基因突变和基因重组

第第1 1节节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组陈佩斯和父亲陈佩斯和父亲成龙父子成龙父子像不像葛优和父亲葛优和父亲李宇春和母亲李宇春和母亲张国立父子张国立父子遗传姜文和姜武姜文和姜武陈慧琳和弟弟陈慧琳和弟弟找不同张惠妹和张惠春张惠妹和张惠春徐熙媛和徐熙娣（大小徐熙媛和徐熙娣（大小S S）变异什么叫什么叫“生物的变异生物的变异”？变异能否遗传？变异能否遗传？想一想：上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变想一想：上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象的发生？异现象的发生？这种变异性状这种变异性状能遗传给子代吗？为什么能遗传给子代吗？为什么?分析：分析：是环境因素引起的是环境因素引起的，自身的遗传物质没有，自身的遗传物质没有改变。改变。甘蓝甘蓝3.5kg3.5kg7kg7kg拉萨拉萨3.5kg3.5kg北京北京资料：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有资料：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有3.5KG，当，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达球可重达7KG左右。但再引回北京后，叶球又只有左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5KG。红花的后代变成了蓝紫色红花的后代变成了蓝紫色上述变异性状的后代上述变异性状的后代为何仍然是蓝紫色花呢？为何仍然是蓝紫色花呢？遗传物质发生了改变。遗传物质发生了改变。蓝紫色花的后代仍是蓝紫色蓝紫色花的后代仍是蓝紫色表现型表现型基因型基因型环境环境（不遗传的变异）（不遗传的变异）诱因诱因（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变）判断：判断：仅环境因素引起的变异仅环境因素引起的变异一定不能一定不能遗传。遗传。基因重组基因重组染色体变异染色体变异基因突变基因突变（遗传物质未发生改变）（遗传物质未发生改变）（遗传物质发生改变）（遗传物质发生改变）（可遗传的变异）（可遗传的变异）我帅我帅呆！呆！哼哼一、基因突变一、基因突变 镰刀型细胞贫血症的病因是什么镰刀型细胞贫血症的病因是什么?圆饼型的红细胞圆饼型的红细胞镰刀状的红细胞镰刀状的红细胞脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸 正常正常病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？变化？镰刀型细胞贫血症的病因镰刀型细胞贫血症的病因分析分析异常异常-CTTGAA谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质正常正常异常异常GUACATGTA突变突变GAA直接原因直接原因根本原因根本原因 镰刀型细胞贫血症是由镰刀型细胞贫血症是由碱基被替换碱基被替换引引起的一种遗传病，是由于起的一种遗传病，是由于基因的分子结构基因的分子结构发生了改变产生的。发生了改变产生的。病因：病因：2、基因突变的类型、基因突变的类型ATCCGTAGGC缺失缺失（正常）（正常）ATTCCGTAAGGC AACCGTTGGCA CCGT GGC替换替换增添增添DNAA U C C G C A U U C G C 异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸mRNA A T C C G C T A G G C G 正常正常 T A A G C G A T T C G C 碱基对替换碱基对替换精氨酸精氨酸碱基对改变一定会导致蛋白质的结构碱基对改变一定会导致蛋白质的结构改变吗？改变吗？A T C C G C T A G G C G 正常正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 A U C C G C 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸 A C C G C 苏氨酸苏氨酸 丙氨酸丙氨酸 A C C G C T G G C G 碱基对缺失碱基对缺失1 1、概念概念：DNADNA分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的_、_和和_，而引起的，而引起的_的改变。的改变。增添增添缺失缺失替换替换基因结构基因结构（二）基因突变的概念（二）基因突变的概念思考：思考：1 1、哪一种基因突变对生物性状的影响最小？、哪一种基因突变对生物性状的影响最小？碱基对的替换碱基对的替换2、基因突变不改变生物性状的原因有哪些？、基因突变不改变生物性状的原因有哪些？一种氨基酸可能有几种密码子一种氨基酸可能有几种密码子 显性纯合子突变成杂合子（显性纯合子突变成杂合子（AAAa）AA AaAaaaaA一个基因突变后产生的是它的等位基因一个基因突变后产生的是它的等位基因（三）基因突变的结果（三）基因突变的结果(二二)基因突变发生的时间基因突变发生的时间分裂间期分裂间期A.A.有丝分裂间期有丝分裂间期B.B.减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞（但一般不能传给后代）（但一般不能传给后代）（可以通过受精作用直接传给后代）（可以通过受精作用直接传给后代）DNADNA在进行复制时发生错误在进行复制时发生错误1 1、若某基因原为、若某基因原为303303对碱基，现经过突变，成为对碱基，现经过突变，成为300300个个 碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白质分子相比较，差异可能为（白质分子相比较，差异可能为（）A A只相差一个氨基酸，其他顺序不变只相差一个氨基酸，其他顺序不变 B B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变 C C长度不变，但顺序改变长度不变，但顺序改变 DDA A、B B都有可能都有可能2 2、在一个、在一个DNADNA分子中如果插入了一个碱基对，则（分子中如果插入了一个碱基对，则（）A.A.不能转录不能转录 B.B.不能翻译不能翻译 C.C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变在转录时造成插入点以后的遗传密码改变3 3、人类能遗传的基因突变常发生在（、人类能遗传的基因突变常发生在（）A.A.减数第一次分裂减数第一次分裂 B.B.四分体时期四分体时期 C.C.减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期 D.D.有丝分裂间期有丝分裂间期(四四)基因突变的类型基因突变的类型按来源分按来源分_与与_按突变后对生物个体的影响分按突变后对生物个体的影响分_与与_,_,对生物体而言，多数为对生物体而言，多数为_。自然突变自然突变人工诱变人工诱变有利突变有利突变有害突变有害突变有害突变有害突变打破对环境的适应性打破对环境的适应性为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变?如此的话基因突变对生物岂不是没有意义如此的话基因突变对生物岂不是没有意义?产生新基因产生新基因引发生物变异引发生物变异为进化提供原始材料为进化提供原始材料根据对性状类型的影响，可将基因突变分为根据对性状类型的影响，可将基因突变分为显性突变：显性突变：a-Aa-A隐性突变：隐性突变：A Aa a在一个种群中发现两种突变的性状，其中在一个种群中发现两种突变的性状，其中A A种种性状无论繁殖几代都不变，而性状无论繁殖几代都不变，而B B种突变性状繁种突变性状繁殖到第三代又有殖到第三代又有37.5%37.5%的性状回复到原来的性的性状回复到原来的性状，以上状，以上A A、B B突变分别属于（）突变分别属于（）A A隐性突变和显性突变隐性突变和显性突变 B B人工诱变和染色体变异人工诱变和染色体变异C C显性突变和隐性突变显性突变和隐性突变 D D都是隐性突变或者都是显性突变都是隐性突变或者都是显性突变A A野生果蝇约有野生果蝇约有0.1%的突变个体是宇宙辐射引起的突变个体是宇宙辐射引起的，这种突变为（）的，这种突变为（）A隐性突变隐性突变 B显性突变显性突变 C诱发突变诱发突变 D自然突变自然突变D D某种群中发现一突变性状，连续培养某种群中发现一突变性状，连续培养三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，该突变为该突变为 （）A A显性突变（显性突变（dDdD）B B隐性突变隐性突变(Dd(Dd)C C显性突变和隐性突变显性突变和隐性突变 D D人工诱变人工诱变A A太空椒太空椒普通青椒普通青椒神奇的太空育种神奇的太空育种紫外线紫外线X X射线射线其它各种辐射其它各种辐射亚硝酸亚硝酸碱基类似物碱基类似物苯环类似物苯环类似物复制偶发错误复制偶发错误,碱基组成改变碱基组成改变引引起起基基因因突突变变的的因因素素改变宿主细胞的改变宿主细胞的DNA夏季涂抹防晒霜夏季涂抹防晒霜青少年少上网，少用手机青少年少上网，少用手机不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐）不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐）物理因素物理因素物理因素物理因素化学因素化学因素少吃烧烤和油炸食品少吃烧烤和油炸食品化学因素化学因素分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突变的可能，从而防止细胞癌变？变的可能，从而防止细胞癌变？接种乙肝疫苗接种乙肝疫苗生物因素生物因素细菌细菌 无抗药性无抗药性抗药性抗药性棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蝇果蝇 红眼红眼白眼白眼 长翅长翅残翅残翅家鸽家鸽 羽毛白色羽毛白色灰红色灰红色人人 正常色觉正常色觉色盲色盲 正常肤色正常肤色白化病白化病常见突变性状：常见突变性状：一、在生物界普遍存在一、在生物界普遍存在普遍性普遍性玉米白化苗玉米白化苗人类多指人类多指基因突变有何特点？基因突变有何特点？短腿安康羊（中）短腿安康羊（中）开花结果开花结果的植株的植株胚胚幼苗幼苗具根茎叶具根茎叶的植株的植株分化出花分化出花芽的植株芽的植株受精卵受精卵基因突变发生在生物个体发育的什么时期？基因突变发生在生物个体发育的什么时期？任何时期任何时期二、在生物二、在生物个体发育的如何时期个体发育的如何时期发生发生随机性随机性基基 因因突变率突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因4105果蝇的褐眼基因果蝇的褐眼基因3105玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因110小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人类色盲基因人类色盲基因3105小资料小资料三、突变率低三、突变率低低频性低频性自然状态下，基因突变的频率是很低的。自然状态下，基因突变的频率是很低的。白化苗白化苗四、大多数突变是有害的四、大多数突变是有害的多多害性害性白化病白化病为什么呢？为什么呢？任何一种生物都是长期进化过程的产物，它们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。与环境取得了高度的协调。基因突变中，有利突变多，还是有害突变多？基因突变中，有利突变多，还是有害突变多？有害的基因突变有害的基因突变畸形的雏鸭畸形的雏鸭人类的多指人类的多指人类的人类的并指并指镰刀形红细胞镰刀形红细胞高产大豆高产大豆 高产青霉菌株高产青霉菌株有利的基因突变有利的基因突变有利的基因突变有利的基因突变经诱变处理的紫色种子产经诱变处理的紫色种子产生的子代种子生的子代种子基因突变还有何特点？基因突变还有何特点？如老鼠灰毛基因如老鼠灰毛基因A+突变突变AY(黄毛黄毛)a(黑毛黑毛)灰灰老老鼠鼠黑老鼠黑老鼠黄老鼠黄老鼠五、五、基因突变是不定向的基因突变是不定向的多向性多向性2、基因突变的特点、基因突变的特点 普遍性普遍性:自然界的物种中广泛存在自然界的物种中广泛存在 随机性随机性:可发生在任何时期可发生在任何时期 稀有性稀有性:自然界突变率很低：自然界突变率很低：1010 5 5-1010-8-8 有害性有害性:多数有害多数有害,少数有利。少数有利。(打破对环打破对环境的适应性境的适应性)不定向性不定向性基因突变是基因突变是新基因产生新基因产生的途径，是的途径，是生物变异的生物变异的根本来源根本来源,是是生物进化生物进化的的原始材料原始材料.（六）基因突变的意义（六）基因突变的意义原因：原因：基因突变能够产生前所未有的基因突变能够产生前所未有的新基因新基因从而出现前所未有的新性状。从而出现前所未有的新性状。课课 堂堂 练练 习习D1.下列现象中属于可遗传的变异的是（下列现象中属于可遗传的变异的是（）A、玉米由于水肥充足而长得穗大粒足、玉米由于水肥充足而长得穗大粒足B、人由于晒太阳皮肤变黑、人由于晒太阳皮肤变黑C、无籽番茄没有种子、无籽番茄没有种子D、人类的色盲病、人类的色盲病3.下列有关基因突变的说法，不正确的是下列有关基因突变的说法，不正确的是()A.自然条件下，一种生物的突变率是很低的自然条件下，一种生物的突变率是很低的B.生物所发生的基因突变一般都是有利的生物所发生的基因突变一般都是有利的C.基因突变在自然界的中广泛存在基因突变在自然界的中广泛存在D.基因突变可产生新的基因，是生物变异的基因突变可产生新的基因，是生物变异的 主要来源主要来源BC2.一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出现一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出现一朵白花，如果将白花种子种下去，它的后代全一朵白花，如果将白花种子种下去，它的后代全部开白花，出现这种现象的原因是部开白花，出现这种现象的原因是(）A.自然杂交自然杂交 B.自然选择自然选择 C.基因突变基因突变 D.基因重组基因重组4.下图中，基因下图中，基因A与与a1a2a3之间的之间的 关系，不能表现的是关系，不能表现的是()A.基因突变是不定向的基因突变是不定向的 B.等位基因的出现是基因突变的结果等位基因的出现是基因突变的结果C.正常基因与致病基因可以转化正常基因与致病基因可以转化D.图中基因的遗传遵循自由组合定律图中基因的遗传遵循自由组合定律Aa1a2a3D在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，在一次实验中，经测定只发现鸟氨酸和瓜氨酸，而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是而没有精氨酸。产生此现象的可能原因是（）（）致使（致使（)基因基因 基因基因 基因基因某化合物某化合物酶酶酶酶酶酶鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸6.下图所示某一红色链孢霉合成精氨酸过程：下图所示某一红色链孢霉合成精氨酸过程：如果酶如果酶和酶和酶正常，酶正常，酶活性丧失则能否合成活性丧失则能否合成鸟氨酸和精氨酸鸟氨酸和精氨酸?(）原因是（原因是（)基因基因发生突变，酶发生突变，酶缺乏缺乏不能形成精氨酸不能形成精氨酸能合成鸟氨酸不能合成精氨酸能合成鸟氨酸不能合成精氨酸酶酶失活，鸟氨酸不能合成瓜氨酸，因失活，鸟氨酸不能合成瓜氨酸，因此精氨酸的合成缺乏原料。此精氨酸的合成缺乏原料。“一猪生九仔，连母十个样一猪生九仔，连母十个样”，这种，这种个体的差异，主要是什么原因产生的个体的差异，主要是什么原因产生的?基因重组基因重组二、基因重组二、基因重组1 1、概念、概念:在生物进行有性生殖过程中在生物进行有性生殖过程中,控制不同控制不同性状的基因的自由组合性状的基因的自由组合.2 2、类型类型:3 3、意义、意义:通过有性生殖实现基因重组为生物变异通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其丰富的来源提供了极其丰富的来源,是生物多样性的是生物多样性的重要原因之一重要原因之一.基因的自由组合基因的自由组合:基因的互换基因的互换:基因重组能否产生基因重组能否产生新的基因新的基因？非同源染色体上的非等位基因的非同源染色体上的非等位基因的自由组合（自由组合（减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期）同源染色体上的非姐妹染色体之间同源染色体上的非姐妹染色体之间发生局部互换发生局部互换.（减数分裂四分体时期减数分裂四分体时期）基因突变和基因重组引起的变异有什么区别基因突变和基因重组引起的变异有什么区别?1 1基因突变：基因突变：基因基因_改变，它改变，它_新的基因新的基因 发生时期：发生时期：_ 特点：特点：普遍性、普遍性、随机性、随机性、_、多数有害、多数有害、不定向性。不定向性。2 2基因重组：基因重组：控制不同性状的控制不同性状的_，_新基因，可新基因，可形成新的形成新的_。发生时期：发生时期：_ 特点：特点：_内部结构内部结构能产生能产生细胞分裂间期（细胞分裂间期（DNADNA复制时）复制时）突变率低突变率低基因重新组合基因重新组合不产生不产生基因型基因型有性生殖过程中有性生殖过程中非常丰富非常丰富是生物变异的根本来源是生物变异的根本来源是生物变异的主要来源是生物变异的主要来源1 1、基因突变的原因是：、基因突变的原因是：A.A.染色体上的染色体上的DNADNA变成了蛋白质变成了蛋白质 B.B.染色体上的染色体上的DNADNA变成了变成了RNARNA C.C.染色体上的染色体上的DNADNA减少了或增多了减少了或增多了 D.D.染色体上的染色体上的DNADNA结构发生了局部改变结构发生了局部改变课堂巩固课堂巩固5 5、生物变异的根本来源是、生物变异的根本来源是 A A基因重组基因重组 B B染色体数目变异染色体数目变异 C C染色体结构变异染色体结构变异 D D基因突变基因突变6 6、基因重组发生在、基因重组发生在 A A减数分裂形成配子的过程中减数分裂形成配子的过程中 B B受精作用形成受精卵的过程中受精作用形成受精卵的过程中 C C有丝分裂形成子细胞的过程中有丝分裂形成子细胞的过程中 D D通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中7.7.诱发突变与自然突变相比，正确的是诱发突变与自然突变相比，正确的是 A A都是有利的都是有利的 B B都是定向的都是定向的 C C都是隐性突变都是隐性突变 D D诱发突变率高诱发突变率高非同源染色体非同源染色体自由组合自由组合