第七章 生物的进化

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必修二
第5章基因突变及其他变异
第1节基因突变和基因重组
第一课时基因突变
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
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。

GAA CTT DNA
mRNA
血红蛋白的部分氨基酸顺序
…谷氨酸…GUA GTA CAT GAA 根本原因红细胞的形态…缬氨酸… 直接原因
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。

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109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。

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。

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;
……
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。

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 ……
A mRNA A U G A U C U C G ……
U 氨基酸顺序甲硫氨酸异亮氨酸丝氨酸
……
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
C
DNA模板链T A C T A G A G C……
mRNA A U G A U C U C G……
G
甲硫氨酸
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;
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 A U G A U C U C G……
丝氨酸
氨基酸顺序甲硫氨酸异亮氨酸丝氨酸……
③从第2个氨基酸开始整个氨基酸顺序可能完全改变;
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 A U G A U C U C G……
亮氨酸
氨基酸顺序甲硫氨酸异亮氨酸丝氨酸……
④从第2个氨基酸开始整个氨基酸顺序可能完全改变;
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 A U 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;
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 A U 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
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 A U 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;
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 A U 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;
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
总结:
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。

因题而异,具体分析。

2013.09.26。