高中生物-基因突变和重组

过去有效的杀虫药，为什么现在就不起作用了呢？你们大量使用杀虫药，我们可是兵多将广，变异类型多着呢！问题探讨几位同学在抄写句子“中国队大胜美国队”分别抄成了“中国队胜美国队”“中国队大败美国队”“中国队大败给美国队”“中国队败给美国队”讨论：假如在DNA分子的复制过程中，发生了类似的错误，DNA分子携带的遗传信息是否会改变？这些变化可能对生物体产生什么影响？答案：DNA分子携带的遗传信息发生了改变。如果氨基酸发生了改变，生物体的性状可能发生改变。生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在性状差异的现象。什么是生物的变异？•染色体变异•类型•不遗传的变异•可遗传的变异•基因重组•基因突变生物的变异表现型基因型环境（不可遗传的变异）（可遗传的变异）基因重组染色体变异基因突变诱因（改变）（改变）（改变）缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸——赖氨酸······异常基因突变的实例:镰刀型细胞贫血症缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸——赖氨酸······正常血红蛋白分子的部分氨基酸顺序正常异常一、基因突变CTTGAA谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白质正常异常GUACATGTA突变GAA_____原因_____原因根本直接镰刀型细胞贫血症病因的图解┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷┯┯┯┯┯ＡＴＡＧＣＴＡＴＣＧ┷┷┷┷┷┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷┯┯┯ＡＧＣＴＣＧ┷┷┷┯┯┯┯ＡＣＧＣＴＧＣＧ┷┷┷┷┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷增添缺失改变DNA分子中发生碱基对的、和，而引起的的改变。增添缺失改变基因结构1.基因突变的概念┯┯┯ＧＡＴＣＴＡ┷┷┷ＧＡU┷┷┷天冬氨酸┯┯┯ＧＡＣＣＴＧ┷┷┷ＧＡＣ┷┷┷┯┯┯ＧＴＴＣＡＡ┷┷┷ＧUU┷┷┷天冬氨酸缬氨酸DNA碱基对的改变是否一定会引起蛋白质性状的改变？同学们可以尝试在缺失和插入状态下蛋白质性状是否一定改变？为什么？···TAGGCG······AUCCGC······AUACCGC···mRNA碱基对增添···ATACCGC······TATGGCG···异亮氨酸脯氨酸探究：碱基对增添会导致蛋白质的结构改变吗？DNA···ATCCGC···正常异亮氨酸精氨酸氨基酸[探究]碱基对的缺失会导致蛋白质的变化吗?···ATCCGC······TAGGCG···正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸···AUCCGC···异亮氨酸精氨酸···ACCGC···苏氨酸丙氨酸②①①②···ACCGC······TGGCG···碱基对缺失请思考：1、碱基对的替换、增添和缺失，对蛋白质的结构影响有什么影响？2、基因突变是否一定会引起蛋白质的改变？结论：替换——可能使一个氨基酸改变增添或缺失——会使插入或缺失位点以后氨基酸序列都改变，对蛋白质的结构影响更大。结论：基因突变不一定会引起蛋白质的改变。mRNA上改变了的密码子与原密码子可能仍对应同一种氨基酸。1、哪一种基因突变对生物性状的影响最小？碱基对的替换2、基因突变不改变生物性状的原因有哪些？①一种氨基酸可能有几种密码子②显性纯合子突变成杂合子（AA→Aa）发生的时间:细胞周期中的分裂间期A.有丝分裂间期B.减数第一次分裂间期体细胞生殖细胞（一般不能传给后代,人体某些体细胞基因的突变可能发展为癌细胞）（可以通过受精作用直接传给后代）DNA在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂后进行修复时发生错误。基因突变都会遗传给后代吗？可遗传变异不一定传给后代！2.基因突变的原因（1）自发突变（内因）DNA复制时偶尔发生错误（2）诱变突变（外因）物理因素：如X射线、激光等化学因素：如亚硝酸、碱基类似物等生物因素：如病毒和某些细菌等人工诱变育种运用物理因素或化学因素提高突变率,诱发基因突变,获得优良品种.太空南瓜夏季涂抹防晒霜化疗法抑制癌细胞增殖青少年少上网，少用手机不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐）物理因素化学因素物理因素化学因素少吃烧烤和油炸食品化学因素分析以下情况是利用或回避了哪种因素①成功率低,有利个体往往不多②需大量处理材料人工诱变在育种上的应用诱变意义:是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法（2）优点：①提高突变率，缩短育种周期②大幅度改良某些性状（3）缺点:物理方法：X射线、γ射线、紫外线、激光等化学方法：亚硝酸、硫酸二乙酯等（1）常用的方法：细菌无抗药性——抗药性棉花正常枝——短果枝果蝇红眼——白眼长翅——残翅家鸽羽毛白色——灰红色人正常色觉——色盲正常肤色——白化病你认为突变有什么特点？常见突变性状：一在生物界普遍存在；讨论与思考玉米白化苗人类多指[探究]基因突变有何特点？短腿安康羊（中）开花结果的植株胚幼苗具根茎叶的植株分化出花芽的植株受精卵1、基因突变发生在生物个体发育的什么时期？任何时期二在生物体内随机发生；[探究]基因突变有何特点？思考①②③④⑤基因突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因2×10－６果蝇的白眼基因4×10－5果蝇的褐眼基因3×10－5玉米的皱缩基因1×10－６小鼠的白化基因1×10－5人类色盲基因3×10－5小资料三突变率低；[探究]基因突变有何特点？白化苗四大多数突变是有害的白化病为什么呢？任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们与环境取得了高度的协调。[探究]基因突变有何特点？五基因突变是不定向的[探究]基因突变有何特点？经诱变处理的紫色种子产生的子代种子经诱变处理的黑色家鼠产生的子代显性突变隐性突变3．基因突变的特点①普遍性:自然界的物种中广泛存在②随机性:可发生在任何时期③不定向性：④低频性:自然界突变率很低：10－5-10-8⑤有害性:多数有害,少数有利例子A＝a1或A＝a2一个基因突变后产生的是它的等位基因•思考：1．基因突变能产生新的基因吗？2．这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什么意义（有利还是有害）?3．自然环境会选择哪些个体生存下来？（有利还是有害）4、基因突变的意义•是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了最初的原材料。基因突变新基因（等位基因）基因型（改变）表现型（改变）引发生物变异4.基因突变的意义:可以产生新的基因1、基因突变的概念2、基因突变的结果基因突变总结3、基因突变发生的时期和部位4、基因突变的分类5、基因突变的原因6、基因突变的特点7、基因突变的意义：是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料。F2黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒F1黄色圆粒绿色皱粒P×黄色圆粒思考：为什么子二代会出现亲代没有的表现型？YYRRyyrrYyRr基因自由组合“一母生九仔，连母十个样”这种差异怎么造成的？有性生殖基因重组概念基因重组是通过过程实现的方式在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合.１、非同源染色体上的非等位基因自由组合2、同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换非同源染色体上的非等位基因自由组合bBBbAb和aBAB和ab自由组合的根本原因同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换基因重组是通过有性生殖来实现的4、意义：基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化有重要意义。思考1：基因重组中有无新的基因产生？思考2：果蝇的体细胞有4对同源染色体，根据自由组合规律计算，一只雄果蝇能产生多少种染色体不同的精子，一只雌果蝇能产生多少种染色体不同的卵细胞？非常丰富3、特点小结：基因突变与基因重组的比较基因突变基因重组定义发生时间原因特点实质意义碱基对增添|缺失|替换引起基因结构变化，产生新基因不产生新基因，产生新基因型生物变异的根本来源，为生物的进化提供原始材料有性生殖中，控制不同性状的基因重新组合的过程普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性。非常丰富自发突变、诱发突变细胞分裂间期，DNA复制过程中减数第一次分裂前、后期生物变异的来源之一，对生物的进化有重要意义。非同源染色体自由组合|交叉互换基因突变定义原因特点意义碱基对增添缺失改变普遍性随机性低频性多害少利性不定向性根本原因外因知识结构基因重组知识结构定义原因意义练习题1、基因突变（）；基因重组（）。A、产生新基因，不形成新基因型B、产生新基因，形成新基因型C、不产生新基因，形成新基因型D、不产生新基因，不形成新基因型B2、基因重组发生在()A.有丝分裂形成子细胞的过程中B.减数分裂形成配子的过程中C.受精作用形成受精卵的过程中D.分裂间期，DNA复制的过程中B3、人类能遗传的基因突变常发生在（）A.减数第一次分裂B.四分体时期C.减数第一次分裂的间期D.有丝分裂间期4、诱变育种的特点是()①能大幅度改良某些性状②能形成新基因③大多形成新物种④一般对个体生存有利A.①②B.①③C.②③D.②④AC