基因突變和基因重組 高一下學(xué)期生物人教版(2019)必修二

第五章基因突變及其他變異第一節(jié)

基因突變和基因重組問題探討太空南瓜353斤我國早在1987年就利用返回式衛(wèi)星進(jìn)行航天育種研究：將作物種子帶入太空，利用太空中的特殊環(huán)境誘導(dǎo)基因發(fā)生突變，然后在地面選擇優(yōu)良的品種進(jìn)行培育。討論：1.航天育種的生物學(xué)原理是什么？2.如何看待基因突變所造成的結(jié)果？

通過太空高輻射、微重力（或無重力）的特殊環(huán)境提高作物基因突變的頻率，從而篩選出人們需要的品種?；蛲蛔兊谋举|(zhì)是基因的堿基序列發(fā)生改變，這種改變可以直接表現(xiàn)在性狀上，改變的性狀對生物的生存可能有害，可能有利，也可能既無害也無益。NBA籃球明星布澤爾的第一個(gè)孩子卡瑪尼，出生兩個(gè)月就被確診為鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者（鐮狀細(xì)胞貧血），還不到兩歲的孩子就經(jīng)歷了化療、干細(xì)胞移植等復(fù)雜艱難地治療過程，對此，布澤爾甚至表示看到自己兒子痛苦的狀況，他恨不得自己來替他受苦?；蛲蛔兊膶?shí)例---鐮狀細(xì)胞貧血鐮狀細(xì)胞貧血：其紅細(xì)胞呈彎曲的鐮刀狀，這樣的紅細(xì)胞容易破裂，使人患溶血性貧血，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致死亡。這種病的病因是什么呢？基因突變的實(shí)例---鐮狀細(xì)胞貧血對鐮狀細(xì)胞貧血患者紅細(xì)胞的血紅蛋白分析研究發(fā)現(xiàn)，在組成血紅蛋白分子的肽鏈上，發(fā)生了氨基酸的替換。(直接原因)正常堿基序列（mRNA）纈氨酸組氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸賴氨酸異常堿基序列（mRNA）纈氨酸組氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸纈氨酸谷氨酸賴氨酸鐮狀細(xì)胞貧血形成原因GAGCTC谷氨酸正常DNAGGGGCCGGAmRNA氨基酸蛋白質(zhì)纈氨酸異常UAT鐮狀細(xì)胞貧血形成原因:直接原因:谷氨酸被纈氨酸替換；根本原因：發(fā)生了基因突變，堿基對由A//T，替換成T//A?；蛲蛔儯篋NA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失，而引起的基因堿基序列的改變基因突變的概念A(yù)ATTCCGGTTAAGGCC基因突變正常DNA分子AATTACCGGTTAATGGCC增添AATTACGGTTAATGCC替換AATTCGGTTAAGCC缺失原密碼子苯丙氨酸UUU突變密碼子UUC基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段主要原因：①基因突變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。②突變可能發(fā)生在沒有遺傳效應(yīng)的DNA片段上。③基因突變?nèi)魹殡[性突變，如AA→Aa，不會導(dǎo)致性狀的改變?；蛲蛔?/p>

基因突變一定可以改變生物性狀嗎？

基因突變一定可以遺傳給后代嗎？

發(fā)生在配子中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。

發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不能遺傳特殊情況：植物體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可通過無性生殖遺傳基因突變1.基因突變一定引起基因結(jié)構(gòu)的改變，但不一定引起生物性狀的改變（

）2.基因突變導(dǎo)致的各種細(xì)胞癌變都可遺傳

（

）對點(diǎn)訓(xùn)練3.如果一個(gè)基因中部缺失了一個(gè)核苷酸對，不可能的后果是

（

）A.沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物B.翻譯為蛋白質(zhì)時(shí)在缺失位置終止C.控制合成的蛋白質(zhì)減少多個(gè)氨基酸D.翻譯的蛋白質(zhì)中,缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化×√A基因突變的實(shí)例正常結(jié)腸上皮細(xì)胞抑癌基因Ⅰ突變原癌基因突變抑癌基因Ⅱ突變抑癌基因Ⅲ突變癌癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移

結(jié)腸癌是常見的發(fā)生于結(jié)腸部位的消化道惡性腫瘤。早期可以沒有任何癥狀，中晚期可表現(xiàn)為腹脹、消化不良，而后出現(xiàn)排便習(xí)慣改變，腹痛，黏液便或黏血便。右圖是解釋結(jié)腸癌發(fā)生的簡化模型，請觀察并回答問題。（P82思考.討論）癌變機(jī)理：原癌基因抑癌基因突變突變（致癌因子作用）不能控制細(xì)胞生長和繁殖進(jìn)程失去抑制的作用正常細(xì)胞癌細(xì)胞不受控制惡性增殖表達(dá)的蛋白質(zhì)是細(xì)胞正常的生長和繁殖所必須的能抑制細(xì)胞的生長和繁殖，或者促進(jìn)細(xì)胞凋亡思考，討論1、從基因角度看，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是什么？相關(guān)基因（包括抑癌基因Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和原癌基因）發(fā)生了突變。3、癌細(xì)胞與正常細(xì)胞相比，具有哪些明顯的特點(diǎn)？①無限增殖②形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化③細(xì)胞膜上糖蛋白減少，細(xì)胞間黏著性降低，容易分散和轉(zhuǎn)移4.在致癌因子的作用下,正常動物細(xì)胞可轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘?xì)胞。有關(guān)癌細(xì)胞特點(diǎn)的敘述錯(cuò)誤的是(

)A.細(xì)胞中可能發(fā)生單一基因突變,細(xì)胞間黏著性增加B.細(xì)胞中可能發(fā)生多個(gè)基因突變，細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生變化C.細(xì)胞中的染色體可能受到損傷，細(xì)胞的增殖失去控制D.細(xì)胞中遺傳物質(zhì)可能受到損傷，細(xì)胞表面的糖蛋白減少A5.癌癥是威脅人類健康的一類重要疾病。人們對癌癥進(jìn)行了大量的研究，以下對有關(guān)癌細(xì)胞的敘述錯(cuò)誤的是()A.癌細(xì)胞是由正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來的B.細(xì)胞癌變可以由病毒感染引發(fā)C.每個(gè)癌細(xì)胞都有數(shù)目相同的染色體

D.癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與細(xì)胞表面糖蛋白減少有關(guān)C基因突變的原因

致癌因子是導(dǎo)致癌癥的重要因素，在我們?nèi)粘Ｉ钪?，有哪些致癌因子？（基因突變原因?1)外因:某些病毒的遺傳物質(zhì)，能夠影響宿主細(xì)胞的DNA。物理因素:紫外線、X射線及其他輻射，能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA?；瘜W(xué)因素:亞硝酸鹽、堿基類似物等，能改變核酸的堿基。生物因素:(2)內(nèi)因:DNA復(fù)制偶爾發(fā)生錯(cuò)誤等1.地球上所有生物都可發(fā)生基因突變，包括病毒。2.基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期；3.一個(gè)基因可以發(fā)生不同的突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因。4.在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率很低5.多數(shù)基因突變對生物體有害，少數(shù)有利。基因突變的特點(diǎn)基因突變的特點(diǎn)普遍性隨機(jī)性不定向性低頻性多害少利性真核生物產(chǎn)生的是它的等位基因。產(chǎn)生新基因AAaA改變：基因型、遺傳信息、密碼子不變：基因數(shù)目、遺傳規(guī)律可能改變：氨基酸、蛋白質(zhì)、性狀基因突變的結(jié)果結(jié)果：基因突變的意義

基因突變是產(chǎn)生新基因的途徑，是生物變異的根本來源，為生物的進(jìn)化提供了豐富的原材料。1、概念：在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。一母生九子，九子各不同基因重組交叉互換

同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體間的互換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組基因重組類型非同源染色體自由組合，非等位基因也自由組合，產(chǎn)生不同配子結(jié)果：產(chǎn)生新的性狀嗎？

結(jié)果:不產(chǎn)生新基因，可形成新的基因型不產(chǎn)生新性狀，可形成新的性狀組合基因重組結(jié)果（1）基因重組是生物變異的主要來源（2）基因重組是形成生物多樣性的重要原因（3）基因重組為生物進(jìn)化提供了原材料基因重組意義

我國是最早養(yǎng)殖和培育金魚的國家。金魚的祖先是野生鯽魚。在飼養(yǎng)過程中，野生鯽魚產(chǎn)生基因突變，人們選擇喜歡的品種培養(yǎng)，并進(jìn)行人工雜交。應(yīng)用項(xiàng)目基因突變基因重組發(fā)生時(shí)間適用范圍變異實(shí)質(zhì)結(jié)果聯(lián)系所有生物都可發(fā)生，包括病毒，具有普遍性發(fā)生在真核生物的有性生殖過程中產(chǎn)生新的基因和新性狀產(chǎn)生新的基因型和新的性狀組合基因堿基序列發(fā)生改變控制不同性狀的基因重新組合有絲分裂前的間期、減數(shù)分裂前的間期減數(shù)分裂Ⅰ的前期減數(shù)分裂Ⅰ的后期①都使生物產(chǎn)生可遺傳變異；②在長期進(jìn)化過程中，基因突變?yōu)榛蛑亟M提供了大量可供自由組合的新基因，基因重組使突變的基因以多種形式傳遞；③兩者均產(chǎn)生新的基因型，可能產(chǎn)生新的表型6.下列關(guān)于基因重組的說法，不正確的是

(

)A.生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組B.減數(shù)分裂四分體時(shí)期，由于同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部互換，可能導(dǎo)致基因重組C.一個(gè)基因型為Aa的植物體自交產(chǎn)生基因型為aa的子代，是通過基因重組實(shí)現(xiàn)的D.一般情況下，花藥內(nèi)可發(fā)生基因重組，而根尖則不能C對點(diǎn)訓(xùn)練7