aa5.1基因突變和基因重組

1、第1節(jié) 基因突變與基因重組,基因突變及其他變異,原句： THE CAT SAT ON THE MAT . 錯(cuò)句： 1. THE KAT SAT ON THE MAT. 2. THE HAT SAT ON THE MAT. 3. THE CAT ON THE MAT. 4. THE CATTLE SAT ON THE MAT. 討論：假如在DNA分子的復(fù)制過程中，發(fā)生了類似的錯(cuò)誤，DNA分子攜帶的遺傳信息是否發(fā)生了變化？可能對(duì)生物體產(chǎn)生什么影響？,問題探討：,(一)基因突變的實(shí)例,一、基因突變,1910年，一位美國(guó)黑人青年由于發(fā)燒和肌肉疼痛到醫(yī)院看病，醫(yī)生檢查發(fā)現(xiàn)，他患的是當(dāng)時(shí)人們尚未認(rèn)識(shí)的一種

2、特殊的貧血病 鐮刀型細(xì)胞貧血癥。,材料1：1928 年，人們發(fā)現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者能將這種病遺傳給下一代，并且發(fā)現(xiàn)該病是一種常染色體上的隱性遺傳病。,材料2：1949 年，美國(guó)化學(xué)家鮑林將正常人和鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白，分別放在一定的溶液中電泳，發(fā)現(xiàn)正常人和患者的血紅蛋白的電泳圖譜明顯不同。 思考： 根據(jù)以上材料，你認(rèn)為導(dǎo)致該病的直接原因是什么？,材料3：1956 年，英格拉姆等人用酶將正常的血紅蛋白和鐮刀型細(xì)胞的血紅蛋白在相同條件下切成肽段，通過電泳對(duì)二者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)肽段的位置不同。 思考： 從圖中可以看出正常肽鏈中的哪一個(gè)氨基酸發(fā)生了什么樣的突變？查閱密碼子表，分別寫出正

3、常氨基酸和異常氨基酸的密碼子。推測(cè)可能發(fā)生了哪些變化。 谷氨酸的密碼子：GAAGAG 纈氨酸的密碼子：GUUGUAGUCGUG,思考：氨基酸的密碼子是由 DNA 分子決定的，由此可以推測(cè)相應(yīng)的 DNA 分子的堿基片段發(fā)生了什么樣的變化？,正常 谷氨酸 GAA 1 CTT 2 GAA,蛋白質(zhì) 氨基酸 mRNA DNA,異常 纈氨酸 GUA CAT GTA,突變,基因突變的概念： DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。,DNA的堿基除了這種變化以外，還有可能發(fā)生什么樣的變化？ 增添：豌豆皺粒 缺失：囊性纖維病,當(dāng)DNA的一個(gè)堿基發(fā)生改變后，其控制合成的蛋白質(zhì)上的氨基酸種

4、類一定會(huì)改變嗎？,問題： 人體某些體細(xì)胞基因的突變，有可能發(fā)展為癌細(xì)胞。生活中有哪些因素容易引發(fā)癌癥呢？,思考：突變后的基因能夠傳遞給子代嗎？如果可以，通過什么方式傳遞給子代？ 基因突變?nèi)舭l(fā)生在配子中，一般可遺傳 基因突變?nèi)舭l(fā)生在體細(xì)胞中，一般不遺傳。,（二）基因突變的原因和特點(diǎn),原因： 1、誘發(fā)突變：提高突變頻率 物理因素：紫外線、X射線損傷DNA 化學(xué)因素：亞硝酸、堿基類似物 改變堿基 生物因素：某些病毒的遺傳物質(zhì)影響宿主細(xì)胞的DNA 2、自然突變：DNA復(fù)制發(fā)生錯(cuò)誤 堿基組成發(fā)生改變,特點(diǎn)： 1、普遍性 2、隨機(jī)性 3、不定向性：產(chǎn)生等位基因 4、低頻性 5、少利多害性,（二）基因突變的

5、原因和特點(diǎn),問題： 基因突變有何意義？,思考： 1基因突變產(chǎn)生的新基因與原來的基因是什么關(guān)系？ 2這些新的基因產(chǎn)生的新性狀對(duì)生物的生存有什么意義（有利還是有害） ? 3自然環(huán)境會(huì)選擇哪些個(gè)體生存下來？ 4基因突變對(duì)生物的進(jìn)化有何意義？,（三）基因突變的意義,意義：基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，為生物的進(jìn)化提供了原材料。,二、基因重組,思考： 圖中哪些基因可以進(jìn)行自由組合呢？怎樣組合？發(fā)生在什么時(shí)期？,“自由組合”重組,思考： 圖中所示是一個(gè)什么過程？發(fā)生在什么時(shí)期？,“交叉互換”重組,基因重組的概念：,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。,1、與基因

6、突變相比較，基因重組有何意義？ 基因重組是生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因，對(duì)生物的進(jìn)化有重要的意義。 2、一般來說，基因重組會(huì)產(chǎn)生新的基因嗎？ 沒有新的基因產(chǎn)生，只是控制不同性狀的基因重新組合（產(chǎn)生新的基因型）。,思考：,基因突變,基因重組,發(fā)生時(shí)間及 原因,可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何階段,一般在細(xì)胞分裂的間期。 包括堿基對(duì)的替換、增添和缺失。,減后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合； 減四分體時(shí)期，同源染色體的非姐妹染色單體的交叉互換重組。,意義,生物變異的根本來源，是生物進(jìn)化的原始材料,生物變異的來源之一，對(duì)生物進(jìn)化有重要意義,本質(zhì),基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生新的基因

7、（等位基因）,不產(chǎn)生新基因，而是不同基因的重新組合，可產(chǎn)生新的基因型,發(fā)生可能,突變頻率低，但普遍存在,有性生殖中非常普遍,近年來，應(yīng)用重組DNA技術(shù)，人們可以把經(jīng)過改造的基因，通過運(yùn)載體送入生物細(xì)胞中，并且使該基因在細(xì)胞中正確表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的物質(zhì)，或者組建出新的生物類型，從而達(dá)到定向改變生物性狀的目的。例如，把抗蟲基因轉(zhuǎn)入棉花細(xì)胞中，得到的轉(zhuǎn)基因棉花植株能夠有效地防止棉鈴蟲的危害。,DNA重組技術(shù)（基因工程）,補(bǔ)充材料,總結(jié)：,基因突變 1.基因突變的概念 2.基因突變的原因 3.基因突變的特點(diǎn) 4.基因突變的意義,基因重組 1.基因重組的概念 2.基因重組的原因 （） 3.基因重組的意義,1.判斷下列表述是否正確, 基因突變是廣泛存在的，并且對(duì)生物自身大多有害 基因突變一定能夠改變生物的表現(xiàn)型 突變產(chǎn)