基因突變和基因重組 公開課

基因突變和基因重組公開課第1頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(1)科學(xué)家在南極大陸發(fā)現(xiàn)了一只全身烏黑的罕見企鵝。(2)一人患血友病，經(jīng)骨髓移植以后已經(jīng)治愈，但是他擔(dān)憂將來生育的小孩可能患血友病。請(qǐng)問，這種擔(dān)憂有道理嗎？

(3)某農(nóng)場(chǎng)將一些性狀不甚優(yōu)良(子粒不飽滿、莖稈不粗壯)的小麥種子，播種以后，由于加強(qiáng)水肥管理，發(fā)育所形成的小麥植株莖稈粗壯，所形成的麥穗子粒飽滿。請(qǐng)問，子粒飽滿、莖稈粗壯的小麥性狀能遺傳下去嗎？

(4)某人為了美觀，將頭發(fā)染成栗色，請(qǐng)問這種性狀能遺傳下嗎？

實(shí)例分析第2頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一生殖細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，其后代將繼承這種改變。

不可遺傳的變異：可遺傳的變異：由環(huán)境不同引起，遺傳物質(zhì)沒有改變，不能進(jìn)一步遺傳給后代。變異的類型三個(gè)來源基因突變基因重組染色體變異第3頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、基因突變

第4頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一課標(biāo)領(lǐng)航1．通過實(shí)例說明基因突變的概念。2．基因突變的原因。3．舉例說明基因突變的特點(diǎn)。4．歸納基因突變的意義。第5頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一科學(xué)史一

1910年赫里克醫(yī)生接診了一位黑人貧血病患者。所有治療貧血病的藥物對(duì)他無效。鏡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)其紅細(xì)不是正常的圓餅狀，而是鐮刀形，后稱之鐮刀型細(xì)胞貧血癥。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。正常異常（一）基因突變的實(shí)例第6頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一正常異?！彼幔劝彼幔劝彼帷?/p>

…－脯氨酸－纈氨酸－谷氨酸—…

1949年，美國(guó)鮑林博士首先意識(shí)到，紅細(xì)胞中血紅蛋白分子的異常引起紅細(xì)胞變形。

1956年，英國(guó)科學(xué)家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者血紅蛋白的肽鏈上，有一處的谷氨酸被纈氨酸取代?？茖W(xué)史二

[探究一]根據(jù)資料利用基因控制蛋白質(zhì)合成有關(guān)知識(shí)分析完成鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因圖解并解釋說明。第7頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一CTTGAA谷氨酸纈氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白質(zhì)正常異常GUACATGTA突變GAA_____原因

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。病因：根本血紅蛋白上的谷氨酸被纈氨酸取代的根本原因是什么？ATTA替換直接原因決定谷氨酸→纈氨酸第8頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一思考?DNA中堿基對(duì)的替換可以引起DNA結(jié)構(gòu)的改變,從而引起生物性狀的改變.那么DNA分子中堿基對(duì)能否發(fā)生其它的變化,也可能引起生物性狀的改變呢?第9頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一¨¨┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯¨¨

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┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷¨¨替換正常小組討論：１、堿基的改變一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變嗎？２、通過對(duì)比，分析哪些情況更嚴(yán)重一點(diǎn)？¨¨┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯¨¨

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[探究二]以黃色鏈為模版，每人對(duì)其中一項(xiàng)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄翻譯！第10頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的

、____和_____，而引起的________的改變。

增添缺失替換基因結(jié)構(gòu)（二）基因突變的概念

思考：基因突變不改變生物性狀的原因有哪些？

①一種氨基酸可能有幾種密碼子②顯性純合子突變成雜合子（AA→Aa）(一般地，基因突變后變成其

基因)等位第11頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（三）基因突變的時(shí)間（四）基因突變的原因（五）基因突變的特點(diǎn)（六）基因突變的意義第12頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一想一想: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（三）基因突變的時(shí)間第13頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）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)因素生物因素提高突變頻率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45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一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45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（五）基因突變的特點(diǎn)第16頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一細(xì)菌無抗藥性——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[探究]基因突變有何特點(diǎn)？短腿安康羊（中）第17頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一開花結(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45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一問:在發(fā)育早期發(fā)生的基因突變和發(fā)育晚期發(fā)生的基因突變,哪個(gè)表現(xiàn)突變的范圍越大？基因突變發(fā)生的時(shí)期越早,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。第19頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一花芽在分化時(shí)發(fā)生基因突變第20頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一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21頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4、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22頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一白化苗5、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)化過程的產(chǎn)物，它們與環(huán)境取得了高度的協(xié)調(diào)?；蛲蛔冎校欣蛔兌?，還是有害突變多？第23頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一有害的基因突變畸形的雛鴨人類的多指人類的并指鐮刀形紅細(xì)胞第24頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一高產(chǎn)大豆高產(chǎn)青霉菌株有利的基因突變第25頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一有利的基因突變第26頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源,是生物進(jìn)化的原始材料.（六）基因突變的意義第27頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一批判性思維

有人認(rèn)為，自然條件下基因突變率很低，而且大多數(shù)基因突變對(duì)生物體是有害的，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。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)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)因?yàn)榛蛲蛔兪瞧毡榇嬖诘?第28頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一練一練A.基因突變是不定向的B.等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果C.正?；蚺c致病基因可以轉(zhuǎn)化D.圖中基因的遺傳遵循自由組合定律右圖中，基因A與a1a2a3之間的關(guān)系，不能表現(xiàn)的是第29頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、若某基因原為303對(duì)堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，相鄰3個(gè)堿基對(duì)缺失，它合成的蛋白質(zhì)分子與原來基因合成的蛋白質(zhì)分子相比較，差異可能為

A．只相差一個(gè)氨基酸，其他順序不變B．長(zhǎng)度相差一個(gè)氨基酸外，氨基酸順序有改變C．長(zhǎng)度不變，但順序改變D．A、B都有可能第30頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一“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31頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，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32頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一減數(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33頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一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34頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、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、只有通過有性生殖過程才能實(shí)現(xiàn)的。

第35頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一意義基因重組中有無新的基因產(chǎn)生？

有無新的基因型和表現(xiàn)型形成？是生物變異的來源之一，是生物多樣性的來源之一，對(duì)生物的進(jìn)化具有重要的意義。思考（四）基因重組的意義第36頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一基因突變基因重組本質(zhì)結(jié)果發(fā)生時(shí)間及原因條件意義發(fā)生可能基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。不同基因的重新組合。細(xì)胞分裂間期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、缺失或增添減數(shù)第一次分裂前期的四分體時(shí)期的交叉互換；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。外界環(huán)境條件的變化和內(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。新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源,是生物進(jìn)化的原始材料。是生物變異的重要來源，是形成生物多樣性的重要原因，對(duì)生物的進(jìn)化也具有重要的意義突變頻率低，但普遍存在有性生殖中非常普遍產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)了新性狀。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。第37頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一不同生物的可遺傳變異來源：病毒——基因突變?cè)松铩蛲蛔冋婧松铩蛲蛔儭⒒蛑亟M、染色體變異思維拓展第38頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一資料；鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者對(duì)瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力，這說明，在易患瘧疾的地區(qū)，鐮刀型細(xì)胞的突變具有有利于當(dāng)?shù)厝松娴囊环矫妗ｋm然這個(gè)突變體的純合體對(duì)生存不利，但其雜合體卻有利于當(dāng)?shù)厝说纳?。?9頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一再見第40頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一課堂練習(xí)D1.下列現(xiàn)象中屬于可遺傳的變異的是（）A、玉米由于水肥充足而長(zhǎng)得穗大粒足B、人由于曬太陽(yáng)皮膚變黑C、無籽番茄沒有種子D、人類的色盲病第41頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3.下列有關(guān)基因突變的說法，不正確的是()

A.自然條件下，一種生物的突變率是很低的

B.生物所發(fā)生的基因突變一般都是有利的

C.基因突變?cè)谧匀唤绲闹袕V泛存在

D.基因突變可產(chǎn)生新的基因，是生物變異的主要來源BC2.一種植物在正常情況下只開紅花，但偶然會(huì)出現(xiàn)一朵白花，如果將白花種子種下去，它的后代全部開白花，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是(）

A.自然雜交B.自然選擇