基因重組和基因變異YQY

基因重組和基因變異YQY第1頁/共36頁表現(xiàn)型＝基因型＋環(huán)境條件可遺傳的變異不能遺傳的變異基因突變基因重組染色體變異來源（改變）（改變）（改變）變異的概念：生物的親代與子代之間以及子代個(gè)體之間性狀上的差異?；蛐铜h(huán)境條件第2頁/共36頁第1節(jié)基因突變和基因重組問題探討原句：THECATSATONTHEMAT抄寫：1.THEHATSATONTHEMAT3.THEATONTHEMAT與原句比較，意思發(fā)生了哪些變化？意思不變、變化不大和完全改變

假如在DNA分子復(fù)制過程中，發(fā)生了類似的錯(cuò)誤，DNA分子攜帶的遺傳信息將會(huì)發(fā)生怎樣的變化？可能對(duì)生物體產(chǎn)生什么影響？2.THECHATSATONTHEMAT第3頁/共36頁問題探討

假如在DNA分子復(fù)制過程中，發(fā)生了類似的錯(cuò)誤，DNA分子攜帶的遺傳信息將會(huì)發(fā)生怎樣的變化？可能對(duì)生物體產(chǎn)生什么影響？DNA分子攜帶的遺傳信息發(fā)生了改變。但由于遺傳密碼的簡(jiǎn)并性，DNA編碼的氨基酸不一定改變。如果氨基酸發(fā)生了改變，生物體的性狀可能發(fā)生改變。改變的性狀對(duì)生物體的生存可能有害，可能有利，也有可能既無害也無利。第4頁/共36頁一、基因突變的實(shí)例正常型紅細(xì)胞鐮刀型紅細(xì)胞第5頁/共36頁纈氨酸-組氨酸-亮氨酸-蘇氨酸-脯氨酸-谷氨酸-谷氨酸-賴氨酸-‥‥‥正常纈氨酸-組氨酸-亮氨酸-蘇氨酸-脯氨酸-纈氨酸-谷氨酸-賴氨酸-‥‥‥異常血紅蛋白分子的部分氨基酸順序圖中哪個(gè)氨基酸發(fā)生了改變？第6頁/共36頁請(qǐng)查閱密碼子表，完成以下圖解GAACTT谷氨酸纈氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白質(zhì)正常異常GAG

AG

AC

T突變直接原因根本原因AATU第7頁/共36頁鐮刀型細(xì)胞貧血癥能否遺傳？怎樣遺傳？

能夠遺傳。突變后的DNA分子復(fù)制，通過減數(shù)分裂形成帶有突變基因的生殖細(xì)胞，并將突變基因傳遞給下一代。第8頁/共36頁abCTTCCGAAGGCATCCGTAGGCT

TTCCGAA

AGGC

TCCG

AGG替換增添缺失思考：請(qǐng)結(jié)合“問題探討”，DNA的堿基還有可能發(fā)生什么的變化？第9頁/共36頁基因突變genemutationDNA分子中，發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。概念第10頁/共36頁引起基因突變的原因是……？1、二戰(zhàn)時(shí)，美國在日本的廣島、長(zhǎng)崎投下兩顆原子彈，導(dǎo)致以后大量畸形胎兒出生，畸形生物出現(xiàn)。2、蘇丹紅的致癌原理：蘇丹紅進(jìn)入人體后，在過氧化物酶的作用下形成苯和萘環(huán)羥基衍生物，進(jìn)一步生成自由基，自由基可以與DNA、RNA等結(jié)合，從而產(chǎn)生致癌作用。3、乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝細(xì)胞的基因，使肝細(xì)胞發(fā)生變異。肝臟炎癥的不斷刺激，使肝細(xì)胞進(jìn)一步變異，肝細(xì)胞不凋亡，而且不斷地再生，就形成了腫瘤。第11頁/共36頁物理：受到輻射如：X射線、紫外線、激光等化學(xué)：能夠與DNA分子起作用而改變DNA分子性質(zhì)的物質(zhì)，如：亞硝酸、硫酸二乙酯、堿基類似物等生物：包括病毒和某些細(xì)菌等二、基因突變的原因內(nèi)部因素復(fù)制偶發(fā)錯(cuò)誤堿基組成改變外部因素第12頁/共36頁(二)基因突變發(fā)生的時(shí)間？Why？細(xì)胞周期中的分裂間期A.有絲分裂間期B.減數(shù)第一次分裂間期體細(xì)胞生殖細(xì)胞（但一般不能傳給后代）（可以通過受精作用直接傳給后代）3、人類能遺傳的基因突變常發(fā)生在

A.減數(shù)第一次分裂B.四分體時(shí)期

C.減數(shù)第一次分裂的間期D.有絲分裂間期DNA在進(jìn)行復(fù)制時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤或由于某種原因斷裂后進(jìn)行修復(fù)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。第13頁/共36頁三、基因突變的特點(diǎn)

從以下圖片，你能歸納出基因突變的什么特點(diǎn)嗎？白眼果蠅白化苗短腿的安康羊基因突變的特點(diǎn)1：普遍性

白色皮毛牛犢第14頁/共36頁基因突變的特點(diǎn)

大多數(shù)基因突變對(duì)生物體是有害的，只有少數(shù)是有利的，有些既無害也無益。多數(shù)有害性第15頁/共36頁基因突變的特點(diǎn)植物的個(gè)體發(fā)育性成熟的植株胚幼苗具根莖葉的植株分化出花芽的植株受精卵

發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，生物體的任何部位?？梢园l(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的不同DNA分子上、同一DNA分子的不同部位?；蛲蛔兙哂须S機(jī)性第16頁/共36頁

基因突變發(fā)生在體細(xì)胞與生殖細(xì)胞，對(duì)生物體產(chǎn)生的影響相同嗎？一般不能傳給后代（通過營養(yǎng)生殖也可傳給后代。）可以通過受精作用直接傳給后代體細(xì)胞生殖細(xì)胞基因突變的特點(diǎn)植物的個(gè)體發(fā)育性成熟的植株胚幼苗具根莖葉的植株分化出花芽的植株受精卵第17頁/共36頁基因突變的特點(diǎn)基因突變具有不定向性基因突變的特點(diǎn)2：隨機(jī)性、不定向性第18頁/共36頁3×10－5人類色盲基因1×10－5小鼠的白化基因1×10－６玉米的皺縮基因4×10－5果蠅的白眼基因突變率基因基因突變的特點(diǎn)基因突變的特點(diǎn)3：低頻率性第19頁/共36頁基因突變的類型按突變后對(duì)生物個(gè)體的影響分_________與________,對(duì)生物體而言，多數(shù)為____________。自然突變誘發(fā)突變有利突變有害突變有害突變按來源分__________與__________

第20頁/共36頁批判性思維

有人認(rèn)為基因突變率低，大多有害，故認(rèn)為它不可能為生物進(jìn)化提供原材料，你認(rèn)為正確嗎？為什么？例如：果蠅約有104對(duì)基因，假定每個(gè)基因的突變率都是10-5，對(duì)一個(gè)中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體）來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)是多少？2×104×10-5×108=2×107個(gè)第21頁/共36頁基因突變的意義

這種看法不正確。對(duì)于生物個(gè)體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的。但是，一個(gè)物種往往是由許多個(gè)體組成的，就整個(gè)物種來看，在漫長(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)于生物的進(jìn)化有重要意義。因此，基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料。第22頁/共36頁當(dāng)科學(xué)家插入一個(gè)小遺傳突變到癌細(xì)胞中，它們的生長(zhǎng)減慢到細(xì)胞“自殺”的水平。加州大學(xué)舊金山分校的生物化學(xué)和生物物理學(xué)教授ElizabethBlackburn（伊麗莎白）說：“這就象毒針一樣，你只需要加一點(diǎn)點(diǎn)就可以得到顯著的效果?！?/p>

這種突變的目標(biāo)是一個(gè)在癌細(xì)胞中高度活躍的酶——端粒酶，該酶在細(xì)胞復(fù)制的消耗過程中幫助維持染色體結(jié)構(gòu)。

該突變使用端粒酶來破壞迅速擴(kuò)增的癌細(xì)胞——Blackburn將這個(gè)策略比作柔道，雙方利用對(duì)手的力量來擊敗對(duì)方。

第23頁/共36頁基因突變會(huì)產(chǎn)生新的基因嗎？對(duì)基因的影響：往往產(chǎn)生與之相對(duì)應(yīng)的基因（等位基因）對(duì)性狀的影響：一般產(chǎn)生與之相對(duì)應(yīng)的性狀（相對(duì)性狀）基因突變的意義：

是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源、生物進(jìn)化的原始材料。第24頁/共36頁二、基因重組

在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。1.概念：2.原因：

減數(shù)第一次分裂后期中，隨著同源染色體的分開，位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行了自由組合。四分體時(shí)期非姐妹染色單體的交換帶來的等位基因的交換。第25頁/共36頁思考與討論1.223種精子；223種卵細(xì)胞2.（246+1）個(gè)個(gè)體。3.人的性狀是由基因決定的。人的基因約有3萬多個(gè)，在減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞的過程中，①隨著非同源染色體及非等位基因的自由組合、②四分體時(shí)期非姐妹染色單體的交換帶來的等位基因的交換，所以形成的生殖細(xì)胞的類型非常多，由生殖細(xì)胞通過受精作用形成的受精卵的類型也就非常多。故人群中個(gè)體性狀是多種多樣的。第26頁/共36頁1、基因重組有新的基因產(chǎn)生嗎？有新的性狀產(chǎn)生嗎？

思考：

沒有新的基因產(chǎn)生，也沒有新的性狀產(chǎn)生。只是控制不同性狀的基因重新組合。

基因重組是生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因，對(duì)生物的進(jìn)化有重要的意義。2、與基因突變相比較，基因重組有何意義？第27頁/共36頁基因突變基因重組本質(zhì)發(fā)生時(shí)間及原因條件意義發(fā)生的可能性基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)了新的性狀。細(xì)胞分裂間期DNA分子復(fù)制時(shí)，由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基對(duì)的替換、增添或缺失。不同基因的重新組合，不產(chǎn)生新基因，而是產(chǎn)生新的基因型，使不同性狀重新組合。減數(shù)第一次分裂后期中，隨著同源染色體的分開，位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行了自由組合。四分體時(shí)期非姐妹染色單體的交換帶來的等位基因的交換。外界條件的變化和內(nèi)部因素的相互作用。有性生殖過程中進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞生物變異的根本來源，是生物進(jìn)化的原材料。生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因。有性生殖中非常普遍。突變頻率低，但普遍存在。小結(jié)：第28頁/共36頁1.下列現(xiàn)象中屬于可遺傳變異的是（）（A）玉米由于水肥充足而長(zhǎng)得穗大粒足；（B）人由于曬太陽而皮膚變黑；（C）無子番茄沒有種子；（D）鐮刀型細(xì)胞貧血癥。D第29頁/共36頁2.下列有關(guān)基因突變的說法，不正確的是（）（A）自然條件下的突變率很低；（B）誘發(fā)突變對(duì)生物自身都是不利的（C）基因突變能夠產(chǎn)生新的基因；（D）基因突變是廣泛存在的。B第30頁/共36頁4.下列細(xì)胞中不會(huì)發(fā)生基因突變的有（）①人的成熟紅細(xì)胞②神經(jīng)細(xì)胞③種子中的胚細(xì)胞④皮膚生長(zhǎng)層細(xì)胞⑤根尖分生區(qū)細(xì)胞⑥癌細(xì)胞①

②

B.④

⑥

C.③

⑤

D.①

②

③

⑤

A第31頁/共36頁5.有性生殖的后代具有更大的變異性，根本原因是（）A.基因突變頻率高B.產(chǎn)生新的基因組合機(jī)會(huì)多C.后代出現(xiàn)性狀重組D.環(huán)境影響增大B第32頁/共36頁謝謝!第33頁/共36頁基因突變是發(fā)生在什么時(shí)期？哪些細(xì)胞能發(fā)生基因突變？

對(duì)單個(gè)細(xì)胞而言發(fā)生在細(xì)胞分裂DNA復(fù)制時(shí)對(duì)整個(gè)生物體而言可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期和生物體的任何細(xì)胞;突變發(fā)