基因突變和基因重組公開課模板

基因突變和基因重組公開課模板第1頁(yè)/共51頁(yè)表現(xiàn)型

基因型

環(huán)境

（不遺傳的變異）誘因（改變）（改變）（改變）基因重組染色體變異基因突變（遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變）（遺傳物質(zhì)發(fā)生改變）（可遺傳的變異）第2頁(yè)/共51頁(yè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥一、基因突變的實(shí)例

（一）資料：1910年，一個(gè)黑人青年到醫(yī)院看病，檢查發(fā)現(xiàn)他患的是當(dāng)時(shí)人們尚未認(rèn)識(shí)的一種特殊的貧血癥，他的紅細(xì)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(xì)胞貧血癥。這種病患者一旦缺氧，紅細(xì)胞變成長(zhǎng)鐮刀型。病重時(shí)，紅細(xì)胞受機(jī)械損傷而破裂的現(xiàn)象，引起嚴(yán)重貧血而造成死亡。第3頁(yè)/共51頁(yè)第4頁(yè)/共51頁(yè)第5頁(yè)/共51頁(yè)CCTGAGGTCGGACTCCAGCCTGTGGTCGGACACCAGCCTGACGGTCGGACTGCCAGCCTGGGTCGGACCCAG替換增添缺失DNA（二）總結(jié)：基因突變的概念？DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。比一比基因突變的本質(zhì)是：？產(chǎn)生新基因第6頁(yè)/共51頁(yè)DNA···AU

C

CGC···

···A

U

U

CGC···

異亮氨酸精氨酸異亮氨酸mRNA···AT

C

CGC···

···TA

G

GC

G···正?！ぁぁAAGC

G······ATTCGC···

堿基對(duì)替換精氨酸[探究]堿基對(duì)改變一定會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變嗎？第7頁(yè)/共51頁(yè)···ATCCGC···

···TAGGC

G···正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸···AUCCGC···

異亮氨酸精氨酸···ACCG

C···

蘇氨酸丙氨酸②①①②···A

CCGC···

···TGGCG···堿基對(duì)缺失第8頁(yè)/共51頁(yè)AAAaAaaaaA一個(gè)基因突變后產(chǎn)生的是它的等位基因（三）基因突變的結(jié)果第9頁(yè)/共51頁(yè)基因突變是染色體的某一位點(diǎn)上基因的改變,使一個(gè)基因變成它的等位基因（A→a或a→A）,不改變?nèi)旧w上基因的數(shù)量，只改變基因的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且通常會(huì)引起一定的表現(xiàn)型的變化.思考：突變后的基因會(huì)遺傳給后代嗎？第10頁(yè)/共51頁(yè)想一想:基因突變一般會(huì)發(fā)生在什么時(shí)侯呢？有絲分裂的間期減數(shù)第一次分裂間期DNA復(fù)制時(shí)期（四）基因突變的時(shí)間第11頁(yè)/共51頁(yè)

基因突變?nèi)舭l(fā)生在配子中（減數(shù)分裂時(shí)產(chǎn)生）將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。若發(fā)生在體細(xì)胞（有絲分裂），一般不能遺傳。有些植物體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可以通過(guò)無(wú)性繁殖傳遞。人體某些體細(xì)胞的基因（原癌基因和抑癌基因）突變，有可能發(fā)展成癌細(xì)胞。遺傳都是通過(guò)生殖細(xì)胞來(lái)傳給下一代的，與體細(xì)胞無(wú)關(guān)。第12頁(yè)/共51頁(yè)第13頁(yè)/共51頁(yè)（五）基因突變的原因自發(fā)突變：自然條件下DNA偶爾復(fù)制錯(cuò)誤例如：果蠅的白眼，水稻的矮稈等。誘發(fā)突變：物理因素化學(xué)因素生物因素X射線、激光等亞硝酸、堿基類似物等病毒、某些細(xì)菌等第14頁(yè)/共51頁(yè)夏季涂抹防曬霜青少年少上網(wǎng)，少用手機(jī)不喝反復(fù)燒開的水（含亞硝酸鹽）物理因素物理因素化學(xué)因素少吃燒烤和油炸食品化學(xué)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，從而防止細(xì)胞癌變？接種乙肝疫苗生物因素第15頁(yè)/共51頁(yè)遺傳信息改變DNADNA差錯(cuò)內(nèi)因：堿基變化外因：物理因素化學(xué)因素生物因素脫氧核苷酸種類、數(shù)量、排列順序改變堿基對(duì)的替換、增添、缺失基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變產(chǎn)生等位基因（A1a1、a2……）復(fù)制引起第16頁(yè)/共51頁(yè)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——?dú)埑峒银澯鹈咨壹t色人正常色覺——色盲正常膚色——白化病常見突變性狀：①在生物界普遍存在—普遍性玉米白化苗人類多指短腿安康羊（中）（六）基因突變的特點(diǎn)第17頁(yè)/共51頁(yè)開花結(jié)果的植株胚幼苗具根莖葉的植株分化出花芽的植株受精卵基因突變發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的什么時(shí)期？任何時(shí)期②在生物個(gè)體發(fā)育的如何時(shí)期發(fā)生—隨機(jī)性①②③④⑤第18頁(yè)/共51頁(yè)基因突變率大腸桿菌組氨酸缺陷型基因2×10－６果蠅的白眼基因4×10－5果蠅的褐眼基因3×10－5玉米的皺縮基因1×10－６小鼠的白化基因1×10－5人類色盲基因3×10－5小資料③突變率低—低頻性自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。第19頁(yè)/共51頁(yè)白化苗④大多數(shù)突變是有害的—多害性白化病為什么呢？任何一種生物都是長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程的產(chǎn)物，它們與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)?；蛲蛔冎?，有利突變多，還是有害突變多？第20頁(yè)/共51頁(yè)多趾并趾患者有害的基因突變畸形的雛鴨連體姐妹兔唇患者第21頁(yè)/共51頁(yè)高產(chǎn)大豆高產(chǎn)青霉菌株有利的基因突變第22頁(yè)/共51頁(yè)有利的基因突變第23頁(yè)/共51頁(yè)⑤基因突變是不定向的—不定向性經(jīng)誘變處理的紫色種子產(chǎn)生的子代種子基因突變還有何特點(diǎn)？如老鼠灰毛基因A+突變AY(黃毛)a(黑毛)灰老鼠黑老鼠黃老鼠第24頁(yè)/共51頁(yè)①普遍性：②隨機(jī)性：③不定向性：④低頻性：⑤多害性：想一想基因突變的低頻性和普遍性矛盾嗎？如老鼠灰毛基因A+突變AY(黃毛)a(黑毛)不矛盾。因?yàn)橐粋€(gè)基因的突變頻率雖然很低，但一個(gè)種群中個(gè)體數(shù)可以很多，一個(gè)細(xì)胞中也有許多基因。任何生物時(shí)期、個(gè)體、細(xì)胞、基因不同基因突變頻率不同產(chǎn)生一個(gè)以上等位基因（六）基因突變的特點(diǎn)第25頁(yè)/共51頁(yè)批判性思維

有人認(rèn)為，自然條件下基因突變率很多低，而且大多數(shù)基因突變對(duì)生物體是有害的，因此，它不可能為生物進(jìn)化提供原材料。你認(rèn)為這樣的看法正確嗎？為什么？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(lái)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)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26頁(yè)/共51頁(yè)產(chǎn)生新基因生物變異的根本來(lái)源形成新性狀生物進(jìn)化的原始材料（七）基因突變的意義第27頁(yè)/共51頁(yè)1.下列關(guān)于基因突變的敘述，不正確的是（）A.基因突變一般發(fā)生在DNA復(fù)制過(guò)程中B.基因突變可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期C.基因突變一定能改變生物的表現(xiàn)型D.基因突變能產(chǎn)生新的基因課堂練習(xí)【解析】選C?；蛲蛔兪怯捎趬A基對(duì)的變化引起基因結(jié)構(gòu)的改變，所以會(huì)產(chǎn)生新基因，由于密碼子的簡(jiǎn)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(shí)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DNA復(fù)制時(shí)，因?yàn)镈NA復(fù)制時(shí)，螺旋的程度低，易受外界因素的影響，引起變異。C第28頁(yè)/共51頁(yè)2.下列甲、乙分裂過(guò)程中產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生的變異分別屬于()A.基因重組，不可遺傳變異B.基因重組，基因突變C.基因突變，不可遺傳變異D.基因突變，基因重組【解析】選D。甲圖中的“a”基因是從“無(wú)”到“有”，屬于基因突變，而乙圖中的A、a、B、b基因是已經(jīng)存在的，只是進(jìn)行了重新組合。D第29頁(yè)/共51頁(yè)3.下列針對(duì)基因突變的描述正確的是（）A.基因突變豐富了自然界的基因種類B.基因突變的方向是由環(huán)境決定的C.親代的突變基因一定能傳遞給子代D.基因突變只發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的特定時(shí)期A【解析】選A?；蛲蛔兡墚a(chǎn)生新的基因，豐富自然界中基因的種類；當(dāng)基因突變發(fā)生在有絲分裂中時(shí)一般不會(huì)傳給后代，當(dāng)發(fā)生在減數(shù)分裂中時(shí)可能傳給后代；基因突變具有不定向性和普遍性等特點(diǎn)。第30頁(yè)/共51頁(yè)4.（2010·龍巖高一檢測(cè)）下列各項(xiàng)中可以導(dǎo)致基因重組現(xiàn)象發(fā)生的是（）A.姐妹染色單體的交叉互換B.等位基因彼此分離C.非同源染色體的自由組合D.姐妹染色單體分離【解析】選C。姐妹染色單體是通過(guò)復(fù)制得來(lái)的，所以所含基因是相同的，經(jīng)交換后不會(huì)導(dǎo)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(huì)導(dǎo)致基因重組；姐妹染色單體隨著絲點(diǎn)的分裂而分開，分別移向細(xì)胞的兩極進(jìn)入不同的子細(xì)胞，不會(huì)導(dǎo)致基因重組；減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體的自由組合會(huì)導(dǎo)致染色體上基因的重組。C第31頁(yè)/共51頁(yè)5.（2010·揚(yáng)州模擬）下列有關(guān)基因突變的敘述中，正確的是（）A.基因突變就是DNA分子中堿基對(duì)的替換、增添、缺失和重組B.基因突變一定會(huì)導(dǎo)致生物變異C.基因突變一定會(huì)產(chǎn)生原來(lái)基因的等位基因D.基因突變的結(jié)果有三種：有利、有害、中性【解析】選D?；蛲蛔兊念愋陀袎A基對(duì)的替換、增添、缺失三種類型；基因突變不一定導(dǎo)致生物體性狀的改變；基因突變產(chǎn)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(shuō)法。D第32頁(yè)/共51頁(yè)6.某基因在復(fù)制過(guò)程中，一個(gè)堿基被替換，結(jié)果導(dǎo)致該基因控制的生物性狀()A.發(fā)生改變B.不發(fā)生改變C.變得對(duì)自身不利D.不一定發(fā)生改變D【解析】選D?；蛲ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯形成蛋白質(zhì)，進(jìn)而控制生物性狀，在上述過(guò)程中由于密碼子具有簡(jiǎn)并性，所以性狀不一定發(fā)生改變。第33頁(yè)/共51頁(yè)想一想1、基因自由組合定律中，哪些基因可以進(jìn)行重新組合呢？2、非等位基因伴隨什么進(jìn)行重新組合呢？3、非同源染色體在什么時(shí)期重新組合？回顧孟德爾自由組合定律。第34頁(yè)/共51頁(yè)P(yáng)30

基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)：YRyrPF1配子

位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)非同源染色體上的非等位基因自由組合。第35頁(yè)/共51頁(yè)“一母生九仔，連母十個(gè)樣”這種差異怎么造成的？二、基因重組第36頁(yè)/共51頁(yè)在生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同形狀的基因的重新組合。（一）基因重組的概念方式１、非同源染色體上的非等位基因自由組合2、同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換第37頁(yè)/共51頁(yè)（二）基因重組發(fā)生時(shí)期第38頁(yè)/共51頁(yè)減數(shù)第一次分裂后期非同源染色體上的非等位基因自由組合AabBAaBbAb和aBAB和ab（二）基因重組發(fā)生時(shí)期第39頁(yè)/共51頁(yè)染色體的交叉互換第40頁(yè)/共51頁(yè)AaAaBbAabBAaBb減數(shù)第一次分裂前期（四分體時(shí)期）同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換第41頁(yè)/共51頁(yè)

非姐妹染色單體的交叉互換

非同源染色體的自由組合基因重組發(fā)生的時(shí)期：減數(shù)第一次分裂前期、后期基因的自由組合基因的交叉互換第42頁(yè)/共51頁(yè)第43頁(yè)/共51頁(yè)3、兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì)差距越大，基因重組的類型就越多。（三）基因重組的特點(diǎn)1、變異概率高，幾乎100%2、只有通過(guò)有性生殖過(guò)程才能實(shí)現(xiàn)的。

第44頁(yè)/共51頁(yè)意義

基因重組中有無(wú)新的基因產(chǎn)生？

有無(wú)新的基因型和表現(xiàn)型形成？是生物變異的來(lái)源之一，是生物多樣性的來(lái)源之一，對(duì)生物的進(jìn)化具有重要的意義。思考（四）基因重組的意義基因重組產(chǎn)生了新的基因型，但未改變基因的“質(zhì)”和“量”。第45頁(yè)/共51頁(yè)

基因突變

基因重組本質(zhì)原因時(shí)間意義可能性產(chǎn)生新的基因產(chǎn)生新的基因型堿基對(duì)的增添、缺失、替換基因自由組合；基因交叉互換等間期DNA復(fù)制時(shí)減數(shù)第一次分裂變異的根本來(lái)源；進(jìn)化的原材料生物變異來(lái)源之一生物多樣性重要原因低頻但普遍有性生殖中普遍基因突變----基因重組第46頁(yè)/共51頁(yè)【典例2】（2010·蘇州模擬）下列有關(guān)基因重組的敘述中，正確的是()A.基因型為Aa的個(gè)體自交，因基因重組而導(dǎo)致子代性狀分離B.基因A因替換、增添或缺失部分堿基而形成它的等位基因a屬于基因重組C.非姐妹染色單體間的互換可能導(dǎo)致基因重組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第47頁(yè)/共51頁(yè)【標(biāo)準(zhǔn)解答】選C。本題主要考查了基因重組的類型及對(duì)生物進(jìn)化的意義。Aa個(gè)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(jī)結(jié)合而形成的；基因A中堿基對(duì)的替換、增添或缺失屬