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第1节基因突变和基因重组生物界中的变异现象变异的概念：生物的后代出现与亲本不同的性状（也包括后代个体间的差异）变异的类型可遗传变异细胞内遗传物质发生改变而引起的不可遗传变异环境因素影响而造成的可遗传变异的三种来源:基因突变基因重组染色体变异思考：可遗传变异是否一定会遗传给后代？不一定，发生在生殖细胞的变异可以遗传给后代，发生在体细胞的变异一般不遗传给后代。正常型红细胞(左)与镰刀型红细胞(右)正常人的红细胞是圆饼状的，镰刀型细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲的镰刀状的。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。血红蛋白是由四条多肽链组成.研究表明，在整个多肽链的574个氨基酸中，病者与正常人的573个氨基酸是相同的。所不同的是一个谷氨酸被缬氨酸替代，因而引起血红蛋白结构异常。正常异常…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—……－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸—…CTTGAACATGTAGAAGUADNAmRNA蛋白质氨基酸谷氨酸正常缬氨酸不正常基因突变原因分析血红蛋白分子的多肽链上一个谷氨酸被一个缬氨酸替换。CTTGAACATGTA控制合成血红蛋白分子的DNA的碱基序列发生了改变。即：镰刀型细胞贫血症是由_________引起的一种遗传病，是由于基因_________发生了改变导致血红蛋白分子改变而产生的。基因突变分子结构原因分析——碱基对的替换1、直接原因：2、根本原因：1、基因突变的类型ATCCGTAGGC缺失（正常）ATTCCGTAAGGCAACCGTTGGCACCGTGGC替换增添由于DNA分子中发生碱基对的增添,缺失或替换,而引起的基因结构的改变.就叫做基因突变.DNAAUCCGC···AACCGC···异亮氨酸精氨酸天冬酰氨mRNAATCCGC···TAGGCG···正常TTGGCG···AACCGC···碱基对改变精氨酸结果：突变位点对应的密码子改变；氨基酸可能改变，也可能不变。思考：碱基对的改变是否一定引起生物性状的改变?GATCTADNAmRNAGAU氨基酸天冬氨酸GAC天冬氨酸CTGGAC结论：碱基对的改变不一定引起生物性状的改变DNAAUCCGC···ACCGC···苏氨酸丙氨酸mRNAATCCGC···TAGGCG···正常异亮氨酸精氨酸碱基对缺失ACCGC···TGGCG···结果：突变位点后对应的密码子和氨基酸全部改变（也可能只增加或缺少一个氨基酸，其余的不变）ATACCGC···TAGGCG···TATGGCG···DNAATCCGC···AUCCGC···AUACCGC···mRNA正常碱基对增添异亮氨酸精氨酸异亮氨酸脯氨酸结果：同缺失。突变位点处的氨基酸可能改变，也可能不改变。【突变后的碱基序列转录出的密码子（改变），对应着同一种氨基酸。】突变位点后的氨基酸全部改变(也可能只增加或缺少一个氨基酸，其余的不变），生物的性状发生改变。2、基因突变结果基因突变产生新的基因,使一个基因变成它的等位基因,并且通常会引起一定的表现型的变化.新基因等位基因Dd3．原因(1)外因：________、________和_________。(2)内因：DNA分子_____发生错误，DNA碱基组成发生改变。物理因素化学因素生物因素复制4．发生的过程及时间基因突变发生在细胞分裂间期DNA分子复制的过程中，即DNA――→突变DNA。5．特点（1）_____存在。（2）_____发生的，______的。（3）自然状态下，基因突变的频率_____。（4）_____________6．意义(1)______产生的途径。(2)_________的根本来源。(3)_________的原始材料。普遍随机很低新基因生物变异生物进化不定向多害少利(2)基因突变不改变染色体上基因的数量，只改变基因的结构产生新基因。(3)基因突变是染色体上某一位点的基因发生改变，在光学和电子显微镜下观察不到。（1）基因突变若发生在配子中，可遗传基因突变若发生在体细胞中，一般不能遗传。基因突变的应用——诱变育种•1、原理：•2、方法：•3、优点：•4、缺点：基因突变一般用物理或化学因素处理生物提高基因突变频率，大幅度改良优良性状突变方向难以掌控，有利变异少例题1．下列关于基因突变的叙述，正确的是()A．个别碱基对的替换可能不影响蛋白质的结构和功能B．染色体上部分基因的缺失，引起性状的改变，属于基因突变C．有性生殖产生的后代出现或多或少的差异主要是由于基因突变D．DNA的复制和转录的差错都可能发生基因突变例题2．(2009年江苏卷)基因突变是生物变异的根本来源，下列关于基因突变特点的说法正确的是()A．无论是低等还是高等生物都可能发生突变B．生物在个体发育的特定时期才可发生突变C．突变只能定向形成新的等位基因D．突变对生物的生存往往是有利的例题3．相同条件下，小麦植株哪一部位的细胞最难以产生新的基因()A．叶肉B．根分生区C．茎尖D．花粉母细胞“一母生九仔，连母十个样”这种差异怎么造成的？在生物体进行__________的过程中,控制不同性状的基因的重新组合.基因重组同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换非同源染色体上的非等位基因自由组合方式有性生殖非同源染色体上的非等位基因自由组合bBBbAb和aBAB和ab方式：bBBb同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换交叉互换交换的是_____________基因等位1、基因重组有新的基因产生吗？有新的性状产生吗？没有新的基因产生，也没有新的性状产生。只是控制不同性状的基因重新组合。2、与基因突变相比较，基因重组有何意义？基因重组是生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化有重要的意义。思考：基因重组的方式同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换非同源染色体上的非等位基因自由组合基因工程例题、下列有关基因重组的说法，不正确的是A.基因重组能够产生多种基因型B.非同源染色体上的非等位基因可以发生重组C.基因重组是生物变异的根本来源D.基因重组发生在有性生殖的过程中