基因重組＊基因重組

基因重組＊基因重組第1頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組【問題探討】抄寫錯(cuò)誤三位同學(xué)在抄寫英語句子“THECATSATONTHEMAT”(貓坐在草席上)時(shí)，分別抄成了右圖中的句子。請(qǐng)將抄寫的句子與原句進(jìn)行比較，看看意思發(fā)生了哪些變化？

·阿拉伯茶坐在草席上

·帽子坐在草席上

·貓?jiān)诓菹嫌懻摚杭偃缭贒NA分子的復(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？第2頁/共20頁思考與討論鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種遺傳病。正常人的紅細(xì)胞是中央微凹的圓餅狀，而鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的紅細(xì)胞卻是彎曲的鐮刀狀。這樣的紅細(xì)胞易破裂，導(dǎo)致溶血性貧血，嚴(yán)重時(shí)引起死亡。對(duì)患者紅細(xì)胞的分析研究發(fā)現(xiàn)，在組成血紅蛋白的多肽鏈上發(fā)生了氨基酸的替換：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

1.圖中哪一個(gè)氨基酸發(fā)生了改變？

2.研究發(fā)現(xiàn)，這個(gè)氨基酸的變化是由于控制合成血紅蛋白的

DNA

的堿基序列發(fā)生了改變。右圖是鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因的圖解，請(qǐng)查閱密碼子表，完成右欄的圖解。

3.按圖解說明鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，想一想它能否遺傳？怎樣遺傳？§5—1基因突變和基因重組·基因突變＊基因突變的實(shí)例：

⑴實(shí)例：纈氨酸谷氨酸AUAT第3頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組·基因突變＊基因突變的實(shí)例：

⑴實(shí)例：⑵基因突變的概念：

DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添或缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫做基因突變。增添替換缺失┯┯┯┯┯┯ＡＴＣＣＧＣＴＡＧＧＣＧ┷┷┷┷┷┷┯┯┯┯┯ＡＣＣＧＣＴＧＧＣＧ┷┷┷┷┷┯┯┯┯┯┯ＡＴＣＣＧＣＴＡＧＧＣＧ┷┷┷┷┷┷┯ＡＴ┷┯┯┯┯┯┯ＡＴＣＣＧＣＴＡＧＧＣＧ┷┷┷┷┷┷ＡＴ┯┯┯┯┯┯ＡＴＣＣＧＣＴＡＧＧＣＧ┷┷┷┷┷┷學(xué)科交叉鐮刀型細(xì)胞貧血癥病因的發(fā)現(xiàn)，是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)史上重要的事件。它從分子水平上闡明了病因，人們?cè)诖嘶A(chǔ)上建立了分子醫(yī)學(xué)。第4頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組·基因突變＊基因突變的實(shí)例：

⑴實(shí)例：⑵基因突變的概念：⑶突變基因的遺傳：

①基因突變?nèi)舭l(fā)生在配子中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。

②若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不能遺傳。第5頁/共20頁

誘變因素可分為：

①物理因素：如紫外線、X射線、其他輻射(能損傷DNA分子)。

②化學(xué)因素：亞硝酸、堿基類似物等(能改變核酸的堿基)。

③生物因素：某些病毒的核酸(能影響宿主細(xì)胞的DNA)?！?—1基因突變和基因重組·基因突變＊基因突變的實(shí)例：

＊發(fā)生原因：指由外界因素誘發(fā)的基因突變。相關(guān)資料

1927年，美國遺傳學(xué)家繆勒(H.J.Muller,1890-1967)發(fā)現(xiàn)，用X射線照射果蠅，后代發(fā)生突變的個(gè)體數(shù)大大增加。同年，又有科學(xué)家用X射線和γ射線照射玉米和大麥的種子，也得到類似的結(jié)果。此后，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，易誘發(fā)基因突變并提高突變頻率的誘變因素，還有亞硝酸、堿基類似物等物質(zhì)，以及某些病毒。浙江農(nóng)科院60COγ射線種植房繆勒

討論：為什么在強(qiáng)烈的日光下要涂抹防曬霜，做X射線透視的醫(yī)務(wù)人員要穿防護(hù)衣？

⑴誘發(fā)突變：第6頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組·基因突變＊基因突變的實(shí)例：

＊發(fā)生原因：

⑴誘發(fā)突變：⑵自發(fā)突變：在沒有外來因素的影響時(shí)，因DNA分子偶爾發(fā)生復(fù)制錯(cuò)誤、堿基改變等自發(fā)產(chǎn)生的基因突變。第7頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組·基因突變＊基因突變的實(shí)例：

＊發(fā)生原因：＊特點(diǎn)：由于自然界誘發(fā)基因突變的因素很多，基因突變還可以自發(fā)產(chǎn)生，因此，基因突變?cè)谏锝缡瞧毡榇嬖诘?。人的紅綠色盲棉花的短果枝水稻的矮稈牛犢的白色皮毛果蠅的白眼人的白化病

⑴普遍性：第8頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組·基因突變＊基因突變的實(shí)例：

＊發(fā)生原因：＊特點(diǎn)：

⑴普遍性：⑵隨機(jī)性：

①可發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期；

②可發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上；

③可發(fā)生在同一DNA分子的不同部位。第9頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組·基因突變＊基因突變的實(shí)例：

＊發(fā)生原因：＊特點(diǎn)：

⑴普遍性：⑵隨機(jī)性：⑶不定向性：表現(xiàn)為一個(gè)基因可以向不同的方向發(fā)生突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因。且突變方向與環(huán)境間沒有明確的因果關(guān)系。A＋(灰色)Aγ(黃色)a

(黑色)基因突變第10頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組·基因突變＊基因突變的實(shí)例：

＊發(fā)生原因：＊特點(diǎn)：

⑴普遍性：⑵隨機(jī)性：⑶不定向性：⑷低頻性：在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。相關(guān)資料在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。據(jù)估計(jì)，在高等生物中，大約105～108個(gè)生殖細(xì)胞中，才會(huì)有一個(gè)發(fā)生基因突變。雖然基因突變的頻率很低，但是當(dāng)一個(gè)種群內(nèi)有許多個(gè)體時(shí)，就有可能產(chǎn)生各種各樣隨機(jī)突變，足以提供豐富的可遺傳的變異：例如，在適宜條件下，生長了1～2d的大腸桿菌培養(yǎng)物中，約有細(xì)胞109個(gè)/mL。即使DNA復(fù)制的錯(cuò)誤率只有10-9(每連接109個(gè)核苷酸才可能發(fā)生一個(gè)錯(cuò)誤)，但在整個(gè)群體中，僅僅由于DNA復(fù)制的差錯(cuò)就可能發(fā)生幾百萬個(gè)突變，可能包含大腸桿菌基因的上千種變異形式。這些變異有可能影響大腸桿菌的生存，但也有極少數(shù)可能增強(qiáng)大腸桿菌的生存能力，如獲得對(duì)某些抗生素的抗性。與眾不同的白化綠海龜?shù)?1頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組·基因突變＊基因突變的實(shí)例：

＊發(fā)生原因：＊特點(diǎn)：

⑴普遍性：⑵隨機(jī)性：⑶不定向性：⑷低頻性：⑸多害性：大多數(shù)基因突變對(duì)生物體是有害的。批判性思維有人認(rèn)為，自然條件下基因突變的頻率很低，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？第12頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組·基因突變＊基因突變的實(shí)例：

＊發(fā)生原因：＊特點(diǎn)：＊意義：

①基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源。

②是生物進(jìn)化的原始材料。第13頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組·基因突變·基因重組＊基因重組：是指生物體在進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因(非等位基因)的重新組合。

⑴自由組合：在通過減數(shù)分裂形成配子時(shí)(減Ⅰ后期)，位于非同源染色體上的非等位基因自由組合。⑵交叉互換：在通過減數(shù)分裂形成配子時(shí)(減Ⅰ前期，四分體時(shí)期)，位于同源染色體上的等位基因，有時(shí)會(huì)隨非姐妹染色單體的交換而交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組。CCccAABbaaBbABCABcabCabcAbCAbcaBCaBc配子：減數(shù)分裂AABBaabbCCccABCABcabCabc配子：減數(shù)分裂第14頁/共20頁思考與討論

1.人的體細(xì)胞中有23對(duì)染色體，請(qǐng)你根據(jù)自由組合定律計(jì)算，一位父親可能產(chǎn)生多少種染色體組成不同的精子，一位母親可能產(chǎn)生多少種染色體組成不同的卵細(xì)胞？。

2.即使不考慮基因突變，如果要保證子女中有兩個(gè)所有基因完全相同的個(gè)體，子女的數(shù)量至少應(yīng)是多少？

3.你能從基因重組的角度解釋人群中個(gè)體性狀的多樣性嗎？§5—1基因突變和基因重組·基因突變·基因重組＊基因重組：

＊影響：使子代個(gè)體具有多樣性。貓由于基因重組而產(chǎn)生的毛色變異第15頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組·基因突變·基因重組＊基因重組：

＊影響：＊意義：也是生物變異的來源之一，對(duì)生物進(jìn)化也具有重要的意義(有助于物種在一個(gè)無法預(yù)測將會(huì)發(fā)生什么變化的環(huán)境中生存)。第16頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組

【基礎(chǔ)2】下列屬于可遺傳的變異的是(

)

A．由于水肥充足，小麥出現(xiàn)穗多粒大的性狀

B．紫外線照射使人患皮膚癌

C．在棕色獼猴的自然種群中出現(xiàn)了白色的獼猴

D．人由于曬太陽而使皮膚變黑C

【基礎(chǔ)1】判斷下列表述是否正確。

⑴基因突變是廣泛存在的，并且對(duì)生物自身大多是有害的(

)⑵基因突變一定能夠改變生物的表現(xiàn)型

(

)

⑶基因重組可以產(chǎn)生新的性狀(

)√××第17頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組

【基礎(chǔ)3】同無性生殖相比，有性生殖產(chǎn)生的后代具有更大的變異性，其根本原因是(

)

A．基因突變頻率更高

B．產(chǎn)生新的基因組合機(jī)會(huì)多

C．產(chǎn)生許多新的基因

D．更容易受環(huán)境影響而發(fā)生變異B

【基礎(chǔ)4】下列關(guān)于基因重組的說法，不正確的是(

)

A．基因重組是生物變異的根本來源

B．基因重組能夠產(chǎn)生多種基因型

C．基因重組發(fā)生在有性生殖是過程中

D．非同源染色體上的非等位基因可以發(fā)生重組A第18頁/共20頁§5—1基因突變和基因重組

【拓展