給下一代的，與體細胞無關 。（五）基因突變的原因（五）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偶爾偶爾復制錯誤復制錯誤例如：例如：果蠅的白眼，水稻的矮稈等。果蠅的白眼，水稻的矮稈等。誘發(fā)突變：誘發(fā)突變：物理物理因素因素化學化學因素因素生物生物因素因素X X射線、激光等射線、激光等亞硝酸、堿基類似物等亞硝酸、堿基類似物等病毒、某些細菌等病毒、某些細菌等夏季涂抹防曬霜夏季涂抹防曬霜青少年少上網，少用手機青少年少上網，少用手機不喝反復

7、燒開的水（含亞硝酸鹽）不喝反復燒開的水（含亞硝酸鹽）物理因素物理因素物理因素物理因素化學因素化學因素少吃燒烤和油炸食品少吃燒烤和油炸食品化學因素化學因素分析以下情況是減少哪種因素誘發(fā)基因突變的可能，從而分析以下情況是減少哪種因素誘發(fā)基因突變的可能，從而防止細胞癌變？防止細胞癌變？接種乙肝疫苗接種乙肝疫苗生物因素生物因素遺傳信息改變遺傳信息改變 DNA DNA DNA DNA 差錯差錯 內因：內因： 堿基變化堿基變化 外因：外因： 物理因素物理因素 化學因素化學因素 生物因素生物因素 脫氧核苷酸種類、數量、排列順序改變脫氧核苷酸種類、數量、排列順序改變 堿基對的替換、增添、缺失堿基對的替換、增添

8、、缺失 基因結構發(fā)生改變基因結構發(fā)生改變 產生等位基因產生等位基因（A1 a1A1 a1、a2a2）復制復制 引起引起 細菌細菌 無抗藥性無抗藥性抗藥性抗藥性棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蠅果蠅 紅眼紅眼白眼白眼 長翅長翅殘翅殘翅家鴿家鴿 羽毛白色羽毛白色灰紅色灰紅色人人 正常色覺正常色覺色盲色盲 正常膚色正常膚色白化病白化病常見突變性狀：常見突變性狀：在生物界普遍存在在生物界普遍存在普遍性普遍性玉米白化苗玉米白化苗人類多指人類多指短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）（六）基因突變的特點（六）基因突變的特點開花結果的開花結果的植株植株胚胚幼苗幼苗具根莖葉的具根莖葉的植株植株分化出花芽分化出

9、花芽的植株的植株受精卵受精卵基因突變發(fā)生在生物個體發(fā)育的什么時期？基因突變發(fā)生在生物個體發(fā)育的什么時期？任何時期任何時期在生物在生物個體發(fā)育的如何時期個體發(fā)育的如何時期發(fā)生發(fā)生隨機性隨機性基基 因因突變率突變率大腸桿菌組氨酸缺陷型基因大腸桿菌組氨酸缺陷型基因210果蠅的白眼基因果蠅的白眼基因4105果蠅的褐眼基因果蠅的褐眼基因3105玉米的皺縮基因玉米的皺縮基因110小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人類色盲基因人類色盲基因3105小資料小資料突變率低突變率低低低頻頻性性自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。白化苗白化苗大多數突變是有害的大多數突變是有害的多

10、多害性害性白化病白化病為什么呢？為什么呢？任何一種生物都是長期進化過程的產物，它們任何一種生物都是長期進化過程的產物，它們 與環(huán)境取得與環(huán)境取得了高度的協調。了高度的協調?；蛲蛔冎?，有利突變多，還是有害突變多？基因突變中，有利突變多，還是有害突變多？多趾并趾患多趾并趾患者者有害有害的基因突變的基因突變畸形的雛鴨畸形的雛鴨連體姐妹連體姐妹兔唇患者兔唇患者高產大豆高產大豆 高產青霉菌株高產青霉菌株有利的基因突變有利的基因突變有利的基因突變有利的基因突變基因突變是不定向的基因突變是不定向的不定向性不定向性經誘變處理的紫色種子產生的子代經誘變處理的紫色種子產生的子代種子種子基因突變還有何特點？基因突

11、變還有何特點？如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A+突變突變AY (黃毛黃毛)a (黑毛黑毛) 灰灰老老鼠鼠黑老鼠黑老鼠黃老鼠黃老鼠普遍性普遍性：隨機性隨機性：不定向性不定向性：低頻性低頻性：多害性多害性：想一想想一想基因突變的低頻性和普遍性矛盾嗎？基因突變的低頻性和普遍性矛盾嗎？如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A+突變突變AY (黃毛黃毛)a (黑毛黑毛) 不矛盾。不矛盾。因為一個基因的突變頻率雖然很低，但一個種群因為一個基因的突變頻率雖然很低，但一個種群中個體數可以很多，一個細胞中也有許多基因。中個體數可以很多，一個細胞中也有許多基因。任何生物任何生物時期、個體、細胞、基因時期、個體、細胞、基因不同

12、基因突變頻率不同不同基因突變頻率不同產生一個以上等位基因產生一個以上等位基因（六）基因突變的特點（六）基因突變的特點批判性思維批判性思維 有人認為，自然條件下基因突變率很多低，而且大多數基因突變有人認為，自然條件下基因突變率很多低，而且大多數基因突變對生物體是有害的，因此，它不可能為生物進化提供原材料。你對生物體是有害的，因此，它不可能為生物進化提供原材料。你認為這樣的看法正確嗎？為什么？認為這樣的看法正確嗎？為什么？這種看法不正確。對于生物個體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很這種看法不正確。對于生物個體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但是，一個物種往往是由許多個體組成的，就整個物種來低的。但是

13、，一個物種往往是由許多個體組成的，就整個物種來看，在漫長的進化歷程中產生的突變還是很多的，其中有不少突看，在漫長的進化歷程中產生的突變還是很多的，其中有不少突變是有利突變，對生物的進化有重要意義。因此，基因突變能夠變是有利突變，對生物的進化有重要意義。因此，基因突變能夠為生物進化提供原材料。為生物進化提供原材料。產生新基因產生新基因 生物變異的根本來源生物變異的根本來源形成新性狀形成新性狀生物進化的原始材料生物進化的原始材料（七）基因突變的意義（七）基因突變的意義1.1.下列關于基因突變的敘述，不正確的是（ ）A.A.基因突變一般發(fā)生在DNADNA復制過程中B.B.基因突變可發(fā)生在生物個體發(fā)育

14、的任何時期C.C.基因突變一定能改變生物的表現型D.D.基因突變能產生新的基因課堂練習課堂練習【解析解析】選選C C?；蛲蛔兪怯捎趬A基對的變化引起基因結構的改變，所以會產生新?；蛲蛔兪怯捎趬A基對的變化引起基因結構的改變，所以會產生新基因，由于密碼子的簡并性，后代的性狀不一定改變?；蛲蛔冇衅毡樾?，所以可基因，由于密碼子的簡并性，后代的性狀不一定改變?；蛲蛔冇衅毡樾?，所以可以發(fā)生在生物體發(fā)育的任何時期，生物體的任何部位。若發(fā)生了基因突變一般是發(fā)以發(fā)生在生物體發(fā)育的任何時期，生物體的任何部位。若發(fā)生了基因突變一般是發(fā)生在生在DNADNA復制時，因為復制時，因為DNADNA復制時，螺旋的程度低

15、，易受外界因素的影響，引起變異。復制時，螺旋的程度低，易受外界因素的影響，引起變異。C C2.2.下列甲、乙分裂過程中產生配子時發(fā)生的變異分別屬于( )( )A.A.基因重組，不可遺傳變異 B.B.基因重組，基因突變C.C.基因突變，不可遺傳變異 D.D.基因突變，基因重組【解析】選D。甲圖中的“a”基因是從“無”到“有”，屬于基因突變，而乙圖中的A、a、B、b基因是已經存在的，只是進行了重新組合。D D3.3.下列針對基因突變的描述正確的是（ ）A.A.基因突變豐富了自然界的基因種類B.B.基因突變的方向是由環(huán)境決定的C.C.親代的突變基因一定能傳遞給子代D.D.基因突變只發(fā)生在生物個體發(fā)育

16、的特定時期A A【解析】選A?；蛲蛔兡墚a生新的基因，豐富自然界中基因的種類；當基因突變發(fā)生在有絲分裂中時一般不會傳給后代，當發(fā)生在減數分裂中時可能傳給后代；基因突變具有不定向性和普遍性等特點。4.4.（20102010龍巖高一檢測）下列各項中可以導致基因重組現象發(fā)生的是（ ）A.A.姐妹染色單體的交叉互換B.B.等位基因彼此分離C.C.非同源染色體的自由組合D.D.姐妹染色單體分離【解析解析】選選C C。姐妹染色單體是通過復制得來的，所以所含基因是相同的，經交換。姐妹染色單體是通過復制得來的，所以所含基因是相同的，經交換后不會導致基因的重新組合；等位基因隨同源染色體的分離而分開不會導致基因重

17、后不會導致基因的重新組合；等位基因隨同源染色體的分離而分開不會導致基因重組；姐妹染色單體隨著絲點的分裂而分開，分別移向細胞的兩極進入不同的子細胞，組；姐妹染色單體隨著絲點的分裂而分開，分別移向細胞的兩極進入不同的子細胞，不會導致基因重組；減數第一次分裂后期非同源染色體的自由組合會導致染色體上不會導致基因重組；減數第一次分裂后期非同源染色體的自由組合會導致染色體上基因的重組。基因的重組。C C5.5.（20102010揚州模擬）下列有關基因突變的敘述中，正確的是（ ）A.A.基因突變就是DNADNA分子中堿基對的替換、增添、缺失和重組B.B.基因突變一定會導致生物變異C.C.基因突變一定會產生原

18、來基因的等位基因D.D.基因突變的結果有三種：有利、有害、中性【解析解析】選選D D。基因突變的類型有堿基對的替換、增添、缺失三種類型；基因突變?；蛲蛔兊念愋陀袎A基對的替換、增添、缺失三種類型；基因突變不一定導致生物體性狀的改變；基因突變產生的是新基因，但不一定是等位基因，不一定導致生物體性狀的改變；基因突變產生的是新基因，但不一定是等位基因，原核生物中不存在等位基因的說法。原核生物中不存在等位基因的說法。D D6.6.某基因在復制過程中，一個堿基被替換，結果導致該基因控制的生物性狀( )( )A.A.發(fā)生改變 B.B.不發(fā)生改變C.C.變得對自身不利 D.D.不一定發(fā)生改變D D【解析】選

19、D?；蛲ㄟ^轉錄、翻譯形成蛋白質，進而控制生物性狀，在上述過程中由于密碼子具有簡并性，所以性狀不一定發(fā)生改變。想一想想一想1 1、基因、基因自由組合定律中自由組合定律中，哪些基因哪些基因可以進行可以進行 重新組合呢？重新組合呢？ 2 2、非等位基因、非等位基因伴隨什么伴隨什么進行重新組合呢？進行重新組合呢？ 3 3、非同源染色體在、非同源染色體在什么時期什么時期重新組合？重新組合？回顧孟德爾自由組合定律?；仡櫭系聽栕杂山M合定律。 P30 P30 基因的自由組合定律的實質：基因的自由組合定律的實質：YRyrPF1配子配子 位于位于非同源染色體非同源染色體上的上的非等非等位基因位基因的分離或組合是

20、互不干的分離或組合是互不干擾的；在減數分裂形成配子的擾的；在減數分裂形成配子的過程中，過程中，同源染色體上同源染色體上的的等位等位基因彼此分離基因彼此分離的同時的同時非同源染非同源染色體色體上的上的非等位基因非等位基因自由組合自由組合。“一母生九仔，連母十個樣一母生九仔，連母十個樣”這種差異怎么造成這種差異怎么造成的？的？二、基因重組二、基因重組在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同形狀的在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同形狀的基因的重新組合。基因的重新組合。（一）基因重組的概念（一）基因重組的概念方式方式、非同源染色體上的非等位基因自由組合、非同源染色體上的非等位基因自由組合2、同源染色

21、體的非姐妹染色單體之間的局部交換、同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換（二）基因重組發(fā)生時期（二）基因重組發(fā)生時期減數第一次分裂后期減數第一次分裂后期非同源染色體上的非等位基因自由組合非同源染色體上的非等位基因自由組合AabBAaBbAb和和aBAB和和ab（二）基因重組發(fā)生時期（二）基因重組發(fā)生時期AaAaBbAabBAaBb 非姐妹染色單體的交叉互換非姐妹染色單體的交叉互換 非同源染色體非同源染色體 的自由組合的自由組合基因重組發(fā)生的基因重組發(fā)生的時期時期：減數第一次分裂前期、后期減數第一次分裂前期、后期基因的自由組合基因的自由組合基因的交叉互換基因的交叉互換3 3、兩個親本的遺傳物質

22、差距越大，基因重組的類型、兩個親本的遺傳物質差距越大，基因重組的類型就越多。就越多。（三）基因重組的特點（三）基因重組的特點1、變異概率高變異概率高，幾乎，幾乎100%2、只有通過只有通過有性生殖有性生殖過程才能實現的。過程才能實現的。 意義意義 基因重組中有無新的基因產生？基因重組中有無新的基因產生？ 有無新的基因型和表現型形成？有無新的基因型和表現型形成？是是生物變異生物變異的來源之一，的來源之一，是是生物多樣性生物多樣性的來源之一，的來源之一，對對生物的進化生物的進化具有重要的意義。具有重要的意義。思考思考（四）基因重組的意義（四）基因重組的意義基因重組產生了新的基因型，但未改變基因的“

23、質”和“量”。 基因突變基因突變 基因重組基因重組本質本質原因原因時間時間意義意義可能性可能性產生新的產生新的基因基因產生新的產生新的基因型基因型堿基對的堿基對的增添、增添、缺失、替換缺失、替換基因基因自由組合自由組合；基因基因交叉互換交叉互換等等間期間期DNADNA復制復制時時減數第一次分裂減數第一次分裂變異的根本來源；進化的變異的根本來源；進化的原材料原材料生物變異來源之一生物變異來源之一生物多樣性重要原因生物多樣性重要原因低頻但普遍低頻但普遍有性生殖中普遍有性生殖中普遍基因突變基因突變-基因重組基因重組【典例2 2】（20102010蘇州模擬）下列有關基因重組的敘述中，正確的是( )(

24、)A.A.基因型為AaAa的個體自交，因基因重組而導致子代性狀分離B.B.基因A A因替換、增添或缺失部分堿基而形成它的等位基因a a屬于基因重組C.C.非姐妹染色單體間的互換可能導致基因重組D.D.造成同卵雙生姐妹間性狀上差異的主要原因是基因重組C【標準解答標準解答】選選C C。本題主要考查了基因重組的類型及對生物進化的意義。本題主要考查了基因重組的類型及對生物進化的意義。AaAa個體個體自交，后代的性狀分離是由于等位基因的分離和配子之間隨機結合而形成的；基自交，后代的性狀分離是由于等位基因的分離和配子之間隨機結合而形成的；基因因A A中堿基對的替換、增添或缺失屬于基因突變；同源染色體上非姐

25、妹染色單體間中堿基對的替換、增添或缺失屬于基因突變；同源染色體上非姐妹染色單體間的互換屬于基因重組；同卵雙生是指由同一受精卵發(fā)育而來的，所以細胞核中的的互換屬于基因重組；同卵雙生是指由同一受精卵發(fā)育而來的，所以細胞核中的遺傳物質是一樣的，其性狀差異主要是由于外界環(huán)境引起的。遺傳物質是一樣的，其性狀差異主要是由于外界環(huán)境引起的。2.2.（20092009北京高考）真核生物進行有性生殖時，通過減數分裂和隨機受精使后代（ ）A.A.增加發(fā)生基因突變的概率B.B.繼承雙親全部的遺傳性狀C.C.從雙親各獲得一半的DNADNAD.D.產生不同于雙親的基因組合【解析解析】選選D D。本題考查了遺傳變異的相關

26、知識。進行有性生殖的生物，其變異的。本題考查了遺傳變異的相關知識。進行有性生殖的生物，其變異的主要來源是基因重組，即在減數分裂過程中，由于四分體時期同源染色體的非姐妹主要來源是基因重組，即在減數分裂過程中，由于四分體時期同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換或減數第一次分裂后期非同源染色體上的非等位基因自由組合染色單體的交叉互換或減數第一次分裂后期非同源染色體上的非等位基因自由組合而發(fā)生基因重組，使后代產生不同于雙親的基因組合。而發(fā)生基因重組，使后代產生不同于雙親的基因組合。D3.3.（20082008廣東理基）有關基因突變的敘述，正確的是（ ）A.A.不同基因突變的概率是相同的B.B.基因突變

27、的方向是由環(huán)境決定的C.C.一個基因可以向多個方向突變D.D.細胞分裂的中期不發(fā)生基因突變【解析解析】選選C C。基因突變是指?；蛲蛔兪侵窪NADNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失而引起的分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失而引起的基因結構的改變，具有低頻性、普遍性、隨機性、不定向性和有害性等特點；在不基因結構的改變，具有低頻性、普遍性、隨機性、不定向性和有害性等特點；在不同的基因中，由于堿基對的比例不同，基因突變的概率也會不同；基因突變受環(huán)境同的基因中，由于堿基對的比例不同，基因突變的概率也會不同；基因突變受環(huán)境影響但突變方向不是由環(huán)境決定的；基因突變主要發(fā)生在影響但突變方向不是由環(huán)境決

28、定的；基因突變主要發(fā)生在DNADNA復制時，但由于其隨復制時，但由于其隨機性，在細胞分裂中期也可能發(fā)生。機性，在細胞分裂中期也可能發(fā)生。C基因突變是不定向的基因突變是不定向的不定向性不定向性經誘變處理的紫色種子產生的子代經誘變處理的紫色種子產生的子代種子種子基因突變還有何特點？基因突變還有何特點？如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A+突變突變AY (黃毛黃毛)a (黑毛黑毛) 灰灰老老鼠鼠黑老鼠黑老鼠黃老鼠黃老鼠基因突變是不定向的基因突變是不定向的不定向性不定向性經誘變處理的紫色種子產生的子代經誘變處理的紫色種子產生的子代種子種子基因突變還有何特點？基因突變還有何特點？如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A+突變突變AY (黃毛黃毛)a (黑毛黑毛) 灰灰老老鼠鼠黑老鼠黑老鼠黃老鼠黃老鼠想一想想一想1 1、基因、基因自由組合定律中自由組合定律中，哪些基因哪些基因可以進行可以進行 重新組合呢？重新組合呢？ 2 2、非等位基因、非等位基因伴隨什么伴隨什么進行重新組合呢？進行重新組合呢？ 3 3、非同源染色體在、非同源染色體在什么時期什么時期重新組合？重新組合？回顧孟德爾自由組合定律?；仡櫭系聽栕杂山M合定律。 在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同形狀的在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同形狀的基因的重新組合?；虻闹匦陆M合。（一）基因重組的概念（一）基因重組