生物基因突變和基因重組

關于生物基因突變和基因重組第1頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第2頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月基因突變生物的變異

不遺傳的變異可遺傳的變異

基因重組染色體變異由于環(huán)境因素影響，生物體內遺傳物質沒有改變細胞內遺傳物質的改變第4頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月基因型（改變）+

不可遺傳變異可遺傳變異環(huán)境（改變）

表現型（改變）第5頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1基因突變和基因重組通過本課學習,我們要能夠:1.用例子來說明基因突變的特點和原因2.舉例說出什么叫基因重組3.說出基因突變和基因重組的意義第6頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月一.基因突變1、基因突變的例子1910年，赫里克醫(yī)生的診所來了一位黑人病人，病人臉色蒼白，四肢無力，是嚴重的貧血病患者。醫(yī)生使用所有能治療貧血病的藥物，但對這個病人無效。對病人做血液檢查時發(fā)現，紅細胞在顯微鏡不是正常的圓餅形，而是又長又彎的鐮刀形，稱鐮刀狀細胞貧血癥。動一下腦:為什么會出現這樣的性狀?第7頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

1949年，美國鮑林博士首先意識到，紅細胞中血紅蛋白分子的異常引起紅細胞變形.

血紅蛋白究竟出了什么問題？

第8頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

為什么谷氨酸會被纈氨酸取代呢？

1956年，英國科學家英格拉姆發(fā)現鐮刀型細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。正常異?！彼幔劝彼幔劝彼帷彼幔i氨酸－谷氨酸—…第9頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月兩面凹的圓餅狀性狀……纈氨酸谷氨酸……CTTGAA…………DNAGAA……mRNA正常蛋白質蛋白質CATGTA…………GUA……異常蛋白質鐮刀型細胞DNA的堿基對發(fā)生了替換病因分析第10頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月基因突變的其他例子第11頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結構的改變(一般地，基因突變后變成其等位基因，基因數目是否發(fā)生變化？)。

2、基因突變的概念┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替換第12頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月思考與討論：①由于DNA堿基對的改變，是否一定會引起蛋白質的改變？②基因突變都會遺傳給后代嗎？基因突變發(fā)生的時間:DNA復制時(有絲分裂的間期和減數第一次分裂間期)？？突變發(fā)生在配子中,可傳給后代.突變發(fā)生在體細胞中,一般不能遺傳.第13頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月思考DNA中堿基對的替換可以引起DNA結構的改變,從而引起生物性狀的改變.那么如果發(fā)生堿基對的增添或缺失,是否也可能引起生物性狀的改變呢?第14頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月TACCACGTAGACTGAGGACTCCTCTTCATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTACCACGTAGACTGAGGACTCCTCTTCATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGAUGGUGCAUCUGACUCCUGAGGAGAAGAUGGUGCAUCUGACUCCUGAGGAGAAG甲--纈---組---亮---蘇---脯----谷----谷---賴--甲---纈---組----亮-----亮----亮----精----絲---第15頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月TACCACGTAGACTGAGGACTCCTCTTCTACCACGTAGACTGAGGACTCCTCTTCAUGGUGCAUCUGACUCCUGAGGAGAAGAUGGUGCAUCUGACUCCUGAGGAGAAG甲---纈---組----亮---蘇---脯----谷----谷---賴--甲----纈----組---亮—-絲---ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAG第16頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3、基因突變的類型（1）增添與缺失DNA鏈上插入或者缺失1個、2個甚至多個堿基(但非3個及其整倍數的堿基)，導致作用部位以后的密碼子順序和組成發(fā)生相應改變，終止碼常會提前或者推遲。基因突變有自然突變和人工誘變兩類，但無論是自然突變或人工誘變都會引起基因內部結構的改變，其結構改變的類型主要有以下幾種：第17頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月ATACCGC···

TAGGC

G···TATGGCG···DNAATCCGC···

AUCCGC···

AUACCG

C···

mRNA正常堿基對增添異亮氨酸精氨酸異亮氨酸脯氨酸第18頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月思考：若如果在DNA的相鄰堿基之間插入或者缺失3個及其3的整倍數個堿基，造成相應部位RNA密碼子改變，合成的肽鏈如何變化？第19頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月TACCACGTAGACTGAGGACTCCTCTTCTACCACGTAGACTGAGGACTCCTCTTCAUGGUGCAUCUGACUCCUGAGGAGAAGAUGGUGCAUCUGACUCCUGAGGAGAAG甲---纈---組----亮---蘇---脯----谷----谷---賴--甲----纈-----組---亮—-----脯----谷----谷----賴-ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAG第20頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月如果在DNA的相鄰堿基之間插入或者缺失3個及其3的整倍數個堿基，造成RNA插入或者缺失一至多個密碼子，造成合成的肽鏈增加或者減少一至多個氨基酸，作用部位前后氨基酸順序不變。第21頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1、在一個DNA分子中如果插入了一個堿基對，則

A.不能轉錄

B.不能翻譯

C.在轉錄時造成插入點以前的遺傳密碼改變

D.在轉錄時造成插入點以后的遺傳密碼改變2、若某基因原為303對堿基，現經過突變，成為300個堿基對，它合成的蛋白質分子與原來基因合成的蛋白質分子相比較，差異可能為

A．只相差一個氨基酸，其他順序不變

B．長度相差一個氨基酸外，其他順序也有改變

C．長度不變，但順序改變

D．A、B都有可能精典例題第22頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月由于密碼子具有簡并性，因此，單個堿基置換可能只改變mRNA上的特定密碼子，但不影響它所編碼的氨基酸。（3）替換DNA分子中的堿基置換不僅改變了mRNA上的特定的遺傳密碼，而且導致新合成的多肽鏈中的一個氨基酸被另一個氨基酸所取代。當單個堿基置換導致出現終止密碼子時，多肽鏈將提前終止合成，所產生的蛋白質大都失去活性或者喪失正常功能。當mRNA中一個終止密碼變成編碼氨基酸的密碼時，多肽鏈的合成不能正常終止，因而形成了延長的情況。第23頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3、分析下表可知，正常血紅蛋白（HbA）變成異常血紅蛋白（HbW），是由于對應的基因片段中堿基對發(fā)生了（）ｍRNA密碼順序137138139140141142143144145146147正常血紅蛋白（HbA）ACC蘇氨酸UCC絲氨酸AAA賴氨酸UAC酪氨酸CGU精氨酸UAA終止

異常血紅蛋白（HbW）ACC蘇氨酸UCA絲氨酸AAU天冬酰胺ACC蘇氨酸GUU纈氨酸AAG賴氨酸CUG亮氨酸GAG谷氨酸CCU脯氨酸CGG精氨酸UAG終止

A、增添

B、缺失

C、改變

D、重組B解析：正常血紅蛋白ｍRNA密碼順序是：ACCUCCAAAUACCGUUAA，由于在138位點上的密碼子UCC缺失

了C，這樣后面的堿基，就以次向前移一位，于是從138號開始，后面的密碼子就全改變了。這是移碼突變，ｍRNA缺失1個堿基，導致作用部位以后的密碼子順序和組成發(fā)生相應改變，終止碼常會提前或者推遲。第24頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月4．(2008年高考廣東卷)如果一個基因的中部缺失了1個核苷酸對，可能的后果是(多選) (

)A．沒有蛋白質產物B．翻譯為蛋白質時在缺失位置終止C．所控制合成的蛋白質減少多個氨基酸

D．翻譯的蛋白質中，缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化第25頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】

題干中的“基因的中部缺失”這一信息非常關鍵，根據這一信息可判斷出基因會有蛋白質產物，但可能造成翻譯在缺失位置終止或在缺失部位后的氨基酸序列、種類等發(fā)生變化?！敬鸢浮?/p>

BCD第26頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月4．基因突變對性狀的影響(1)改變性狀①原因：突變間接引起密碼子改變，最終表現為蛋白質功能改變，影響生物性狀。②實例：鐮刀型細胞貧血癥。(2)不改變性狀，主要有下列幾種情況：①一種氨基酸可以由多種密碼子決定(密碼的簡并性)，當突變后的DNA轉錄成的密碼子仍然決定同種氨基酸時，這種突變不會引起生物性狀的改變。第27頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月②突變成的隱性基因在雜合子中不引起性狀的改變。③某些突變雖改變了蛋白質中個別氨基酸的種類，但并不影響該蛋白質的功能。④不具遺傳效應的DNA片段中的“突變”不引起性狀變異。第28頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月5、基因突變的原因外因(誘發(fā)突變)1.物理因素:紫外線,X射線及其他輻射例如:太空椒,皮膚癌等

2.化學因素:亞硝酸,堿基類似物等

3.生物因素:某些病毒特別提醒:我們應該保護環(huán)境,遠離這些因素,養(yǎng)成良好的飲食,衛(wèi)生習慣.內因(自發(fā)突變)DNA復制時偶爾發(fā)生錯誤第29頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月6、基因突變的特點普遍性如:棉花正常枝——短果枝果蠅紅眼——白眼長翅——殘翅家鴿羽毛白色——灰紅色人正常色覺——色盲正常膚色——白化病隨機性----個體發(fā)育的任何時期和部位

不定向性----產生一個以上的等位基因自然狀態(tài)下,突變率很低----10-5_10-8第30頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月思考

基因突變對于該生物本身來說是有害還是有利?

答:大多數是有害的,因為基因突變可能破壞生物體與環(huán)境的協(xié)調關系,導致生物體不能適應環(huán)境.第31頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月7、基因突變的意義產生新基因生物變異的根本來源生物進化的原始材料第32頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月8、基因突變的應用人工誘變育種原理:運用物理因素或化學因素提高突變率,誘發(fā)基因突變,獲得優(yōu)良品種.實例:“黑農五號”大豆高產青霉菌株太空椒太空南瓜第33頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月“一母生九仔，連母十個樣”，這種個體的差異，主要是什么原因產生的?想一想第34頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月二、基因重組1、概念:在生物進行有性生殖過程中,控制不同性狀的基因的重新組合.2、類型:①基因的自由組合:②基因的互換:非同源染色體上的非等位基因的自由組合四分體時期，同源染色體上的非姐妹染色體之間發(fā)生局部互換.動腦:基因重組能否產生新的基因？第35頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月非同源染色體上的非等位基因自由組合AabBAaBbAb和aBAB和ab上一頁第36頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月AabBAaBb同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換上一頁第37頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月基因交換重組：基因交換重組的細胞學說基礎是性原細胞在減數第一次分裂的四分體時期，隨著同源染色體上的非姐妹染色單體交換而使基因發(fā)生交換，導至染色單體上的非等位基因重新組合。（如圖）圖22－1減數分裂時染色體的片斷交換基因隨染色體的片斷交換而互換第38頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月③人工重組DNA分子：采用基因工程技術也叫轉基因技術，它的特點是基因體外重組，即在離體條件下對DNA分子切割并將其與載體DNA分子連接，得到重組DNA。從遺傳學角度看，是人工條件下實現的“基因重組”。它打破了物種的界限，把控制性狀的基因(人類所需要的)轉移到動物、植物或微生物體內，使不同的動物與動物，植物與植物，甚至動物與植物以及微生物之間實現基因的重新組合，創(chuàng)造新的生物類型。DNA分子重組第39頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月基因重組的意義

生物變異的來源之一,對于生物的進化也具有重要的意義.

是生物多樣性的重要原因之一.第40頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月第41頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月基因突變和基因重組的區(qū)別?1．基因突變：基因_______改變，它_____產生新的基因發(fā)生時期：________________________

特點：①普遍性②隨機性、不定向性③突變率低

2．基因重組：控制不同性狀的基因_________，____產生新基因，可形成新的________。發(fā)生時期：___________________

特點：__________結構能細胞分裂間期（DNA復制時）重新組合不基因型有性生殖過程中(減數分裂)非常豐富第42頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月

基因突變

基因重組本質

基因的分子結構發(fā)生改變。產生了新基因，出現了新性狀。不同基因的重新組合，不產生新基因，而是產生新基因型，使之性狀重新組合。發(fā)生時間及原因

細胞分裂間期DNA分子復制時，由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基互補配對差錯或堿基對的丟失。減數第一次分裂過程中，同源染色體的非姐妹染色單體間交叉互換，以及非同源染色體上非等位基因自由組合。條件外界條件的劇變和內部因素的相互作用不同個體之間的雜交,有性生殖過程中的減數分裂和受精作用意義生物變異的主要來源,也是生物進化的重要因素之一。通過誘變育種可培育新品種是生物變異的重要因素，通過雜交育種性狀的重組，可培育出新的優(yōu)良品種發(fā)生的可能性可能性很小非常普遍基因突變與基因重組的區(qū)別第43頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月1、生物變異的根本來源是

A．基因重組B．染色體數目變異

C．染色體結構變異D．基因突變課堂鞏固D第44頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2、某自花傳粉植物連續(xù)幾代開紅花，一次開出一朵白花，白花的后代全開白花，其原因是

A．基因突變B．基因重組

C．基因分離D．環(huán)境影響A第45頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3.如果將一個鐮刀型細胞貧血癥的患者血液,輸給一個血型相同的正常人,將使正常人B

A、基因產生突變,使此人患病

B、無基因突變,性狀不遺傳給此人

C、基因重組,將病遺傳給此人

D、無基因突變,此人無病,其后代患病第46頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月4、一對夫婦所生育子女中，性狀差異甚多，這種變異主要來自

A.基因突變B.基因重組

C.環(huán)境影響D.染色體變異B第47頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月5、下列有關生物變異的說法，正確的是（）A、基因重組可以產生多對等位基因B、發(fā)生在生物體內的基因重組都能遺傳給后代C、基因重組所產生的新基因型不一定會表達為新的表現型D、基因重組會改變基因中的遺傳信息C解析：

基因重組屬于基因的重新組合，不會改變基因內部的堿基序列，不可能產生新的基因，基因中的遺傳信息也不會改變。生物體內經過基因重組所產生的配子不一定能夠形成合子，所以不一定能夠傳遞給后代?；蛑亟M能產生新基因型的配子，不同的配子形成合子的表現型可能與原有個體的表現型相同。第48頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月6．(2009年長沙質檢)現代生物進化理論認為，突變和基因重組能產生生物進化的原材料，下列哪種變異現象不屬于此類突變的范疇 (

)A．黃色豌豆自交，子代表現為黃色、綠色B．紅眼果蠅中出現了白眼C．貓叫綜合征D．無子西瓜第49頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】

本題以生物進化的原材料為核心命題點，考查了基因突變、染色體變異等知識點，綜合考查判斷、分析能力?！巴蛔兒突蛑亟M為生物進化提供原材料”中的突變是廣義的突變，包括基因突變和染色體變異，B屬基因突變，C、D屬染色體變異。A中綠色的出現屬隱性基因的純合，不屬于突變。【答案】

A第50頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月7．(2008年高考寧夏理綜卷)以下有關基因重組的敘述，錯誤的是 (

)A．非同源染色體的自由組合能導致基因重組B．非姊妹染色單體的交換可引起基因重組C．純合體自交因基因重組導致子代性狀分離D．同胞兄妹的遺傳差異與父母基因重組有關第51頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】

在減Ⅰ后期，非同源染色體上的非等位基因的自由組合能導致基因重組；在減Ⅰ前期，同源染色體上的非姊妹染色單體的交換也可引起基因重組。而純合體自交通常不會使子代性狀分離，若子代出現性狀分離，最可能的原因是基因突變，故選C?！敬鸢浮?/p>

C第52頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月二、2010年高考真題示例1、（2010江蘇卷）育種專家在稻田中發(fā)現一株十分罕見的“一稈雙穗”植蛛，經鑒定該變異性狀是由基因突變引起的。下列敘述正確的是（）

A、這種現象是由顯性基因突變成隱性基因引起的

B、該變異株自交可產生這種變異性狀的純合個體

C、觀察細胞有絲分裂中期染色體形狀可判斷基因突變發(fā)生的位置

D、將該株水稻的花粉離體培養(yǎng)后即可獲得穩(wěn)定遺傳的高產品系B解析：本題以突變實例為載體考查基因突變的特點、鑒別應用等。因不知該突變體的基因型，故不能判斷其變異為隱性還是顯性突變引起，A項錯誤。若一桿雙穗為隱性突變，則該植株為隱性純合體，則自交后代一桿雙穗；若為顯性突變，則該個體為雜合體，其自交后代一桿雙穗純合體比例為1/4，B項正確?；蛲蛔?yōu)榉肿铀阶儺?，在顯微鏡下觀察不到，C項錯誤，花藥離體培養(yǎng)后形成的植株中無同源染色體，不可育，D項錯誤。第53頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月2、(2010高考新課標卷)在白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)現了一株開紅花的豌豆植株，推測該紅花表現型的出現是花色基因突變的結果。為了確定該推測是否正確，應檢測和比較紅花植株與白花植株中（）

A、花色基因的堿基組成B、花色基因的DNA序列

C、細胞的DNA含量D、細胞的RNA含量B解析：如果要檢測是否是基因突變，那么就應該檢測DNA的堿基序列是否發(fā)生了增添、缺失或者是改變，從而導致基因結構的改變。第54頁，課件共59頁，創(chuàng)作于2023年2月3、（201