生物：5.1《基因突變和基因重組》課件(3)(新人教版-必修2)

1、第四章遺傳的分子基礎(chǔ)第四節(jié)基因突變和基因重組教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能知識(shí)與技能 舉例說出基因重組及其意義。 舉例說明基因突變的特征和原因及其生物學(xué)意義。 過程與方法過程與方法 采用鐮刀型細(xì)胞貧血征的實(shí)例，從現(xiàn)象開始，追根溯源，讓學(xué)生理解基因突 變的根本原因是DNA分子的堿基對(duì)發(fā)生了變化。 通過生活中的具體事例引導(dǎo)學(xué)生理解抽象的概念，歸納哪些因素會(huì)導(dǎo)致基因突變。情感態(tài)度與價(jià)值觀情感態(tài)度與價(jià)值觀 引導(dǎo)學(xué)生從生物學(xué)角度對(duì)基因突變和基因重組做科學(xué)了解，形成正確的 科學(xué)價(jià)值觀，激發(fā)學(xué)生的責(zé)任感。 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 基因突變的概念及特點(diǎn)基因突變的原因 教學(xué)方法手段教學(xué)方法手段 類比推理法，問題

2、情境導(dǎo)入法，自學(xué)，談話法，歸納總結(jié)法表現(xiàn)型表現(xiàn)型基因型基因型+ + 環(huán)境條件環(huán)境條件不能遺傳的變異不能遺傳的變異（如：曬黑的臉色）（如：曬黑的臉色）（改變改變）可遺傳的變異可遺傳的變異 （如：色盲）（如：色盲）來源來源基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組基因重組誘因誘因（改變）（改變）（改變改變）思考：通過美容手術(shù)，紋成彎彎的思考：通過美容手術(shù)，紋成彎彎的柳葉眉，這種柳葉眉能遺傳嗎？柳葉眉，這種柳葉眉能遺傳嗎？知識(shí)回顧知識(shí)回顧： 什么叫基因？基因的分子結(jié)構(gòu)如何？什么叫基因？基因的分子結(jié)構(gòu)如何？ 基因與基因與染色體、染色體、DNADNA關(guān)系如何？關(guān)系如何？ 基因是基因是具具有遺傳效應(yīng)的有

3、遺傳效應(yīng)的DNADNA片段，基因中的片段，基因中的脫氧核苷酸排列順序（堿基順序）就代表遺脫氧核苷酸排列順序（堿基順序）就代表遺傳信息。不同的基因，脫氧核苷酸的排列順傳信息。不同的基因，脫氧核苷酸的排列順序（堿基順序）不同序（堿基順序）不同 DNADNA是染色體的組成成分，染色體是基因的是染色體的組成成分，染色體是基因的載體。載體。 如果由于如果由于DNADNA分子攜帶的遺傳信息改變，而分子攜帶的遺傳信息改變，而使其所編碼的氨基酸改變使其所編碼的氨基酸改變, ,生物體的性狀可能發(fā)生生物體的性狀可能發(fā)生改變，改變的性狀對(duì)生物體的生存可能有利，可改變，改變的性狀對(duì)生物體的生存可能有利，可能有害，也可

4、能既無害也無利。能有害，也可能既無害也無利。(一一)、基因突變的實(shí)例、基因突變的實(shí)例積極思維：積極思維：鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因是什么鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因是什么?圓餅型的紅細(xì)胞圓餅型的紅細(xì)胞鐮刀狀的紅細(xì)胞鐮刀狀的紅細(xì)胞實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥實(shí)例：鐮刀型細(xì)胞貧血癥脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 脯氨酸脯氨酸纈氨酸纈氨酸谷氨酸谷氨酸 正常正常病人的血紅蛋白的一條多肽鏈發(fā)生了什么變化？病人的血紅蛋白的一條多肽鏈發(fā)生了什么變化？鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因分析：鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因分析：異常異常CTTGAA谷氨酸谷氨酸纈氨酸纈氨酸DNAmRNA氨基酸氨基酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)正常正常異常異常GUACATGT

5、A突變突變GAA直接原因直接原因根本原因根本原因 鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由基因突變基因突變引起的一引起的一種遺傳病，是由于種遺傳病，是由于基因的分子結(jié)構(gòu)基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了發(fā)生了改變產(chǎn)生的。改變產(chǎn)生的。病因：病因：相應(yīng)性狀的改變相應(yīng)性狀的改變相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變相應(yīng)氨基酸的改變相應(yīng)氨基酸的改變mRNAmRNA分子中的堿基發(fā)生變化分子中的堿基發(fā)生變化DNADNA分子中的堿基對(duì)發(fā)生變化分子中的堿基對(duì)發(fā)生變化具體變化過程具體變化過程: :這種變化可否遺傳這種變化可否遺傳? ?如何遺傳？如何遺傳？可以遺傳可以遺傳突變后的突變后的DNADNA分分子復(fù)制子復(fù)制, ,通過減數(shù)通過

6、減數(shù)分裂形成帶有突變分裂形成帶有突變基因的生殖細(xì)胞基因的生殖細(xì)胞, ,并將突變基因傳給并將突變基因傳給下一代下一代. . 指發(fā)生在基因水平上指發(fā)生在基因水平上的變異的變異, ,是由于是由于DNADNA分子分子中發(fā)生中發(fā)生堿基對(duì)堿基對(duì)的的增添增添、缺缺失失或或改變改變，而引起的基因，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。結(jié)構(gòu)的改變。（二）、基因突變的概念（二）、基因突變的概念: :（三）、基因突變的類型（三）、基因突變的類型: :ATCCGTAGGC缺失缺失（正常）（正常）ATTCCGTAAGGC AACCGTTGGCA CCGT GGC改變改變?cè)鎏碓鎏恚ㄋ模┗蛲蛔儼l(fā)生的時(shí)期（四）基因突變發(fā)生的時(shí)期？細(xì)胞分

7、裂的分裂間期。細(xì)胞分裂的分裂間期。 DNA DNA在進(jìn)行復(fù)制時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤或由于某在進(jìn)行復(fù)制時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤或由于某種原因斷裂后進(jìn)行修復(fù)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。種原因斷裂后進(jìn)行修復(fù)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。A.A.有絲分裂間期有絲分裂間期B.B.減數(shù)第一次分裂間期減數(shù)第一次分裂間期體細(xì)胞體細(xì)胞 中可以發(fā)生基因突變中可以發(fā)生基因突變（但一般不能傳給后代）（但一般不能傳給后代）生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞中也可以發(fā)生基因突變中也可以發(fā)生基因突變（可以通過受精作用直接傳給后代）（可以通過受精作用直接傳給后代） 其實(shí)基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期和其實(shí)基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期和生物體的任何細(xì)胞；突變發(fā)生的時(shí)期越早，表現(xiàn)突變

8、的部生物體的任何細(xì)胞；突變發(fā)生的時(shí)期越早，表現(xiàn)突變的部分越多，突變發(fā)生的時(shí)期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少。分越多，突變發(fā)生的時(shí)期越晚，表現(xiàn)突變的部分越少。請(qǐng)思考：請(qǐng)思考：由于堿基對(duì)的改變，是否一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變？由于堿基對(duì)的改變，是否一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變？基因突變都會(huì)遺傳給后代嗎？取決于？基因突變都會(huì)遺傳給后代嗎？取決于？1 1、若某基因原為、若某基因原為303303對(duì)堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，成為對(duì)堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，成為300300個(gè)個(gè) 堿基對(duì)，它合成的蛋白質(zhì)分子與原來基因合成的蛋堿基對(duì)，它合成的蛋白質(zhì)分子與原來基因合成的蛋白質(zhì)分子相比較，差異可能為（白質(zhì)分子相比較，差異可能為（ ） A A只相差

9、一個(gè)氨基酸，其他順序不變只相差一個(gè)氨基酸，其他順序不變 B B長(zhǎng)度相差一個(gè)氨基酸外，其他順序也有改變長(zhǎng)度相差一個(gè)氨基酸外，其他順序也有改變 C C長(zhǎng)度不變，但順序改變長(zhǎng)度不變，但順序改變 DDA A、B B都有可能都有可能2 2、在一個(gè)、在一個(gè)DNADNA分子中如果插入了一個(gè)堿基對(duì)，則（分子中如果插入了一個(gè)堿基對(duì)，則（ ） A.A.不能轉(zhuǎn)錄不能轉(zhuǎn)錄 B.B.不能翻譯不能翻譯 C.C.在轉(zhuǎn)錄時(shí)造成插入點(diǎn)以前的遺傳密碼改變?cè)谵D(zhuǎn)錄時(shí)造成插入點(diǎn)以前的遺傳密碼改變 D.D.在轉(zhuǎn)錄時(shí)造成插入點(diǎn)以后的遺傳密碼改變?cè)谵D(zhuǎn)錄時(shí)造成插入點(diǎn)以后的遺傳密碼改變3 3、人類能遺傳的基因突變常發(fā)生在（、人類能遺傳的基因突變

10、常發(fā)生在（ ） A.A.減數(shù)第一次分裂減數(shù)第一次分裂 B.B.四分體時(shí)期四分體時(shí)期 C.C.減數(shù)第一次分裂的間期減數(shù)第一次分裂的間期 D.D.有絲分裂間期有絲分裂間期紫外線紫外線X X射線射線其它各種輻射其它各種輻射亞硝酸亞硝酸堿基類似物堿基類似物苯環(huán)類似物苯環(huán)類似物致癌物質(zhì)有：致癌物質(zhì)有：亞亞硝酸胺，石棉，硝酸胺，石棉，3,4-3,4-苯并芘，黃苯并芘，黃曲霉素，苯，甲曲霉素，苯，甲苯，二甲苯，甲苯，二甲苯，甲醛，蘇丹紅，丙醛，蘇丹紅，丙烯酰胺，孔雀石烯酰胺，孔雀石綠、萘、鉛，硫綠、萘、鉛，硫酸鈷，硝基苯，酸鈷，硝基苯，硝基甲烷等。硝基甲烷等。復(fù)制偶發(fā)錯(cuò)誤復(fù)制偶發(fā)錯(cuò)誤堿基組成改變堿基組成改變

11、1 1、引引起起基基因因突突變變的的因因素素A.A.自然突變自然突變: :自然發(fā)生的突變自然發(fā)生的突變B.B.誘發(fā)突變誘發(fā)突變: : 在人為條件下發(fā)生的突變?cè)谌藶闂l件下發(fā)生的突變?nèi)缛? :正常綿羊突變產(chǎn)生短腿安康羊正常綿羊突變產(chǎn)生短腿安康羊如如: :中子照射不抗銹病的燕麥種子中子照射不抗銹病的燕麥種子, , 變成變成抗銹病個(gè)體抗銹病個(gè)體(1)(1)按按來來源源分：分：2 2、基因突變的種類：、基因突變的種類：(2)(2)按突變后對(duì)生物個(gè)體的影響分按突變后對(duì)生物個(gè)體的影響分 與與 , ,對(duì)生物體而言，多數(shù)對(duì)生物體而言，多數(shù)_。有利突變有利突變有害突變有害突變有害突變有害突變3 3、基因突變的、基

12、因突變的特點(diǎn)特點(diǎn) 普遍性普遍性: :自然界的物種中廣泛存在自然界的物種中廣泛存在( (所有生物所有生物都可能發(fā)生都可能發(fā)生) ) 隨機(jī)性隨機(jī)性: :可發(fā)生在任何時(shí)期可發(fā)生在任何時(shí)期 突變率低突變率低: :自然界突變率很低：自然界突變率很低：1010 5 5- - 1010-8-8 有害性有害性: :( (打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性) )多數(shù)有害多數(shù)有害, ,少少數(shù)有利數(shù)有利 不定向性：不定向性：A Aa a1 1或或A A a a2 2基因突變的結(jié)果：基因突變的結(jié)果：產(chǎn)生它的等位基因產(chǎn)生它的等位基因正常綿羊和短腿安康羊正常綿羊和短腿安康羊（中）（中） 在太空突變的真菌在太空突變的真菌

13、 (普遍性)太空南瓜太空南瓜王太空南瓜王 這種太空南瓜王最大能長(zhǎng)到這種太空南瓜王最大能長(zhǎng)到200200多公斤，多公斤，在生長(zhǎng)繁殖期高峰時(shí)，南瓜每天能增大在生長(zhǎng)繁殖期高峰時(shí)，南瓜每天能增大5 5公斤。公斤。神奇的太空育種神奇的太空育種( (八兩八兩) )普通青椒普通青椒1 1、基因突變的普遍性與低頻率性是否、基因突變的普遍性與低頻率性是否矛盾？矛盾？2 2、基因突變的隨機(jī)性與、基因突變的隨機(jī)性與“基因突變發(fā)基因突變發(fā)生在生在DNADNA分子復(fù)制時(shí)分子復(fù)制時(shí)”是否矛盾？是否矛盾？ 思考與討論思考與討論（六）基因突變的意義（六）基因突變的意義 基因突變?cè)谏镞M(jìn)化中有重要意義。是基因突變?cè)谏镞M(jìn)化中有

14、重要意義。是生物變異的根本來源，也為生物進(jìn)化提供生物變異的根本來源，也為生物進(jìn)化提供了最初的原材料。了最初的原材料。原因：原因： 基因突變能夠產(chǎn)生前所未有的基因突變能夠產(chǎn)生前所未有的新基因新基因，從而，從而出現(xiàn)前所未有的新性狀。出現(xiàn)前所未有的新性狀。打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性打破對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性為何基因突變對(duì)生物體而言，多數(shù)為有害突變?yōu)楹位蛲蛔儗?duì)生物體而言，多數(shù)為有害突變? ? 如此的話基因突變對(duì)生物豈不是沒有意義如此的話基因突變對(duì)生物豈不是沒有意義? ?產(chǎn)生新基因產(chǎn)生新基因引發(fā)生物變異引發(fā)生物變異為進(jìn)化提供原始材料為進(jìn)化提供原始材料化學(xué)因素：化學(xué)因素：有亞硝酸、硫酸二乙酯等。有亞硝酸、硫酸二乙酯等。

15、（1 1）人工誘導(dǎo)基因突變常用方法：）人工誘導(dǎo)基因突變常用方法：物理因素：物理因素：包括包括X X射線、紫外線、激光等；射線、紫外線、激光等；生物因素：生物因素：病毒、細(xì)菌等。病毒、細(xì)菌等。（七）人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用（七）人工誘變?cè)谟N上的應(yīng)用（4 4）誘變意義）誘變意義: :是創(chuàng)造動(dòng)、植物新品種是創(chuàng)造動(dòng)、植物新品種和微生物新類型的重要和微生物新類型的重要方法（舉例）方法（舉例）成功率低成功率低, ,有利變異個(gè)體往往不有利變異個(gè)體往往不多，處理的材料量大（育種規(guī)多，處理的材料量大（育種規(guī)模大）模大）誘變的各種因素都是致癌因素誘變的各種因素都是致癌因素，如有泄漏將造成人體傷害或，如有泄漏將造成

16、人體傷害或環(huán)境污染環(huán)境污染優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：提高突變率，提高突變率，創(chuàng)造新類型，創(chuàng)造新類型，縮短育種周期縮短育種周期大副度改良某些性狀大副度改良某些性狀缺點(diǎn)缺點(diǎn): : 據(jù)報(bào)載：十幾年來，我國(guó)從航據(jù)報(bào)載：十幾年來，我國(guó)從航天搭載的天搭載的6060多種、多種、500500多個(gè)品種的多個(gè)品種的植物種子中，篩選培育出了多個(gè)在植物種子中，篩選培育出了多個(gè)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上發(fā)揮作用的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上發(fā)揮作用的新品種新品種。據(jù)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，空間誘變育成的高產(chǎn)、不完全統(tǒng)計(jì)，空間誘變育成的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)新品種（品系），在全國(guó)種植優(yōu)質(zhì)新品種（品系），在全國(guó)種植的面積已超過的面積已超過100100萬畝。與此同時(shí)萬畝。與此同時(shí)太空動(dòng)物的培

17、育也取得了初步的成太空動(dòng)物的培育也取得了初步的成效。效。1 1、某種自花授粉植物連續(xù)幾代只開紅花，一次、某種自花授粉植物連續(xù)幾代只開紅花，一次開出一朵白花，該花的自交子代全開白花，其原開出一朵白花，該花的自交子代全開白花，其原因是因是( )( )A A基因突變基因突變 B B基因分離基因分離C C基因互換基因互換 D D基因重組基因重組2 2、生物變異的根本來源和為生物進(jìn)化提供了最、生物變異的根本來源和為生物進(jìn)化提供了最初的原材料的是（初的原材料的是（ ）A A 基因重組基因重組 B B 基因突變基因突變 C C 染色體結(jié)構(gòu)變異染色體結(jié)構(gòu)變異 D D 染色體數(shù)目變異染色體數(shù)目變異 AB課堂練習(xí)

18、：課堂練習(xí)：3 3、上眼瞼下垂是一種顯性遺傳病、上眼瞼下垂是一種顯性遺傳病, ,某一男性患者某一男性患者, , 其父母正常，請(qǐng)判斷這人性狀最可能是（其父母正常，請(qǐng)判斷這人性狀最可能是（ ） A. A.伴性遺傳伴性遺傳 B. B.常染色體遺傳常染色體遺傳 C. C.基因突變基因突變 D. D.基因重組基因重組4 4、如果基因中的一個(gè)脫氧核苷酸發(fā)生了改變，、如果基因中的一個(gè)脫氧核苷酸發(fā)生了改變， 那么這種變化最終可能引起（那么這種變化最終可能引起（ ） A. A.遺傳性狀改變遺傳性狀改變 B. B.遺傳密碼改變遺傳密碼改變 C. C.遺傳信息改變遺傳信息改變 D. D.遺傳規(guī)律改變遺傳規(guī)律改變5 5、誘發(fā)突變與自然突變相比，正確的是（、誘發(fā)突變與自然突變相比，正確的是（ ） A A都是有利的都是有利的 B B都是定向的都是定向的 C C都是隱性突變都是隱性突變 D D誘發(fā)突變率高誘發(fā)突變率高6 6、下列關(guān)于自然突變的敘述錯(cuò)誤的是（、下列關(guān)于自然突變的敘述錯(cuò)誤的是（ ） A A自然突變的頻率低自然突變的頻率低 B B