1、基因突變和基因重組一、基因突變的實例 1910年，赫里克醫生的診所來了一位黑人病人，病人臉色蒼白，四肢無力，是嚴重的貧血病患者。所有治療貧血病的藥物對他無效。對病人做血液檢查時發現，紅細胞在顯微鏡下不是正常的中央微凹的圓餅狀，而是彎曲的鐮刀狀，這樣的紅細胞容易破裂,使人患溶血性貧血,嚴重時會導致死亡.后稱之為鐮狀細胞貧血癥。1949年,美國鮑林博士首先意識到,紅細胞中血紅蛋白分子的異常引起紅細胞變形。1956年，英國科學家英格拉姆發現鐮狀細胞貧血癥患者血紅蛋白的肽鏈上，有一處的谷氨酸被纈氨酸取代。為什么谷氨酸會被纈氨酸取代呢？直接原因：血紅蛋白分子中一個谷氨酸被替換為纈氨酸。根本原因：血紅蛋白

2、基因中一個堿基對發生了替換?；蛲蛔儯篋NA分子中發生堿基對的替換、增添或缺失而引起的基因堿基序列的改變。增添替換缺失（D）思考1：細胞發生了基因突變，突變的基因能否遺傳給后代？基因突變若發生在配子中，將遵循遺傳規律傳遞給后代。若發生在體細胞中，一般不能遺傳但對于有些植物的體細胞發生了基因突變，可以通過無性生殖遺傳。思考2：基因突變是否一定改變基因堿基序列？是否一定改變基因中的遺傳信息？是否一定會改變生物體的性狀，原因是？密碼子具有簡并性，突變后轉錄形成的mRNA中的密碼子決定的氨基酸未變。思考3：基因突變改變生物體的性狀主要有哪幾種類型？肽鏈不能合成肽鏈延長(終止密碼子推后出現)肽鏈縮短(終

3、止密碼子提前出現)氨基酸種類改變思考4：基因突變中，缺失、增添、替換哪種情況對性狀的影響可能小一些？替換思考5：基因突變主要發生在什么時期？有絲分裂的間期、減數分裂I前的間期二、基因突變的原因1927年，美國遺傳學家繆勒發現，用X射線照射果蠅，后代發生突變的個體數大大增加。同年，又有科學家用X射線和r射線照射玉米和大麥的種子，也得到了類似的結果。1.X射線、r射線等外來因素會誘發生物發生基因突變，提高突變頻率。2.在沒有外來因素的影響時，基因突變也會由于DNA復制偶爾發生錯誤等原因自發產生。（誘發突變）（自發突變）紫外線、X射線及其他輻射能損傷細胞內的DNA。亞硝酸鹽、堿基類似物等能改變核酸的

4、堿基。某些病毒的遺傳物質能影響宿主細胞的DNA。物理因素化學因素生物因素誘發基因突變的因素閱讀教材83頁，歸納基因突變的特點？1.普遍性2.隨機性3.不定向性4.低頻性5.可逆性三、基因突變的意義思考：基因突變會產生什么樣的結果？從基因角度，產生新的基因1.是產生新基因的途徑。從性狀角度，有可能改變性狀，也有可能不改變性狀。從對生物體利害角度，可能破壞生物體與現有環境的協調關系，而對生物體有害。但有些基因突變對生物體是有利。還有些基因突變既無害也無益，是中性的。2.是生物變異的根本來源，為生物的進化提供了豐富的原材料。相關基因發生了突變(原癌基因和抑癌基因)一般來說，原癌基因表達的蛋白質是細胞

5、正常生長和增殖所必需的，這類基因一旦突變或過量表達而導致相應蛋白質活性過強，就可能引起細胞癌變。抑癌基因表達的蛋白質能抑制細胞的生長和增殖，或者促進細胞凋亡，這類基因一旦突變而導致相應蛋白質活性減弱或失去活性，也可能引起細胞癌變。相關基因發生了突變(原癌基因和抑癌基因)呈球形、增殖快、容易發生轉移癌細胞與正常細胞相比，具有以下特征：1.能夠無限增殖2.形態結構發生顯著變化3.細胞膜上的糖蛋白等物質減少，細胞之間的黏著性顯著降低，容易在體內分散和轉移。2.航天育種時為什么是將作物的種子或幼苗帶入太空呢？萌發的種子或幼苗中細胞分裂旺盛，在太空中的特殊環境下更容易誘導基因發生突變?；蛲蛔冇欣儺惿?/p>

6、，要處理大量的實驗材料，具有盲目性。思考：1.誘變育種的具體操作方法是？3.誘變育種的缺點有哪些？2.誘變育種的優點有哪些？用物理因素或化學因素處理萌發的種子或幼苗，再篩選出所需品種（自交）提高突變率創造人類需要的生物新品種思考：1.基因C可以突變成為c1(或c2或c3)。C、c1、c2、c3之間也可以相互突變(如圖)，據此回答： (1)C、c1、c2、c3之間是否互為等位基因？(2)基因突變會不會改變基因在染色體上的位置和數目？(3)圖示體現了基因突變的什么特點？2.利用物理因素或化學因素處理某種生物，基因A突變為基因a，下列有關敘述不正確的是（）A.堿基類似物通過改變核酸的堿基使基因A突變

7、為基因aB.基因A突變為基因a，兩者的堿基對數目可能不同C.與基因A比較，基因a的堿基序列不一定改變D.用紫外線再次處理該生物，基因a不一定突變為基因AC3.下圖表示基因突變的一種情況，其中a、b是核酸鏈，c是肽鏈。下列說法正確的是（） A.abc表示基因的復制和轉錄B.圖中由于氨基酸沒有改變，所以沒有發生基因突變C.圖中氨基酸沒有改變的原因是密碼子具有簡并性D.除圖示情況外，基因突變還包括基因數目的缺失和增添C四、基因重組1.基因重組就是指生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因重新組合。（非同源染色體上的非等位基因重新組合）減數分裂I后期，非同源染色體的自由組合。四、基因重組1.基因

8、重組就是指生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因重新組合。減數分裂四分體時期（減數分裂I前期），同源染色體的非姐妹染色單體之間互換。（同源染色體上的非等位基因重新組合）1.基因重組就是指生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因重新組合。2.類型(1)非同源染色體上的非等位基因重新組合(2)同源染色體上的非等位基因重新組合（減數分裂I后期，非同源染色體發生自由組合）（減數分裂四分體時期，同源染色體的非姐妹染色單體之間互換）3.基因重組的意義思考：基因重組會產生什么樣的結果？(1)是生物變異的來源之一。(2)對生物的進化具有重要意義。產生新的基因組合（新的基因型）進而產生新的性狀組合

9、聯系社會 金魚的祖先是野生鯽魚。在飼養過程中，野生鯽魚產生基因突變，人們選擇喜歡的品種培養，并進行人工雜交。例如：將透明鱗和正常鱗的金魚雜交，得到了五花魚；將朝天眼和水泡眼的金魚雜交，得到了朝天泡眼。正是因為基因突變、基因重組以及人工選擇，才會出現色彩斑斕、形態各異的金魚，極大地豐富了人們的生活。思考1.如圖為基因型為AaBb的某高等動物的細胞分裂示意圖，據圖回答下列問題： (1)圖1細胞處于什么時期？圖中形成B、b現象的原因是什么？(2)圖2細胞的名稱是什么？圖中形成B、b現象的原因可能是什么？思考2.以下各項屬于基因重組的是（）A.基因型為Aa的個體自交，后代發生性狀分離B.雌、雄配子隨機

10、結合，產生不同類型的子代個體C.YyRr個體自交后代出現不同于親本的新類型D.同卵雙生姐妹間性狀出現差異C【典例1】下列關于基因重組的說法，不正確的是( )A生物體進行有性生殖的過程中控制不同性狀的基因的重新組合屬于基因重組B減數分裂過程中，同源染色體的姐妹染色單體之間的局部交換，可導致基因重組C減數分裂過程中，非同源染色體上的非等位基因自由組合可導致基因重組D一般情況下，水稻雄蕊內可發生基因重組，而根尖中則不能B【典例2】以下有關基因重組的敘述，正確的是( ) A.非同源染色體的自由組合能導致基因重組 B.姐妹染色單體間相同片段的交換導致基因重組 C.基因重組導致純合子自交后代出現性狀分離 D.同卵雙生兄弟間的性狀差異是基因重組導致的A【典例3】如圖是某二倍體(AABb)動物的幾個細胞分裂示意圖。據圖判斷不正確的是( ) A甲圖表明該動物發生了基因突變 B乙圖表明該動物在減數分裂I前的間期發生基因突變 C丙圖表明該動物在減數分裂I時發生交叉互換 D甲、乙、丙所產生的變異均可遺傳給后代D典例：遺傳學理論用于指導生產實踐，回答下列問題：（1）生物體進行有性繁殖形成配子的過程中，在不發生染色體結構變異的情況下，產生基因重新組合的途徑有兩條，分別是 。