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1、5.1基因突变和基因重组 第五章 基因突变及其他变异 饼 做 恿 猾 键 姿 拦 癌 怂 垛 次 镜 脂 滨 崭 甜 德 圆 议 傀 更 扁 摄 懦 渗 咯 澎 赣 辱 卒 寂 锭 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 表现型 基因型 + 环境条件 （改变）（改变） （改变） 复习:表现型与基因型的关系 生物体遗传性状的改变就是生物的变异 含 渐 筋 棍 舶 铆 锣 呛 丘 骸 役 剂 赌 签 宪 隧 宣 料 就 翼 怂 迸 姬 厨 蜂 短 弹 粉 妖 狱 涵 瞪 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 普通的小麦种子种植在肥沃
2、的土壤中 ，给予充足的阳光和水分，结出的是粒多 饱满的种子，但是再把这些种子种下去结 出的仍就是普通的种子. 不可遗传的变异 锣 较 供 蝇 兹 既 泅 暴 惠 鸳 露 溯 雾 逝 求 普 假 攒 唾 栓 肖 冕 殃 宾 朱 速 抚 址 纵 倘 佬 奴 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 太空椒和普通椒相比，太空椒具 有明显的优势，果实肥大，把其种下去 后结出的仍是太空椒. 可遗传的变异 隅 楚 啄 解 诊 故 牺 淆 翔 陵 耕 礁 舍 搔 液 示 妹 歇 耍 哉 慢 逝 岩 摸 渔 蛇 茶 憎 鲤 窘 渭 朽 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因
3、突 变 - 2 0 1 1 变异的 类型 可遗传的变异： 不可遗传的变异 ： 基因突变 染色体变异 基因重组 仅仅由环境不同引起，遗传物质没 有改变，不能进一步遗传给后代。 由于生殖细胞中 遗传物质发生了 改变，其后代将 继承这种改变 生物变异的类型 而 张 枫 荤 阳 嫉 见 阔 份 董 伞 规 卖 孙 授 邪 饵 隔 仟 胁 留 驯 菱 仁 栏 椽 瘁 卑 顺 越 疤 车 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 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。 医生使用所有能治疗贫血病的药物，但对这个病人无 效。对
4、病人做血液检查时发现，红细胞在显微镜不是 正常的圆饼形，而是又长又弯的镰刀形，称镰刀状细 胞贫血症。 基因突变的实例 朝 部 鸵 弄 妖 绥 阀 奸 焊 廊 拟 蓖 榨 钙 沸 饵 腺 澈 杉 缩 挞 涵 敖 鬃 盈 辫 侧 膛 醋 库 辑 钥 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 1949年，美国鲍林博士首先意 识到，红细胞中血红蛋白分子不完 善引起使红细胞变形，从而失去输 氧功能。 血红蛋白究竟出了什么问题？ 秀 肿 驻 迭 蒲 讼 瘤 萝 操 模 们 宅 鱼 锭 印 秦 躇 技 角 绅 哎 赣 状 殖 磋 蠕 若 哑 项 撕 咬 吃 基 因 突 变 -
5、2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 为什么谷氨酸会被缬氨酸取代呢 ？ 随着分子遗传学的崛起，已经查 明DNA分子中的一组碱基由CTT变成CAT 。 1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀 状细胞贫血症患者血红蛋白有两条肽链,第6 位上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 摘 肯 遣 贿 诌 吧 钙 掂 嘻 汁 狂 壮 出 囊 堂 蛀 洲 求 兴 洒 名 旺 尤 放 刷 啮 殆 定 床 泪 髓 遮 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 CTT GAA 谷氨酸缬氨酸 DNA mRNA 氨基酸 蛋白质 正常异常
6、GUA CAT GTA突变 GAA _原因 _原因 镰刀型细胞贫血症是由_引起的一种遗传 病，是由于基因的_发生了改变产生的。 病因： 基因突变 结构 根本 直接 衰 略 泻 医 茎 嗜 矗 洁 太 雁 姚 遥 眯 诬 谗 逛 爱 侯 洲 乔 洞 痞 荤 知 义 种 远 诬 肥 布 牡 菏 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 增 添 缺 失 改 变 DNA分子中发生碱基对的 、 和 ， 而引起的 的改变。 增添缺失改变 基因结构 （一）基因突变的概念： 轩 傈 涡 抬 纳 妻 碾 玩 呸 慰 诌 详 扣 裳 羌 御 肢 沽 健 铰 蚌 蔽 霜 灯 炭 务 馒
7、 卯 帝 钱 页 露 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 思考与讨论 ： 由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改 变？ 炮 伺 排 酪 角 讥 染 椿 梅 泻 扭 芒 瑟 镐 啦 庙 令 乍 梨 芽 远 钮 仁 棚 慕 受 砍 诵 瘁 问 丰 串 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 (二)基因突变发生的时间 A.有丝分裂间期 B.减数第一次分裂间期 体细胞中可以发生基因突变 （但一般不能传给后代） 生殖细胞中也可以发生基因突变 （可以通过受精作用直接传给后代） 韵 入 荆 渔 肯 揪 氖 坎 泼 番 尿 蓝 凳 斟 啄
8、 刀 磁 惮 焰 孪 厉 辊 衙 纵 恢 异 谬 去 撑 慎 朝 锡 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 引起突变的原因引起突变的原因-人类史上的灾难人类史上的灾难 一九八六年四月二十六日凌晨，前苏联乌克兰境 内切尔诺贝利核电站发生大爆炸。前后已有近万人死 于这起事故，数十万人受到辐射伤害。造成直接经济 损失数十亿美元，间接经 济损失数千亿美元。其后 患将会影响人类一百年，是已知的世界 最大核事故 。这次事故在世界上造成的巨大影响，使各国重新考 虑核能的安全性并加强了这方面的国际合作。 浆 脯 己 撅 遭 藤 妊 块 潞 燎 爬 同 惟 笔 吃 篮 豆 棋
9、厄 劲 弗 噪 虎 琳 绑 马 塘 垄 咖 镜 各 土 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 (三)基因突变的原因 物理因素 化学因素 生物因素 基因突变的原因 X射线、激光等 亚硝酸等 病毒和某些细菌等 簧 谅 洲 茸 尤 肺 六 焰 氏 恋 迟 彭 杏 僵 寞 屑 颊 酿 千 橇 后 越 蝶 鞘 冠 棋 卵 横 盂 粕 佳 叉 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 棉花 正常枝短果枝 果蝇 红眼白眼 长翅残翅 家鸽 羽毛白色灰红色 人 正常色觉色盲 你认为突变有什么特点？ 常见突变性状： 一.在生物界普遍存在； 短腿安康羊
10、（中） 玉米白化苗 人类多指 二 在生物体内随机发生(任何时期） 弱 敷 窿 敦 元 执 史 署 挣 姻 千 须 活 助 寞 辩 胁 烁 箱 胺 咙 涯 痞 拜 帚 们 拾 对 称 琴 贝 茬 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因突变率 大肠杆菌DNA复制2109 果蝇的白眼基因4105 果蝇的褐眼基因3105 玉米的皱缩基因110 小鼠的白化基因1105 人类色盲基因3105 小资料 三.突变率低 泊 肯 迫 捕 盂 纶 顾 付 芯 组 售 侈 碑 杜 登 阜 莹 悸 室 秤 筛 扭 逃 价 读 箱 腹 呈 存 虑 灌 赐 基 因 突 变 - 2 0
11、 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 白化苗 四.大多数突变是有害的 白化病 赖 贪 凋 萍 固 肚 肠 瘴 言 戈 认 避 醉 锅 侧 畸 鼎 认 挟 媒 闲 苗 赤 睛 宵 氢 戮 银 法 泛 溶 拐 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 五.基因突变是不定向的 A可以产生一个以上 的等位基因。 控制小鼠毛色的基因可以 突变成黄色基因也可以突变 成黑色基因。 洞 海 了 殊 馋 矮 盎 啪 牟 胆 迟 蔑 糕 兼 执 睡 击 求 览 衫 俭 烧 兼 贼 膨 紊 卯 轮 倘 墟 调 婉 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0
12、1 1 (四)基因突变的特点 自然界的物种中广泛存在 可发生在任何时期 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 : 多害少利性： 一个基因可以产生一个以上的等位基因 不定向性： 葛 穴 踢 颖 祈 洗 柱 耐 先 俯 凉 虱 垄 丁 聂 放 店 教 燥 夫 字 裔 靖 乳 永 皱 誊 利 封 肉 敏 舌 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 (五)基因突变的意义 虽然破坏了生物体与环境的协调关系。但 是基因突变，产生新的性状，适应改变的环 境，可以获得新的生存空间。 总之，基因突变是生物变异
13、的根本来源， 为生物进化提供了最初的原始材料。 扰 脖 圈 迄 估 达 奎 未 榔 幢 蕴 恃 灸 捍 赶 惊 殖 昌 飞 讹 危 媚 淖 堑 涨 华 贤 伟 淘 卸 厦 玩 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 “一猪生九仔，连母十个样”，这种个体 的差异，主要是什么原因产生的? 基因重组 症 颖 躁 包 购 栗 旨 祖 夕 红 负 嘉 刘 很 腮 逼 昏 佬 似 化 烤 倚 柴 干 疲 铃 带 裴 似 停 呐 炯 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 二、基因二、基因重组重组 基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程 中，控
14、制不同性状的基因重新组合。 （一）概念 浮 瘸 游 称 潍 栗 理 镭 祟 藏 木 济 瑰 薪 驶 散 肿 互 骸 屁 栅 筑 能 惑 篆 解 奸 硝 潭 织 孰 臀 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 （二）类型: 基因的自由组合:减数分裂形成配子时，随 着非同源染色体的组合，非等位基因也自由 组合。 基因的互换:减数分裂的四分体时期，同源 染色体上的等位基因随姐妹染色单体之间发 生局部互换而互换，导致基因重组。 发生时期：减数分裂四分体时期 减数第一次分裂后期 闷 疹 琶 结 箕 释 浇 奄 柳 家 狰 滩 信 舰 逼 蜡 枷 默 颂 举 陷 谰 唇 破
15、 柯 替 鲁 旁 髓 爱 翱 审 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 两个亲本的杂合性越高，遗传物质差距越 大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异 就越多。基因重组是通过有性生殖过程实现的 。 （三）特点 产生多样化基因组合的后代，为生物变异 提供丰富的来源，是生物变异来源之一，是 形成生物多样性的重要原因之一，对生物的 进化具有重要意义。 （四）意义 切 恶 箱 札 卿 途 呐 残 漾 舍 诉 双 贮 柳 链 峭 籽 哇 点 冗 铃 剁 碌 苯 搜 绩 他 拂 笑 宇 积 琶 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基因突
16、变基因突变与基因与基因重组重组 基因突变基因重组 本质 基因分子结构变化，产生新 基因（碱基替换|增添|缺 失） 并不产生新基因，产生新的 基因型，使不同性状发生组 合 发生 时间 细胞分裂间期，DNA复制 过程中 减数分裂第一次分裂后期（ 非同源染色体自由组合|交 叉互换） 条件 外界环境条件（物理、化学 、生物因素）或内部因素 有性生殖过程中减数分裂 意义为生物的进化提供原始材料 形成生物多样性的重要原因 之一 特点 突变频率低，但普遍存在， 变异不定向 有性生殖中非常普遍 倒 键 仕 粳 禁 国 螟 涉 窄 棍 有 希 卷 熄 须 克 冯 却 驭 煞 冻 弯 谭 吏 喇 盈 哇 密 录
17、瑞 苫 荚 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基因突变基因突变与基因与基因重组重组 基因突变基因重组 本质 基因分子结构变化，产 生新基因（碱基替换|增 添|缺失） 并不产生新基因，产生新 的基因型，使不同性状发 生组合 发生 时间 细胞分裂间期，DNA复制过程中 减数分裂第一次分裂后期（非同 源染色体自由组合|交叉互换） 条件 外界环境条件（物理、化学、生 物因素）或内部因素 有性生殖过程中减数分裂 意义为生物的进化提供原始材料形成生物多样性的重要原因之一 特点 突变频率低，但普遍存在，变异 不定向 有性生殖中非常普遍 请 吴 际 洋 摸 吾 围 棘 况
18、 枢 远 讨 箭 挖 领 球 硬 跌 落 汽 肌 绥 译 移 淄 骆 溶 陕 吵 坷 谭 拎 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基因突变基因突变与基因与基因重组重组 基因突变基因重组 本质 基因分子结构变化，产生新基因 （碱基替换|增添|缺失） 并不产生新基因，产生新的基因 型，使不同性状发生组合 发生 时间 细胞分裂间期， DNA复制过程中 减数分裂第一次分裂后期（ 非同源染色体自由组合) 减数分裂第一次分裂前期 (交叉互换） 条件 外界环境条件（物理、化学、生 物因素）或内部因素 有性生殖过程中减数分裂 意义为生物的进化提供原始材料形成生物多样性的重要
19、原因之一 特点 突变频率低，但普遍存在，变异 不定向 有性生殖中非常普遍 栗 献 漳 舌 姐 决 弃 萄 戳 鳃 抉 构 脐 押 椒 骇 啤 晋 凹 论 殃 况 哄 挟 抿 嘎 任 颊 室 隘 拍 将 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基因突变基因突变与基因与基因重组重组 基因突变基因重组 本质 基因分子结构变化，产生新基因 （碱基替换|增添|缺失） 并不产生新基因，产生新的基因 型，使不同性状发生组合 发生 时间 细胞分裂间期，DNA复制过程中 减数分裂第一次分裂后期（ 非同源染色体自由组合)减数 分裂第一次分裂前期(交叉互 换） 条件 外界环境条件（物
20、理、化学、生 物因素）或内部因素 有性生殖过程中减数分裂 意义为生物的进化提供原始材料形成生物多样性的重要原因之一 特点 突变频率低，但普遍存在，变异 不定向 有性生殖中非常普遍 两 皆 辱 念 誉 匙 吕 邦 邹 咸 磅 俩 穗 纪 航 惩 粱 蔓 扛 配 酒 萝 挎 尘 懦 娥 囚 秤 腋 翌 陇 谱 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基因突变基因突变与基因与基因重组重组 基因突变基因重组 本质 基因分子结构变化，产生新基因 （碱基替换|增添|缺失） 并不产生新基因，产生新的基因 型，使不同性状发生组合 发生 时间 细胞分裂间期，DNA复制过程中 减数
21、分裂第一次分裂后期（ 非同源染色体自由组合)减数 分裂第一次分裂前期(交叉互 换） 条件 外界环境条件（物理、化学、生 物因素）或内部因素 有性生殖过程中减数分裂 意义为生物的进化提供原始材料形成生物多样性的重要原因之一 特点 突变频率低，但普遍存在，变异 不定向 有性生殖中非常普遍 咱 当 婴 铃 锭 篡 令 贴 塔 乍 刀 釉 拂 喘 裤 壕 阳 惕 趋 料 问 搜 贤 搐 气 低 诚 箩 唾 柞 占 剿 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 对比基因突变与基因对比基因突变与基因重组重组 基因突变基因重组 本质 基因分子结构变化，产生新基因 （碱基替换|增
22、添|缺失） 并不产生新基因，产生新的基因 型，使不同性状发生组合 发生 时间 细胞分裂间期，DNA复制过程中 减数分裂第一次分裂后期（ 非同源染色体自由组合)减数 分裂第一次分裂前期(交叉互 换） 条件 外界环境条件（物理、化学 、生物因素）或内部因素 有性生殖过程中减数分裂 意义为生物的进化提供原始材料形成生物多样性的重要原因之一 特点 突变频率低，但普遍存在， 变异不定向 有性生殖中非常普遍 须 显 殆 疥 扑 会 拍 武 楔 撬 请 噶 粒 炳 瘴 仆 撤 烃 苏 遮 橇 暂 烽 德 压 叼 条 尧 剖 川 粤 学 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1 太空南瓜王 这种太空南瓜王最大能长到200多公斤， 在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5公斤。 宇 墙 书 惫 饵 曳 幼 颠 余 多 句 纬 库 婪 琉 谈 酿 兔 佛 帅 阁 隋 臂 叠 凰 范 钒 瘫 才 渣 诫 薪 基 因 突 变 - 2 0 1 1 基 因 突 变 - 2 0 1 1