第1节 基因突变和基因重组

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普通的玉米种子种植在水,肥,光充足的土壤中,结出的是粒多饱满的种子,但是再把这些种子种在贫瘠的土壤中就会结出普通的种子太空南瓜王(经过太空遨游,也就是经过辐射的)把其种下去后结出的仍是太空南瓜王。变异类型不可遗传的变异:可遗传的变异仅由环境引起遗传物质没有变化:遗传物质变化基因突变基因重组染色体变异章基因突变和其他变异聚焦一:基因突变的实例——人类镰刀型细胞贫血症正常人的红细胞患者的红细胞基因突变的实例:镰刀型细胞贫血症①正常红细胞是什么形状?镰刀型细胞贫血症患者红细胞是什么形状?②是什么原因使正常红细胞变成镰刀型红细胞?③组成患者血红蛋白分子的多肽链上哪个氨基酸发生了改变?④结合基因表达的知识思考:该氨基酸改变的原因是什么?(1)—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸—赖氨酸正常血红蛋白第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代。45678(正常血红蛋白)(异常血红蛋白)(2)试一试:正常血红蛋白氨基酸mRNADNA异常突变直接原因根本原因AU谷氨酸GACTTGAA缬氨酸GACTGAAT碱基对的缺失ACGTGACGTCTGCA正常基因ACGTGCACGTTGCA突变基因DNA的碱基对还有可能发生什么样的变化?碱基对的增添ACGTGACGTCTGCA正常基因ACGTGACGTCTGCAAT突变基因DNA的碱基对还有可能发生什么样的变化?归纳基因突变的概念基因突变:DNA分子中发生碱基对的、或而引起的基因的改变。┯┯┯┯ATGCTACG┷┷┷┷┯┯┯┯┯ATAGCTATCG┷┷┷┷┷┯┯┯AGCTCG┷┷┷┯┯┯┯ACGCTGCG┷┷┷┷增添替换缺失结构增添缺失替换碱基排列顺序改变(3)归纳总结:(4)思考:基因突变这种可遗传的变异一定能传给后代吗?若发生在配子中可遵循遗传规律传递给后代,若发生在体细胞中,一般不能遗传。GATCTADNAmRNAGAU氨基酸天冬氨酸GAC天冬氨酸CTGGAC突变(1)一个碱基对的替换一定会引起蛋白质的改变吗?聚焦二:基因突变对蛋白质的影响1、(选择填空)某生物发生了基因突变后,基因结构;性状.基因数量;(一定不变;一定改变;不一定改变)一定改变一定不变不一定改变反馈练习···TAGGCGCGGTTGAACTA······ATACCGCGCCAACTTGAT······TATGGCGCGGTTGAACTA···(2)碱基对增添会导致蛋白质的结构改变吗?···ATCCGCGCCAACTTGAT······TAGGCGCGGTTGAACTA······ATCGCGCCAACTTGAT······TAGCGCGGTTGAACTA······ATCCGCGCCAACTTGAT···(3)碱基对的缺失会导致蛋白质的变化吗?(4)当DNA分子上增添或缺失1个碱基对、2个碱基对、3个碱基对时,结果相同吗?哪种情况有可能对其控制合成的蛋白质结构影响最小?•3个碱基对(5)总之,碱基对的增添、缺失和替换,哪一种基因突变对生物性状的影响最小?碱基对的替换2、自然界中,一种生物某一基因及突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下:正常基因精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因1精氨酸苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因2精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸突变基因3精氨酸苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨酸根据上述氨基酸序列确定这三种基因突变的DNA分子的改变是A.突变基因1和2为一个碱基的替换,突变基因3为一个碱基的增添B.突变基因2和3为一个碱基的替换,突变基因1为一个碱基的增添C.突变基因1为一个碱基的替换,突变基因2和3为一个碱基的增添D.突变基因2为一个碱基的替换,突变基因1和3为一个碱基的增添4.下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化,对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是A.第6位的C被替换为TB.第9位与第10位之间插入1个TC.第100、101、102位被替换为TTTD.第105至106位插入3个T一矮茎豌豆品系中出现一株高茎豌豆,且“高茎”性状能够遗传给后代,请对此现象加以解释:矮茎基因(d)突变为高茎基因(D)。如果是核基因突变,新产生的基因(D)是(d)基因的等位基因吗?为什么?聚焦三:基因突变的结果位于同源染色体上的相同位置的基因控制同一性状新基因位于同源染色体上的相同位置的基因控制同一性状dd(原基因)(等位基因如D1、D2)d(突变基因)新性状(正常基因)(正常基因)是生物进化的原始材料产生新的基因(等位基因);可能出现新的性状。实例:白化病基因(a)、血友病基因(h)红绿色盲基因(b)、多指基因(T)聚焦三:基因突变的结果某男性患了红绿色盲,是由于他自身的基因突变了吗?如果他母亲不是携带者呢?是生物变异的根本来源是生物进化的原始材料DNA复制时碱基互补配对出现差错。有丝分裂间期、减Ⅰ间期:发生过程:发生时间:聚焦四:基因突变的时期及原因诱导因素:物理、化学、生物因素。基因突变类型:自然突变和人工诱变1、普遍性:所有生物都能发生基因突变。人及下列生物都能发生基因突变吗?高等动植物;单细胞生物;DNA病毒;RNA病毒;只要有核酸的复制聚焦五:基因突变的特点动、植物的生长发育过程;细胞质线粒体增殖过程;动植物的减数分裂过程;这些过程是否都能发生基因突变?2、随机性:能发生于个体发育的任何时期。进行有性生殖的生物,细胞的突变基因可能传给子代。DNA复制过程中都有可能发生基因突变。生殖聚焦五:基因突变的特点结果:产生多种复等位基因。例:人类的ABO血型系统。ⅠA、ⅠB、i原因:Aa1a2a33、不定向:产生多种复等位基因。4、低频性:原因?精确模板;严格配对。如何提高基因突变频率?真核生物基因自然突变率10-5—10-8。聚焦五:基因突变的特点果蝇约有104对基因,假定每个基因在一个生殖周期的突变率都是10-5,一个大约有109个果蝇的果蝇群,每一代出现的基因突变数是()A2×109B2×108C2×107D108√镰刀型细胞贫血症十分少见,是因为基因突变具有____________低频性基因突变具有低频性,为什么还能为生物进化提供原始材料?基因突变大多产生的是致病基因。破坏生物与环境业已形成的适应关系,少数突变是有利突变或中性突变。5、多有害:聚焦五:基因突变的特点基因突变的特点:①普遍性:②随机性:④低频性:⑤多害少利性:③不定向性:聚焦五:基因突变的特点聚焦六:基因重组概念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重新组合。问题组1:为什么会产生新的性状组合非同源染色体上的非等位基因间重组问题组2:控制不同性状的基因为什么会重新组合?什么时候重新组合?怎样组合?聚焦六:基因重组概念问题组3:同源染色体上的非等位基因能否重组?右图为一果蝇的基因型,若无交叉互换,该果蝇产生几种配子?若发生交叉互换,该果蝇产生几种配子?请写出其配子基因型。聚焦六:基因重组概念有性生殖的生物在减数分裂产生配子时非同源染色体非等位基因的自由组合同源染色体四分体时期非姐妹染色体交叉互换等位基因类型发生时间聚焦六:基因重组概念开阔视野:物种间的基因重组(基因工程)指将一个生物体中的目的基因转入另一个生物体中,使后者获得新的遗传性状或表达所需要的产物的技术。具体内容请参阅第六章第二节“基因工程及其应用”。基因突变意义:产生新基因的唯一途径;生物变异的根本来源;是生物进化的原始材料。聚焦七:基因突变及基因重组的意义阅读p82及p83,归纳比较基因突变、基因重组的意义基因重组意义:生物变异的来源之一;对生物进化有重要意义。基因突变具有低频性、多害性,为什么还能为生物进化提供原始材料?1、下图为马的生活史,有关此图的叙述错误的是A.有丝分裂发生在Ⅰ~Ⅱ、Ⅳ~ⅠB.基因重组发生在Ⅲ~ⅣC.基因突变发生在Ⅰ~Ⅱ,Ⅱ~Ⅲ,Ⅳ~ⅠD.Ⅳ~Ⅰ√课堂检测2、下列生物的生殖过程会出现基因自由组合现象的是A.玉米的种子繁殖B.细菌的繁殖C.烟草花叶病毒的复制D.植物组织培养3、一对夫妇所生育的子女中,性状上差异很多,这种差异主要来自A、基因重组B、基因突变C、环境影响D、疾病影响√√4、变异是生命物质基本特征之一,下列不属于细菌产生的可遗传变异有①基因突变②基因自由重组③染色体变异④环境条件的变化引起的性状变异A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④√5、经检测,某男性的一个精原细胞的一条1号染色体上的DNA的一条链上一个碱基T突变成了A,则该精原细胞经减数分裂所产生的精子中,含有突变基因的精子有个。A.4B.2C.1D.不确定√只有1个DNA发生变异,所以只影响到一个精子

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