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第1节基因突变和基因重组广东省珠海市实验中学阿奇精品课件：高中生物必修2《遗传与进化》表现型基因型环境（不可遗传的变异）诱因（改变）（改变）（改变）基因重组染色体变异基因突变（遗传物质未发生改变）（遗传物质发生改变）（可遗传的变异）复习:表现型与基因型的关系普通的小麦种子种植在肥沃的土壤中，给予充足的阳光和水分，结出的是粒多饱满的种子，但是再把这些种子种下去结出的仍就是普通的种子。不可遗传的变异太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）和普通椒相比，太空椒具有明显的优势，果实肥大，把其种子下去后结出的仍是太空椒。可遗传的变异1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀状细胞贫血症患者血红蛋白异常，一条多肽链上的谷氨酸被缬氨酸取代。正常异常…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—……－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸—…一、基因突变(一)基因突变的实例圆饼型的红细胞镰刀状的红细胞CTTGAA谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白质正常异常GUACATGTA突变GAA_____原因镰刀型细胞贫血症是由引起的一种遗传病。病因：DNA分子中碱基对替换根本[探究]第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因:ATTA替换直接原因决定谷氨酸→缬氨酸DNA分子中发生碱基对的、和，而引起的的改变。替换增添缺失基因结构(二)基因突变的概念：缺失ATCCGCTAGGCGCCGCGGCGATTACCGCGGCGATTAATACCGCTGGCGDNA片段ATCCGCTAGGCGCCGCGGCGA.有丝分裂间期B.减数第一次分裂间期体细胞可以发生基因突变生殖细胞中也可以发生基因突变（但一般不能传给后代）（可以通过受精作用直接传给后代）分裂间期体细胞可以发生基因突变吗？生殖细胞可以发生基因突变吗？体细胞发生的基因突变可以传给后代吗？生殖细胞发生的基因突变可以传给后代吗？(三)基因突变发生的时间细胞周期中的分裂间期(四)基因突变的原因物理因素化学因素生物因素基因突变的原因X射线、激光等亚硝酸和碱基类似物等病毒和某些细菌等能不能列举一些实例来说这些因素确实会导致基因突变？自发突变：自然条件下DNA偶尔复制错误诱发突变：在第二次世界大战临近结束的1945年8月，美国先后向日本广岛和长崎投下了两颗原子弹，造成约10.6万人死亡，约13万人受伤。当时缪勒就指出：原子弹爆炸产生的放射性污染将给广岛和长崎幸存居民的后代带来难以预料的影响。缪勒不幸言中了。在战后的20多年里，广岛和长崎先后出生了数以百计死胎和智障、肢体畸型的新生儿。案例一：1986年4月26日，前苏联切尔诺贝利核电站发生爆炸，给当地造成了严重的核污染。1995年，美国乔治亚大学生态实验室研究人员前往实地考察。在捕获的野猪、野鹿及老鼠中，发现DNA束上发现许多断裂处，这说明突变速率很高。时隔一年，联合国组织的一支科学考察队来到切尔诺贝利，竟遭到了一群不明动物的进攻。人们仔细一瞧，竟是老鼠!一只只大如猪崽！切尔诺贝利核事故后还发现了一米左右的青蛙以及宛如潜艇般的怪鱼。案例二：案例三：北京市民李发君的妻子朱继荣2002年8月初买了一辆新车作为上下班的交通工具，9月底就发现身上有大量出血点。10月经正规医院诊断为重症再生障碍性贫血（白血病），治疗5个月后宣告治疗无效病逝。由于苯中毒可导致重症再生障碍性贫血，朱也是继买车后才出现病症，于是李在中国室内装饰协会下属室内环境监测中心进行车内空气检测，确认车内苯超标后，认为罪魁祸首就是这辆新车。如果没有这些因素，基因突变会不会发生？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：1、在生物界普遍存（普遍性）；讨论与思考短腿安康羊（中）玉米白化苗人类多指(五)基因突变的特点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2、在生物体内随机发生（随机性）；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3、突变率低；4、基因突变是不定向的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白化苗5、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。(六)基因突变的结果和意义生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原始材料,能使生物的性状出现差别，以适应不同的外界环境，是生物进化的重要因素之一。基因突变的结果往往使一个基因变成它的等位基因,即产生了新的基因。基因突变的意义:思考：“一母生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的?基因重组1、概念:在生物进行有性生殖过程中,控制不同性状的基因的自由组合。2、类型:①基因的自由组合:②基因的互换:非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换.后一页二、基因重组有性生殖基因重组是通过过程实现的非同源染色体上的非等位基因自由组合一种具有20对等位基因（这20对等位基因分别位于20对同源染色体上）的生物进行杂交时，F2可能出现的表现型就有种。bBBbAb和aBAB和ab上一页220=1048576同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换上一页3、意义:通过有性生殖过程实现的基因重组,为生物变异提供了极其丰富的来源。这是形成生物多样性的重要原因之一,对于生物进化具有十分重要的意义。思考：基因重组能否产生新的基因？(08广东生物)正常双亲产下一头矮生雄性牛犊。以下解释可能的是（）A.雄犊营养不良B.雄犊携带X染色体C.发生了基因突变D.双亲都是矮生基因的携带者ACD（10江苏卷）人类能遗传给后代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C（10江苏卷）育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植蛛，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是A.这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的B.该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体C.观察细胞有丝分裂中期染色体形卷可判断基因突变发生的位置D.将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系B(08广东理基)有关基因突变的叙述，正确的是（）A.不同基因突变的频率是相同的B.基因突变的方向是由环境决定的C.一个基因可以向多个方向突变D.细胞分裂的中期不发生基因突变C(08上海生物)7、（1）人类镰刀形细胞贫血症发生的根本原因是A．基因突变B．染色体结构变异C．基因重组D．染色体数目变异（2）基因突变：是由于DNA分子发生碱基对的_______、______或______，而引起的基因_________的改变。（3）基因突变时间：所以基因突变常发生在____________时期。（4）基因突变是水平上的变化，不改变染色体上基因的数量及所处位置，只改变某一基因的结构及表现形式，既由A，或由a。（5）基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律_______给后代；若发生在体细胞中，__________。A增添替换缺失结构分裂间期分子aA独立遗传一般不能遗传给后代比较基因突变和重组引起的变异：1．基因突变：基因_________改变，它________新的基因发生时期：________________________特点：①普遍性、②随机性、③___________、④多数有害、⑤不定向性。2．基因重组：控制不同性状的_____________，_______新基因，可形成新的________。发生时期：___________________特点：__________内部结构能产生细胞分裂间期（DNA复制时）突变率低基因重新组合不产生基因型有性生殖过程中(减数分裂)非常丰富