3.2基因突變是生物變異的根本來源課件高一下學(xué)期生物滬科版必修2

第2節(jié)基因突變是生物變異的根本來源必修2遺傳與進(jìn)化

第3章

可遺傳的變異本節(jié)重點(diǎn)基因突變的定義和生物學(xué)意義正?；蜣D(zhuǎn)錄出的mRNA異?；蜣D(zhuǎn)錄出的mRNA不一定，因?yàn)槊艽a子具有簡并性，即有些種類的氨基酸是由多種（2-4種）密碼子共同編碼的5‘-GUGCAUCUGACUCCUGAGGAG-3‘5‘-GUGCAUCUGACUCCUGUGGAG-3‘GAG編碼谷氨酸GUG編碼纈氨酸表格中列出的是編碼鏈的堿基序列這種改變導(dǎo)致部分紅細(xì)胞變?yōu)殓牋钏韵鄬?duì)于堿基的替換，通常插入或缺失對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的影響更大，造成的變異往往更加顯著?；蛑袎A基替換、插入或缺失所引起的堿基序列改變，稱為基因突變。基因突變的結(jié)果是以下哪一種還是都有可能？以上的3種變異稱為什么？基因突變會(huì)產(chǎn)生新的等位基因（控制眼皮單雙的基因突變后還是只能控制眼皮單雙而不會(huì)去控制鼻子大?。┗蛲蛔兪巧镒儺惖母緛碓矗槭裁?？請(qǐng)你學(xué)完整章后來回答這個(gè)問題）①A→a②A→B以及同一生物不同階段、不同細(xì)胞、不同基因或同一基因的不同堿基中?；蛲蛔兛梢园l(fā)生在所有生物體中，這是基因突變的第一個(gè)特點(diǎn)：普遍性基因突變有什么特點(diǎn)？突變堿基還可能再次發(fā)生改變，從而使該基因回復(fù)成W+對(duì)于某一個(gè)基因而言，可能發(fā)生突變的堿基位點(diǎn)有多個(gè)，突變的形式也有多種，即使是同一位點(diǎn)的堿基改變也有多種可能。例如，果蠅紅眼由基因W+控制，對(duì)不同眼色突變體的分析發(fā)現(xiàn)，它們的基因W在不同堿基位點(diǎn)發(fā)生了突變，從而表現(xiàn)出不同的眼色可見，基因突變可以向不同方向發(fā)生。這是基因突變的第二和第三個(gè)特點(diǎn)：不定向性/多方向性；可逆性補(bǔ)充問題：同時(shí)考慮W+、Wa、We、w4種復(fù)等位基因，果蠅的眼色有幾種基因型？10種人為地利用這些因素可以提高基因突變率。自然條件下，基因突變發(fā)生的頻率很低。除了病毒外，各種生物細(xì)胞每復(fù)制一次可檢測(cè)到的突變率僅在10–11到10–9之間。這是基因突變的第四個(gè)特點(diǎn)：低頻性1927年，美國遺傳學(xué)家繆勒等發(fā)現(xiàn)，用X射線照射果蠅后，子代中出現(xiàn)突變個(gè)體的概率提高了上百倍。之后證明X射線對(duì)其他生物體也具有類似的效應(yīng)。人們逐漸認(rèn)識(shí)到，環(huán)境中的某些物理、化學(xué)或生物因素可以誘發(fā)基因突變。例如，紫外線、X射線以及其他高能射線可以破壞DNA結(jié)構(gòu)；亞硝酸等化學(xué)物質(zhì)會(huì)誘導(dǎo)堿基結(jié)構(gòu)改變，引起堿基錯(cuò)配；而某些微生物（如病毒、真菌等）的感染和代謝毒素也會(huì)誘發(fā)基因突變。有沒有辦法提高基因突變率？基因突變一定能遺傳給后代嗎？在有性生殖過程中，只有發(fā)生了基因突變的生殖細(xì)胞參與受精，突變基因才可能傳給下一代。體細(xì)胞和生殖細(xì)胞中均可能發(fā)生基因突變。除精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞之外的體細(xì)胞發(fā)生基因突變，一定不能遺傳給后代?；蛲蛔兛赡軙?huì)影響細(xì)胞的正常功能。特別是對(duì)細(xì)胞增殖和分裂具有重要作用的基因發(fā)生突變，將會(huì)使細(xì)胞的增殖和分裂失去控制，甚至可能引發(fā)癌變。與正常細(xì)胞相比，癌細(xì)胞最顯著的特點(diǎn)是獲得了無限增殖的能力?；蛲蛔儗?duì)細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生什么影響？細(xì)胞的癌變與細(xì)胞中原癌基因和抑癌基因的突變有關(guān)。原癌基因和抑癌基因的正常表達(dá)，協(xié)同調(diào)控細(xì)胞周期。原癌基因和抑癌基因是兩類在動(dòng)物細(xì)胞中具有重要功能的正?；?。在正常細(xì)胞中，原癌基因的表達(dá)水平一般較低，其適量表達(dá)是細(xì)胞正常生長和分裂所必需的。而抑癌基因在細(xì)胞增殖過程中主要起負(fù)調(diào)控作用，抑制細(xì)胞增殖、促進(jìn)細(xì)胞凋亡。細(xì)胞的癌變與哪些基因的突變有關(guān)？在日常生活中，遠(yuǎn)離各種基因突變的誘發(fā)因素，對(duì)于預(yù)防腫瘤具有積極的意義。當(dāng)原癌基因發(fā)生突變導(dǎo)致過度表達(dá)，或者抑癌基因發(fā)生突變從而不表達(dá)時(shí)，就可能導(dǎo)致細(xì)胞分裂失控，細(xì)胞發(fā)生癌變。例如，原癌基因ras的異常激活或抑癌基因TP53的功能喪失，與約30%的人類癌癥發(fā)生密切相關(guān)。人體CCR5基因（表達(dá)一種膜蛋白）的某些特定突變體在歐洲歷史上的黑死病肆虐中得以幸存基因突變可能會(huì)給個(gè)體的生存帶來不利影響。但是，基因突變所帶來的變異也可能使生物更好地適應(yīng)環(huán)境。例如，水稻的矮稈突變使其不易倒伏；莖稈越矮，越不容易被大風(fēng)吹斷基因突變對(duì)個(gè)體會(huì)產(chǎn)生什么影響？還有些突變對(duì)生物自身未必有利，卻能為人類所利用。最早利用基因自發(fā)突變所培育的安康羊品系，因短腿難以跨越柵欄，便于圈養(yǎng)比如，谷類作物落粒性的某些突變更方便人們收獲；可以在短期內(nèi)快速產(chǎn)生極其豐富的新類型以供選擇，大大縮短了育種周期。在生產(chǎn)實(shí)踐中，人們常利用物理、化學(xué)等因素誘發(fā)突變。例如使用60Co射線照射，可使生物的基因突變率提高成百上千倍，并結(jié)合常規(guī)雜交育種技術(shù)選育新品種，表現(xiàn)出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病等突出性狀。宇宙空間具有特殊環(huán)境，太空育種為通過基因突變進(jìn)行農(nóng)作物育種提供了一種有效手段。我國通過返回式衛(wèi)星和神舟飛船搭載，在太空中誘導(dǎo)生物材料發(fā)生基因突變，然后在地面進(jìn)行選育，現(xiàn)已培育出包括水稻、小麥、番茄、煙草、西瓜等上百個(gè)農(nóng)作物新品種，目前，只有中國、美國和俄羅斯擁有返回式衛(wèi)星技術(shù)，我國在太空育種領(lǐng)域走在了世界前列。本堂小節(jié)基因突變的概念基因中堿基替換、插入或缺失所引起的堿基序列改變，稱為基因突變?；蛲蛔兊奶攸c(diǎn)？普遍性；多方向性/不定向性；可逆性；