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必修二 第五章 第一节 《基因突变和基因重组》


第五章 第1节

东营市胜利第一中学

吴建亭

遗传?
我 帅 呆 !

变异?

哼 …

变异的类型
不可遗传的变异 环境因素影响而造成的 可遗传变异 遗传物质发生改变而引起的
可遗传变异的来源:
金喜善

/>
基因突变 柳叶眉 基因重组 染色体变异
汤姆· 克鲁斯

学习目标

1、 理解基因突变的概念;
2、举例说明基因突变的原因和特点; 2、说出基因突变的意义。

问题探讨
“THE CAT SAT ON “THE KAT SAT ON “THE HAT SAT ON “THE CAT ON THE

抄 (猫坐在草席上) THE MAT” 错 THE MAT” (阿拉伯茶坐在草席上 题 ) 了 ) THE MAT” (帽子坐在草席上 ! MAT”

讨论: 假如在DNA分子的复制过程中,发生了类似的错误, ①DNA分子携带的遗传信息将会发生怎样的变化? ②这些变化可能对生物体产生什么影响?

一、基因突变的实例
积极思维: 镰刀型细胞贫血症的病因是什么?

圆饼状的红细胞

镰刀状的红细胞

一、基因突变的实例
镰刀型细胞贫血症的病因分析:
病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化?
正常 · · · 苏氨酸-脯氨酸-谷氨酸-谷氨酸—赖氨酸· · · 异常 · · · 苏氨酸-脯氨酸-缬氨酸-谷氨酸 —赖氨酸· · ·

为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢?

一、基因突变
正常血红蛋白基因的一段DNA序列
模板链
DNA

-- TGA—GGA—CTT—CTC—TTT--- ACT— CCT—GAA—GAG—AAA-

mRNA -- ACU—CCU—GAA—GAG—AAA--

多肽链

--苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸

活动一 ①写出mRNA序列; ②快速查阅密码子表,写出氨基酸 序列; ③对比4个DNA片段的差异。

一、基因突变——碱基对替换
突 变 前 DNA

替换为A 模板链 -- TGA—GGA—CTT—CTC—TTT--- ACT— CCT—GAA—GAG—AAA替换为T
--苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸

多肽链 DNA

突 变 mRNA 后

-- TGA—GGA—CAT—CTC—TTT--- ACT—CCT— GTA—GAG—AAA---ACU—CCU—GUA—GAG—AAA---苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸—赖氨酸

根本原因

多肽链

直接原因

由于基因中的一个碱基对发生了______ 替换 。 病因:

一、基因突变——碱基对增添
突 变 前 DNA

模板链 +A此处增添一个碱基对 -- TGA—GGA—CTT—CTC—TTT--- ACT— CCT—GAA—GAG—AAA+T
--苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸

多肽链 DNA

突 变 mRNA 后

-- TGA—AGG—ACT—TCT—CTT—T -- ACT—TCC—TGA—AGA—GAA—A
--ACU—UCC—UGA—AGA—GAA—A
--苏氨酸—丝氨酸—终止

多肽链

一、基因突变——碱基对缺失
突 变 前 DNA -G此处缺失一个碱基对 模板链 -- TGA—GGA—CTT—CTC—TTT--- ACT— CCT—GAA—GAG—AAA-C
--苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸

多肽链 DNA

突 变 mRNA 后

-- TGA—GAC—TTC—TCT—TT--- ACT—CTG—AAG—AGA—AA---ACU—CUG—AAG—AGA—AA---苏氨酸—亮氨酸—赖氨酸—精氨酸—

多肽链

1.基因突变的概念
1. 概念:
由于DNA分子中发生碱基对的替换、 增添和缺失,而引起的基因结构的改 变,就叫做基因突变.
实质:基因中的脱氧核苷酸的比例、 数量、排列顺序发生改变.

具体变化过程:
根本原因 DNA分子中的碱基对发生变化
mRNA分子中的碱基发生变化 相应氨基酸的改变 直接原因

相应蛋白质的改变
相应性状的改变

可否遗传? 如何遗传?

2.基因突变发生的时期
DNA复制时发生错误

细胞分裂的间期: ①.有丝分裂间期 体细胞 (一般不能传给后代,可通过无性繁殖遗传)
②.减数第一次分裂间期 生殖细胞
(可以通过受精作用直接传给后代)

3.基因突变的原因
(1)内因
DNA复制偶尔发生错误

T A

T T

T A

A T

T T T A A A 正常绵羊和短腿安康羊

3.基因突变的原因
(1)内因 (2)外因
DNA复制偶尔发生错误

外因通过内因起作用

物理因素:X射线、紫外线等辐射 化学因素:亚硝酸、碱基类似物等 生物因素:病毒、某些细菌等

核辐射

外太空

4.基因突变的特点
1. 资料 普遍性 1 资料 2 2. 随机性 资料3 3.不定向性 4. 资料 低频性 4
基 因 突变率 棉花 植物的个体发育 正常枝——短果枝 大肠杆菌组氨酸缺 -6 2 × 10 任何一种生物都是长 陷型基因 突变发生的时间越早, 果蝇 红眼——白眼

5. 资料 多害性 5

任何时期 胚 幼苗 受精卵 - 5 期进化过程的产物, 果蝇的白眼基因 4 × 10 表现突变的部分越多; 长翅——残翅 任何个体 具根茎叶的植株 它们与环境取得了高 -5 果蝇的褐眼基因 3 × 10 家鸽 羽毛白色——灰红色 任何细胞 分化出花芽的植株 度的协调。 白化苗 -6 突变发生的时期越晚, 玉米的皱缩基因 1 × 10 任何 DNA 人 正常色觉——色盲 开花结果的植株 表现突变的部分越少。 基因突变中,有利突变多, 任何片段 小鼠的白化基因 1× 10-5 正常肤色—— 白化病
人类色盲基因

还是有害突变多?

3×10-5

5.基因突变的意义 基因突变是: 批判性思维: 资料: 大肠杆菌的突变频率为10-5~10-8
一个培养皿中有109个大肠杆菌,计算一次 ①新基因 (等位基因)产生的途径; 有人认为,自然条件下基因突变率 分裂过程中出现差错的个体。 很低,而且大多数基因突变对生物体 ②生物变异的根本来源; 10-5*109=104=10000 是有害的,因此,它不可能为生物进 10-8*109=10

③生物进化的原始材料。 化提供原材料。你认为这样的看法正 大肠杆菌繁殖速度快(20min一代), 确么?为什么? 变异个体更多。

拓展 基因突变一定改变生物体的性状吗
不一定, 特例:

①突变部位在DNA非编码部位;
②基因突变后形成的密码子与原密码子决定 同一种氨基酸(简并性); ③基因突变为隐性突变(如AA Aa), 性状也不会改变。


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