高中生物51基因突變和基因重組基因突變新人教版必修2

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太空南瓜王

這種太空南瓜王最大能長(zhǎng)到200多公斤，在生長(zhǎng)繁殖期高峰時(shí)，南瓜每天能增大5公斤。

通過美容手術(shù)，紋成彎彎的柳葉眉?；蛐?/p>

+環(huán)境條件（改變）（改變）（改變）表現(xiàn)型與基因型的關(guān)系生物體遺傳性狀的改變就是生物的變異表現(xiàn)型普通的小麥種子種植在肥沃的土壤中，給予充足的陽光和水分，結(jié)出的是粒多飽滿的種子，但是再把這些種子種下去結(jié)出的仍就是普通的種子

不可遺傳的變異太空椒（經(jīng)過太空遨游，也就是經(jīng)過輻射的）和普通椒相比，太空椒具有明顯的優(yōu)勢(shì)，果實(shí)肥大，把其種下去后結(jié)出的仍是太空椒可遺傳的變異變異的類型可遺傳的變異：不可遺傳的變異：基因突變?nèi)旧w變異基因重組僅僅由環(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。由于遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，其后代將可能繼承這種改變生物變異的類型基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段1.基本組成單位：脫氧核苷酸磷酸脫氧核糖含氮堿基2.DNA準(zhǔn)確復(fù)制的保證a.獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確模板、基因突變b.堿基互補(bǔ)配對(duì)保證準(zhǔn)確復(fù)制

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(yán)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(duì)這個(gè)病人無效。對(duì)病人做血液檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，紅細(xì)胞在顯微鏡不是正常的圓餅形，而是又長(zhǎng)又彎的鐮刀形，稱鐮刀狀細(xì)胞貧血癥。(一)基因突變的實(shí)例鐮刀型貧血癥有哪些癥狀？為何患者紅細(xì)胞變成長(zhǎng)鐮刀形？患者一旦缺氧，紅細(xì)胞變成長(zhǎng)鐮刀型，血液的粘性增加，引起紅細(xì)胞的堆積，導(dǎo)致各器官血流的阻塞。而出現(xiàn)脾臟腫大，四肢的骨骼、關(guān)節(jié)疼痛，血尿和腎功能衰竭等癥狀，病重時(shí)，紅細(xì)胞受機(jī)械損傷而破裂產(chǎn)生溶血現(xiàn)象，引起嚴(yán)重貧血而造成死亡。

1949年，美國(guó)鮑林博士首先意識(shí)到，紅細(xì)胞中血紅蛋白分子不完善引起使紅細(xì)胞變形，從而失去輸氧功能。

血紅蛋白究竟出了什么問題？你能比較出來嗎？

1956年，英國(guó)科學(xué)家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀狀細(xì)胞貧血癥患者血紅蛋白（共四條），兩條肽鏈上第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代。正常異?！彼幔劝彼幔劝彼帷?/p>

…－脯氨酸－纈氨酸－谷氨酸—…

隨著分子遺傳學(xué)的崛起，已經(jīng)查明是指導(dǎo)蛋白質(zhì)是由DNA指導(dǎo)合成的。

為什么谷氨酸會(huì)被纈氨酸取代呢？生物的性狀蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)氨基酸序列mRNA分子中的堿基序列DNA分子中的堿基對(duì)序列DNA和蛋白質(zhì)之間的關(guān)系簡(jiǎn)述由此關(guān)系，請(qǐng)推測(cè)蛋白質(zhì)發(fā)生改變的原因何在？思考與討論谷氨酸纈氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白質(zhì)正常異常GUACATGTA突變CTTGAAGAA

鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由________引起的一種遺傳病(由于DNA中發(fā)生堿基的______而引發(fā)___________改變)。病因：基因突變基因結(jié)構(gòu)_____原因根本_____原因直接替換思考：

DNA中除了上述的“堿基發(fā)生替換”外，還可能有什么情況會(huì)引發(fā)基因堿基對(duì)排列順序發(fā)生改變呢？┯┯┯┯

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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。

替換增添缺失基因結(jié)構(gòu)（二）基因突變的概念：思考與討論：①由于DNA堿基對(duì)的改變，是否一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變？②基因突變都會(huì)遺傳給后代嗎？基因突變發(fā)生的時(shí)間細(xì)胞周期中的分裂間期A.有絲分裂間期B.減數(shù)第一次分裂間期體細(xì)胞生殖細(xì)胞中可以發(fā)生基因突變（一般不能傳給后代，人體中某些體細(xì)胞突變，可能發(fā)展為癌細(xì)胞）中也可以發(fā)生基因突變（可以通過受精作用直接傳給后代）基因突變——DNA在進(jìn)行復(fù)制時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤.真核細(xì)胞Why？(三)基因突變的原因物理因素:化學(xué)因素:生物因素:基因突變的原因誘發(fā)突變紫外線、X射線等亞硝酸和堿基類似物等某些病毒自然突變棉花正常枝——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——白化病你認(rèn)為突變有什么特點(diǎn)？常見突變性狀：1、普遍性；討論與思考玉米白化苗人類多指短腿安康羊（中）以植物的個(gè)體發(fā)育為例：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（2）哪些細(xì)胞能發(fā)生基因突變？發(fā)育的任何時(shí)期都可能突變具有分裂間期的細(xì)胞都能突變2、隨機(jī)性；（1）基因突變發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的什么時(shí)期？（3）分裂間期DNA都要復(fù)制，那么是否不同DNA都可能突變？不同DNA，DNA的不同部位都可能突變小資料3、低頻性；例：果蠅約有104對(duì)基因，假定其每個(gè)基因的突變率都是10-5，對(duì)于一個(gè)中等大小的果蠅種群（約有108個(gè)個(gè)體）來說，每一代出現(xiàn)的基因突變數(shù)約為多少？2×104×10-5×108=2×107個(gè)可為生物進(jìn)化提供大量的原材料4、基因突是不定向的基因突變會(huì)產(chǎn)生一種或多種等位基因白化苗5、少利多害性但突變的有害和有利也并不是絕對(duì)的，往往取決于生物生存的環(huán)境具有對(duì)抗生素抗性的大腸桿菌----適應(yīng)的相對(duì)性一名非洲白化病兒童(四)基因突變的特點(diǎn)自然界的物種中廣泛存在可發(fā)生在任何時(shí)期,任何DNA，DNA的不同位點(diǎn)自然界突變率很低：10－5-

10-8多數(shù)有害,少數(shù)有利——取決于是否適應(yīng)環(huán)境①普遍性:②隨機(jī)性:③低頻性:⑤少利多害性：一個(gè)基因可以產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因④不定向性：(打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性)(五)基因突變的意義

基因突變會(huì)產(chǎn)生新的基因，生物變異的根本來源，為生物進(jìn)化提供了最初的原始材料1.基因突變會(huì)產(chǎn)生新的基因嗎？

等位基因

2.新基因帶來的新的性狀對(duì)生物生存有何影響？

（1）可能破壞原有的協(xié)調(diào)，而對(duì)生物生存有害

（2）可能使生物適應(yīng)新的環(huán)境，獲得生存機(jī)會(huì)

3.自然環(huán)境會(huì)選擇哪些個(gè)體生存下來？

自然選擇帶有有利變異性狀的個(gè)體

4.基因突變對(duì)生物進(jìn)化有何意義？

①成功率低,有利個(gè)體少②需大量處理材料(六)人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用誘變意義:是創(chuàng)造動(dòng)、植物新品種和微生物新類型的重要方法（2）優(yōu)點(diǎn)：①提高突變率，縮短育種周期②大幅度改良某些性狀（3）缺點(diǎn):

物理因素：射線、紫外線、激光、太空輻射等

化學(xué)因素：亞硝酸、硫酸二乙酯等

（1）常用的方法：利用隨機(jī)性、不定向性解決低頻性低頻性、隨機(jī)性、不定向性少利多害性（4）實(shí)例：南瓜王

高產(chǎn)青霉菌株太空彩椒課堂小結(jié)

2、發(fā)生時(shí)期：________________________3、發(fā)生原因：________________________4、特點(diǎn)：①普遍性、②隨機(jī)性、③___________、④不定向性、⑤少利多害性。

5、意義：生物變異的____________

，為生物進(jìn)化提供了________________6、應(yīng)用：誘變育種能產(chǎn)生細(xì)胞分裂間期（DNA復(fù)制時(shí)）低頻性DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的

、

和

，而引起的

的改變。替換增添缺失基因結(jié)構(gòu)1．概念：________新的基因，________引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變不一定誘發(fā)或自然根本來源最初的原始材料1、生物變異的根本來源是

A．基因重組B．染色體數(shù)目變異C．染色體結(jié)構(gòu)變異D．基因突變課堂鞏固D2.誘發(fā)突變與自然突變相比，正確的是

A．都是有利的B．都是定向的

C．都是隱性突變D．誘發(fā)突變率提高D課堂鞏固4.下列有關(guān)基因突變的說法，不正確的是

A.在自然條件下，基因突變頻率是很低的

B.基因突變是遺傳物質(zhì)改變引起的

C.基因突變能產(chǎn)生新的基因

D.人工誘導(dǎo)的基因突變都是有利的

3.基因突變常發(fā)生在細(xì)胞周期的（）

A.分裂間期B.分裂期前期

C.分裂期后期

D.在分裂期的各期均有可能AD課堂鞏固5、上眼瞼下垂是一種顯性遺傳病,某一男性患者,其父母正常，請(qǐng)判斷這人性狀最可能是（）

A.伴性遺傳B.常染色體遺傳

C.基因突變D.基因重組C

6．每10萬人中約2～3個(gè)血友病患者，這表明基因突變具有（）

A．隨機(jī)性B．低頻性

C．不定向性D．有害性

BB課堂鞏固7.人發(fā)生鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因在于突變，其突變方式是（）A.增添或缺失某個(gè)堿基對(duì)B.堿基發(fā)生替換改變C.缺失一小段DNAD.增添一小段DNA8.以下關(guān)于基因突變的敘述，正確的是（）A、基因突變都會(huì)遺傳給后代B、基因堿基序列改變，不一定導(dǎo)致蛋白質(zhì)改變C、基因突變頻率很低，所以不能為進(jìn)化提供材料D、基因突變只能產(chǎn)生一個(gè)相同基因B課堂鞏固9．（多選）以美國(guó)為首的北約在1994～1995年對(duì)波黑的空襲以及1999年對(duì)南聯(lián)盟的空襲中大量使用了貧鈾彈，導(dǎo)致人類癌癥、白血病和新生兒畸形的發(fā)生等。幾個(gè)月后，一些歐洲國(guó)家也紛紛報(bào)道本國(guó)參加北約維和行動(dòng)的士兵因患癌癥等病癥而死亡，并稱之為“巴爾干綜合癥”。對(duì)上述現(xiàn)象的討論，下列選項(xiàng)合理的是A．大多數(shù)基因突變是對(duì)生物體有害的B．當(dāng)射線作用于生殖細(xì)胞或發(fā)育的胚胎時(shí)，新生兒可能產(chǎn)生畸形C．射線引起的生物變異都將通過有性生殖遺傳給下一代D．射線的作用引起基因突變或染色體變異，是導(dǎo)致“巴爾干綜合癥”發(fā)生的重要原因

ABD課堂提升（1）請(qǐng)給予圖中①②③以特定的含義：①__________；②__________；③__________。根據(jù)圖示分析人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因，并回答：（3）鐮刀型細(xì)胞貧血癥是常染色體上隱性遺傳病，該隱性致病基因在圖中對(duì)應(yīng)的堿基組成為__________；正?；蛟趫D中對(duì)應(yīng)的組成為__________。（4）根據(jù)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的發(fā)病率和表現(xiàn)特征，說明基因突變具有__________和__________的特點(diǎn)。（2）患鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因是，控制_________合成的___________________，從而改變了遺傳信息?；蛲蛔?/p>

CAT

GUA

血紅蛋白

DNA堿基序列發(fā)生了改變低頻性

少利多害性

【拓展練習(xí)】在前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站發(fā)生核泄露事故中，沙沙和大衛(wèi)(均為男性)參加了搶險(xiǎn)工作，幾年后、沙沙發(fā)現(xiàn)他的兒子患有色盲。大衛(wèi)的女兒則患有侏儒癥(一種常染色體上顯性遺傳病)，經(jīng)調(diào)查，沙沙和大衛(wèi)本人及兩人的妻子，雙方的父母、祖父母、外祖父母都沒有患過這兩種病。請(qǐng)分析：(1)由核輻射引起的可遺