基因突變和基因重組課程

1、第第1節(jié)基因突變和基因重組節(jié)基因突變和基因重組1.基因突變基因突變概念概念：DNA分子中發(fā)生分子中發(fā)生的增的增添、缺失或替換，而引起的基因結(jié)添、缺失或替換，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變構(gòu)的改變實例實例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥：鐮刀型細(xì)胞貧血癥基因突變基因突變堿基對堿基對癥狀癥狀：紅細(xì)胞呈鐮刀狀，易破裂，溶：紅細(xì)胞呈鐮刀狀，易破裂，溶血性貧血血性貧血直接原因直接原因：血紅蛋白的一條多肽鏈上：血紅蛋白的一條多肽鏈上一個氨基酸由谷氨酸變成了纈氨酸一個氨基酸由谷氨酸變成了纈氨酸根本原因根本原因：控制血紅蛋白合成的：控制血紅蛋白合成的DNA分子中的一個堿基序列分子中的一個堿基序列(模板鏈模板鏈)由正常由正常的的CT

2、TCAT基因突變基因突變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誘發(fā)生物發(fā)生基誘發(fā)生物發(fā)生基因突變的因素因突變的因素：突變突變基因突變基因突變意義意義：是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變：是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，是異的根本來源，是的原始材料的原始材料 普遍性普遍性：基因突變在生物界中：基因突變在生物界中是是的的 舉例：果蠅的白眼、人的紅綠色舉例：果蠅的白眼、人的紅綠色盲、水稻的矮稈、棉花的短果枝盲、水稻的矮稈、棉花的短果枝等等 隨機性隨機性：隨機發(fā)生在生物個體：隨機發(fā)生在生物個體發(fā)育的各個時期發(fā)育的各個時期 不定向性不定向性：可以向不同的方向：可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生

3、一個以上的等位發(fā)生突變，產(chǎn)生一個以上的等位基因基因 低頻性低頻性：在自然狀態(tài)下，基因：在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的突變的頻率是很低的特點特點普遍存在普遍存在生物進(jìn)化生物進(jìn)化2.基因重組基因重組概念概念：在生物體進(jìn)行：在生物體進(jìn)行 過程中，過程中，控制不同性狀的基因的重新組合控制不同性狀的基因的重新組合非同源染色體上非等位基因的自由組合非同源染色體上非等位基因的自由組合同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換意義意義：為生物變異提供豐富的來源，是形：為生物變異提供豐富的來源，是形成生物成生物 的重要原因之一，對的重要原因之一，對于生物進(jìn)化具有重要意義于生物

4、進(jìn)化具有重要意義來源來源有性生殖有性生殖多樣性多樣性 一、基因突變的理解分析一、基因突變的理解分析 1對基因突變的理解對基因突變的理解 2歸納：歸納： (1)概念內(nèi)涵：概念內(nèi)涵：DNA分子發(fā)生的堿基對的替換、增分子發(fā)生的堿基對的替換、增添和缺失；外延：基因突變是添和缺失；外延：基因突變是DNA分子水平上某一個分子水平上某一個基因內(nèi)部堿基對種類和數(shù)目的變化，基因的數(shù)目和位基因內(nèi)部堿基對種類和數(shù)目的變化，基因的數(shù)目和位置并未改變。置并未改變。 (2)基因突變的時期：基因突變的時期：基因突變可發(fā)生在任何生物基因突變可發(fā)生在任何生物的細(xì)胞中，一般發(fā)生于的細(xì)胞中，一般發(fā)生于DNA分子復(fù)制的時候，突變的分

5、子復(fù)制的時候，突變的基因在細(xì)胞分裂的間期隨基因在細(xì)胞分裂的間期隨DNA分子的復(fù)制而復(fù)制，通分子的復(fù)制而復(fù)制，通過細(xì)胞分裂而傳遞給子細(xì)胞，體細(xì)胞發(fā)生的基因突變過細(xì)胞分裂而傳遞給子細(xì)胞，體細(xì)胞發(fā)生的基因突變一般不能傳遞給后代，而發(fā)生在生殖細(xì)胞中的突變，一般不能傳遞給后代，而發(fā)生在生殖細(xì)胞中的突變，可以通過生殖細(xì)胞的結(jié)合傳給后代?？梢酝ㄟ^生殖細(xì)胞的結(jié)合傳給后代。 二、基因重組的理解重組重組類型類型同源染色體上非同源染色體上非等位基因的重組等位基因的重組非同源染色體上非非同源染色體上非等位基因間的重組等位基因間的重組DNA分子重組技術(shù)分子重組技術(shù)發(fā)生發(fā)生時間時間減數(shù)第一次分減數(shù)第一次分裂四分體時期裂四

6、分體時期減數(shù)第一次分減數(shù)第一次分裂后期裂后期體外與運載體重體外與運載體重組和導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)組和導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞內(nèi)基因重與細(xì)胞內(nèi)基因重組組發(fā)生發(fā)生機制機制同源染色體的同源染色體的非姐妹染色單非姐妹染色單體之間交叉互體之間交叉互換導(dǎo)致染色單換導(dǎo)致染色單體上的基因重體上的基因重新組合新組合同源染色體分同源染色體分開，等位基因開，等位基因分離，非同源分離，非同源染色體自由組染色體自由組合，導(dǎo)致非同合，導(dǎo)致非同源染色體上非源染色體上非等位基因間的等位基因間的重新組合重新組合目的基因經(jīng)運載目的基因經(jīng)運載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，體導(dǎo)入受體細(xì)胞，導(dǎo)致受體細(xì)胞中導(dǎo)致受體細(xì)胞中基因重組基因重組重重組組類類型型同源染色體上同源

7、染色體上非等位基因的非等位基因的重組重組非同源染色體非同源染色體上非等位基因上非等位基因間的重組間的重組DNA分子重組技術(shù)分子重組技術(shù)圖圖像像示示意意基因重組概念的整合：基因重組概念的整合： 【例【例1】下列有關(guān)基因突變的敘述，正確的是下列有關(guān)基因突變的敘述，正確的是() A不同基因突變的頻率是相同的不同基因突變的頻率是相同的 B基因突變的方向是由環(huán)境決定的基因突變的方向是由環(huán)境決定的 C一個基因可以向多個方向突變一個基因可以向多個方向突變 D細(xì)胞分裂的中期不發(fā)生基因突變細(xì)胞分裂的中期不發(fā)生基因突變 C 【例【例2】下列有關(guān)基因重組的敘述，不正確的是下列有關(guān)基因重組的敘述，不正確的是() A非

8、同源染色體上的非等位基因可以發(fā)生重組非同源染色體上的非等位基因可以發(fā)生重組 B基因重組是生物變異的根本來源基因重組是生物變異的根本來源 C基因重組可能產(chǎn)生多種基因型基因重組可能產(chǎn)生多種基因型 D生物通過有性生殖實現(xiàn)了基因的重組生物通過有性生殖實現(xiàn)了基因的重組 B 1.(2010全國新課標(biāo)全國新課標(biāo))在白花豌豆品種栽培園中，在白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)現(xiàn)了一株開紅花的豌豆植株，推測該紅花表偶然發(fā)現(xiàn)了一株開紅花的豌豆植株，推測該紅花表現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確定該推現(xiàn)型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確定該推測是否正確，應(yīng)檢測和比較紅花植株與白花植株中測是否正確，應(yīng)檢測和比較紅花植株

9、與白花植株中( ) A花色基因的堿基組成花色基因的堿基組成 B花色基因的花色基因的DNA序列序列 C細(xì)胞的細(xì)胞的DNA含量含量 D細(xì)胞的細(xì)胞的RNA含量含量 B 2.(2008寧夏寧夏)以下有關(guān)基因重組的敘述，錯誤以下有關(guān)基因重組的敘述，錯誤的是的是( ) A非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組 B非姐妹染色單體的交換可引起基因重組非姐妹染色單體的交換可引起基因重組 C純合子自交因基因重組導(dǎo)致子代性狀分離純合子自交因基因重組導(dǎo)致子代性狀分離 D同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有同胞兄妹間的遺傳差異與父母基因重組有關(guān)關(guān)C 3.(2009江蘇江蘇)甲磺酸乙酯甲

10、磺酸乙酯(EMS)能使鳥嘌呤能使鳥嘌呤(G)的的N位置上帶有乙基而成為位置上帶有乙基而成為7乙基鳥嘌呤，這種乙基鳥嘌呤，這種鳥嘌呤不與胞嘧啶鳥嘌呤不與胞嘧啶(C)配對而與胸腺嘧啶配對而與胸腺嘧啶(T)配對，配對，從而使從而使DNA序列中序列中GC對轉(zhuǎn)換成對轉(zhuǎn)換成AT對。育種專對。育種專家為獲得更多的變異水稻親本類型，常先將水稻種家為獲得更多的變異水稻親本類型，常先將水稻種子用子用EMS溶液浸泡，再在大田種植，通常可獲得溶液浸泡，再在大田種植，通?？色@得株高、穗形、葉色等性狀變異的多種植株。請回答株高、穗形、葉色等性狀變異的多種植株。請回答下列問題。下列問題。 (1)經(jīng)過處理后發(fā)現(xiàn)一株某種性狀變

11、異的水稻，經(jīng)過處理后發(fā)現(xiàn)一株某種性狀變異的水稻，其自交后代中出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型，說明這種變異為其自交后代中出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型，說明這種變異為_突變。突變。顯性 (2)用用EMS溶液浸泡種子是為了提高溶液浸泡種子是為了提高_(dá)，某一性狀出現(xiàn)多種變異類型，說明變異具有某一性狀出現(xiàn)多種變異類型，說明變異具有_。 (3)EMS誘導(dǎo)水稻細(xì)胞的誘導(dǎo)水稻細(xì)胞的DNA發(fā)生變化，而染色發(fā)生變化，而染色體的體的_不變。不變。 (4)經(jīng)經(jīng)EMS誘變處理后表現(xiàn)型優(yōu)良的水稻植株也誘變處理后表現(xiàn)型優(yōu)良的水稻植株也可能攜帶有害基因，為了確定是否攜帶有害基因，除可能攜帶有害基因，為了確定是否攜帶有害基因，除基因工程方法外，可采用的方法

12、有基因工程方法外，可采用的方法有_、_ _?；蛲蛔冾l率不定向性結(jié)構(gòu)和數(shù)目 花藥離體培養(yǎng)形成單倍體及秋水仙素誘導(dǎo)加倍形成二倍體自交 (5)誘變選育出的變異水稻植株還可通過誘變選育出的變異水稻植株還可通過PCR方方法進(jìn)行檢測，通常該植株根、莖和葉都可作為檢測法進(jìn)行檢測，通常該植株根、莖和葉都可作為檢測材料，這是因為材料，這是因為_。該水稻植株體細(xì)胞的基因相同該水稻植株體細(xì)胞的基因相同1.如圖表示人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，已知谷氨酸如圖表示人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，已知谷氨酸的密碼子是的密碼子是GAA，GAG。據(jù)圖分析正確的是。據(jù)圖分析正確的是 ( )A轉(zhuǎn)運纈氨酸的轉(zhuǎn)運纈氨酸的tRNA一端裸露

13、的三個堿基是一端裸露的三個堿基是CAUB過程是以過程是以鏈做模板，以脫氧核苷酸為原料，由鏈做模板，以脫氧核苷酸為原料，由ATP供能，在有關(guān)酶的催化下完成的供能，在有關(guān)酶的催化下完成的C控制血紅蛋白的基因中任意一個堿基發(fā)生替換都會控制血紅蛋白的基因中任意一個堿基發(fā)生替換都會引起鐮刀型細(xì)胞貧血癥引起鐮刀型細(xì)胞貧血癥D人發(fā)生此貧血癥的根本原因在于血紅蛋白中的一個人發(fā)生此貧血癥的根本原因在于血紅蛋白中的一個谷氨酸被纈氨酸取代谷氨酸被纈氨酸取代A2.（2009北京）北京）真核生物進(jìn)行有性生殖時，真核生物進(jìn)行有性生殖時，通過減數(shù)分裂和隨機受精使后代通過減數(shù)分裂和隨機受精使后代 ( )A.增加發(fā)生基因突變的

14、概率增加發(fā)生基因突變的概率B.繼承雙親全部的遺傳性狀繼承雙親全部的遺傳性狀C.從雙親各獲得一半的從雙親各獲得一半的DNAD.產(chǎn)生不同于雙親的基因組合產(chǎn)生不同于雙親的基因組合D3.(2007江蘇江蘇)基因突變是生物變異的根本來源。基因突變是生物變異的根本來源。下列關(guān)于基因突變特點的說法正確的是下列關(guān)于基因突變特點的說法正確的是 ( )A.無論是低等還是高等生物都可能發(fā)生突變無論是低等還是高等生物都可能發(fā)生突變B.生物在個體發(fā)育的特定時期才可發(fā)生突變生物在個體發(fā)育的特定時期才可發(fā)生突變C.突變只能定向形成新的等位基因突變只能定向形成新的等位基因D.突變對生物的生存往往是有利的突變對生物的生存往往是

15、有利的 A4.下列關(guān)于基因突變的敘述中，正確的是下列關(guān)于基因突變的敘述中，正確的是 ( )A.生物隨環(huán)境改變而產(chǎn)生適應(yīng)性的突變生物隨環(huán)境改變而產(chǎn)生適應(yīng)性的突變B.由于細(xì)菌的數(shù)量多、繁殖周期短，因此其基由于細(xì)菌的數(shù)量多、繁殖周期短，因此其基因突變率很高因突變率很高C.基因突變在自然界的物種中廣泛存在基因突變在自然界的物種中廣泛存在D.自然狀態(tài)下的突變是不定向的，而人工誘發(fā)自然狀態(tài)下的突變是不定向的，而人工誘發(fā)的突變是定向的的突變是定向的C5.判斷下列圖示過程中沒有發(fā)生基因重判斷下列圖示過程中沒有發(fā)生基因重組的是組的是 ( ) A 普通椒培育為太空椒的原理是基因突變。基因工程又普通椒培育為太空椒的原理是基因突變。基因工程又稱稱D