生物蘇教版必修ⅱ基因突變與基因重組

1、1、下圖示、下圖示“中心法則中心法則”，請(qǐng)根據(jù)圖回答：，請(qǐng)根據(jù)圖回答：（1）指出圖中數(shù)字表示的過(guò)程名稱(chēng)：）指出圖中數(shù)字表示的過(guò)程名稱(chēng)： 1、_ 2、_ 3、_ 4、_ 5、 _（2）圖中箭頭表示）圖中箭頭表示_（3）指出下列過(guò)程進(jìn)行的場(chǎng)所：）指出下列過(guò)程進(jìn)行的場(chǎng)所： 1、_ 2、_ 5、_（4）圖示）圖示1過(guò)程和過(guò)程和2過(guò)程過(guò)程DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的打開(kāi)需要雙螺旋結(jié)構(gòu)的打開(kāi)需要 的催化。的催化。（5）圖示）圖示3過(guò)程過(guò)程需要需要 的作用。的作用。123452、一條多肽鏈中有氨基酸、一條多肽鏈中有氨基酸500個(gè)，則合成該多肽鏈的信使個(gè)，則合成該多肽鏈的信使RNA至少至少有有 個(gè)堿基，其基因中至少有個(gè)

2、堿基，其基因中至少有 個(gè)個(gè)堿基。堿基。第四節(jié)第四節(jié) 基因突變和基因重組基因突變和基因重組什么叫什么叫“生物的變異生物的變異”？是指親子間和子代個(gè)體間的差異。變異能否遺傳？變異能否遺傳？是否所有的變異都能遺傳給后代？是否所有的變異都能遺傳給后代？ 通過(guò)美容手術(shù)，紋成彎彎的柳葉眉，這種柳葉眉能遺傳嗎？為什么？通過(guò)美容手術(shù)，紋成彎彎的柳葉眉，這種柳葉眉能遺傳嗎？為什么？ 不可遺傳的變異不可遺傳的變異陽(yáng)光陽(yáng)光水肥充足水肥充足 普通玉米生長(zhǎng)過(guò)程 子粒飽滿(mǎn)，子粒飽滿(mǎn)，畝產(chǎn)增加畝產(chǎn)增加 子粒小，子粒小，畝產(chǎn)低畝產(chǎn)低 太空椒（經(jīng)過(guò)太空遨游，也就是經(jīng)過(guò)太空椒（經(jīng)過(guò)太空遨游，也就是經(jīng)過(guò)輻射的）和普通椒相比，太空椒

3、具有明顯輻射的）和普通椒相比，太空椒具有明顯的優(yōu)勢(shì)，果實(shí)肥大，的優(yōu)勢(shì)，果實(shí)肥大，把其種下去后結(jié)出的把其種下去后結(jié)出的仍是太空椒仍是太空椒可遺傳的變異可遺傳的變異生生物物的的變變異異 不可遺傳的變異不可遺傳的變異可遺傳的變異可遺傳的變異 ：環(huán)境因素引起的：環(huán)境因素引起的 ，自身，自身的遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變的遺傳物質(zhì)沒(méi)有改變遺傳物質(zhì)改變遺傳物質(zhì)改變基因突變基因突變基因重組基因重組染色體變異染色體變異基因突變實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥基因突變實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥正常血紅蛋白特定位置上的正常血紅蛋白特定位置上的谷氨酸谷氨酸被被纈氨酸纈氨酸取代取代。正常血紅蛋白究竟出了什么問(wèn)題？正常血紅蛋白究竟出了什么問(wèn)題？

4、纈氨酸纈氨酸組氨酸組氨酸 亮氨酸亮氨酸蘇氨酸蘇氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸賴(lài)氨酸賴(lài)氨酸纈氨酸纈氨酸組氨酸組氨酸 亮氨酸亮氨酸蘇氨酸蘇氨酸脯氨酸脯氨酸纈氨酸纈氨酸谷氨酸谷氨酸賴(lài)氨酸賴(lài)氨酸1 2 3 4 5 6 7 8（正常血紅蛋白正常血紅蛋白）（異常血紅蛋白異常血紅蛋白）思考：氨基酸的改變的直接原因是什么？根本原因是什么？思考：氨基酸的改變的直接原因是什么？根本原因是什么？根本原因根本原因兩面凹的圓餅狀兩面凹的圓餅狀性狀性狀谷氨酸谷氨酸 CTTGAADNAGAAmRNA正常蛋白質(zhì)正常蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)G U A 纈氨酸纈氨酸異常蛋白質(zhì)異常蛋白質(zhì)鐮刀型鐮刀型CA TG T A直接原因直

5、接原因相應(yīng)性狀的改變相應(yīng)性狀的改變相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變相應(yīng)氨基酸的改變相應(yīng)氨基酸的改變mRNAmRNA分子中的堿基發(fā)生變化分子中的堿基發(fā)生變化DNADNA分子中的堿基對(duì)發(fā)生變化分子中的堿基對(duì)發(fā)生變化具體變化過(guò)程具體變化過(guò)程: :這種變化可否遺傳這種變化可否遺傳? ?如何遺傳？如何遺傳？可以遺傳可以遺傳突變后的突變后的DNADNA分分子復(fù)制子復(fù)制, ,通過(guò)減通過(guò)減數(shù)分裂形成帶有數(shù)分裂形成帶有突變基因的生殖突變基因的生殖細(xì)胞細(xì)胞, ,并將突變并將突變基因傳給基因傳給下一代下一代. .CCTGAGGTCGGACTCCAGCCTGTGGTCGGACACCAGCCTGACGGTCGGACTG

6、CCAGCCTG GGTCGGAC CCAGDNA總結(jié)總結(jié)：基因突變的概念基因突變的概念？DNADNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失，引起的引起的基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)的改變。的改變?；蛲蛔儼l(fā)生的時(shí)間基因突變發(fā)生的時(shí)間？細(xì)胞周期中的分裂間期A、有絲分裂間期（體細(xì)胞）、有絲分裂間期（體細(xì)胞）B、減數(shù)第一次分裂間期（生殖細(xì)胞）、減數(shù)第一次分裂間期（生殖細(xì)胞）一般不能傳給后代一般不能傳給后代可以通過(guò)受精作用傳給后代可以通過(guò)受精作用傳給后代閱讀課本，思考并回答：閱讀課本，思考并回答： 引起基因突變的因素有哪些？引起基因突變的因素有哪些？基因突變的因素基因突變的因素物

7、理因素物理因素化學(xué)因素化學(xué)因素生物因素生物因素提高提高突變突變頻率頻率X X射線(xiàn)、紫外線(xiàn)等射線(xiàn)、紫外線(xiàn)等亞硝酸、堿基類(lèi)似物等亞硝酸、堿基類(lèi)似物等某些病毒的遺傳物質(zhì)等某些病毒的遺傳物質(zhì)等為什么在強(qiáng)烈的日光下要注意防曬？為什么在強(qiáng)烈的日光下要注意防曬？為什么做為什么做X射線(xiàn)透視的醫(yī)務(wù)人員要穿防護(hù)衣？射線(xiàn)透視的醫(yī)務(wù)人員要穿防護(hù)衣？細(xì)菌：細(xì)菌： 無(wú)抗藥性無(wú)抗藥性抗藥性抗藥性棉花：棉花： 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蠅：果蠅： 紅眼紅眼白眼白眼 長(zhǎng)翅長(zhǎng)翅殘翅殘翅家鴿：家鴿： 羽毛白色羽毛白色灰紅色灰紅色人人 ： 正常色覺(jué)正常色覺(jué)色盲色盲 正常膚色正常膚色白化病白化病 在生物界普遍存在在生物界普遍存在原核

8、和真核生物、病毒均能發(fā)原核和真核生物、病毒均能發(fā)生生基因突變有什么特點(diǎn)？基因突變有什么特點(diǎn)？基因突變是不定向的基因突變是不定向的經(jīng)誘變處理的紫色種子經(jīng)誘變處理的紫色種子產(chǎn)生的子代種子產(chǎn)生的子代種子經(jīng)誘變處理的黑色家鼠經(jīng)誘變處理的黑色家鼠產(chǎn)生的子代產(chǎn)生的子代產(chǎn)生產(chǎn)生1 1個(gè)以上的等位基因個(gè)以上的等位基因Aa1或或Aa2aA1或或aA2基基 因因突變率突變率大腸桿菌組氨酸缺陷型基因大腸桿菌組氨酸缺陷型基因210果蠅的白眼基因果蠅的白眼基因4105果蠅的褐眼基因果蠅的褐眼基因3105玉米的皺縮基因玉米的皺縮基因110小鼠的白化基因小鼠的白化基因1105人類(lèi)色盲基因人類(lèi)色盲基因3105突變率低即低頻性

9、突變率低即低頻性據(jù)估計(jì)，在高等生物中，大約據(jù)估計(jì)，在高等生物中，大約10105 5-10-108 8個(gè)生殖細(xì)胞中才會(huì)個(gè)生殖細(xì)胞中才會(huì)有有1 1個(gè)生殖細(xì)胞發(fā)生基因突變。個(gè)生殖細(xì)胞發(fā)生基因突變。4 4、基因突變對(duì)生物來(lái)說(shuō)有害還是有利？、基因突變對(duì)生物來(lái)說(shuō)有害還是有利？白化病患者白化病患者白化玉米苗白化玉米苗畸形的雛鴨畸形的雛鴨人類(lèi)的多指人類(lèi)的多指 大多數(shù)突變是有害的大多數(shù)突變是有害的植物的植物的抗病性突變抗病性突變、耐旱性突變耐旱性突變、微生物的、微生物的抗藥性突變抗藥性突變突變性狀的有害性和有利性取決于是否適應(yīng)環(huán)境突變性狀的有害性和有利性取決于是否適應(yīng)環(huán)境正常翅膀的果蠅經(jīng)過(guò)基因突變后形成了殘翅果

10、蠅，正常翅膀的果蠅經(jīng)過(guò)基因突變后形成了殘翅果蠅，殘翅性狀的出現(xiàn)是有利還是有害的？殘翅性狀的出現(xiàn)是有利還是有害的？隨機(jī)性隨機(jī)性:可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期 任何部位任何部位人的生命歷程人的生命歷程:受精卵受精卵-早期胚胎早期胚胎-胎兒胎兒-嬰兒嬰兒-成體成體-衰老、死亡衰老、死亡 普遍性普遍性 不定向性不定向性低頻性低頻性多害少利性多害少利性隨機(jī)性隨機(jī)性2022-3-12基因突變的結(jié)果：基因突變的結(jié)果：AAaA一個(gè)基因突變后產(chǎn)生的是它的等位基因一個(gè)基因突變后產(chǎn)生的是它的等位基因即產(chǎn)生了新基因：原基因的等位基因即產(chǎn)生了新基因：原基因的等位基因基因突變是等位基因產(chǎn)生

11、的根本來(lái)源?；蛲蛔兪堑任换虍a(chǎn)生的根本來(lái)源。隱性突變隱性突變顯性突變顯性突變AaAaaAaA基因突變的結(jié)果：基因突變的結(jié)果： 不改變基因在染色體上的位置和基因的數(shù)量。不改變基因在染色體上的位置和基因的數(shù)量。2.2.光學(xué)顯微鏡下能觀察到嗎？光學(xué)顯微鏡下能觀察到嗎？ 染色體某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變，顯微鏡下不可見(jiàn)染色體某一個(gè)位點(diǎn)上基因的改變，顯微鏡下不可見(jiàn)3.3.一定會(huì)引起遺傳信息的改變嗎？一定會(huì)引起遺傳信息的改變嗎？4.4.一定會(huì)引起性狀的改變嗎？一定會(huì)引起性狀的改變嗎？1.1.改變基因在染色體上的位置和染色體上基因的數(shù)量嗎？改變基因在染色體上的位置和染色體上基因的數(shù)量嗎？產(chǎn)生了新的基因產(chǎn)生了新

12、的基因等位基因等位基因一定一定隱性突變隱性突變顯性突變顯性突變AaAaaAaADNAA U C C G C A A C C GC 異亮氨酸異亮氨酸精氨酸精氨酸天冬氨酸天冬氨酸mRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常T T G G C G A A C C G C 堿基對(duì)替換堿基對(duì)替換精氨酸精氨酸DNAA U C C G C A U U C G C 異亮氨酸異亮氨酸 精氨酸精氨酸異亮氨酸異亮氨酸mRNAA 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 堿基對(duì)替換堿基對(duì)替換精氨酸精氨酸DNAA U C C G C A C

13、C G C 蘇氨酸蘇氨酸丙氨酸丙氨酸mRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常異亮氨酸異亮氨酸 精氨酸精氨酸堿基對(duì)缺失堿基對(duì)缺失A C C G C T G G C G A T A C C G C T A G G C G T A T G G C G DNAA T C C G C A U C C G C A U A C C GC mRNA正常正常堿基對(duì)增添堿基對(duì)增添異亮氨酸異亮氨酸 精氨酸精氨酸異亮氨酸異亮氨酸 脯氨酸脯氨酸顯性純合子可能突變成雜合子（顯性純合子可能突變成雜合子（AAAa）基因突變基因突變通常通常會(huì)引起生物性狀的改變，但會(huì)引起生物性狀的改變，但并不是一定并不是

14、一定引起生物性狀的改變，因?yàn)椋阂鹕镄誀畹母淖?，因?yàn)椋阂环N氨基酸可能有幾種密碼子（密碼子簡(jiǎn)并性）一種氨基酸可能有幾種密碼子（密碼子簡(jiǎn)并性）總的來(lái)說(shuō)，堿基對(duì)的替換相對(duì)于另兩種突變情況，總的來(lái)說(shuō)，堿基對(duì)的替換相對(duì)于另兩種突變情況，對(duì)生物性狀的影響是最小的對(duì)生物性狀的影響是最小的基因突變的意義基因突變的意義基因突變?cè)谏镞M(jìn)化中有重要意義?；蛲蛔?cè)谏镞M(jìn)化中有重要意義。 新基因產(chǎn)生的途徑；新基因產(chǎn)生的途徑； 生物變異的根本來(lái)源；生物變異的根本來(lái)源； 為生物進(jìn)化提供原材料為生物進(jìn)化提供原材料1、一批蘿卜因種在肥沃的土地上而長(zhǎng)得非常茂盛，塊、一批蘿卜因種在肥沃的土地上而長(zhǎng)得非常茂盛，塊根也比普通的蘿卜

15、肥大。可知這些蘿卜發(fā)生的是根也比普通的蘿卜肥大?？芍@些蘿卜發(fā)生的是 ，如將這些蘿卜的種子種到一般的土壤中，如將這些蘿卜的種子種到一般的土壤中，與普通蘿卜相比，其性狀將與普通蘿卜相比，其性狀將。2、基因突變的根本原因是：、基因突變的根本原因是：A染色體上的染色體上的DNA變成了蛋白質(zhì)變成了蛋白質(zhì)B染色體上的染色體上的DNA變成了變成了RNAC染色體上的染色體上的DNA減少了或增多了減少了或增多了D染色體上的染色體上的DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變 不遺傳的變異不遺傳的變異和其他一樣和其他一樣D“一母生九子，連母十個(gè)樣一母生九子，連母十個(gè)樣”，這種個(gè)體間的，這種個(gè)體間的差異，主要是什么原因產(chǎn)

16、生的差異，主要是什么原因產(chǎn)生的? ?基因重組基因重組基因重組基因重組概念概念在生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中在生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中,控制不控制不同性狀的同性狀的基因的重新組合基因的重新組合.非同源染色體上的非等位基因自由組合非同源染色體上的非等位基因自由組合BaAbaBAb同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換AaAaBbAabBAaBb2 2 類(lèi)型類(lèi)型: :自由組合型自由組合型非同源染色體上的非等非同源染色體上的非等位基因的組合位基因的組合. .交叉互換型交叉互換型同源染色體上的非姐妹染同源染色體上的非姐妹染色體之間發(fā)生局部互換色體之間發(fā)生局部互換

17、. .3 3 時(shí)間時(shí)間: :自由組合型：減數(shù)第一次分裂后期自由組合型：減數(shù)第一次分裂后期交叉互換型：減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期交叉互換型：減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期基因重組能否產(chǎn)生新的基因？基因重組能否產(chǎn)生新的基因？ 不能不能。控制不同性狀的基因重新組合，?？刂撇煌誀畹幕蛑匦陆M合，不產(chǎn)生新不產(chǎn)生新基因，可形成新的基因型。基因，可形成新的基因型。思考思考: :人的體細(xì)胞中有人的體細(xì)胞中有2323對(duì)染色體對(duì)染色體1 1、如果不考慮基因突變和交叉互換，請(qǐng)你計(jì)算、如果不考慮基因突變和交叉互換，請(qǐng)你計(jì)算, ,一位父親可能產(chǎn)生多少種染色體不同的精子？一一位父親可能產(chǎn)生多少種染色體不同的精子？一位母親可能產(chǎn)

18、生多少種染色體組成不同的卵細(xì)胞位母親可能產(chǎn)生多少種染色體組成不同的卵細(xì)胞？都為都為2 22323種種2 2、可能組成的受精卵有多少種不同的染色體組、可能組成的受精卵有多少種不同的染色體組成？成？2 24646種種由于減數(shù)分裂形成的配子的染色體組成具有多由于減數(shù)分裂形成的配子的染色體組成具有多樣性樣性, ,導(dǎo)致導(dǎo)致不同配子遺傳物質(zhì)的差異不同配子遺傳物質(zhì)的差異, ,加上受精過(guò)加上受精過(guò)程中程中卵細(xì)胞和精子的結(jié)合的隨機(jī)性卵細(xì)胞和精子的結(jié)合的隨機(jī)性, ,同一雙親的同一雙親的后代必然呈現(xiàn)多樣性后代必然呈現(xiàn)多樣性. .【意義意義】有助于物種在一個(gè)無(wú)法預(yù)測(cè)將會(huì)發(fā)生什么變化有助于物種在一個(gè)無(wú)法預(yù)測(cè)將會(huì)發(fā)生什么

19、變化的環(huán)境中生存。因此，的環(huán)境中生存。因此，基因重組是生物變異的基因重組是生物變異的重要來(lái)源，對(duì)生物的進(jìn)化也具有重要的意義重要來(lái)源，對(duì)生物的進(jìn)化也具有重要的意義。不同生物的可遺傳變異來(lái)源：不同生物的可遺傳變異來(lái)源：病毒病毒基因突變基因突變?cè)松镌松锘蛲蛔兓蛲蛔冋婧松镎婧松锘蛲蛔?、基因重組、基因突變、基因重組、染色體變異染色體變異比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目基因突變基因突變基因重組基因重組本質(zhì)本質(zhì)結(jié)果結(jié)果類(lèi)型類(lèi)型自由組合型、交叉互換型自由組合型、交叉互換型時(shí)期時(shí)期意義意義發(fā)生頻率發(fā)生頻率堿基對(duì)的增添、缺堿基對(duì)的增添、缺失或替換引起的基失或替換引起的基因結(jié)構(gòu)的改變因結(jié)構(gòu)的改變控制不同性狀的基因

20、控制不同性狀的基因的重新組合，不產(chǎn)生的重新組合，不產(chǎn)生新基因新基因分裂間期分裂間期有性生殖過(guò)程有性生殖過(guò)程自然突變、誘發(fā)突變自然突變、誘發(fā)突變產(chǎn)生新基因產(chǎn)生新基因產(chǎn)生新的基因型產(chǎn)生新的基因型生物變異的根本來(lái)源，生物變異的根本來(lái)源，生物進(jìn)化的原材料生物進(jìn)化的原材料生物變異的來(lái)源之一，生物變異的來(lái)源之一，形成生物多樣性的重形成生物多樣性的重要原因要原因突變頻率低，但在生突變頻率低，但在生物界普遍存在物界普遍存在有性生殖中非常普遍有性生殖中非常普遍基因突變和基因重組基因突變和基因重組課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)1. 1.一種植物在正常情況下只開(kāi)紅花，但偶然會(huì)出現(xiàn)一朵一種植物在正常情況下只開(kāi)紅花，但偶然會(huì)出現(xiàn)一朵白花，如果將白花種子種下去，它的后代全部開(kāi)白花，白花，如果將白花種子種下去，它的后代全部開(kāi)白花，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是( ( ） A. A. 自然雜交自然雜交 B. B. 自然選擇自然選擇 C. C. 基因突變基因突變 D. D. 基因重組基因重組2. 2.進(jìn)行有性生殖的生物其親子代之間總是存在著一定的進(jìn)行有性生