
一、闡明基因突變的原因及意義,了解基因突變的特點(diǎn);
二、基于基因自由組合定律和減數(shù)分裂過(guò)程,闡明基因重組的意義。
美國(guó)遺傳學(xué)家繆勒(H. J. Muller,1890-1967)于1927年,在《科學(xué)》雜志上發(fā)表題為“基因的人工誘變”的研究論文報(bào)道:采用X射線(xiàn)照射果蠅,發(fā)現(xiàn)X射線(xiàn)能大大提高基因的突變頻率,在一定范圍內(nèi)突變率與輻射劑量成正比。
基因突變是如何產(chǎn)生的呢?
—— 紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)等
—— 亞硝酸鹽、堿基類(lèi)似物等
人們逐漸發(fā)現(xiàn),易誘發(fā)生物發(fā)生基因突變并提高突變頻率的因素可分為三類(lèi):物理因素、化學(xué)因素和生物因素。例如:紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)及其他輻射能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA;亞硝酸鹽、堿基類(lèi)似物等能改變核酸的堿基;某些病毒的遺傳物質(zhì)能影響宿主細(xì)胞的DNA,等等。但是,在沒(méi)有這些外來(lái)因素的影響時(shí),基因突變也會(huì)由于DNA復(fù)制偶爾發(fā)生錯(cuò)誤等原因自發(fā)產(chǎn)生。
(一)基因突變的原因(教材83頁(yè))
1.無(wú)論是低等生物,還是高等動(dòng)植物和人,都可能發(fā)生基因突變。
2.基因突變可發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期,可發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。
3.基因突變可以表現(xiàn)為一個(gè)基因可以發(fā)生不同的突變,產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因,如:控制小鼠毛色的灰色基因既可以突變成控制黃色的基因也可以突變成控制黑色的基因。
(二)基因突變的特點(diǎn)(教材83頁(yè)小字部分)
4.在自然狀態(tài)下,基因突變的頻率是很低的。據(jù)估計(jì),在高等生物中,105-108個(gè)生殖細(xì)胞中,才會(huì)有一個(gè)生殖細(xì)胞發(fā)生基因突變。
基因突變的特點(diǎn):①普遍性②隨機(jī)性 ③不定向性(等位基因)④低頻性
因此,從生物個(gè)體的角度來(lái)看,基因突變可能有害、可能有利,也可能是中性的。但從群體的角度來(lái)看,對(duì)于生物界的種族繁衍和進(jìn)化有什么重要意義?
對(duì)生物體來(lái)說(shuō),基因突變可能破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系,而對(duì)生物體有害。但有些基因突變對(duì)生物體是有利的,如植物的抗病性突變、耐旱性突變,微生物的抗藥性突變等。還有些基因突變既無(wú)害也無(wú)益,是中性的。例如,有的基因突變不會(huì)導(dǎo)致新的性狀出現(xiàn),就屬于中性突變。
(三)基因突變的意義(教材83頁(yè))
基因突變是產(chǎn)生新基因的途徑。對(duì)生物界的種族繁衍和進(jìn)化來(lái)說(shuō),產(chǎn)生了新基因的生物有可能更好地適應(yīng)環(huán)境的變化,開(kāi)辟新的生存空間,從而出現(xiàn)新的生物類(lèi)型。因此,基因突變是生物變異的根本來(lái)源,為生物的進(jìn)化提供了豐富的原材料。
同一個(gè)貓媽媽為什么會(huì)生出毛色各不相同的小貓咪?
(1) 非同源染色體上的非等位基因自由組合(減數(shù)分裂Ⅰ后期)
配子類(lèi)型: Ad、 aD 或 AD、ad
(四)基因重組的類(lèi)型(教材84頁(yè))
(2)同源染色體的非姐妹染色單體互換(四分體時(shí)期)
配子類(lèi)型:AB、ab →AB、Ab、aB、ab
基因重組不產(chǎn)生新基因,是原有基因的重新組合。
基因重組類(lèi)型對(duì)應(yīng)發(fā)生的時(shí)期:
基因重組就是在生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中,控制不同性狀的基因的重新組合。
有性生殖過(guò)程中的基因重組使產(chǎn)生的配子種類(lèi)多樣化,進(jìn)而產(chǎn)生基因組合多樣化的子代,其中一些子代可能會(huì)含有適應(yīng)某種變化的、生存所必需的基因組合,因此有利于物種在一個(gè)無(wú)法預(yù)測(cè)將會(huì)發(fā)生什么變化的環(huán)境中生存。
由此可見(jiàn),基因重組也是生物變異的重要來(lái)源之一,對(duì)生物的進(jìn)化具有重要意義。
(五)基因重組的意義(教材84頁(yè))
誘發(fā)基因突變的三類(lèi)因素:物理因素、化學(xué)因素和生物因素?;蛲蛔兊奶攸c(diǎn):普遍性、隨機(jī)性、不定向性和低頻性?;蛲蛔兪钱a(chǎn)生新基因的途徑,是生物變異的來(lái)源,為生物進(jìn)化提供了豐富的原材料?;蛑亟M包括兩種類(lèi)型:非同源染色體上的非等位基因自由組合和同源染色體上的非姐妹染色單體互換?;蛑亟M也是生物變異的來(lái)源之一,對(duì)生物的進(jìn)化具有重要意義。
(教材 98頁(yè) 復(fù)習(xí)與提高 選擇題 第1-4題)
DNA復(fù)制過(guò)程中發(fā)生的堿基序列變化,可能導(dǎo)致新基因的產(chǎn)生。下列能產(chǎn)生新基因的是( ) A. 基因重組 B. 基因突變 C. 基因分離 D. 染色體倍增
2.將基因型為AaBb的植株的花粉粒或花瓣細(xì)胞同時(shí)在適宜的條件下進(jìn)行離體培養(yǎng),正常情況下,花粉?;蚧ò昙?xì)胞發(fā)育成的幼苗的基因型不可能是( )A. ab B. Ab C. aaBB D. AaBb
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