1、生物学必修二遗传与进化第27讲 基因突变和基因重组2 3.3 由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的2 3.3.1 概述碱基的替换、插入或缺失会引发基因中碱基序列的改变2 3.3.2 阐明基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化，甚至带来致命的后果2 3.3.3 描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下，基因突变概率可能提高，而某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变2 3.3.4 阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中，染色体所发生的自由组合和交叉互换，会导致控制不同性状的基因重组，从而使子代出现变异内容要求目录目录Contents基因突
2、变的原因基因突变基因重组复习引入变异生物的亲代与子代之间以及子代个体之间性状上的差异。一个世代都开红花的植物，在一次突然性冰冻后，发现有一株开了白花。基因突变问题：白花性状产生的原因是什么？情境1一个世代都开红花的植物，在一次突然性冰冻后，发现有一株开了白花。基因突变问题：白花性状产生的原因是什么？情境1科学工作者采用白花植株的一个枝条，进行扦插和植物组织培养后获得的植株，将它们栽培到相同且适宜的环境条件下。2 若开出的都是红花，推测该白花植株出现的原因是什么？2 若开出的都是白花，则该白花植株出现的原因又是什么？环境条件改变遗传物质改变基因表达产物与性状的关系表现型基因型环境（不遗传的变异）
3、诱因（改变）（改变）（改变）基因重组染色体变异基因突变（遗传物质未发生改变）（遗传物质发生改变）（可遗传的变异）白花基因的测序和白花植株进行自交实验现利用PCR技术和基因测序技术，将情境1中的白花植株和红花植株的花色基因进行比较，发现白花植株的花色基因发生了碱基对序列的变化。基因突变你认为控制花色基因的碱基序列发生了怎样的变化？情境2【概念】：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫做基因突变（genemutation）。基因突变情境2基因突变是否等同于DNA中碱基对的增添、缺失、替换？基因DNA基因突变能够造成哪些遗传后果？ACGATGCGTTCAACTTGCT
4、ACGCAAGTTGAUGC UAC GCA AGU UGA2.请查阅密码子表，翻译出对应的氨基酸序列。1.若转录时，以为模板链，请写出相应的mRNA碱基序列。半胱氨酸-酪氨酸-丙氨酸-丝氨酸基因突变情境2基因突变能够造成哪些遗传后果？ACGATGCGTTCAACTTGCTACGCAAGTTGA:TCATCG3.如果上从右数第4个碱基A变成了G，对将来翻译出的氨基酸序列有没有影响?mRNA:AGUAGC氨基酸:丝氨酸丝氨酸:TCAGCA4.如果上从右数第6个碱基T变成了G，对将来翻译出的氨基酸序列有什么影响?mRNA:AGUCGU氨基酸:丝氨酸精氨酸:ATGATT5.如果上从左数第6个碱基G变
5、成了T，对将来翻译出的氨基酸序列有什么影响?mRNA:UACUAA氨基酸:酪氨酸终止基因突变情境2基因突变能够造成哪些遗传后果？小结DNA分子中若发生了一个碱基对的替换，可能导致翻译出的氨基酸序列无变化；也可能导致翻译出的氨基酸序列某个氨基酸发生变化；也可能提前或延后出现终止密码子，导致肽链变短或变长。如果该原核基因中部增添了一个碱基对，导致 mRNA上多了一个碱基，会对翻译出来的氨基酸序列有何影响?分析：可能会导致 mRNA上多个密码子多个密码子发生变化，进而导致肽链中的多个氨基酸多个氨基酸发生变化，也可能提前或延后出现终止密码子，导致肽链变短或变长变短或变长。如果该原核基因中部增添了2个相
6、邻的碱基对，导致mRNA上多了2个相邻碱基，会对翻译出来的氨基酸序列有何影响？分析：同上如果该原核基因中部缺失了三个相邻的碱基对，导致 mRNA 上少了三个相邻碱基，会对翻译出来的氨基酸序列有何影响?分析可能会导致mRNA上少一个密码子，进而导致肽链中少一个氨基酸少一个氨基酸；也可能会导致肽链中少一个氨基酸，变一个氨基酸；少一个氨基酸，变一个氨基酸；也可能会提前或延后出现终止密码子，导致肽链31变短或变长变短或变长。基因突变ACGATGCGTTCAACTTGCTACGCAAGTTGA白花基因的测序和白花植株进行自交实验现利用PCR技术和基因测序技术，将情境1中的白花植株和红花植株的花色基因进行
7、比较，发现白花植株的花色基因发生了碱基对序列的变化。基因突变根据对性状类型的影响，基因突变有哪些类型？情境2显性和隐性白花基因的测序和白花植株进行自交实验现利用PCR技术和基因测序技术，将情境1中的白花植株和红花植株的花色基因进行比较，发现白花植株的花色基因发生了碱基对序列的变化。基因突变根据对性状类型的影响，基因突变有哪些类型？情境2探究某基因突变是显性突变还是隐性突变？显性突变(即aA)：该突变一旦发生，即aaAa，即在当代表现岀新的突变性状。隐性突变(即Aa)：该突变一旦发生，即AAAa，第一代突变体中的突变性状一般不能表现出来，只有当隐性基因纯合时，突变性状才能表现出来，且可稳定遗传。
8、选用突变体与原始亲本进行杂交(植物可采用自交)：若子代只表现原有性状，则该突变为隐性突变；若子代既表现出突变性状，又表现出原有性状，则该突变为显性突变。基因突变情境2探究某基因突变是显性突变还是隐性突变？基因突变情境3发现白花性状后，科学工作者把该白花植株的种子收集起来，种植后自交（或相互授粉），连续培育到第三代才选育出能稳定遗传的白花类型。若花色基因位于常染色体上，白花性状应该是哪种突变方式产生的？隐性突变在红花植株的枝条上出现一朵黄花。除基因突变外，还有可能是哪种可遗传变异造成？染色体变异：相关体细胞有丝分裂过程中丢失了包含红花基因的染色体片段基因突变情境3发现白花性状后，科学工作者把该白
9、花植株的种子收集起来，种植后自交（或相互授粉），连续培育到第三代才选育出能稳定遗传的白花类型。白花植株的偶然出现，说明基因突变具有什么特点？低频性将红花植物的种子用激光处理，陆续获得了株高、穗形、叶色等性状的变异植株，说明基因突变具有什么特点？基因突变还具有哪些特点？不定向性；还有：普遍性、随机性、多害少利性红花植物种子用激光等诱变因素处理是否一定发生基因突变？不一定基因突变的原因情境4用甲醛超标的材料装修房屋，对未生育夫妇造成危害和影响。除了甲醛等化学因素能够诱发基因突变外，还有哪些诱变因素？能否以图解的形式展示基因突变的机理？物理：受到辐射 如：X射线、紫外线、激光等化学：能够与DNA分子
10、起作用而改变DNA分子性质的物质，如：亚硝酸、硫酸二乙酯、碱基类似物等生物：包括病毒和某些细菌等内部因素：复制偶发错误碱基组成改变间期外部因素正常基因（A）复制差错碱基对（增添、缺失、替换）碱基序列（局部改变）遗传信息（局部改变）基因结构（改变）基因突变（a）诱变因素物理因素化学因素生物因素基因突变基因突变的原因情境4基因突变的原因情境4用甲醛超标的材料装修房屋，对未生育夫妇造成危害和影响。RNA中核糖核苷酸序列的变化能够称为基因突变吗？若是若是RNARNA病毒，其核糖核苷酸序列的变化是基因突变，否则不是。病毒，其核糖核苷酸序列的变化是基因突变，否则不是。基因突变对性状有什么影响？诱变因素对基
11、因突变频率有什么影响？基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。若发生在基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。若发生在体细胞中，一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生了基因突变，体细胞中，一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生了基因突变，可以通过无性生殖遗传。可以通过无性生殖遗传。诱变因素可以提高基因突变频率。诱变因素可以提高基因突变频率。基因重组情境5多利羊、细菌转化多莉羊肺炎链球菌转化实验基因重组情境5下列情况可以引起基因重组的是（）A.非同源染色体上的非等位基因自由组合；B.一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上；C.同源染色体的非姐妹染色单体间发生局部交换；D.
12、DNA 分子中发生碱基对的增添、缺失或替换；E.正常夫妇生出白化儿子。基因重组情境5下列哪一组发生了基因重组？基因重组的类型有几种？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。减减后，非同源染色体上自由组合后，非同源染色体上自由组合基因重组情境5分裂间期减数分裂减数分裂减数分裂AaBbaaAAbbBBAAbbBBaaAbBaaBAb减减后，非同源染色体上自由组合后，非同源染色体上自由组合基因重组情境5减减前，四分体时期非姐妹染色单体交叉互换前，四分体时期非姐妹染色单体交叉互换基因重组情境5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。基因工程表达载体的构建基因工程表达载体的构建基因重组情境5目录目录Contents基因突变的原因基因突变基因重组
