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第第 55 章 基因突变及其他变异章 基因突变及其他变异
第第 11 节 基因突变和基因重组节 基因突变和基因重组
第一课时 基因突变第一课时 基因突变
必修二必修二
长沙市一中 曾峰长沙市一中 曾峰
基因突变的
实例
3. 自然界中诱发基因突变的因素很多,基因突变还可以自发产生,因此,基因突变在生物界中是 。由于 DNA 碱基组成的改变是随机的、不确定的,因此,基因突变是 、 的。在自然状态下,基因突变的频率是 的。
一 基础知识填空1 .基因突变的概念DNA 分子中发生碱基对的 ,而引起 的改变,叫做基因突变。
替换、增添和缺失基因结构
2. 诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可以分成三类: 。物理因素、化学因素和生物因素
4. 基因突变的意义:基因突变是 产生的途径,是生物变异的 ,是 的原始材料 。
新基因 根本来源生物进化
普遍存在的
随机发生的 不定向很低
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因
资料:研究发现,镰刀形细胞贫血症患者的血红蛋白上发生了氨基酸的替换。正常:缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸异常:缬氨酸—组氨酸—亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸—赖氨酸。
利用桌上摆放的简易模型,结合教材 P81 思考与讨论右侧的图解分析,分组讨论分析镰刀形细胞贫血症的病因。
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因
GAACTT
DNA
mRNA血红蛋白的部分氨基酸顺序
… 谷氨酸…
GUA
GTACAT
GAA
根本原因
红细胞的形态
… 缬氨酸… 直接原因
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因
问题 1 :镰刀形细胞贫血症能否遗传?怎样遗传?
问题 2 :基因突变主要发生在什么时期?
不一定。基因突变必须要发生在性原细胞中,才可能通过配子传递给下一代。
主要发生在 DNA 分子复制的时期。
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因 三 资料分析——理解基因突变的特点资料①: 1935 年,美国科学家联合英国科学家在非洲大陆对 11270 种植物进行了调查,结果发现在过去的 7 年间, 98 . 7% 的植物都曾发生过突变。在适宜的条件下,生长 1 ~ 2 天的大肠杆菌培养物的浓度约为每毫升 10 9 个细胞, DNA 复制的错误率约为 10-9 ,也就是每连接 109 个核苷酸才可能发生一个错误。基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期,可以发生在细胞内不同的 DNA 分子上,可以发生在同一 DNA 分子的不同部位。
普遍性;低频性;随机性。
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因 三 资料分析——理解基因突变的特点
果蝇复眼的颜色 W (红眼)
W1 (白眼)W2 (血红眼)W3 (象牙眼)W4 (樱红眼)W5 (杏红眼)W6 (伊红眼)W7 (浅黄色眼)W8 (微色眼)W9 (蜜色眼)w10(珍珠眼)w11(珊瑚色眼)
资料②: 果蝇红眼基因的突变图
不定向性;问题 1 :基因突变的不定向性与随机性有何差别?不定向性强调方向;问题 2 :基因突变的结果是什么?形成新的等位基因。
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因 三 资料分析——理解基因突变的特点
总结:
基因突变的特点普遍性;随机性;不定向性;低频性;多害少利性;……
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因
三 资料分析——理解基因突变的特点四 构建模型——了解 DNA 分子中碱基对的替换、缺失或增添对生物性状的影响有何不同下面已经给出正常 DNA 分子模板链的碱基序列,当碱基序列分别发生如下变化时,翻译成的氨基酸序列将如何变化 ?① 第 6个碱基 G被碱基 A所替换; ②第 6个碱基 G被碱基 C所替换; ③第4个碱基 T 发生了缺失; ④第 4、 5两个碱基 T 和 A均缺失; ⑤第 4、 5 、 6三个碱基 T 、 A 、 G均缺失;⑥第 3个碱基和第 4个碱基之间插入一个碱基 G; ⑦第 3个碱基和第 4个碱基之间插入两个碱基 G 、 A; ⑧第 3个碱基和第 4个碱基之间插入三个碱基 G 、 A 、 C 。正常 DNA 模板链 TAC TAG AGC …… mRNA AUG AUC UCG …… 氨基酸顺序 甲硫氨酸 异亮氨酸 丝氨酸 ……利用桌上的模型,分组讨论分析以上 8种情况带来的影响,并总结特点。
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因 三 资料分析——理解基因突变的特点四 构建模型——了解 DNA 分子中碱基对的增添、缺失或替换对生物性状的影响有何不同
① 氨基酸不变;
DNA模板链 T A C T A G A G C ……AmRNA AU G A U C U C G ……U
氨基酸顺序 甲硫氨酸 异亮氨酸 丝氨酸 ……
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因 三 资料分析——理解基因突变的特点四 构建模型——了解 DNA 分子中碱基对的增添、缺失或替换对生物性状的影响有何不同
DNA模板链 T A C T A G A G C ……CmRNA AU G A U C U C G ……G
氨基酸顺序 甲硫氨酸 异亮氨酸 丝氨酸 ……
②异亮氨酸替换为甲硫氨酸;
甲硫氨酸
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因 三 资料分析——理解基因突变的特点四 构建模型——了解 DNA 分子中碱基对的增添、缺失或替换对生物性状的影响有何不同
DNA模板链 T A C T A G A G C ……
mRNA AU G A U C U C G ……
氨基酸顺序 甲硫氨酸 异亮氨酸 丝氨酸 ……丝氨酸③从第 2个氨基酸开始整个氨基酸顺序可能完全改变;
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因 三 资料分析——理解基因突变的特点四 构建模型——了解 DNA 分子中碱基对的增添、缺失或替换对生物性状的影响有何不同
DNA模板链 T A C T A G A G C ……
mRNA AU G A U C U C G ……
氨基酸顺序 甲硫氨酸 异亮氨酸 丝氨酸 ……亮氨酸④从第 2 个氨基酸开始整个氨基酸顺序可能完全改变;
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因 三 资料分析——理解基因突变的特点四 构建模型——了解 DNA 分子中碱基对的增添、缺失或替换对生物性状的影响有何不同
DNA模板链 T A C T A G A G C ……
mRNA AU G A U C U C G ……
氨基酸顺序 甲硫氨酸 异亮氨酸 丝氨酸 ……
⑤原第 2 个氨基酸缺失,其余不变;
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因 三 资料分析——理解基因突变的特点四 构建模型——了解 DNA 分子中碱基对的增添、缺失或替换对生物性状的影响有何不同
DNA模板链 T A C T A G A G C ……
mRNA AU G A U C U C G ……
氨基酸顺序 甲硫氨酸 异亮氨酸 丝氨酸 ……
⑥从第 2 个氨基酸开始整个氨基酸顺序可能完全改变;
G
C
酪氨酸 亮氨酸
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因 三 资料分析——理解基因突变的特点四 构建模型——了解 DNA 分子中碱基对的增添、缺失或替换对生物性状的影响有何不同
DNA模板链 T A C T A G A G C ……
mRNA AU G A U C U C G ……
氨基酸顺序 甲硫氨酸 异亮氨酸 丝氨酸 ……
GA
CU
亮氨酸 丝氨酸
⑦从第 2 个氨基酸开始整个氨基酸顺序可能完全改变;
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因 三 资料分析——理解基因突变的特点四 构建模型——了解 DNA 分子中碱基对的增添、缺失或替换对生物性状的影响有何不同
DNA模板链 T A C T A G A G C ……
mRNA AU G A U C U C G ……
氨基酸顺序 甲硫氨酸 异亮氨酸 丝氨酸 ……
GAC
CUG
亮氨酸⑧在原第 2 个氨基酸前增加一个亮氨酸,其余不变;
二 构建模型——模拟分析镰刀形细胞贫血症的病因
三 资料分析——理解基因突变的特点四 构建模型——了解 DNA 分子中碱基对的增添、缺失或替换对生物性状的影响有何不同
① 碱基对的替换不一定会引起氨基酸排列顺序的改变。 ②缺失或增添 1 个碱基或 2 个碱基可能比缺失 3 个碱基的影响大。
总结:
因题而异,具体分析。
2013.09.26