5.1基因突變和基因重組 課件【新教材】高一生物人教版（2019）必修二

思考·討論虎的體色一般是黃底黑紋的，但也有白底黑紋的白虎。問(wèn)題：1.白虎是患了白化病嗎？2.如果白虎患白化病，其體表有黑色條紋嗎？3.性狀出問(wèn)題，究其原因，最有可能是什么出問(wèn)題？第五章基因突變及其他變異第1節(jié)基因突變和基因重組（第1課時(shí)）學(xué)習(xí)目標(biāo)與核心素養(yǎng)：生命觀(guān)念：概述基因突變，闡明基因突變的意義?？茖W(xué)思維、科學(xué)探究：分析基因突變的原因、細(xì)胞癌變的原因。社會(huì)責(zé)任：基于細(xì)胞癌變的分析，選擇健康的生活方式，遠(yuǎn)離致癌因子。1.基因突變的實(shí)例資料1：1910年，赫里克醫(yī)生的診所來(lái)了一位黑人患者，病人臉色蒼白，四肢無(wú)力，是嚴(yán)重的貧血病患者。醫(yī)生發(fā)現(xiàn)所有能治療貧血病的藥物對(duì)這個(gè)病人均無(wú)效。對(duì)病人做血液檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，他的紅細(xì)胞在顯微鏡下不是正常的圓餅狀，而是彎曲的鐮刀狀。人們稱(chēng)之為鐮狀細(xì)胞貧血（也叫鐮刀型細(xì)胞貧血癥）。問(wèn)題：這種病的病因是什么呢？請(qǐng)閱讀教材80-81頁(yè)，完成思考·討論正常堿基序列片段mRNA異常堿基序列片段mRNA分析研究發(fā)現(xiàn)，在組成血紅蛋白分子的肽鏈上發(fā)生了氨基酸的替換。1.基因突變的實(shí)例問(wèn)題：1.圖中氨基酸發(fā)生了什么變化？2.研究發(fā)現(xiàn)，這個(gè)氨基酸的變化是編碼血紅蛋白的基因的堿基序列發(fā)生改變所引起的。右圖是鐮狀細(xì)胞貧血病因的圖解，請(qǐng)你完成圖解。想一想這種疾病能否遺傳？怎樣遺傳？谷氨酸被纈氨酸取代。能，親代通過(guò)生殖過(guò)程把基因傳給子代的。TAAU1.基因突變的實(shí)例問(wèn)題：3.如果這個(gè)基因發(fā)生堿基的增添或缺失，氨基酸序列是否也會(huì)改變？1.基因突變的實(shí)例A

U

CCGC···異亮氨酸精氨酸mRNADNAA

T

CCGC···

T

A

GGCG···正常蘇氨酸丙氨酸ACCGC···

堿基對(duì)缺失A

CCGC···TGGCG···A

G

TCCGC···

T

C

AGGCG···堿基對(duì)增添絲氨酸脯氨酸A

G

UCCGC···問(wèn)題：3.如果這個(gè)基因發(fā)生堿基的增添或缺失，氨基酸序列是否也會(huì)改變？所對(duì)應(yīng)的的性狀呢？是，所對(duì)應(yīng)的的性狀一般都會(huì)改變。相應(yīng)性狀的改變相應(yīng)蛋白質(zhì)的改變相應(yīng)氨基酸的改變DNA中基因的堿基對(duì)發(fā)生變化mRNA分子中的堿基發(fā)生變化1.基因突變的實(shí)例4.鐮狀細(xì)胞貧血的致病原因是什么？直接原因根本原因資料2：癌癥是威脅人類(lèi)健康最嚴(yán)重的疾病之一。問(wèn)題：細(xì)胞的癌變與基因突變有關(guān)嗎？

請(qǐng)閱讀教材82頁(yè)，完成思考·討論1.基因突變的實(shí)例正常結(jié)腸上皮細(xì)胞抑癌基因Ⅰ突變?cè)┗蛲蛔円职┗颌蛲蛔円职┗颌笸蛔儼┘?xì)胞轉(zhuǎn)移癌1.基因突變的實(shí)例問(wèn)題：1、從基因角度看，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是什么？

相關(guān)基因（包括抑癌基因Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和原癌基因）發(fā)生了突變。癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變，至少在一個(gè)細(xì)胞中發(fā)生5～6個(gè)基因突變，才能賦予癌細(xì)胞所有的特征，也就是累積效應(yīng)。（原癌基因和抑癌基因都是一類(lèi)基因，不是一個(gè)基因）問(wèn)題：2、健康人的細(xì)胞中存在原癌基因和抑癌基因嗎？

健康人正常細(xì)胞的DNA分子中都有這兩類(lèi)基因。

原癌基因：表達(dá)的蛋白質(zhì)是細(xì)胞正常的生長(zhǎng)和增殖所必需的，一旦突變或過(guò)量表達(dá)而導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性過(guò)強(qiáng)，就可能引起細(xì)胞癌變。

抑癌基因：表達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，或者促進(jìn)細(xì)胞凋亡，一旦突變而導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)活性減弱或失去活性，也可能引起細(xì)胞癌變。1.基因突變的實(shí)例問(wèn)題：3、癌細(xì)胞與正常細(xì)胞相比，具有哪些明顯的特點(diǎn)？①能夠無(wú)限增殖②形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化③細(xì)胞膜上糖蛋白減少，細(xì)胞之間黏著性顯著降低，容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移等正常的成纖維細(xì)胞

癌變的成纖維細(xì)胞1.基因突變的實(shí)例與社會(huì)聯(lián)系：在癌癥發(fā)生的早期，患者往往不表現(xiàn)出任何癥狀，因而難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)；而對(duì)于癌癥晚期的患者，目前還缺少有效的治療手段，因此，要避免癌癥的發(fā)生。致癌因子是導(dǎo)致癌癥的重要因素，在日常生活中應(yīng)遠(yuǎn)離致癌因子，選擇健康的生活方式。物理致癌因子：化學(xué)致癌因子：病毒致癌因子：主要指輻射，如紫外線(xiàn)，X射線(xiàn)等。如石棉、砷化物、亞硝胺、黃曲霉素等。指的是能使細(xì)胞發(fā)生癌變的病毒。1.基因突變的實(shí)例1.基因突變：DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失，而引起的基因堿基序列的改變。┯┯┯┯

ＡＴＧＣ

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ＡＣＧＣ

ＴＧＣＧ

┷┷┷┷替換缺失增添（D）（d1）（d2）（d3）2.基因突變2.基因突變的結(jié)果：aaaA產(chǎn)生新基因（它的等位基因）2.基因突變

若發(fā)生在配子中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不能遺傳。但有些植物的體細(xì)胞發(fā)生了基因突變，可通過(guò)無(wú)性生殖遺傳。3.基因突變的原因：生物因素：某些病毒的遺傳物質(zhì)(影響宿主細(xì)胞的DNA)物理因素：紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)、其他輻射(損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA)化學(xué)因素：亞硝酸鹽、堿基類(lèi)似物等(改變核酸的堿基)DNA復(fù)制時(shí)偶爾發(fā)生錯(cuò)誤等原因外因（誘發(fā)突變）內(nèi)因（自發(fā)突變）2.基因突變4.基因突變的時(shí)間：一般在細(xì)胞分裂前的間期(1)

性：基因突變?cè)谏锝缡瞧毡榇嬖诘摹?2)

性：基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期；可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上，以及同一個(gè)DNA分子的不同部位。(3)

性：一個(gè)基因可以發(fā)生不同方向的突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因。(4)

性：自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。普遍不定向隨機(jī)低頻5．基因突變的特點(diǎn)2.基因突變問(wèn)題：基因突變是有利的？還是有害的？利和害是相對(duì)的，由環(huán)境選擇。形成新性狀基因突變生物變異的根本來(lái)源產(chǎn)生新基因生物進(jìn)化的原始材料2.基因突變6．基因突變的意義7.基因突變的應(yīng)用：誘變育種

利用物理因素或化學(xué)因素處理生物，使生物發(fā)生基因突變，可以提高突變率，創(chuàng)造人類(lèi)需要的生物新品種。2.基因突變問(wèn)題：1、航天育種的生物學(xué)原理是什么？通過(guò)太空高輻射、微重力（或無(wú)重力）的特殊環(huán)境提高作物基因突變的頻率，從而篩選出人們需要的品種。2.如何看待基因突變所造成的的結(jié)果？基因突變的實(shí)例課堂小結(jié)基因突變概念結(jié)果原因時(shí)間特點(diǎn)意義應(yīng)用分析鐮狀細(xì)胞貧血的病因以結(jié)腸癌為例分析細(xì)胞癌變基因的堿基序列改變產(chǎn)生等位基因內(nèi)因、外因細(xì)胞分裂前的間期普遍性、隨機(jī)性、不定向性、低頻性新基因、根本來(lái)源、原始材料誘變育種鞏固練習(xí)1．基因突變的本質(zhì)是（

）A.染色體上的DNA變成了蛋白質(zhì)B.染色體上的DNA變成了RNAC.染色體上的DNA減少了或增多了D.染色體上的DNA堿基序列發(fā)生了局部改變D2．癌癥是當(dāng)前嚴(yán)重威脅人類(lèi)生命的疾病，是導(dǎo)致我國(guó)城市居民死亡的首要原因。下列有關(guān)癌細(xì)胞的敘述，錯(cuò)誤的是

（

）A.具有細(xì)胞增殖失控的特點(diǎn)B.癌細(xì)胞只有原癌基因沒(méi)有抑癌基因C.基因突變可能使正常細(xì)胞變成癌細(xì)胞D.細(xì)胞膜上糖蛋白減少，癌細(xì)胞易分散轉(zhuǎn)移B3.如果將一個(gè)鐮狀細(xì)胞貧血患者的血液，輸給一個(gè)血型相同的正常人，將使正常人()A.基因產(chǎn)生突變，使此人患病

B.無(wú)基因突變，性狀不遺傳給此人

C.基因重組，將病遺傳給此人D.無(wú)基因突變，此人無(wú)病，其后代患病B鞏固練習(xí)4.人工誘變是創(chuàng)造生物新類(lèi)型的重要方法，這是因?yàn)槿斯ふT變()A.易得大量有利個(gè)體B.可按計(jì)劃定向改良C.變異頻率高，有利變異較易穩(wěn)定D.以上都對(duì)C第五章基因突變及其他變異第1節(jié)基因突變和基因重組（第2課時(shí)）學(xué)習(xí)目標(biāo)與核心素養(yǎng)：生命觀(guān)念：概述基因重組，闡明基因重組的意義?？茖W(xué)思維、科學(xué)探究：分析堿基改變對(duì)性狀的影響，分析相關(guān)性。社會(huì)責(zé)任：基于基因重組的認(rèn)識(shí)，認(rèn)同基因重組在育種中的意義。3.堿基改變對(duì)性狀的影響

問(wèn)題：1.堿基對(duì)的改變是否一定會(huì)引起性狀的改變？

堿基改變不會(huì)引起性狀的改變：①堿基改變可能發(fā)生在沒(méi)有遺傳效應(yīng)的DNA片段上。②基因突變?nèi)魹殡[性突變，如AA→Aa。③由于密碼子的簡(jiǎn)并性，堿基改變后形成的密碼子與原密碼子決定的是同一種氨基酸。不一定堿基改變會(huì)引起性狀的改變：基因突變改變了原密碼子對(duì)應(yīng)的氨基酸，由此影響到蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，則會(huì)引起性狀改變3.堿基改變對(duì)性狀的影響

問(wèn)題：2.堿基對(duì)的替換、增添、缺失,哪種變化對(duì)生物的影響小?A

U

CCGC···異亮氨酸精氨酸mRNADNAA

T

CCGC···

T

A

GGCG···正常蘇氨酸丙氨酸ACCGC···

堿基對(duì)缺失A

CCGC···TGGCG···A

G

TCCGC···

T

C

AGGCG···堿基對(duì)增添絲氨酸脯氨酸A

G

UCCGC···DNAmRNA天冬酰氨T

T

GGCG···AA

CCGC···

堿基對(duì)替換精氨酸A

A

CCG

C···

問(wèn)題：3.若堿基的缺失或增加為3的倍數(shù)，情況又會(huì)如何？堿基對(duì)影響范圍對(duì)氨基酸序列的影響替換小只改變1個(gè)氨基酸或不改變?cè)鎏泶蟛挥绊懖迦胛恢们暗男蛄校绊懖迦胛恢煤蟮男蛄腥笔Т蟛挥绊懭笔恢们暗男蛄?，影響缺失位置后的序?.堿基改變對(duì)性狀的影響小結(jié)：基因突變后遺傳信息一定改變，但合成的蛋白質(zhì)和生物的性狀不一定改變?！耙荒干抛?，連母十個(gè)樣”這種差異怎么造成的？3.基因重組1.基因重組：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。2.本質(zhì)：原有的不同的基因重新組合，不產(chǎn)生新基因，只產(chǎn)生新基因型，使性狀重組3.時(shí)間：非同源染色體上是非等位基因的自由組合(減數(shù)第一次分裂后期）aAbBAabB同源染色體的非姐妹染色單體之間的互換AabBAaBbAabBAaBb12341234四分體時(shí)期（減數(shù)第一次分裂前期）問(wèn)題：2.Aa個(gè)體產(chǎn)生不同于親本的AA，aa基因型個(gè)體，屬于基因重組嗎？為什么？基因重組不屬于。AA和aa的產(chǎn)生是受精作用時(shí)，雌雄配子隨機(jī)組合的結(jié)果。問(wèn)題：1.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中講到“S型細(xì)菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子，使R型轉(zhuǎn)化為S型?！边@種轉(zhuǎn)化作用的實(shí)質(zhì)是基因突變還是基因重組？3.基因重組4.意義：⑴生物變異的主要來(lái)源⑵對(duì)生物進(jìn)化具有重要意義⑶是形成生物多樣性的重要原因（產(chǎn)生新基因型）5.應(yīng)用：雜交育種

人們有目的地將具有不同優(yōu)良性狀的兩個(gè)親本雜交，使兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀組合在一起，再篩選出所需要的優(yōu)良品種。3.基因重組與社會(huì)的聯(lián)系：我國(guó)是最早養(yǎng)殖和培育金魚(yú)的國(guó)家。金魚(yú)的祖先是野生鯽魚(yú)。在飼養(yǎng)過(guò)程中，野生鯽魚(yú)產(chǎn)生基因突變，人們選擇喜歡的品種培養(yǎng)，并進(jìn)行人工雜交。例如，將透明鱗和正常鱗的金魚(yú)雜交，得到了五花魚(yú)；將朝天眼和水泡眼的金魚(yú)雜交，得到了朝天泡眼。正是因?yàn)榛蛲蛔?、基因重組以及人工選擇，才會(huì)出現(xiàn)色彩斑斕、形態(tài)各異的金魚(yú)，極大地豐富了人們的生活?；蛲蛔兓蛑亟M本質(zhì)結(jié)果時(shí)間原因可能意義應(yīng)用基因堿基序列改變不同基因重新組合一般在細(xì)胞分裂間期外因（誘發(fā)突變）內(nèi)因（自發(fā)突變）MI前期（四分體時(shí)期）同源染色體上的非姐妹染色單體間互換；MI后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合。生物變異的根本來(lái)源生物變異的來(lái)源之一突變頻率低，但普遍存在

有性生殖中非常普遍產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)了新性狀產(chǎn)生新基因型，使不同性狀重新組合誘變育種雜交育種堿基改變對(duì)性狀的影響課堂小結(jié)基因重組基因突變和基因重組的比較概念本質(zhì)時(shí)間意義應(yīng)用有性生殖產(chǎn)生新基因型，性狀重新組合減數(shù)第一次分裂生物變異的來(lái)源之一雜交育種2.若某基因原有303對(duì)堿基，現(xiàn)經(jīng)過(guò)突變，變成300對(duì)堿基，它合成的蛋白質(zhì)分子與原來(lái)的基因合成的蛋白質(zhì)相比較，差異可能是()A.只差一個(gè)氨基酸，其他順序不變

B.除長(zhǎng)度相差一個(gè)氨基酸外，其他順序也有改變

C.長(zhǎng)度不變，但