第四章 第二節(jié)基因突變及其對(duì)人類的影響

1、第四章人類遺傳的分子基礎(chǔ)第二節(jié)基因突變及其對(duì)人類的影響1、理解基因突變的概念；2、掌握基因突變的類型及特點(diǎn)；3、了解基因突變對(duì)人類的影響?；蛲蛔兊母拍?；基因突變的類型及特點(diǎn)。啟發(fā)、引導(dǎo)教材及參考書11復(fù)習(xí):表現(xiàn)型與基因型的關(guān)系：表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件4I（改變）（改變）（改變）新課引入：生物體遺傳性狀的改變就是生物的變異。【資料1】“愛美之心，人皆有之”隨著整容醫(yī)療水平的的日臻完善，人們可以根據(jù)自己的喜好，“制造”美麗，雕塑形體?！叭嗽烀琅苯Y(jié)婚后所生的孩子一定會(huì)像她一樣的美麗嗎？為什么呢？【資料2】在北京培育的優(yōu)質(zhì)甘藍(lán)品種，葉球最大的有3.5KG，當(dāng)引種到拉薩后，由于晝夜溫差大、日照時(shí)間

2、長(zhǎng)、光照強(qiáng)，葉球可重達(dá)7KG左右。但再引回北京后，葉球又只有3.5KG。為什么會(huì)這樣呢？【資料3】在種植花卉時(shí)，發(fā)現(xiàn)紅花的后代出現(xiàn)了藍(lán)紫花，藍(lán)紫色花的后代仍是藍(lán)紫色。這種現(xiàn)象是哪類變異呢？廠不可遺傳的變異：（僅僅由環(huán)境不同引起，遺傳物質(zhì)沒有改變,生物變異的類型：<不能進(jìn)一步遺傳給后代。）匚可遺傳的變異:基因突變（由于生殖細(xì)胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生<基因重組了改變，其后代將繼承這種改變）.染色體變異第二節(jié)基因突變及其對(duì)人類的影響【問題1】：過去有效的農(nóng)藥，為什么現(xiàn)在就不起作用了呢？解析：因?yàn)槲覀兺ㄟ^變異產(chǎn)生了不同類型?。　締栴}】：科學(xué)家在研制針對(duì)SARS冠狀病毒的疫苗時(shí)遇到的主要困難是什么？

3、解析：基因突變基因突變是摩爾根于1910年首先肯定的現(xiàn)象,在大量紅眼果繩中發(fā)現(xiàn)了一只白眼突變果繩。1、概念：DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失和替換，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。【案例1】鐮刀型細(xì)胞貧血癥鐮刀型貧血癥是一種遺傳病。它是一種異常血紅蛋白病。一旦缺氧，患者紅細(xì)胞變成長(zhǎng)鐮刀型。解析：正常人的紅細(xì)胞是中凹的圓餅狀，而鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞卻成彎曲的鐮刀狀，這樣的紅細(xì)胞容易破裂引起溶血性貧血，甚至造成死亡。1956年，英格拉姆等人用酶將正常的血紅蛋白和鐮刀型細(xì)胞的血紅蛋白在相同條件下切成肽段，通過電泳對(duì)二者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)肽段的位置不同。纈氨酸一組氨酸一亮氨酸一蘇氨酸一脯氨酸一谷氨

4、酸一谷氨酸賴氨酸正常纈氨酸一組氨酸一亮氨酸一蘇氨酸一脯氨酸一纈氨酸一谷氨酸賴氨酸異常蛋白質(zhì)正常異常直接原因氨基酸谷氨酸A結(jié)氨酸谷氨酸f纈氨酸mRNATGAAiGUADNACTT突變g'aATCATLG_T_A根本原因亠畫換丄TA病因：鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由DNA分子中堿基對(duì)替換引起的一種遺傳病?！景咐?】異常血紅蛋白（HbW）的形成HbA：ACCUCCAAAUACCGUUAA蘇絲賴?yán)揖K止HbW：ACCUCAAAUACCGUUAAGCUGGAGCCUCGGUAG蘇絲天冬蘇纈賴亮谷脯精終止解析：HbGa鏈異常是因?yàn)樾攀筊NA第119位脯氨酸密碼后面，插入了第117119位三個(gè)氨基酸密碼?！?/p>

5、問題】基因突變能否傳給下一代?解析：若發(fā)生在配子中，可遺傳；若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不能遺傳；有些植物的體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可通過無(wú)性繁殖傳遞。二、基因突變的類型1、根據(jù)基因結(jié)構(gòu)的改變方式：（1）堿基置換突變：由一個(gè)錯(cuò)誤的堿基對(duì)替換成一個(gè)正確的堿基對(duì)的突變。（2）移碼突變：增加或減少一個(gè)或幾個(gè)堿基所造成的突變。新鏈5'-模板鏈3'5'合成鏈環(huán)出>3'AGTTTCAAAAACG5'-AGTTTTCGTCAAAAACG一模板鏈環(huán)出新鏈上缺失一個(gè)堿基5'|豐3'AGTTTTGCTCJAAAACG_新鏈上插入一個(gè)堿基TAGTTTTTGCTCA

6、AAAACG圖214在DNA復(fù)制中由于DNA的錯(cuò)誤環(huán)出自發(fā)產(chǎn)生堿基的插入和缺失（參考PeterJ.Russell:Genetics,3rded.,Fig18-8）2、根據(jù)遺傳信息的改變方式：突變發(fā)生在基因編碼區(qū)：(1) 同義突變：不改變氨基酸的密碼子變化，與密碼子的簡(jiǎn)并性有關(guān)如GAU/GACAsp。(2) 錯(cuò)義突變：堿基替換的結(jié)果引起氨基酸序列的改變。(3) 無(wú)義突變：編碼區(qū)的單堿基突變導(dǎo)致終止密碼子(UAG/UGA/UAA)的形成,使mRNA的翻譯提前終止,形成不完全的肽鏈。(4)終止密碼子突變：在DNA分子的終止密碼子中，由于發(fā)生一個(gè)堿基的替換，使本來(lái)終止密碼子的UAA、UGA或UAG突變

7、為編碼某一氨基酸的密碼子?！締栴}】基因突變是如何產(chǎn)生的呢？中國(guó)人在食品中完成了化學(xué)掃盲：從大米里認(rèn)識(shí)了石蠟；從火腿里認(rèn)識(shí)了敵敵畏；從咸鴨蛋、辣椒醬里認(rèn)識(shí)了蘇丹紅；從火鍋里認(rèn)識(shí)了福爾馬林；從銀耳，蜜棗里認(rèn)識(shí)了硫磺從木耳，多寶魚中認(rèn)識(shí)了硫酸銅；三鹿又讓同胞知道了三聚氰胺的化學(xué)作用；今天我們又從雙匯的“健美”豬中認(rèn)識(shí)到了瘦肉精鹽酸克倫特羅。三、基因突變的原因和特點(diǎn)1、基因突變的原因誘發(fā)突變：廣物理因素：如X射線、Y射線、紫外線、激光等。外因Y化學(xué)因素：亞硝酸、堿基類似物，硫酸一乙酯，秋水仙素等生物因素：包括病毒和某些細(xì)菌等。內(nèi)因：NA分子復(fù)制偶爾發(fā)生錯(cuò)誤；DNA堿基組成發(fā)生改變等。自發(fā)突變：自然條件

8、下DNA偶爾復(fù)制錯(cuò)誤。2、基因突變的特點(diǎn)常見突變性狀：細(xì)菌無(wú)抗藥性抗藥性棉花正常枝短果枝果蠅紅眼白眼長(zhǎng)翅殘翅家鴿羽毛白色灰紅色人正常色覺色盲正常膚色白化病（1）在生物界普遍存在：【案例1】以人的個(gè)體發(fā)育為例：受精卵胚胎嬰幼兒青少年中年老年1、基因突變發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的什么時(shí)期？解析:任何時(shí)期2、哪些細(xì)胞能發(fā)生基因突變？解析：分裂間期的細(xì)胞3、基因突變發(fā)生的時(shí)期與突變性狀在生物體的表現(xiàn)部位及范圍大小有沒有關(guān)系？有什么關(guān)系？解析:有；突變發(fā)生的時(shí)間越早，表現(xiàn)突變的部分越多，突變發(fā)生的時(shí)期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少。(2) 在生物體內(nèi)隨機(jī)發(fā)生：經(jīng)誘變處理的紫色種子產(chǎn)生的子代種子；經(jīng)誘變處理的黑色家鼠

9、產(chǎn)生的子代(3) 基因突變是不定向的：分顯性突變和隱性突變。(4) 自然突變率低：基因突變率大腸桿菌組氨酸缺陷型基因2X40-6果蠅的白眼基因4X105果蠅的褐眼基因3X10-5玉米的皺縮基因1X106小鼠的白化基因1X105人類色盲基因3X10-5(5)大多數(shù)突變是有害的：如：白化病、畸形、多指等。3、基因突變的意義可以產(chǎn)生新的基因(等位基因)。是生物變異的根本來(lái)源，為生物的進(jìn)化提供了最初的原始材料。【思考】既然自然狀態(tài)下基因突變率很低，而且大多數(shù)基因突變對(duì)生物體是有害的，為什么還能為生物進(jìn)化提供原材料呢？解析：對(duì)于生物個(gè)體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但一個(gè)物種是由很多個(gè)體組成，且經(jīng)漫

10、長(zhǎng)的進(jìn)化歷程中產(chǎn)生的突變還是很多的，其中有不少突變是有利突變，對(duì)生物的進(jìn)化有重要的意義。因此，基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料。 、打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性： 、產(chǎn)生新基因：引發(fā)生物變異和為進(jìn)化提供原始材料。三、基因突變產(chǎn)生的后果及其對(duì)人類的影響1、中性突變：生物的進(jìn)化主要由中性突變決定的，這些中性突變經(jīng)自然選擇保留下來(lái)，再經(jīng)隔離形成新物種。某些突變不影響生物的正常代謝過程。對(duì)生物既無(wú)害處也無(wú)好處的基因突變。生物進(jìn)化的主導(dǎo)因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機(jī)固定；每種生物的信息大分子都有一定的進(jìn)化速率。2、分子?。河捎诨蚧駾NA分子的缺陷，致使細(xì)胞內(nèi)RNA及蛋白質(zhì)合成出現(xiàn)異常、人體結(jié)構(gòu)與功能隨之發(fā)

11、生變異的疾病。DNA分子的此種異常，有些可隨個(gè)體繁殖而傳給后代。如鐮狀細(xì)胞性貧血，是合成血紅蛋白的基因異常所致的貧血疾患。3、遺傳性代謝?。哼z傳代謝病是因維持機(jī)體正常代謝所必需的某些由多肽和（或）蛋白組成的酶、受體、載體及膜泵生物合成發(fā)生遺傳缺陷，即編碼這類多肽（蛋白）的基因發(fā)生突變而導(dǎo)致的疾病。如其中有戈謝病、法不里病、苯丙酮尿癥、甲基丙二酸血癥等名字稀奇古怪的疾病。4、惡性腫瘤：細(xì)胞不僅異?？焖僭鲋?，而且可發(fā)生擴(kuò)散轉(zhuǎn)移的腫瘤。腫瘤分為良性腫瘤和惡性腫瘤，一般所說的癌即指惡性腫瘤而言。惡性腫瘤從組織學(xué)上分為上皮性的癌和非上皮性的肉瘤及血液癌。良性惡性的區(qū)別常根據(jù)臨床的預(yù)后加以判定。兩者的鑒別可見下表，但也有很多例外，常常難以嚴(yán)格的區(qū)別。這也由各個(gè)腫瘤細(xì)胞所處的環(huán)境條件來(lái)決定。有的學(xué)者主張良性腫瘤和惡性腫瘤之間是存在著連續(xù)的階段，可是有的良性、腫瘤例如前列腺腺瘤、乳腺纖維腺瘤、子宮肌瘤、血管球瘤等是和內(nèi)分泌、神經(jīng)等機(jī)體調(diào)節(jié)機(jī)制有密切關(guān)系的組織增生，因而有的學(xué)者主張它和惡性腫瘤有本質(zhì)上的區(qū)別?！拘〗Y(jié)】1.醫(yī)學(xué)遺傳