第四章 遗传的分子基础 第四节 基因突变和基因重组,资料一： 在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有3.5KG，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，叶球可重达7KG左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5KG。 资料二： 太空椒（普通青椒种子遨游过太空后培育而成）与普通青椒对比，果实明显增大，将太空椒的种子种植下去，仍然是肥大果实。,不可遗传的变异,可遗传的变异 （来源）,基因突变,基因重组,染色体变异,生物的变异,生物变异的类型,“一母生九子,连母十个样”生物的变异是普遍存在的。有的仅仅是由于环境因素影响造成的;有的则是由于生殖细胞内的遗传物质发生改变而引起的。,一、基因突变,积极思维,镰刀型细胞贫血症的病因是什么？,事实：,1、1904年，美国的一位医生在芝加哥首次发现一名严重贫血病人的血液里充满着镰刀状的红细胞，而正常人的红细胞是圆饼状的。他把这种病称为“镰刀型细胞贫血症”。在缺氧情况下，患者的红细胞由圆饼壮变的像镰刀一样，严重时红细胞破裂，造成严重贫血，甚至死亡。,圆饼状的红细胞,镰刀状的红细胞,事实,2、科学家进一步研究发现，镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白的一条多肽链上的氨基酸组成发生了变化。DNA测序发现，决定血红蛋白的相关基因也发生了变化。,镰刀型细胞贫血症的病因图解,1、病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？ 2、填写出mRAN上的对应碱基。血红蛋白的多肽连变化和基因变化之间有什么关系？,基因突变的原因,自发突变:在没有人为因素的干预下，DNA在复制过程中一个碱基对也可能会被另一个碱基对取代。 人工诱变：在人为因素干预下发生的基因突变。如：利用X射线、激光等物理因素，亚硝酸盐等化学因素、以及病毒、细菌等生物因素来处理生物，会使生物发生突变的概率大为提高。,1.基因突变的频率很低,如图为不同生物的不同基因的自发突变频率,基因突变的特征,2.基因突变的方向是不确定的,果蝇眼色遗传的不确定性示意图,3.基因突变属于偶然的随机事件,基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期。 基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。,基因突变的意义,是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料。也揭示了生物性状的遗传规律，从而成为进行动植物遗传改良的基础。,二、基因重组,基因重组的分类,1、随机重组：减数分裂时，随着非同源染色体的自由组合，位于这些染色体上的基因也自由组合。组合结果可能产生与亲代基因型不同的个体。 2、交换重组：同源染色体之间遗传物质的交换。结果是导致染色体上基因的组成和排列次序的改变，从而可能出现新的性状。,同源染色体之间交换示意图,基因重组的意义,是生物进化的源泉。 是生物体多样性的重要原因之一。,玫瑰鸡冠和豆鸡冠从何而来？,玫瑰冠 RRpp,豆冠 rrPP,胡桃冠 RrPp,胡桃冠 RrPp,胡桃冠,玫瑰冠,豆冠,单冠,1、子四代4种表现型对应的基因型是什么？ 2、为什么子二代会出现亲代没有的性状？,三、重组DNA技术,1973年，美国科学家科恩等将两种不同生物的DNA分子进行体外重组，并首次在大肠杆菌中得到表达。这个过程需要能在特定位置上切割DNA分子的限制性内切酶和能将DNA片段连接起来的DNA连接酶。,限制性内切酶作用示意图,重组DNA技术： 是指将从一个生物体内分离得到或人工合成的目的基因转入另一个生物体中，使后者获得新的遗传性状或表达所需要的产物的技术。,STS链接：重组DNA技术的应用,重组DNA技术是基因工程的核心技术 基因工程在特殊蛋白质的生产中显示了巨大的应用价值。 基因工程中的转基因技术可以使人类按照自己的愿望定向的改造生物，特别是高等动植物。,转基因食品已经在我们的日常生活中出现,2001年全球转基因植物种植按国家分布,试与同学讨论日常生活中接触的转基因食品种类，对其认识。,1、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是 A基因突变 B基因重组 C基因分离 D环境影响,A,2、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患者,其父母正常，请判断这人性状最可能是 A.伴性遗传 B.常染色体遗传 C.基因突变 D.基因重组,C,练习,3.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,输给一个血型相同的正常人,将使正常人,B,A、 基因产生突变,使此人患病 B、无基因突变,性状不遗传给此人 C、基因重组,将病遗传给此人 D、无基因突变,此人无病,其后代患病,5、生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源于 A.基因重组 B.基因突变 C.染色体变异 D.环境变化,A,4、若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变异主要来自 A.基因突变 B.基因重组 C.环境影响 D.染色体变异,B,