人教版高中生物必修 5.1基因突變與基因重組課件

1、第第1節(jié)節(jié) 基因突變與基因重組基因突變與基因重組第第5章章 基因突變及其他變異基因突變及其他變異問題探討： 三位同學在抄寫英語句子三位同學在抄寫英語句子“THE CAT SAT ON THE MAT”(貓坐在草席上貓坐在草席上)時，分別抄時，分別抄成了書中圖中所示，請將抄寫的句子與原成了書中圖中所示，請將抄寫的句子與原句進行比較，看看意思發(fā)生了哪些變化。句進行比較，看看意思發(fā)生了哪些變化。 假如在假如在DNA分子的復制過程中，發(fā)生了類分子的復制過程中，發(fā)生了類似的錯誤，似的錯誤，DNA分子攜帶的遺傳信息將會分子攜帶的遺傳信息將會發(fā)生怎樣的變化？這些變化可能對生物體發(fā)生怎樣的變化？這些變化可能對

2、生物體產生什么影響？產生什么影響？資料呈現(xiàn)：資料呈現(xiàn)：1910年，年，一位美國黑人青年由一位美國黑人青年由于發(fā)燒和肌肉疼痛到于發(fā)燒和肌肉疼痛到醫(yī)院看病，醫(yī)生檢查醫(yī)院看病，醫(yī)生檢查發(fā)現(xiàn)，他患的是當時發(fā)現(xiàn)，他患的是當時人們尚未認識的一種人們尚未認識的一種特殊的貧血病特殊的貧血病鐮鐮刀型細胞貧血癥。刀型細胞貧血癥。 (一一)基因突變的實例基因突變的實例一、基因突變一、基因突變正常正常組氨酸組氨酸亮氨酸亮氨酸蘇氨酸蘇氨酸脯氨酸脯氨酸 谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸賴氨酸賴氨酸異常異常組氨酸組氨酸亮氨酸亮氨酸蘇氨酸蘇氨酸脯氨酸脯氨酸 纈氨酸纈氨酸谷氨酸谷氨酸賴氨酸賴氨酸血紅蛋白分子的部分氨基酸順序血紅蛋白分子

3、的部分氨基酸順序 找出鐮刀型細胞貧血癥患者血紅蛋白分找出鐮刀型細胞貧血癥患者血紅蛋白分子異常的原因子異常的原因 任務任務思考思考 請借助學案和密碼子表分析推測相應的請借助學案和密碼子表分析推測相應的DNA分子的堿基片段發(fā)生了什么變化？分子的堿基片段發(fā)生了什么變化？ 血紅蛋白血紅蛋白 正常正常 異常異常氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸纈氨酸纈氨酸mRNADNA突變突變紅細胞紅細胞 圓餅狀圓餅狀 鐮刀型鐮刀型GAAGUA鐮刀型細胞貧血癥病因分析鐮刀型細胞貧血癥病因分析CATGTACTTGAAA T C C G CT A G G C G C C G C G G C GAT TA A C C G C T G

4、G C GATTA ATDNA片段片段 1.請推測出這三請推測出這三種情況下對性狀的影種情況下對性狀的影響情況并對比影響程響情況并對比影響程度的大小度的大小 A C C G CT G G C G改變改變增添增添缺失缺失分析分析總結歸納：總結歸納：1.基因突變的概念：基因突變的概念： 2.實質：實質：3.發(fā)生時期：發(fā)生時期：DNA分子中發(fā)生堿基對的替換.增添和缺失，而引起的基因結構的改變。基因結構的改變細胞分裂間期（有絲分裂.減數(shù)第一次分裂前的間期）思考思考1、基因突變一定可以遺傳給后代嗎？、基因突變一定可以遺傳給后代嗎？2、突變后一定會引起生物性狀的改變么？、突變后一定會引起生物性狀的改變么？

5、 請分析以下情況是否還有引起鐮刀型細請分析以下情況是否還有引起鐮刀型細胞貧血癥呢？胞貧血癥呢？（二）基因突變的原因和特點（二）基因突變的原因和特點1、基因突變的原因、基因突變的原因外因：外因：物理因素：紫外線物理因素：紫外線.X射線射線.激光等激光等 化學因素：亞硝酸鹽化學因素：亞硝酸鹽.堿基類似物等堿基類似物等 生物因素：某些病毒生物因素：某些病毒.細菌的代謝產物等細菌的代謝產物等內因：內因： DNA復制過程中出錯。復制過程中出錯?；蛲蛔冇惺裁刺攸c呢？基因突變有什么特點呢？思考思考從以下圖片，你能歸納出基因突變從以下圖片，你能歸納出基因突變的什么特點嗎？的什么特點嗎？白眼果蠅白眼果蠅白化苗

6、白化苗短腿的安康短腿的安康羊羊白色白色皮毛皮毛牛犢牛犢特特點點1 1：普普遍遍性性特點特點3 3 ： 基因基因突變是不定向突變是不定向的的 基因突變發(fā)生在生物個體發(fā)育的什么基因突變發(fā)生在生物個體發(fā)育的什么時期時期?特點特點2 2：在生物體內隨機發(fā)生：在生物體內隨機發(fā)生2、基因突變的特點、基因突變的特點(1)普遍性普遍性;(2)隨機性隨機性;(3)不定向性不定向性;(4)低頻性低頻性;(5)多害少利性多害少利性思考：生物發(fā)生的基因突變一般是利少害多，這思考：生物發(fā)生的基因突變一般是利少害多，這是絕對的嗎？是絕對的嗎？閱讀資料，分析問題：閱讀資料，分析問題： 非洲是瘧疾猖獗的地區(qū)。瘧疾是一種經按蚊

7、傳播而非洲是瘧疾猖獗的地區(qū)。瘧疾是一種經按蚊傳播而引起的寄生蟲病，惡性瘧疾發(fā)病常侵犯內臟，嚴重者或醫(yī)引起的寄生蟲病，惡性瘧疾發(fā)病常侵犯內臟，嚴重者或醫(yī)治不及時會引起病人的死亡。鐮刀型貧血癥是一種溶血性治不及時會引起病人的死亡。鐮刀型貧血癥是一種溶血性貧血癥，嚴重時會導致死亡，在非洲黑人中發(fā)病率最高，貧血癥，嚴重時會導致死亡，在非洲黑人中發(fā)病率最高，是一種在是一種在20世紀才被人們發(fā)現(xiàn)的常染色體隱性遺傳病。世紀才被人們發(fā)現(xiàn)的常染色體隱性遺傳病。在非洲具有鐮刀型細胞貧血癥突變基因的個體（即雜合體）在非洲具有鐮刀型細胞貧血癥突變基因的個體（即雜合體）不表現(xiàn)鐮刀型貧血癥的癥狀，因為該個體能同時合成正常

8、不表現(xiàn)鐮刀型貧血癥的癥狀，因為該個體能同時合成正常和異常的血紅蛋白，但卻對瘧疾具有較強的抵抗力。和異常的血紅蛋白，但卻對瘧疾具有較強的抵抗力。（三）基因突變的意義（三）基因突變的意義請同學們思考以下問題：請同學們思考以下問題： 基因突變能產生新基因嗎基因突變能產生新基因嗎? 新基因的產生對生物生存有意義嗎？新基因的產生對生物生存有意義嗎？ 自然環(huán)境會選擇哪些個體留存下來？自然環(huán)境會選擇哪些個體留存下來？ 基因突變對生物進化有何意義？基因突變對生物進化有何意義？資料：在適宜的條件下，生長資料：在適宜的條件下，生長12天的大腸桿菌培天的大腸桿菌培養(yǎng)物的濃度約為每毫升養(yǎng)物的濃度約為每毫升10 9個細

9、胞，個細胞，DNA復制的錯誤復制的錯誤率約為率約為10 9，也就是每連接，也就是每連接10 9 個核苷酸才可能發(fā)個核苷酸才可能發(fā)生一個錯誤。在含有生一個錯誤。在含有10 9 個細胞的培養(yǎng)物中，由于個細胞的培養(yǎng)物中，由于DNA的差錯就可能發(fā)生幾百萬個突變，可能包含大的差錯就可能發(fā)生幾百萬個突變，可能包含大腸桿菌基因的上千種變異形式。腸桿菌基因的上千種變異形式。按來源分按來源分_與與_按突變后對生物個體的影響分按突變后對生物個體的影響分_與與_,_,對生物體而言，多數(shù)為對生物體而言，多數(shù)為_。自然突變自然突變人工誘變人工誘變有利突變有利突變有害突變有害突變有害突變有害突變打破對環(huán)境的適應性打破對環(huán)

10、境的適應性為何基因突變對生物體而言，多數(shù)為有害突變?yōu)楹位蛲蛔儗ι矬w而言，多數(shù)為有害突變? ? 如此的話基因突變對生物豈不是沒有意義如此的話基因突變對生物豈不是沒有意義? ?產生新基因產生新基因引發(fā)生物變異引發(fā)生物變異為進化提供原始材料為進化提供原始材料 “一母生九仔，連母十個樣一母生九仔，連母十個樣”，這種，這種個體的差異，主要是什么原因產生的個體的差異，主要是什么原因產生的?基因重組基因重組1.1.概念概念: : 在生物進行在生物進行有性生殖有性生殖過程中過程中, ,控控制不同性狀的基因的自由組合制不同性狀的基因的自由組合. .2.2.類型類型: : 基因的自由組合基因的自由組合: :

11、基因的互換基因的互換 非同源染色體上的非等位基因的非同源染色體上的非等位基因的自由組合自由組合 同源染色體上的非姐妹染色體之同源染色體上的非姐妹染色體之間發(fā)生局部互換間發(fā)生局部互換. .二、基因重組二、基因重組3. 意義意義: 通過有性生殖實現(xiàn)基通過有性生殖實現(xiàn)基因重組為生物變異提供了因重組為生物變異提供了極其豐富的來源極其豐富的來源,是生物是生物多樣性的重要原因之一多樣性的重要原因之一.基因突變和基因重組的比較基因突變和基因重組的比較項目項目 基因突變基因突變基因重組基因重組本質本質基因的分子結構發(fā)生改變，基因的分子結構發(fā)生改變，產生了新基因，出現(xiàn)了新的產生了新基因，出現(xiàn)了新的性狀。性狀。

12、不同基因的重新組合，不產不同基因的重新組合，不產生新基因，而是產生新的基因生新基因，而是產生新的基因型，使不同性狀重新組合。型，使不同性狀重新組合。 發(fā)生發(fā)生時期時期細胞分裂間期細胞分裂間期DNA分子復分子復制時，由于外界理化因素或制時，由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基對自身生理因素引起的堿基對的替換、增添或缺失。的替換、增添或缺失。 減數(shù)第一次分裂后期中，隨減數(shù)第一次分裂后期中，隨著同源染色體的分開，位于非著同源染色體的分開，位于非同源染色體上的非等位基因進同源染色體上的非等位基因進行了自由組合。行了自由組合。 發(fā)生發(fā)生原因原因外界環(huán)境條件的變化和內外界環(huán)境條件的變化和內部因素的相互

13、作用。部因素的相互作用。 有性生殖過程中進行減數(shù)分有性生殖過程中進行減數(shù)分裂形成生殖細胞。裂形成生殖細胞。 意義意義生物變異的生物變異的根本根本來源，是來源，是生物進化的原材料。生物進化的原材料。 生物變異的來源之一，是形生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因。成生物多樣性的重要原因。 變異的類型變異的類型可遺傳變異可遺傳變異生殖細胞內生殖細胞內遺傳物質遺傳物質發(fā)生發(fā)生改變而引起的改變而引起的不遺傳變異不遺傳變異環(huán)境因素影響而造成的環(huán)境因素影響而造成的可遺傳變異的三種來源可遺傳變異的三種來源:基因突變基因突變 基因重組基因重組 染色體變異染色體變異等位基因是如何產生的？等位基因是如何產

14、生的？不同生物的可遺傳變異來源：不同生物的可遺傳變異來源：病毒病毒基因突變基因突變原核生物原核生物基因突變基因突變真核生物真核生物基因突變、基因重組、基因突變、基因重組、染色體變異染色體變異1 1、在一個種群中發(fā)現(xiàn)兩種突變的性狀，其中、在一個種群中發(fā)現(xiàn)兩種突變的性狀，其中A A種性狀無論繁殖幾代都不變，而種性狀無論繁殖幾代都不變，而B B種突變性狀種突變性狀繁殖到第三代又有繁殖到第三代又有37.5%37.5%的性狀回復到原來的的性狀回復到原來的性狀，以上性狀，以上A A、B B突變分別屬于（）突變分別屬于（）A A隱性突變和顯性突變隱性突變和顯性突變B B人工誘變和染色體變異人工誘變和染色體變

15、異C C顯性突變和隱性突變顯性突變和隱性突變D D都是隱性突變或者都是顯性突變都是隱性突變或者都是顯性突變A A課堂練習：課堂練習：D D2、野生果蠅約有、野生果蠅約有0.1%的突變個體是宇宙輻射的突變個體是宇宙輻射引起的，這種突變?yōu)椋ǎ┮鸬?，這種突變?yōu)椋ǎ〢隱性突變隱性突變 B顯性突變顯性突變 C誘發(fā)突變誘發(fā)突變 D自然突變自然突變3 3、某種群中發(fā)現(xiàn)一突變性狀，連續(xù)培養(yǎng)三代、某種群中發(fā)現(xiàn)一突變性狀，連續(xù)培養(yǎng)三代才選出能穩(wěn)定遺傳的純合突變類型，該突變才選出能穩(wěn)定遺傳的純合突變類型，該突變?yōu)闉?（ ）A A顯性突變（顯性突變（dDdD） B B隱性突變隱性突變(Dd)(Dd)C C顯性突變和隱性突變顯性突變和隱性突變 D D人工誘變人工誘變A A3 3、某自花傳粉植物連續(xù)幾代開紅花，一次開出、某自花傳粉植物連續(xù)幾代開紅花，一次開出一朵白花，白花的后代全開白花，其原因是一朵白花，白花的后代全開白花，其原因是（ ） A A基因突變基因突變 B B基