第五章第一节基因突变和基因重组公开课

第五章基因突变及其他变异生物的变异是指生物亲、子代间或子代各个体间存在性状差异的现象。例一、古代妇女缠足后的小脚；夏天去海边晒黑了的皮肤；┅┅生物变异的主要类型有哪些？变异的类型不遗传的变异：仅仅是由环境因素的影响造成的变异。遗传物质没有改变，变化的性状不能进一步遗传给后代。基因重组可遗传的变异：是由于遗传物质的改变而引起的变异。变化的性状能遗传给后代。基因突变染色体变异例二、镰刀型贫血症科学史一1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人病人，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。医生使用了所有能治疗贫血病的药物，但对这个病人都无效。对病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜下不是正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀状，称镰刀型细胞贫血症。正常异常基因突变的实例1949年，美国鲍林博士首先意识到，红细胞中血红蛋白分子的异常引起红细胞变形.血红蛋白究竟出了什么问题？1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白的肽链上，有一处的谷氨酸被缬氨酸取代。正常异常…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—……－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸—…为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢？[探究]根据资料利用基因控制蛋白质合成有关知识分析完成镰刀型细胞贫血症的病因图解并解释说明。红细胞的形状DNAmRNA氨基酸血红蛋白正常谷氨酸GAGAACTT异常缬氨酸GAGACT病因分析：AAUT根本原因直接原因镰刀型细胞贫血症是由于DNA分子中碱基对替换引起的一种遗传病思考?DNA中碱基对的替换可以引起DNA结构的改变,从而引起生物性状的改变.那么DNA分子中碱基对能否发生其它的变化,也可能引起生物性状的改变呢?┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷┯┯┯┯┯ＡＴＡＧＣＴＡＴＣＧ┷┷┷┷┷┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷┯┯┯ＡＧＣＴＣＧ┷┷┷┯┯┯┯ＡＣＧＣＴＧＣＧ┷┷┷┷┯┯┯┯ＡＴＧＣＴＡＣＧ┷┷┷┷增添缺失替换DNA分子中发生碱基对的、＿＿＿和，而引起的的改变。替换增添缺失基因结构1.基因突变的概念：基因突变后DNA分子携带的遗传信息是否改变？基因突变后是否改变基因的数量？DNAAUCCGC···AACCGC···异亮氨酸精氨酸天冬氨酸mRNAATCCGC···TAGGCG···正常TTGGCG···AACCGC···碱基对替换精氨酸探究：基因突变后合成的蛋白质是否改变？生物体性状是否一定改变呢？DNAAUCCGC···AUUCGC···异亮氨酸精氨酸异亮氨酸mRNAATCCGC···TAGGCG···正常TAAGCG···ATTCGC···碱基对替换精氨酸一种氨基酸可能有多种密码子（密码子简并性）。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···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综上分析：基因突变后合成的蛋白质不一定改变小结：（1）基因突变不改变基因的数量，只改变基因的内部结构（2）基因突变后遗传信息改变，但是合成的蛋白质不一定改变，生物的性状也不一定改变（2）基因突变的三种方式哪一种对生物性状的影响最小？（1）基因突变不改变生物性状的情况有哪些类型？①一种氨基酸可能有几种密码子②显性纯合子突变成杂合子（AA→Aa）碱基对的替换(只影响一个氨基酸）继续思考：巩固练习下列大肠杆菌某基因的碱基序列的变化，对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是（不考虑终止密码子）A．第6位的C被替换为TB．第9位与第10位之间插入1个TC．第100、101、102位被替换为TTTD．第103至105位被替换为1个TDNA（基因）分子结构一般是很稳定的，易发生基因突变DNA（基因）分子进行的时候，将DNA链解旋成链，结构相对不稳定时，容易发生基因突变。细胞分裂间期所以，基因突变一般发生在时期包括和复制不减数第一次分裂间期有丝分裂间期双单[探究]基因突变发生的时间？“神七”带一批种子上天进行育种，你选“干种子”还是“萌动的种子”？为什么？DNA的复制A.有丝分裂间期B.减数第一次分裂间期体细胞可以发生基因突变，但一般不能传给后代生殖细胞中也可以发生基因突变,将遵循遗传规律传递给下一代分裂间期体细胞发生的基因突变可以传给后代吗？生殖细胞发生的基因突变可以传给后代吗？183.引起基因突变的因素（2）假如上述原因都不存在，是否就不会发生基因突变了呢？物理因素、化学因素、生物因素内部因素：复制错误、碱基组成改变（1）能引起癌症的外部因素有哪些？讨论：生活中我们应该怎样做才能尽量避免基因突变带给我们危害呢？（1）引起基因突变的外因夏季涂抹防晒霜青少年少上网，少用手机不喝反复烧开的水（含亚硝酸盐）物理因素物理因素化学因素少吃烧烤和油炸食品化学因素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？接种乙肝疫苗生物因素20资料一：4、基因突变的特点（阅读课本P82）基因突变具有普遍性所有生物白眼果蝇白化苗白色皮毛牛犊高产青霉菌株白化病21资料二：基因突变具有随机性性成熟的植株植物整个个体发育过程都能发生基因突变胚幼苗具根茎叶的植株分化出花芽的植株受精卵任何时期、任何细胞、任何DNA、DNA的任何部位22资料三：基因突变是不定向的灰色白色黑色黄色一个基因可以向不同方向发生突变，产生一个以上的等位基因。但是，每一个基因的突变都只能限定在其相对性状的范围内，不会超出限制。23生物表现型突变率肺炎球菌青霉素抗性1.0×10-7玉米皱缩种子1.0×10-6紫色种子1.0×10-5无色种子1.0×10-5甜粒种子2.0×10-6小鼠浅色毛皮3.0×10-5粉红色眼3.5×10-6人血友病2.0×10-5视网膜色素瘤2.0×10-5软骨发育不全5.0×10-5基因突变的频率很低资料四：24绝大多数的人类遗传病，都是由基因突变造成的，这些病对人类健康构成了严重威胁。镰刀型细胞贫血症就是一种这样的遗传病，患者(aa)不到成年就会死亡。可见这种突变基因在自然选择的压力下容易被淘汰。可是在非洲疟疾流行的地区，发现镰刀型细胞杂合基因型(Aa)对疟疾的感染率，比正常人(AA)低得多。因此，在疟疾流行的地区，不利的镰刀型细胞基因突变可转变为有利于防止疟疾的流行。多害少利资料五：利、害是相对的，与环境有关有害的基因突变畸形的雏鸭人类的多指人类的并指镰刀形红细胞高产大豆高产青霉菌株有利的基因突变5.基因突变的意义:（1）可以产生新的基因（2）是生物变异的根本来源（3）为生物的进化提供最初的原材料批判性思维有人认为，自然条件下基因突变率很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，因此，它不可能为生物进化提供原材料。你认为这样的看法正确吗？为什么？这种看法不正确。果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是10-5，对一个中等数量的果蝇种群（约有108个体）来说，每一代出现的基因突变数是多少？2×104×10-5×108=2×107个因为基因突变是普遍存在的!1.定义:DNA分子中发生碱基对的替换、缺失和重复而引起的基因结构的的改变。2.时间（DNA复制时）：3.引发因素：外部因素和内部因素4.类型5.特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性5.结果：产生它的等位基因6.意义：是新基因产生的途径；是生物变异的根本来源；是生物进化的原始材料。据对性状类型的影响:据诱变时的状态:显性突变和隐性突变自然突变和诱发突变小结基因突变思考：1、子二代中与亲本表现型不同的个体有和。基因发生了自由组合绿色圆粒黄色皱粒原因分析？一母生九仔，连母十个样”这种差异怎么造成的？有性生殖二、基因重组1.概念基因重组是通过过程实现的2.类型在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合.１、非同源染色体上的非等位基因自由组合2、同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉交换非同源染色体上的非等位基因自由组合BbBb同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换BbbBBb思考:人的体细胞中有23对染色体,请你计算,一位父亲可能产生多少种染色体不同的精子,一位母亲可能产生多少种染色体组成不同的卵细胞?都大于223思考:你能从基因重组的角度解释人群中个体性状的多种多样吗?•由于减数分裂形成的配子,染色体组成具有多样性,导致不同配子遗传物质的差异,加上受精过程中卵细胞和精子的结合的随机性,同一双亲的后代必然呈现多样性.通过有性生殖过程实现的基因重组,为生物变异提供了极其丰富的来源.这是形成生物多样性的重要原因之一,对于生物进化具有十分重要的意义.4.基因重组意义：比较基因突变和基因重组的异同点？相同点：都可产生新的基因型，为生物进化提供材料不同点：1结果：基因突变可产生新的基因基因重组不产生新基因，只产生新的基因型2时间：突变一般在间期，基因重组减数分裂前期和后期3条件：突变要物理等因素重组要有性生殖过程4意义：突变产生进化原材料，是变异根本来源重组是生物多样性的主要原因5范围：突变所有生物重组真核有性生殖生物1、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答案：A2、太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。下列说法正确的是A．太空育种产生的突变总是有益的B．太空育种产生的性状是定向的C．太空育种培育的植物是地球上原本不存在的D．太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的答案：D3．以下有关基因重组的叙述，错误的是A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组B．非姐妹染色单体的交换可引起基因重组C．纯合体自交因基因重组导致子代性状分离D．同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关4．（吉林一中2014届高一期末）一种果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差，当气温上升到25．5℃时，突变体的生存能力大大提高。这个现象可以说明A．基因突变是不定向的B．基因突变是随机发生的C．基因突变与温度有关D．突变的有害和有利取决于环境条件D5、若某基因原为303对碱基，现经过突变，成为300个碱基对，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（）A．只相差一个氨基酸，其他顺序不变B．长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变C．长度不变，但顺序改变D．A、B都有可能D6.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，该突变为（）A．显性突变（d→D）B．隐性突变(D→d)C．显性突变和隐性突变D．人工诱变AA.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C.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7.右图中，基因A与a1a2a3之间的关系，不能表现的是