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课件网) 第1节 基因突变和基因重组 SW生老师 我国早在1987年就利用返回式卫星进行航天育种研究：将作物种子带入太空，利用太空中的特殊环境诱导基因发生突变，然后在地面选择优良的品种进行培育。 问题探讨 航天育种的生物学原理是什么 通过太空高辐射、微重力或无重力的特殊环境提高作物基因突变的频率，从而筛选出人们需要的品种。 一、基因突变的实例和概念 1、实例——— 镰状细胞贫血 正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的镰刀状。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。 正常的红细胞(左)与镰状红细胞(右)电镜图 正常血红蛋白β链部分氨基酸序列 镰状血红蛋白β链对应氨基酸序列 致病机理： 思考 讨论：镰状细胞贫血形成的原因 谷氨酸变成了缬氨酸。 编码血红蛋白的基因的碱基序列发生改变 直接原因 根本原因 DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。 2、基因突变 （1）概念 通常在有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期 （2）发生时间 基因突变通过影响什么来影响性状的改变？ (1)使肽链中氨基酸种类改变。 (2)基因突变可能引发肽链不能合成。 (3)肽链延长(终止密码子延后出现)。 (4)肽链缩短(终止密码子提前出现)。 以上改变会引发蛋白质结构和功能改变，进而引发生物性状的改变。 碱基对的三种方式改变方式对性状的影响相同吗？ 碱基对 影响范围 对氨基酸序列的影响 替换 增添 缺失 由于密码子的简并性， 只改变1个密码子可能不改变性状 不影响插入位置前的序列， 影响插入位置后的序列 不影响缺失位置前的序列， 影响缺失位置后的序列 小 大 大 ①突变可能发生在非基因片段上。 ②突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。 ③基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。 ④改变蛋白质个别氨基酸，但蛋白质的功能不变（如同工酶）。 ⑤某些环境中，改变了的基因可能不会在性状上表现出来。 基因突变一定会引起生物性状的改变吗？ 不一定 基因突变一定能够遗传给后代吗？ 不一定 ①发生在配子中：可遗传 ②发生在体细胞：一般不遗传（但某些植物可通过无性生殖遗传给后代） 二、基因突变的原因、特点和意义 1. 基因突变的原因 外因 内因: 自然条件下DNA复制出错自发产生突变 物理因素: 紫外线，X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA； 化学因素: 亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基； 生物因素: 某些病毒如Rous肉瘤病毒的遗传物质能影响宿主细胞DNA； 医疗方面（避免） X光、胸透、CT等检查利用的射线属于诱发基因突变的物理因素，门外多放警示性标志。 农业方面（诱变育种） 利用物理因素或化学因素，使生物发生基因突变，可以提高突变率，创造人类需要的生物新品种。 例如：用辐射方法处理大豆，选育出含油量高的大豆品种。 与社会的联系 2. 基因突变的特点 （1）普遍性： 基因突变在生物界是普遍存在的。 （2）随机性： 时间随机：生物个体发育的任何时期。 部位随机：不同DNA分子上及同一DNA分子的不同部位。 （3）不定向性： 一个基因可发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。 （4）低频性： 自然状态下，基因突变频率很低。 105-108个生殖细胞中，才有一个生殖细胞发生基因突变。 3. 基因突变的意义 （1）对生物体的意义 （2）对进化的意义 ①有害突变：可能破坏生物体与现有环境的协调关系。 ②有利突变：如抗病性突变、耐旱性突变等。 ③中性突变：不会导致新的性状出现。 产生新基因 形成新性状 生物进化的原始材料 基因突变 生物变异的根本来源 定义 结果 原因 是否遗传 发生时间 特点 意义 DNA分子中发生碱基 ... ...
