51基因突變及基因重組課件

龍生龍，鳳生鳳，這說(shuō)明生物具有______的現(xiàn)象。遺傳一母生九子，連母十個(gè)樣，這說(shuō)明生物具有______的現(xiàn)象。變異遺傳：親代與子代之間能保持性狀的穩(wěn)定性。

變異：生物體遺傳性狀的改變變異能否遺傳？是否所有的變異都能遺傳給后代？表現(xiàn)型基因型

+環(huán)境條件（改變）（改變）（改變）

通過(guò)美容手術(shù)（環(huán)境條件改變），紋成彎彎的柳葉眉，這種柳葉眉能遺傳嗎？不可遺傳的變異太空椒（基因改變）與普通椒相比：果實(shí)肥大太空椒把其種下去，其后代仍是太空椒可遺傳的變異變異的類(lèi)型表現(xiàn)型==基因型+環(huán)境條件(1)不可遺傳的變異(2)可遺傳變異來(lái)源基因突變基因重組染色體變異變異的類(lèi)型第5章基因突變及其他變異第1節(jié)基因突變和基因重組一.基因突變1.實(shí)例：人類(lèi)鐮刀型細(xì)胞貧血癥[探究]紅細(xì)胞的血紅蛋白分子究竟出了什么問(wèn)題？正常血紅蛋白第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代。纈氨酸—組氨酸—亮氨酸—蘇氨酸—脯氨酸—纈氨酸—谷氨酸——賴(lài)氨酸——······纈氨酸—組氨酸—亮氨酸—蘇氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸——賴(lài)氨酸——······血紅蛋白分子的部分氨基酸順序正常肽鏈

異常肽鏈[探究]第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代的根本原因是什么？氨基酸CTGA纈氨酸DNAmRNA蛋白質(zhì)谷氨酸正常

GAGA異常CTTGAA谷氨酸→纈氨酸直接原因根本原因TAAT替換堿基對(duì)的替換AUAT相應(yīng)性狀的改變相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變相應(yīng)氨基酸的改變mRNA分子中的堿基對(duì)排列順序發(fā)生變化DNA分子中的堿基對(duì)排列順序發(fā)生改變具體變化過(guò)程:┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替換2.概念DNA分子中的堿基對(duì)還有哪幾種變化，從而導(dǎo)致基因的改變？┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替換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)2.概念排列順序排列順序數(shù)量排列順序數(shù)量種類(lèi)基因突變的實(shí)質(zhì)基因結(jié)構(gòu)的改變脫氧核苷酸(堿基)_____________________的改變種類(lèi)、數(shù)量、排列順序基因突變的實(shí)質(zhì)：基因結(jié)構(gòu)的改變的表現(xiàn)：思考：基因突變是否一定引起生物性狀的改變？堿基對(duì)替換ＡＡ甲乙丙丁DNA堿基對(duì)替換，不一定引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。結(jié)論:DNAAUCCGC···ACCG

C···蘇氨酸mRNAATCCGC···

TAGGCG···正常異亮氨酸精氨酸堿基對(duì)缺失A

CCGC···

TGGCG···堿基對(duì)缺失AT

A

CCGC···TAGGCG···TATGGCG···DNAATCCGC···

AUCCGC···AU

A

CCG

C···mRNA正常堿基對(duì)增添異亮氨酸精氨酸異亮氨酸脯氨酸堿基對(duì)增添思考：基因突變是否一定引起生物性狀的改變？不一定基因突變會(huì)引起基因結(jié)構(gòu)的改變，但不一定引起生物性狀的改變結(jié)論:思考：基因突變對(duì)氨基酸序列的影響是否一樣？類(lèi)別影響程度對(duì)氨基酸的影響（不考慮終止密碼子）替換增添缺失不影響缺失位置前的序列，影響缺失位置后的序列小只改變1個(gè)氨基酸或不改變大不影響插入位置前的序列，影響插入位置后的序列大3.基因突變發(fā)生的時(shí)期、傳遞特點(diǎn)DNA分子復(fù)制時(shí)容易發(fā)生基因突變A.有絲分裂間期B.減數(shù)第一次分裂前的間期體細(xì)胞生殖細(xì)胞中可以發(fā)生基因突變（一般不能遺傳）中也可以發(fā)生基因突變（可以通過(guò)受精作用遺傳給后代）但有些植物的體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可通過(guò)無(wú)性繁殖（扦插、嫁接等）傳遞。而人體某些體細(xì)胞基因的突變，有可能發(fā)展成癌細(xì)胞。①②①為什么DNA分子復(fù)制時(shí)容易發(fā)生基因突變？提示：從DNA分子空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及復(fù)制過(guò)程考慮雙螺旋結(jié)構(gòu)解旋解旋后，DNA分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易導(dǎo)致堿基對(duì)的數(shù)量或排列順序發(fā)生改變，導(dǎo)致基因突變；原癌基因抑癌基因正常細(xì)胞致癌因子突變細(xì)胞癌變②細(xì)胞為什么會(huì)癌變？物理因素化學(xué)因素生物因素：紫外線X射線其它各種輻射亞硝酸堿基類(lèi)似物苯環(huán)類(lèi)似物(1)DNA復(fù)制時(shí)偶爾發(fā)生錯(cuò)誤內(nèi)部因素外部因素某些病毒4.基因突變的原因(2)DNA的堿基組成發(fā)生改變突變頻率低能提高突變頻率（誘發(fā)突變）（自然突變）DNA

DNA

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

堿基對(duì)的替換、增添、缺失基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變遺傳信息改變產(chǎn)生新基因（A1a1、a2……）復(fù)制引起

5.基因突變的特點(diǎn)生物界的各種生物中都可發(fā)生可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期、細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上、同一DNA分子的不同部位極少數(shù)的變異可能增強(qiáng)大腸桿菌的生存能力(如獲得抗生素抗性)

①普遍性②隨機(jī)性④低頻性(自然狀態(tài))⑤多害少利性一個(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

③不定向性突變方向與環(huán)境的關(guān)系？高等生物中，大約105-108個(gè)生殖細(xì)胞中，才會(huì)有1個(gè)生殖細(xì)胞發(fā)生基因突變對(duì)人類(lèi)有益的基因突變就是有利變異么？基因突變的結(jié)果：產(chǎn)生了新基因，一般為它的等位基因。判斷:自然狀態(tài)下，基因突變頻率很低，那么就意味著產(chǎn)生的突變數(shù)量很少×大腸桿菌DNA復(fù)制的錯(cuò)誤率約為10-9即在復(fù)制時(shí)每連接109個(gè)核苷酸才可能發(fā)生一個(gè)錯(cuò)誤適宜條件，生長(zhǎng)1-2d的大腸桿菌濃度為109個(gè)細(xì)胞/ml1個(gè)大腸桿菌含有1個(gè)DNA分子，長(zhǎng)度約為4.7*106個(gè)核苷酸1ml上述大腸桿菌培養(yǎng)液，僅由于DNA復(fù)制的差錯(cuò)導(dǎo)致的突變可能有多少個(gè)？109個(gè)細(xì)胞*4.7*106

*10-9=幾百萬(wàn)個(gè)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)生各種各樣的隨機(jī)突變，足以提供豐富的可遺傳變異；結(jié)論6.基因突變的意義

1）對(duì)自身破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，而對(duì)生物______；可使生物產(chǎn)生___________，以適應(yīng)改變的環(huán)境；還有些基因突變對(duì)生物體________________；有害新的性狀既無(wú)害也無(wú)益

2）對(duì)生物進(jìn)化_________產(chǎn)生的途徑；___________的根本來(lái)源；___________的原始材料；新基因生物變異生物進(jìn)化基因突變的結(jié)果：產(chǎn)生了新基因，一般為它的等位基因?；蛲蛔兏淖兞嗽械幕蚪Y(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了的新的基因，為生物變異奠定了基礎(chǔ)；原基因和新基因所表達(dá)的性狀，為自然環(huán)境提供了選擇的材料；這種說(shuō)法不正確。

1）對(duì)于生物個(gè)體而言，發(fā)生自然突變的頻率是很低的；但一個(gè)物種是由許多個(gè)體組成，就整個(gè)物種來(lái)看產(chǎn)生的突變還是很多的；

2）其中有不少突變是有利突變，對(duì)生物的進(jìn)化有重要的意義。因此，基因突變能夠?yàn)樯镞M(jìn)化提供原材料。1.基因突變的概念(1)(2)結(jié)果：_____________的改變。⊙點(diǎn)撥基因突變有堿基對(duì)的增添、缺失和替換等幾種類(lèi)型?；蛲蛔儾粫?huì)導(dǎo)致基因數(shù)量的改變。增添缺失基因結(jié)構(gòu)知識(shí)小結(jié)2．傳遞特點(diǎn)、發(fā)生時(shí)期(1)若發(fā)生在___________中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。(2)若發(fā)生在_____________中，一般不遺傳，但有些植物的體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可通過(guò)無(wú)性繁殖傳遞。3．原因(1)外因：物理因素、化學(xué)因素和_____________。(2)內(nèi)因：______________偶爾發(fā)生錯(cuò)誤、DNA的堿基組成發(fā)生改變等。4．特點(diǎn)：普遍性、隨機(jī)性、_____________性、低頻性、_____________性等。配子體細(xì)胞生物因素DNA分子復(fù)制不定向多害少利有害的產(chǎn)生新性狀新基因生物變異生物進(jìn)化5．意義鞏固練習(xí)判斷(1)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于基因中堿基對(duì)的缺失引起的。(

)(2)基因突變包括堿基對(duì)的替換、缺失和改變。(

)(3)基因突變和基因重組都能使生物產(chǎn)生可遺傳的變異。(

)(4)基因突變的隨機(jī)性是指發(fā)生時(shí)期是隨機(jī)的。(

)××√×1、賴(lài)氨酸的密碼子有如下幾種：UUA、UUG、CUU、CUA、CUG，當(dāng)某基因片段中的GAC突變?yōu)锳AC時(shí)，這種突變的結(jié)果對(duì)該生物的影響是（）

A．一定是有害的

B．一定是有利的

C．有害的概率大于有利的概率

D．既無(wú)利也無(wú)害跟蹤訓(xùn)練一D2、關(guān)于基因突變的下列敘述中，錯(cuò)誤的是 （）A．基因突變是指基因結(jié)構(gòu)中堿基對(duì)的增添、缺失或改變B．基因突變是由于基因中脫氧核苷酸的種類(lèi)、數(shù)量和排列順序的改變而發(fā)生的C．基因突變可以在一定的外界環(huán)境條件或者生物內(nèi)部因素的作用下引起D．基因突變的突變率是很低的，并且都是有害的跟蹤訓(xùn)練D3、基因A與a1、a2、a3之間的關(guān)系如圖，該圖不能表明的是（）A基因突變是不定向B．等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果C．正?；蚺c致病基因可以通過(guò)突變而轉(zhuǎn)化D．這些基因的轉(zhuǎn)化遵循自由組合定律跟蹤訓(xùn)練D變異的類(lèi)型表現(xiàn)型==基因型+環(huán)境條件(1)不可遺傳的變異(2)可遺傳變異來(lái)源基因突變基因重組染色體變異變異的類(lèi)型二、基因重組1.概念

是指在生物體進(jìn)行__________的過(guò)程中，________________基因的重新組合。通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生配子，受精作用發(fā)育成個(gè)體。有性生殖控制不同性狀的二、基因重組1.概念理解是指在生物體進(jìn)行__________的過(guò)程中，________________基因的重新組合。有性生殖①高莖豌豆自交后代出現(xiàn)高莖和矮莖豌豆；控制不同性狀的②黃色圓粒豌豆自交后代出現(xiàn)黃皺、綠圓和綠皺豌豆；③病毒和原核生物可遺傳變異的來(lái)源是否有基因重組？不屬于，配子形成過(guò)程中只是控制同一性狀（莖的高度）的等位基因（D和d）分離；后代高莖和矮莖形成原因的是：精卵細(xì)胞隨機(jī)結(jié)合，并非基因重組導(dǎo)致；屬于，配子形成過(guò)程中，控制兩種性狀（粒色、粒形）的非等位基因（Y與R、r，y與R、r）重新組合的結(jié)果判斷：①②兩種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是否屬于基因重組否，因?yàn)樗鼈儾贿M(jìn)行有性生殖

同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而交換非同源染色體上的非等位基因的自由組合2、類(lèi)型

1）自由組合型發(fā)生的時(shí)期：減數(shù)第一次分裂__________

2）交叉互換型發(fā)生的時(shí)期：減數(shù)第一次分裂___________后期前期1.非同源染色體（如1和3）上的非等位基因（如A和b）的自由組合同源染色體：1和2、3和4等位基因：A和a、B和b非同源染色體：1和3、1和42和4、2和3非等位基因：A和b、A和Ba和B、a和b

2.同源染色體（1和2）上的等位基因（B和b）隨著非姐妹染色單體（4和5）的交換而交換同源染色