1、第五章 基因突变及其他变异,什么叫“生物的变异”？,生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。,通过美容手术，纹成弯弯的柳叶眉，这种柳叶眉能遗传吗？为什么？,不遗传的变异,生物变异的类型,太空椒（经过太空遨游，也就是经过辐射的）和普通椒相比，太空椒具有明显的优势，果实肥大，把其种子种下去后结出的仍是太空椒。,可遗传的变异,生殖细胞内的遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变。,不遗传的变异： 可遗传的变异：,由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。,变异的类型,三个来源,基因突变 基因重组 染色体变异,第一节 基因突变和基因重组,1.说明镰刀型贫血症形成的原因,2.能够
2、举例说明基因突变的原因及其特点,3.掌握基因突变和基因重组的区别及其意义,本节是生物变异内容的第一节课，所以在新授课前有必要让学生了解什么是变异，变异的类型，以及可遗传变异的来源。利用教材“问题探讨”中的三名同学错抄英语句子后的语意变化，类推DNA分子复制过程也会出现这样的错误，导入本节的课题:基因突变和基因重组. 本节的这两内容属并列层次,首先通过分析镰刀型细胞贫血症的症状、成因等引导学生重点理解基因突变的概念,并在此基础上学习基因突变的特点、意义；然后利用母猪哺乳幼崽的图片提问:为什么一猪生九仔,连母十个样呢？以此转入基因重组的学习，结合图片资料重点分析基因重组定义、类型、意义。 在突破基
3、因突变这一重要概念时，充分利用多媒体优势，通过动画、图片等引导学生自主探究分析；基因突变的特点是本节难点，本课采用资料分析方式很好突破这个难点；基因重组的类型也是本节重难点，与减数分裂联系紧密，课堂上充分引导学生回顾以前所学，再通过图片演示其过程，其难度自然化解。,三位同学在抄写英文句子“THE CAT SAT ON THE MAT”（猫坐在草席上）时，分别抄成了右图中的句子。,让我们首了解一下基因突变吧!,讨论： 1.想一想上述抄写的三个句子的意思还与 原句子相同吗？ 2.假如在DNA分子的复制过程中，也发生了 类似的错误，DNA分子携带的遗传信息将 会发生怎样的变化？这些变化可能对生 物体
4、产生什么影响？,（一）基因突变的实例,镰刀型细胞贫血症,一、基因突变,镰刀型细胞贫血症是一种异常血红蛋白病。一旦缺氧，患者红细胞变成长镰刀型，血液的粘性增加，引起红细胞的堆积，导致各器官血流的阻塞。而出现脾脏肿大，四肢的骨骼、关节疼痛，血尿和肾功能衰竭等症状，病重时，红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象，引起溶血性贫血甚至造成死亡。,那是什么原因导致产生镰刀型细胞贫血症的呢？,缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸缬氨酸谷氨酸赖氨酸(异常),缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸(正常),研究发现血红蛋白分子的部分氨基酸顺序如下:,为什么血红蛋白中的谷氨酸变成了缬氨酸呢？,谷氨酸,缬氨酸,DN
5、A,mRNA,氨基酸,蛋白质,正常,异常,G A,G A A,_原因,镰刀型细胞贫血症病因：,根本,直接,决定,U,谷氨酸 缬氨酸,_原因,DNA分子中碱基对的替换,替换,增添,缺失,（二）基因突变的概念,DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，引起的基因结构的改变。(一般，基因突变后变成其新的等位基因),DNA分子中的碱基对有哪几种变化，从而导致基因结构的改变？,基因突变的实质是： 。,基因结构的改变,DNA,异亮氨酸,精氨酸,异亮 氨酸,mRNA,精氨酸,基因突变的3种类型对生物性状影响的大小？,DNA,异亮氨酸,精氨酸,异亮 氨酸,mRNA,脯氨酸,基因突变的3种类型对生物性状影响的大
6、小？,DNA,异亮氨酸,精氨酸,苏氨酸,mRNA,丙氨酸,基因突变的3种类型对生物性状影响的大小？,总的来说，碱基对的替换相对于另两种突变情况，对生物性状的影响是最小的,基因突变通常会引起生物性状的改变，但并不是一定引起生物性状的改变，因为：,基因突变一定会导致蛋白质结构改变而导致生物性状改变吗？,一种氨基酸可能有几种密码子 显性纯合子突变成杂合子AAAa） 突变的序列是不具遗传效应的碱基序列,1.(选择填空)某生物发生了基因突变后, 基因结构 ； 基因数量 ； 性状 。 (填一定不变或一定改变或可能改变),一定改变,一定不变,可能改变,基因突变主要发生在什么时候？ 突变基因一定能遗传给后代吗
7、？,有丝分裂间期,减数第一次分裂的间期,体细胞可以发生基因突变，且有可能发展为癌细胞,生殖细胞中也可以发生基因突变,（但一般不能传给后代）,（可以通过受精作用直接传给后代）,“神七” 带一批种子上天进行育种，选择的是“干种子”还是“萌动的种子”？,分裂间期,体细胞可以发生基因突变吗？,生殖细胞可以发生基因突变吗？,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？,（三）基因突变的原因,自然条件下DNA偶尔复制错误 例如：果蝇的白眼，水稻的矮秆等。,X射线、激光等,亚硝酸、碱基类似物等,病毒、某些细菌等,诱发突变,自发突变,细菌 无抗药性抗药性 棉花 正常枝短果枝 果
8、蝇 红眼白眼 长翅残翅 家鸽 羽毛白色灰红色 人 正常色觉色盲 正常肤色白化病,常见突变性状：,（1）在生物界普遍存在普遍性,玉米白化苗,人类多指,（四）基因突变有何特点,短腿安康羊（中）,基因突变发生在生物个体发育的什么时期？,任何时期,（2）生物个体发育的任何时期都可能发生随机性,也可以发生在细胞内不同的DNA分子上；同一DNA分子的不同部位。,（3） 基因突变是不定向的,经诱变处理的种子产生的多种颜色的子代种子,灰老鼠,黑老鼠,黄老鼠,（4）突变频率低低频性,自然状态下，基因突变的频率是很低的。,白化苗,（5）大多数突变是有害的多害性,白化病,为什么呢？,任何一种生物都是长期进化过程的产
9、物，它们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？,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,有利的基因突变,高产青霉菌株,高产葡萄,基因突变的特点,自然界的物种中广泛存在 如：人正常色觉色盲,可发生在任何时期-个体发育的任何时期和部位,自然界突变率很低：105- 10-8,(打破对环境的适应性)多数有害,少数有利,普遍性:,随机性:,低频性:,多害性：,不定向性：,Aa1或Aa2 -产生一个以上的等位基因,（五）基因突变的意义,产生新基因 生物变异的根本来源 生物进化的原始材料,原因：基因突变能够产生前所未有的新基因， 从而出现前所未
10、有的新性状。,（1）基因突变能产生新基因吗? 新基因的产生对生物 生存有意义吗？ （2）自然环境过程中，具有何种变异的个体容易存活 下来？基因突变对生物进化有何意义？,DNA(基因A或a）,DNA(基因a或A）,复 制,导致,外界诱因,自身原因,碱基对替换、增添和缺失,碱基对数目、排列顺序改变,特点,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。,普遍性,随机性,不定向性,低频性,多害少利性,氨基酸序列不一定改变,生物性状不一定改变,基因突变,“一母生九仔，连母十个样”这种差异怎么造成的？,二、基因重组,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。,
11、1.基因重组的概念,2.基因重组的类型,（1）减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合,Ab和aB,AB和ab,（2）减数第一次分裂前期（四分体时期）同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换,基因重组能否产生新的基因？其实质是什么？,并不产生新的基因，只是原有基因的重新组合。,实质：,结果：,产生新的基因型和表现型。,基因重组,自由组合,交叉互换,控制不同性状的基因重新组合,减一后期：,减一前期：,导致,配子多样性,精卵随机结合,子代性状多样性,意义,3.基因重组的意义,是生物变异的来源之一； 是生物多样性的来源之一； 对生物的进化具有重要的意义。,碱基对的增添、缺失或替换引起的
12、基因结构的改变,控制不同性状的基因的重新组合，不产生新基因,分裂间期,有性生殖过程,自然突变、诱发突变,产生新基因,产生新的基因型,生物变异的根本来源，生物进化的原材料,生物变异的来源之一，形成生物多样性的重要原因,突变频率低，但在生物界普遍存在,有性生殖中非常普遍,基因突变和基因重组,自由组合型、交叉互换型,1.在一个DNA分子中如果插入了一个碱基对，则（ ） A.不能转录 B.不能翻译 C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变 D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变 2.若某基因原为303对碱基，现经过突变，成为 300对碱 基，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 DA、B都有可能,D,D,3.基因A与a1、a2、a3之间 的关系如图,该图不能表明的是（ ） A、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通过突变而转化 D、这些基因的转化遵 循自由组合定律,D,
