基因突變和基因重組4第1頁/共44頁什么叫“生物的變異”？生物體親代與子代之間以及子代個體之間性狀的差異性。第2頁/共44頁變異能否遺傳？第3頁/共44頁想一想：上述甘藍品種的引種過程中，有沒有變異現象的發生？這種變異性狀能遺傳給子代嗎？為什么?分析：是環境因素引起的，自身的遺傳物質沒有改變。甘藍3.5kg7kg拉薩3.5kg北京資料：在北京培育的優質甘藍品種，葉球最大的有3.5KG，當引種到拉薩后，由于晝夜溫差大、日照時間長、光照強，葉球可重達7KG左右。但再引回北京后，葉球又只有3.5KG。第4頁/共44頁紅花的后代變成了藍紫色上述變異性狀的后代為何仍然是藍紫色花呢？遺傳物質發生了改變。藍紫色花的后代仍是藍紫色第5頁/共44頁表現型

基因型

環境

（不可遺傳的變異）誘因（改變）（改變）（改變）判斷：僅環境因素引起的變異一定不能遺傳。基因重組染色體變異基因突變（遺傳物質未發生改變）（遺傳物質改變）（可遺傳的變異）第6頁/共44頁第五章基因突變及其其他變異第1節基因突變和基因重組第7頁/共44頁三位同學在抄寫英語句子“THECATSATONTHEMAT(貓坐在草席上)”時，分別抄成了以下的句子：THEKATSATONTHEMATTHE

CATONTHEMATTHEFATCATSATONTHEMAT與原來的句子相比較，意思發生了什么變化呢？假如在DNA分子的復制過程中，發生了類似的錯誤，DNA分子所攜帶的遺傳信息將會發生怎樣的變化？這樣的變化可能對生物體產生什么影響？問題探討第8頁/共44頁我帥呆！哼…一、基因突變

第9頁/共44頁鐮刀型細胞貧血癥（一）基因突變的實例

資料：1910年，一個黑人青年到醫院看病，檢查發現他患的是當時人們尚未認識的一種特殊的貧血癥，他的紅細胞不是正常的圓餅狀，而是彎曲的鐮刀狀，人們稱這種病為鐮刀型細胞貧血癥。這種病患者一旦缺氧，紅細胞變成長鐮刀型。病重時，紅細胞容易破裂，引起嚴重貧血而造成死亡。第10頁/共44頁正常血紅蛋白第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代。[探究]正常血紅蛋白究竟出了什么問題？纈氨酸—組氨酸—亮氨酸—蘇氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—賴氨酸纈氨酸—組氨酸—亮氨酸—蘇氨酸—脯氨酸—纈氨酸—谷氨酸—賴氨酸12345678（正常血紅蛋白）（異常血紅蛋白）第11頁/共44頁CTTGAA谷氨酸纈氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白質正常異常GUACATGTA突變GAA_____原因

鐮刀型細胞貧血癥是由

引起的一種遺傳病。病因：DNA分子中堿基對替換根本[探究]第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代的根本原因是什么？ATTA替換直接原因決定谷氨酸→纈氨酸第12頁/共44頁替換增添缺失ATCCGCTAGGCG

CCGC

GGCG

ATTA

CCGC

GGCG

ATTA

AT

A

CCGC

T

GGCG

DNA片段堿基對的增添、缺失或替換，改變了基因的結構。A

T

CCGCT

A

GGCG

CCGC

G

GCG

[探究]

DNA分子中的堿基對有哪幾種變化，從而導致基因結構的改變？第13頁/共44頁1、概念：DNA分子中發生堿基對的____、____和_____，而引起的________的改變。

增添缺失替換基因結構（二）基因突變的概念第14頁/共44頁DNA···AU

C

CGC···

···A

U

U

CGC···

異亮氨酸精氨酸異亮氨酸mRNA···AT

C

CGC···

···TA

G

GC

G···正常···TAAGC

G······ATTCGC···

堿基對替換精氨酸[探究]堿基對改變一定會導致蛋白質的結構改變嗎？第15頁/共44頁···ATCCGC···

···TAGGC

G···正常mRNADNAmRNADNA氨基酸氨基酸···AUCCGC···

異亮氨酸精氨酸···ACCG

C···

蘇氨酸丙氨酸②①①②···A

CCGC···

···TGGCG···堿基對缺失第16頁/共44頁1、概念：DNA分子中發生堿基對的____、____和_____，而引起的________的改變。

增添缺失替換基因結構（二）基因突變的概念思考：

1、哪一種基因突變對生物性狀的影響最小？

堿基對的替換2、基因突變不改變生物性狀的原因有哪些？

①一種氨基酸可能有幾種密碼子②顯性純合子突變成雜合子（AA→Aa）第17頁/共44頁

基因突變若發生在配子中（減數分裂時產生）將遵循遺傳規律傳遞給后代。若發生在體細胞（有絲分裂），一般不能遺傳。有些植物體細胞發生基因突變，可以通過無性繁殖傳遞。人體某些體細胞的基因（原癌基因和抑癌基因）突變，有可能發展成癌細胞。思考：3、突變后的基因會遺傳給后代么？第18頁/共44頁（三）基因突變的原因自發突變（內因）：自然條件下DNA偶爾復制錯誤例如：果蠅的白眼，水稻的矮稈等。物理因素化學因素生物因素提高突變頻率X射線、激光等亞硝酸、堿基類似物等病毒、某些細菌等誘發突變（外因）：第19頁/共44頁夏季涂抹防曬霜青少年少上網，少用手機不喝反復燒開的水（含亞硝酸鹽）物理因素物理因素化學因素少吃燒烤和油炸食品化學因素分析以下情況是減少哪種因素誘發基因突變的可能，從而防止細胞癌變？接種乙肝疫苗生物因素第20頁/共44頁想一想:基因突變一般會發生在什么時侯呢？有絲分裂的間期減數第一次分裂間期在DNA復制時期（四）基因突變的時間第21頁/共44頁AAAaAaaaaA一個基因突變后產生的是它的等位基因（五）基因突變的結果第22頁/共44頁基因突變是染色體的某一位點上基因的改變,使一個基因變成它的等位基因（A→a或a→A）,不改變染色體上基因的數量，只改變基因的內部結構，并且通常會引起一定的表現型的變化.第23頁/共44頁遺傳信息改變DNADNA差錯內因：堿基變化外因：物理因素化學因素生物因素脫氧核苷酸種類、數量、排列順序改變堿基對的替換、增添、缺失基因結構發生改變產生等位基因（A1a1、a2……）復制引起第24頁/共44頁細菌無抗藥性——抗藥性棉花正常枝——短果枝果蠅紅眼——白眼長翅——殘翅家鴿羽毛白色——灰紅色人正常色覺——色盲正常膚色——白化病常見突變性狀：1.在生物界普遍存在—普遍性玉米白化苗人類多指短腿安康羊（中）（六）基因突變的特點第25頁/共44頁開花結果的植株胚幼苗具根莖葉的植株分化出花芽的植株受精卵基因突變發生在生物個體發育的什么時期？任何時期2.在生物個體發育的如何時期發生—隨機性①②③④⑤第26頁/共44頁基因突變率大腸桿菌組氨酸缺陷型基因2×10－６果蠅的白眼基因4×10－5果蠅的褐眼基因3×10－5玉米的皺縮基因1×10－６小鼠的白化基因1×10－5人類色盲基因3×10－5小資料3.突變率低自然狀態下，基因突變的頻率是很低的。第27頁/共44頁白化苗4.大多數突變是有害的—多害性白化病為什么呢？任何一種生物都是長期進化過程的產物，它們與環境取得了高度的協調。基因突變中，有利突變多，還是有害突變多？第28頁/共44頁有害的基因突變畸形的雛鴨人類的多指人類的并指鐮刀形紅細胞第29頁/共44頁高產大豆高產青霉菌株有利的基因突變第30頁/共44頁經誘變處理的紫色種子產生的子代種子基因突變還有何特點？如老鼠灰毛基因A+突變AY(黃毛)a(黑毛)灰老鼠黑老鼠黃老鼠5.基因突變是不定向的—不定向性第31頁/共44頁基因突變是新基因產生的途徑，是生物變異的根本來源,是生物進化的原始材料.（七）基因突變的意義第32頁/共44頁批判性思維

有人認為，自然條件下基因突變率很低，而且大多數基因突變對生物體是有害的，因此，它不可能為生物進化提供原材料。你認為這樣的看法正確嗎？為什么？這種看法不正確。對于生物個體而言，發生自然突變的頻率是很低的。但是，一個物種往往是由許多個體組成的，就整個物種來看，在漫長的進化歷程中產生的突變還是很多的，其中有不少突變是有利突變，對生物的進化有重要意義。因此，基因突變能夠為生物進化提供原材料。（P82）第33頁/共44頁（八）基因突變的應用人工誘變育種原理:運用物理因素或化學因素提高突變率,誘發基因突變,獲得優良品種.實例:高產青霉菌株太空椒、太空南瓜

優點：提高突變率，縮短育種年限，大幅度改良性狀，為人類選育出優良的生物品種缺點：有利變異少，要處理大量的實驗材料，具有盲目性第34頁/共44頁“一母生九仔，連母十個樣”這種差異怎么造成的？二、基因重組第35頁/共44頁在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。（一）基因重組的概念方式１、非同源染色體上的非等位基因自由組合2、同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換（交叉互換）第36頁/共44頁減數第一次分裂后期非同源染色體上的非等位基因自由組合AabBAaBbAb和aBAB和ab（二）基因重組發生時期第37頁/共44頁AaAaBbAabBAaBb減數第一次分裂前期（四分體時期）同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交叉互換第38頁/共44頁3、兩個親本的遺傳物質差距越大，基因重組的類型就越多。（三）基因重組的特點1、變異概率高，幾乎100%2、只有通過有性生殖過程才能實現的。

第39頁/共44頁意義基因重組中有無新的基因產生？

有無新的基因型和表現型形成？是生物變異的來源之一，是生物