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(共23张PPT)
5.1 课时2 基因突变的原因及意义、基因重组
1. 能够阐明基因突变的原因、特点及意义。
2. 基于自由组合定律和减数分裂的过程，能够阐明基因重组的意义 。
吃泡菜
喝酒
嚼槟榔
同学们，你们都有以下行为吗？
Ⅰ类致癌物清单
人们逐渐发现，易诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可分为三类：物理因素、化学因素和生物因素。
物理因素:
紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA。
辐射
一、基因突变的原因
1.基因突变的影响因素：
化学因素：
亚硝酸、黄曲霉素、碱基类似物等能改变核酸的碱基。
5-溴尿嘧啶
尿嘧啶
黄曲霉素
亚硝酸
生物因素:
某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA。
HPV，其非结构蛋白序列同样可以部分整合到宿主细胞基因组中，导致细胞癌变，诱发宫颈癌。
物理因素：
x射线、激光、紫外线、伽马射线等。
诱发突变
化学因素：
亚硝酸、黄曲霉素、碱基类似物等。
生物因素：
某些病毒和细菌等。
自发突变
在没有这些外来因素的影响时，基因突变也会由于DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。
如：果蝇的白眼，水稻的矮杆等。
2.基因突变的特点：
①普遍性：
玉米中出现白化苗
果蝇的红眼出现了白眼
白化病
发生对象很普遍。
②随机性:
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，以及同一个DNA分子的不同部位。
③不定向性:
表现为一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。
④低频性：
据估计，在高等生物中，105~108个生殖细胞中，才会有1个生殖细胞发生基因突变。
玉米中出现白化苗
白化病
太空南瓜
有害突变
有利突变
有害突变
二、基因突变的意义
基因突变产生新的基因
有害突变
有利突变
中性突变
新性状
不同的环境
基因突变是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原始材料。
俗话说“一母生九子，连母十个样”这是基因突变吗？如不是基因突变，那这种差异是怎么造成的？
三、基因重组
在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
1.基因重组的概念：
F1
F2
P
黄色圆粒
绿色皱粒
黄色皱粒
绿色圆粒
×
×
黄色圆粒
黄色圆粒
绿色皱粒
黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆的杂交实验示意图
亲本类型
亲本类型
重组类型
（1）自由组合：减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
2.基因重组的类型：
时期：减Ⅰ后期
A
a
b
B
A
a
b
B
（2）交叉互换：位于同源染色体上等位基因，在四分体时期随非姐妹染色单体的交换而发生重组。
时期：减Ⅰ前期
A
a
b
B
A
a
b
B
A
a
b
B
A
B
b
那基因重组能产生新的基因吗？
控制不同性状的基因重新组合，不产生新的基因，只产生新的基因型。
那基因重组的意义？
有性生殖的亲本
减数 分裂
多样性的配子
受精 作用
多种基因型个体
多种性状
不同环境
受精卵
发育
体 现
适 应
那基因重组的意义？
3.基因重组的意义：
有性生殖过程中的基因重组使产生的配子种类多样化，进而产生基因组合多样化的子代；
基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。
我国是最早养殖和培育金鱼的国家。金鱼的祖先是野生鲫鱼。在饲养过程中，野生鲫鱼产生基因突变，人们选择喜欢的品种培养，并进行人工杂交。
一、概念检测
我国大面积栽培的水稻有粳稻（主要种植在北方）和籼稻（主要种植在南方）。研究发现，粳稻的bZIP73基因通过一系列作用，增强了粳稻对低温的耐受性。与粳稻相比，籼稻的bZIP73基因中有1个脱氧核苷酸不同，从而导致两种水稻
的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异。判断下列表述是否正确。
（1）bZIP73基因的1个核苷酸的差异是由基因突变导致的。 （ ）
（2） bZIP73蛋白质的1个氨基酸的差异是由基因重组导致的。 （ ）
（3）基因的碱基序列改变，一定会导致表达的蛋白质失去活性。（ ）
√
×
×
二、拓展应用
镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。具有一个镰状细胞贫血突变基因的个体（即杂合子）在氧含量正常的情况下，并不表现出镰状细胞贫血的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。
（1）这些地区具有镰状细胞贫血突变基因的人占总人口的比例较其他地区的高，为什么？
杂合子能同时合成正常和异常的血红蛋白，相比只能合成正常血红蛋白的纯合子，杂合子对疟疾具有较强的抵抗力，在疟疾高发地区，他们生存的机会更多，从而能将自己的基因传递下去。因此，这些地区具有镰状细胞贫血突变基因的人占总人口的比例更高。
（2）为什么某些看起来对生物生存不利的基因，历经漫长的进化历程依然“顽固”地存在？请结合这个例子阐明原因，并分析如何辩证地认识基因突变与生物的利害关系。
基因对生物的生存是否有利，往往取决于生物的生存环境。某些看起来对生物生存不利的基因，当环境改变后，这些不利的基因产生的性状，可能会帮助生物更好地适应改变后的环境，从而得到更多的生存机会。
这个实例说明，基因突变并不都是有害的，也可能是有利的，或是中性的，有害、有利还是中性与环境有关。

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