第5章基因突變及其他變異§5.1基因突變和基因重組本節聚焦：1.基因突變的概念和特點2.基因重組的概念和意義(一)基因突變的實例人類鐮刀型貧血病的形成鐮刀型細胞貧血癥的病因分析病人的血紅蛋白的一條多肽鏈發生了什么變化？…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—……－脯氨酸－纈氨酸－谷氨酸—…正常異常一、基因突變鐮刀型紅細胞貧血癥DNA┯-┯-┯

CTT

GＡ

A

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CAT

GT

A

┷-┷-┷GA

A

┷-┷-┷GU

A

┷-┷-┷突變mRNA氨基酸谷氨酸纈氨酸血紅蛋白正常異常紅細胞圓餅狀鐮刀狀12相應性狀的改變相應蛋白質的改變相應氨基酸的改變mRNA分子中的堿基發生變化DNA分子中的堿基對發生變化具體變化過程:這種變化可否遺傳?如何遺傳？可以遺傳突變后的DNA分子復制,通過減數分裂形成帶有突變基因的生殖細胞,并將突變基因傳給下一代.┯┯┯┯

ＡＴＧＣ

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┷┷┷┷增添缺失替換DNA分子中發生堿基對的

、

和

，而引起的

的改變。替換增添缺失基因結構基因突變的概念：(二)基因突變發生的時間？Why？細胞周期中的分裂間期A.有絲分裂間期B.減數第一次分裂間期體細胞生殖細胞中可以發生基因突變（但一般不能傳給后代）中也可以發生基因突變（可以通過受精作用直接傳給后代）人類能遺傳的基因突變常發生在

A.減數第一次分裂B.四分體時期

C.減數第一次分裂的間期D.有絲分裂間期

DNA在進行復制時發生錯誤或由于某種原因斷裂后進行修復時發生錯誤。(三)基因突變的原因物理因素化學因素生物因素(四)基因突變的類型按來源分__________與__________

按突變后對生物個體的影響分_________與________,對生物體而言，多數為____________。自然突變人工誘變有利突變有害突變有害突變①打破對環境的適應性為何基因突變對生物體而言，多數為有害突變?如此的話基因突變對生物豈不是沒有意義?②產生新基因引發生物變異為進化提供原始材料(五)基因突變的特點自然界的物種中廣泛存在可發生在任何時期自然界突變率很低：10－5-

10-8(打破對環境的適應性)多數有害,少數有利

①普遍性:②隨機性:③稀有性:④有害性：⑤不定向性：A＝a1或A＝a2等位基因是如何產生的？“一母生九仔，連母十個樣”，這種個體的差異，主要是什么原因產生的?基因重組二、基因重組1、概念:在生物進行有性生殖過程中,控制不同性狀的基因的自由組合.2、類型:3、意義:通過有性生殖實現基因重組為生物變異提供了極其豐富的來源,是生物多樣性的重要原因之一.①基因的自由組合:②基因的互換:基因重組能否產生新的基因？非同源染色體上的非等位基因的自由組合同源染色體上的非姐妹染色體之間發生局部互換.1、若某基因原為303對堿基，現經過突變，成為300個堿基對，它合成的蛋白質分子與原來基因合成的蛋白質分子相比較，差異可能為

A．只相差一個氨基酸，其他順序不變

B．長度相差一個氨基酸外，其他順序也有改變

C．長度不變，但順序改變

D．A、B都有可能2、在一個DNA分子中如果插入了一個堿基對，則

A.不能轉錄

B.不能翻譯

C.在轉錄時造成插入點以前的遺傳密碼改變

D.在轉錄時造成插入點以后的遺傳密碼改變課堂鞏固3、基因突變的原因是：

A.染色體上的DNA變成了蛋白質

B.染色體上的DNA變成了RNA

C.染色體上的DNA減少了或增多了

D.染色體上的DNA結構發生了局部改變4、某自花傳粉植物連續幾代開紅花，一次開出一朵白花，白花的后代全開白花，其原因是

A．基因突變B．基因重組

C．基因分離D．環境影響5、上眼瞼下垂是一種顯性遺傳病,某一男性患者,

其父母正常，請判斷這人性狀最可能是

A.伴性遺傳B.常染色體遺傳

C.基因突變D.基因重組6、如果基因中的一個脫氧核苷酸發生了改變，那么這種變化最終可能引起

A.遺傳性狀改變B.遺傳密碼改變

C.遺傳信息改變D.遺傳規律改變7、生物變異的根本來源是

A．基因重組B．染色體數目變異

C．染色體結構變異D．基因突變8、基因重組發生在

A．減數分裂形成配子的過程中

B．受精作用形成受精卵的過程中

C．有絲分裂形成子細胞的過程中

D．通過嫁接，砧木和接穗愈合的過程中9、觀察腫瘤切片，下列有關其中細胞的敘述中，正確的是

A.所有細胞經減數分裂增殖

B.所有細胞中都可見到基因突變

C.所有細胞都能合成蛋白質

D.所有細胞中DNA含量都相同10.誘發突變與自然突變相比，正確的是

A．都是有利的B．都是定向的

C．都是隱性突變D．誘發突變率高11.下列關于自然突變的敘述錯誤的是

A．自然突變的頻率低

B．自然突變只產生在個別生物個別基因

C．自然突變是不定向的，一般是有害的

D．基因突變是變異的主要來源，是生物進化的重要因素之一12、生物界是千姿百態，多種多樣的，這都要建立在生物豐富變異的基礎上。生物豐富的變異主要來源于

A.基因重組B.基因突變C.染色體變異D.環境變化13、若一對夫婦所生育子女中，性狀差異甚多，這種變異主要來自

A.基因突變B.基因重組C.環境影響D.染色體變異14、下面敘述的變異現象，可遺傳的是

A．由于水肥充足而造成的小麥粒大粒多性狀

B．果樹修剪后所形成的樹冠具有特定的形狀

C．用生長素處理未經受粉的番茄雌蕊，得到的果實無子

D．開紅花的一株豌豆自交，后代部分植株開白花§5.2染色體變異本節聚焦：1.染色體數目的變異2.染色體組的概念3.二倍體、多倍體和單倍體的概念及其聯系一、染色體結構的變異缺失:增加:顛倒:移接:請思考：Q1:果蠅體細胞有幾條染色體？8條Q2:Ⅱ號和Ⅱ號染色體是什么關系?Ⅲ號和Ⅳ號呢?同源染色體非同源染色體Q3:雄果蠅的體細胞中共有哪幾對同源染色體?Ⅱ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅲ、Ⅳ和Ⅳ、X和Y二、染色體數目的變異ⅣⅡⅢⅡⅢXYⅢYⅡⅡⅢXⅣQ4：雄果蠅產生的精子中有哪幾條染色體？這些染色體在形態、結構和功能上有什么特點？這些染色體之間是什么關系？它們是否攜帶著控制生物生長發育的全部遺傳信息？Ⅳ減數分裂Q5：如果將果蠅的精子中的染色體看作一組，那么果蠅的體細胞中有幾組染色體？細胞中的一組________染色體，它們在_____和______上各不相同，但是攜帶著控制生物生長發育的_________，這樣的一組染色體，叫做一個染色體組。1、染色體組的概念非同源形態功能全部信息正常增多減少個別變異整組變異成倍增多或減少2、染色體數目的變異二倍體：由受精卵發育而成的，體細胞中有兩個染色體組的個體。多倍體：由受精卵發育而成的，體細胞中含有三個或三個以上的染色體組的個體。３、二倍體和多倍體三倍體、四倍體……例如：人、果蠅、玉米等大多數生物例如：香蕉、馬鈴薯多倍體植株的特點2.莖桿粗壯，葉片、果實和種子都比較大；糖類、蛋白質等含量增高.3.但發育延遲，結實率低。1.多倍體在植物中廣泛存在，而在動物中則較少見4個染色體8個染色體無紡綞體形成染色體復制著絲點分裂無紡綞絲牽引多倍體的形成若繼續進行正常的有絲分裂染色體加倍的組織或個體4、單倍體（1）概念：體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體（2）單倍體植株特點弱小，且高度不育（3）單倍體育種的措施和優點二倍體植株花藥離體培養單倍體植株人工誘導染色體加倍恢復回二倍體植株明顯縮短育種年限（純合體）自交純合體a、二倍體物種所形成的單倍體中，其體細胞中只含一個染色體組。請判斷：b、如果是四倍體、六倍體物種形成的單倍體，其體細胞中就含有兩個或三個染色體組，我們可以稱它為二倍體或三倍體。c、單倍體中可以只有一個染色體組，也可以有多個染色體組d、個體的體細胞中含幾個染色體組就是幾倍體對一個個體稱單倍體還是幾倍體，關鍵看什么？關鍵看它是由受精卵發育而成的個體，還是由配子發育而成的個體。由受精卵發育而成的個體叫幾倍體，由受精卵發育而成的個體叫單倍體。Q：一倍體一定是單倍體嗎？單倍體一定是一倍體嗎？一倍體一定是單倍體；單倍體不一定是一倍體。染色體變異染色體變異個別增減染色體組二倍體概念特點應用成因概念特征多倍體單倍體分類數目變異成倍增減缺失、增加、顛倒、移接結構變異：1、認真分析下圖的對照圖，從A、B、C、D中確認出表示含一個染色體組的細胞，是圖中的如何從圖形、基因型中識別二倍體或多倍體？2.韭菜體細胞中的32條染色體具有8種各不相同的形態，韭菜是

A．單倍體B．二倍體

C．四倍體D．八倍體課堂鞏固3、下列細胞中含有1個染色體組的細胞是

A．人的口腔上皮細胞

B．果蠅的受精卵

C．小麥的卵細胞

D．玉米的卵細胞4、下面有關單倍體的敘述中，不正確的是

A．由未受精的卵細胞發育而成的個體

B．花藥經過離體培養而形成的個體

C．凡是體細胞中含有奇數染色體組的個體

D．普通小麥含6個染色體組，42條染色體，它的單倍體含3個染色體組，21條染色體5、基因突變和染色體變異的一個重要區別是

A．基因突變在光鏡下看不見

B．染色體變異是定向的，基因突變是不定向的

C．基因突變是可以遺傳的

D．染色體變異是不能遺傳的

6、引起生物可遺傳的變異的原因有3種，即基因重組、基因突變和染色體變異。以下幾種生物性狀的產生，來源于同一種變異類型的是①果蠅的白眼②豌豆的黃色皺粒、綠色圓粒③八倍體小黑麥的出現④人類的色盲⑤玉米的高莖皺形葉⑥人類的鐮刀型細胞貧血癥

A．①②③

B．④⑤⑥

C．①④⑥

D．②③⑤7、在三倍體無籽西瓜的培育過程中，以二倍體普通西瓜幼苗用秋水仙素處理，待植株成熟后接受普通二倍體西瓜的正常花粉，所結果實的果皮、種皮、胚芽、胚乳細胞的染色體組數依次為

A．4、2、2、4B．4、4、3、6C．3、3、3、4D．4、4、3、58、下列變異中不屬于染色體結構變異的是

A.染色體缺失某一片段

B.染色體中增加了某一片段

C.染色體中DNA的一個堿基對發生了改變

D.染色體某一片段的位置顛倒180o。10、就二倍體而言，下列組合中屬于配子的是

A、MMNNB、MmC、MND、Nn11、二倍體生物中，可能含有一個染色體組的細胞是

A.子房壁細胞B.珠被細胞

C.花粉細胞D.柱頭細胞12、下列細胞中，屬于果蠅配子并能形成受精卵的是

A.甲與乙B.乙與丙C.乙與丁D.丙與丁13、將基因型為AaBb（獨立遺傳）的玉米的一粒花粉離體培養獲得幼苗，再用秋水仙素處理幼苗，獲得的植株基因型為

A.AB或ab或Ab或aB

B.AABB或aabb或AABb或aaBbC.AB，ab，Ab，aB

D.AABB或aabb或AAbb或aaBB14、大麥的一個染色體組有7條染色體，在四倍體大麥根尖細胞有絲分裂后期能觀察到的染色體數是

A.7條B.14條C.28條D.56條15、用秋水仙素誘發基因突變和誘導多倍體，起作用的時期分別是

A.有絲分裂的間期和前期

B.有絲分裂的間期和后期

C.有絲分裂的前期的前期

D.有絲分裂的間期和間期16、如圖：為一果蠅體細胞的染色體圖，請據圖回答下列問題：(１)此果蠅為

性果蠅；(２)它的體細胞中有染色體

對，屬同源染色體的有

對，一個體細胞中共含有_____

個染色體組。雌４４２第1節雜交育種與誘變育種第2節基因工程及其應用第6章從雜交育種到基因工程第1節雜交育種與誘變育種本節聚焦：1、雜交育種的原理是什么？2、什么是誘變育種？3、雜交育種和誘變育種各有哪些優點和不足？

小麥高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹病（T）對不抗銹病（t）為顯性，現有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt），可采用哪些育種方式得到符合人類要求的優良品種？思考與討論一：以下為同學們提供的育種方案：雜交育種單倍體育種誘變育種雜交育種的優點是很明顯的，但是在實際操作中會遇到不少困難。請從雜交后代可能出現的各種類型，以及育種時間等方面，分析雜交育種方法的不足。思考與討論二：PDDTT高稈抗銹病×ddtt矮稈易染銹病F1

DdTt高稈抗銹病F2

ddTt、ddTT矮稈抗銹病自交

自交

Fn

ddTT矮稈抗銹病∶∶∶雜交育種概念：雜交育種是將兩個或多個品種的優良性狀通過交配集中在一起，再經過選擇和培育，獲得新品種的方法。原理：基因重組優點：能集中位于不同品種中的優良性狀。缺點：只能利用已有的基因組，并不能產生新的基因。雜交進程緩慢，過程繁瑣。應用：雜交水稻、中國荷斯坦牛等雜交育種2004年十大感動中國人物

頒獎辭

他是一位真正的耕耘者。當他還是一個鄉村教師時，已具有顛覆世界權威的膽識；當他名滿天下時，卻仍專注于田疇。淡薄名利，一介農夫，播撒智慧，收獲富足。他畢生的夢想，就是讓所有的人遠離饑餓。喜看稻菽千重浪，最是風流袁隆平。DDTT高稈抗銹病×

ddtt矮稈易染銹病DdTt高稈抗銹病DT、dT、Dt、dt花藥離體培養ddTT矮稈抗銹病DT、dT、Dt、dt秋水仙素處理

單倍體

幼苗

花粉

純合體

植株

F1

P單倍體育種γ射線ＰDDTT高稈抗銹病

ddTT矮稈抗銹病γ射線Ｐddtt矮稈不抗銹病

ddTT矮稈抗銹病或與雜交育種相比，誘變育種有什么優點？聯系基因突變的特點，談談誘變育種的局限性。要想克服這些局限性，可心采取什么辦法？思考與討論四：誘變育種概念：利用物理因素（如x射線，γ射線、紫外線，激光等）或化學因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）處理生物，使生物發生基因突變。原理：基因突變誘變育種優點：提高變異的頻率，加速育種進程。大幅度地改良某些性狀。缺點：難以控制突變方向，無法將多個優良性狀組合。應用：農作物育種——黑農五號大豆

(產量提高16%、含油量提高2.5%)

微生物育種——青霉素

(20單位/ml→50000單位/ml)利用太空環境研究植物生長發育和遺傳變異的研究始于上世紀60年代初期，迄今已有40多年的歷史。前蘇聯(俄羅斯)、美國空間植物學研究的主要目標，定位在以探索空間條件下植物生長發育規律，改善空間人類生存的小環境，解決宇航員的食品供給及生存安全等，這是為了將來“太空里的人類”。因而美國航空航天局于1995年建立了引力生物學中心，重點研究植物對引力的感受和反應，但其最終目標仍是開發出更加適于太空旅行的植物。而我國的太空育種則把更多的注意力投向如何利用空間環境資源，開辟選育植物優良品種的新途徑，這是為了現在“地球上的人類”。因為目的的不同，導致現在有“中國已經走上太空育種的最前沿”一說。太空育種拓展視野：空間生命科學：高真空(10—8pa)微重力(10—4g)強輻射拓展視野：太空育種“神舟”三號飛船上搭載的38種共計200克神舟三號”飛船從太空帶回的試管種苗“神舟”五號搭載育成的巨人南瓜甘肅種植的太空育種的蔬菜太空水稻搭載前后株系對比太空育種辣椒升載太空磨菇升載太空磨菇

太空青茄大過小孩頭思考與討論五：太空育種的食品安全嗎？常規育種誘變育種多倍體育種單倍體育種處理雜交用射線、激光、化學藥品等處理生物用秋水仙素處理種子或幼苗花藥離體培養原理通過基因重組把兩親本的優良性狀組合在同一后代中用人工方法誘發基因突變，產生新性狀，創造新品種或新類型抑制細胞分裂中紡錘體的形成，使染色體數目加倍后不能形成兩個細胞誘導精子直接發育成植株，再用秋水仙素加倍成純合體特點方法簡便，但需較長年限方可獲得純合體加速育種的進程，大幅改良某些性狀，但突變后有利個體往往不多器官大，營養物質含量高，但發育延遲，結實率低縮短育種年限，但方法復雜，成活率較低舉例高桿抗病與矮桿不抗病小麥雜交產生矮桿抗病品種高產量青霉素菌株的育成三倍體西瓜、八倍體小黑麥抗病植株的育成1、假設你想培育一個作物品種，你想要的性狀和不想要的性狀都是由隱性基因控制的。試說明培育方法，畫出遺傳圖解，并說明這各方法的優缺點。2、育種方式只限以上四種嗎？還有什么更好的育種方式嗎？請發揮你的想象力!思考與討論六：第2節基因工程及其應用本節聚焦：1、什么是基因工程？2、基因工程的原理是什么？3、基因工程有哪些應用？4、轉基因食品安全嗎？你知道為什么能把人的基因“嫁接”到細菌上嗎？你能推測出，這種基因的“嫁接”是怎么實現的嗎？你能舉出一些類似的、與你的生活關系很密切的例子嗎？問題探討“嫁接”了人胰島素基因的工程菌一、基因工程的原理：1、概念：就是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。基因工程的別名基因拼接技術或DNA重組技術操作環境生物體外操作對象基因操作水平DNA分子水平基本過程剪切→拼接→導入→表達結果人類需要的基因產物2、基因的“剪刀”

——限制性內切酶識別特定核苷酸序列，切割特定DNA切點，具特異性。并裂解磷酸二酯鍵。例：大腸桿菌的一種限制酶(EcoRⅠ)能識別

GAATTC序列，并在G和A之間切開。一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點上將DNA分子切斷。目前已發現的限制酶有4000多種。CTTAAGGCAATT例：EcoRI

酶切位點限制酶：從特殊的酶切位點將DNA分子切開3、基因的“針線”

——DNA連接酶連接酶的作用：

將互補配對的兩個黏性末端連接起來，使之成為一個完整的DNA分子。連接的部位：

生成3′-5′磷酸二酯鍵DNA連接酶的作用過程：DNA連接酶的作用過程4、基因的運載體

——質粒或病毒作用：

將外源基因送入受體細胞。條件：能在宿主細胞內復制并穩定地保存。具有多個限制酶切點。具有某些標記基因。種類：

質粒、噬菌體和動植物病