2021學(xué)年高中生物第5章第1節(jié)基因突變和基因重組設(shè)計二基因突變和基因重組課件新人教版必修2

第5章第1節(jié)基因突變和基因重組基因突變3桓臺一中王學(xué)文〔一〕鐮刀型細胞貧血癥1910年，赫里克醫(yī)生的診所來了一位黑人病人，病人臉色蒼白，四肢無力，是嚴重的貧血病患者。醫(yī)生使用所有能治療貧血病的藥物，但對這個病人無效。對病人做血液檢查時發(fā)現(xiàn)，紅細胞在顯微鏡下不是正常的圓餅形，而是又長又彎的鐮刀形，稱鐮刀型細胞貧血癥。動一下腦:為什么會出現(xiàn)這樣的性狀?正常紅細胞鐮刀型紅細胞

1948年，美國化學(xué)家鮑林將正常人和鐮刀型細胞貧血癥患者的血紅蛋白通過電泳分析，發(fā)現(xiàn)正常人和患者的血紅蛋白的電泳圖明顯不同，鮑林推測鐮刀型細胞貧血癥是由于血紅蛋白分子的缺陷造成的。

1928年，人們發(fā)現(xiàn)鐮刀型細胞貧血癥患者能將這種病遺傳給下一代，并且發(fā)現(xiàn)該病是一種常染色體上的隱性遺傳病。1956年，英國科學(xué)家英格拉姆發(fā)現(xiàn)鐮刀型細胞貧血癥患者血紅蛋白的肽鏈上，有一處的谷氨酸被纈氨酸取代。正常異?！彼幔劝彼幔劝彼帷?/p>

…－脯氨酸－纈氨酸－谷氨酸—…為什么血紅蛋白會出現(xiàn)谷氨酸被纈氨酸取代這樣的異常呢？谷氨酸纈氨酸DNAmRNA氨基酸蛋白質(zhì)正常異常GUA突變GAA_____原因

病因：DNA分子中堿基對替換根本[探究]第6位上的谷氨酸被纈氨酸取代的根本原因是什么？ATTA替換直接原因決定谷氨酸→纈氨酸CTTGAACATGTACCTGTGGTCGGACACCAGCCTGACGGTCGGACTGCCAGCCTGGGTCGGACCCAG替換增添缺失CCTGAGGTCGGACTCCAGDNA〔二〕基因突變的概念？DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，引起的基因構(gòu)造的改變。(一般，基因突變后變成其新的等位基因)。[探究]DNA分子中的堿基對有哪幾種變化，從而導(dǎo)致基因構(gòu)造的改變？基因突變的實質(zhì)是什么？實質(zhì)：基因構(gòu)造的改變DNA···AU

C

CGC···

···A

U

U

CGC···

異亮氨酸精氨酸異亮氨酸mRNA···AT

C

CGC···

···TA

G

GC

G···正常···TAAGC

G······ATTCGC···

堿基對替換精氨酸[探究]基因突變的3種類型對生物性狀影響的大??？AT

ACCGC···

TAGGC

G···TA

TGGCG···DNAATCCGC···

AUCCGC···

AU

A

CCG

C···

mRNA正常堿基對增添異亮氨酸精氨酸異亮氨酸脯氨酸DNAAUCCGC···

ACCG

C···

蘇氨酸丙氨酸mRNAATCCGC···

TAGGCG···正常異亮氨酸精氨酸堿基對缺失ACCGC···

TGGCG···總的來說，堿基對的替換相對于另兩種突變情況，對生物性狀的影響是最小的②顯性純合子可能突變成雜合子〔AA→Aa〕基因突變通常會引起生物性狀的改變，但并不是一定引起生物性狀的改變，因為：①一種氨基酸可能有幾種密碼子〔密碼子簡并性〕基因突變一定會導(dǎo)致蛋白質(zhì)構(gòu)造改變而導(dǎo)致生物性狀改變嗎？思考與討論：

基因突變主要發(fā)生在什么時候？突變基因一定能遺傳給后代嗎？時間：DNA復(fù)制時有絲分裂的間期：發(fā)生在體細胞中,一般不能遺傳.減數(shù)第一次分裂間期：發(fā)生在配子中,可傳給后代.

細菌無抗藥性→抗藥性棉花正常枝→短果枝果蠅紅眼→白眼長翅→殘翅家鴿羽毛白色→灰紅色人正常色覺→色盲正常膚色→白化病常見突變性狀：一、在生物界普遍存在—普遍性[探究]基因突變有何特點？2、基因突變可以發(fā)生在生物個體發(fā)育的任何時期；可以發(fā)生在細胞內(nèi)不同的DNA分子上；同一DNA分子的不同部位。3、控制小鼠毛色的灰色基因可以突變成黃色基因，也可以突變成黑色基因。4、5、基因突變率大腸桿菌組氨酸缺陷型基因2×10－６果蠅的白眼基因4×10－5果蠅的褐眼基因3×10－5玉米的皺縮基因1×10－６小鼠的白化基因1×10－5人類色盲基因3×10－55、隨機性不定向性低頻性多害少利性〔三〕基因突變的特點：普遍性；隨機性；不定向性；低頻性；多害少利性任何一種生物都是長期進化的產(chǎn)物，它們與環(huán)境之間已經(jīng)取得了高度的協(xié)調(diào)。如果發(fā)生基因突變，就有可能破壞這種協(xié)調(diào)關(guān)系，所以基因突變對生物的生存一般是有害的。生物發(fā)生的基因突變的有害、有利是絕對的嗎？6、非洲是瘧疾猖獗的地區(qū)。瘧疾是一種經(jīng)按蚊傳播而引起的寄生蟲病，惡性瘧疾發(fā)病常侵犯內(nèi)臟，嚴重者或醫(yī)治不及時會引起病人的死亡。鐮刀型細胞貧血癥是一種溶血性貧血癥，嚴重時會導(dǎo)致死亡，在非洲黑人中發(fā)病率最高，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。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)鐮刀型貧血癥的病癥，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。基因突變的有害和有利不是絕對的，往往取決于生物的生存環(huán)境?！菜摹郴蛲蛔兊囊饬x產(chǎn)生新基因生物變異的根本來源生物進化的原始材料原因：基因突變能夠產(chǎn)生前所未有的新基因，從而出現(xiàn)前所未有的新性狀?！?〕基因突變能產(chǎn)生新基因嗎?新基因的產(chǎn)生對生物生存有意義嗎？〔2〕自然環(huán)境過程中，具有何種變異的個體容易存活下來？基因突變對生物進化有何意義？〔五〕基因突變的原因外因(自然或人為的誘發(fā)突變)1.物理因素:紫外線,X射線、激光等例如:太空椒,皮膚癌等2.化學(xué)因素:亞硝酸,堿基類似物等3.生物因素:某些病毒、細菌的代謝產(chǎn)物內(nèi)因(自發(fā)突變)DNA復(fù)制時偶爾發(fā)生錯誤、DNA的堿基組成發(fā)生改變等某女士的丈夫從事核燃料后處理工作，經(jīng)單位例行體檢得知自己身患某種血細胞疾病〔白細胞所含蛋白質(zhì)異?！?。他丈夫的父母均不攜帶致病基因，她和丈夫認為該病是工作中的輻射誘發(fā)基因突變引起的，想狀告其所在單位，他們能夠勝訴嗎？警示!關(guān)注安康，珍愛生命！遠離致癌因子、養(yǎng)成良好的生活、飲食習(xí)慣，加強體育鍛煉，增強體質(zhì)。不能;自然狀態(tài)下也可發(fā)生基因突變。能;其父母不存在此突變基因，工作環(huán)境中又存在誘變因素。暢所欲言：DNA(基因A或a〕DNA(基因a或A〕復(fù)制導(dǎo)致外界誘因自身原因基因突變堿基對替換、增添和缺失堿基對數(shù)目、排列順序改變特點意義是新基因產(chǎn)生的途徑；是生物變異的根本來源；是生物進化的原始材料。普遍性隨機性不定向性低頻性多害少利性氨基酸序列不一定改變生物性狀不一定改變基因突變小結(jié)：1、在一個DNA分子中如果插入了一個堿基對，那么A.不能轉(zhuǎn)錄B.不能翻譯C.在轉(zhuǎn)錄時造成插入點以前的遺傳密碼改變D.在轉(zhuǎn)錄時造成插入點以后的遺傳密碼改變2、假設(shè)某基因原為303對堿基，現(xiàn)經(jīng)過突變，成為300對堿基，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A．只相差一個氨基酸，其他順序不變B．長度相差一個氨基酸外，其他順序也有改變C．長度不變，但順序改變D．A、B都有可能精典例題DD3.基因A與a1、a2、a3之間的關(guān)系如圖,該圖不能說明的是〔〕A、基因突變是不定向的B、等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果C、正?；蚺c致病基因可以通過突變而轉(zhuǎn)化D、這些基因的轉(zhuǎn)化遵循自由組合定律D“一母生九子，連母十個樣〞，這種個體的差異，主要是什么原因?qū)е碌?二基因重組〔一〕概念:在生物進展有性生殖過程中,控制不同性狀的基因的重新組合.〔二〕類型:①自由組合類型:②穿插互換類型:非同源染色體上的非等位基因的自由組合同源染色體上的非姐妹染色體之間發(fā)生穿插互換.并不產(chǎn)生新的基因，只是原有基因的重新組合。實質(zhì)：范圍：有性生殖生物結(jié)果：產(chǎn)生新的基因型?；蛑亟M自由組合穿插互換控制不同性狀的基因重新組合減一后期：減一前期：導(dǎo)致配子多樣性精卵隨機結(jié)合子代性狀多樣性是生物變異的來源之一；是生物多樣性的重要來源；對生物的進化也具有重要的意義。意義只有兩對或兩對以上的基因才會發(fā)生基因重組；基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中。有同學(xué)認為，基因型為Aa的個體自交，子代發(fā)生性狀別離是基因重組的結(jié)果，這種說法對嗎？比較項目基因突變基因重組本質(zhì)結(jié)果類型自由組合型、交叉互換型時期意義發(fā)生頻率堿基對的增添、缺失或替換引起的基因構(gòu)造的改變控制不同性狀的基因的重新組合，不產(chǎn)生新基因分裂間期有性生殖過程自然突變、誘發(fā)突變產(chǎn)生新基因產(chǎn)生新的基因型生物變異的根本來源，生物進化的原材料生物變異的來源之一，形成生物多樣性的重要原因突變頻率低，但在生物界普遍存在有性生殖中非常普遍基因突變和基因重組DNA(基因A或a〕DNA(基因a或A〕復(fù)制導(dǎo)致外界誘因自身原因基因突變特點意義堿基對替換、增添和缺失堿基對數(shù)目、排列順序改變基因重組自由組合穿插互換控制不同性狀的基因重新組合減一后期：減一前期：導(dǎo)致配子多樣性精卵隨機結(jié)合子代性狀多樣性可遺傳變異變異不可遺傳變異染色體變異1、生物變異的根本來源是A．基因重組B．染色體數(shù)目變異C．染色體構(gòu)造變異D．基因突變2、基因重組發(fā)生在A．減數(shù)分裂形成配子的過程中B．受精作用形成受精卵的過程中C．有絲分裂形成子細胞的過程中D．通過嫁接，砧木和接穗愈合的過程中DA課堂穩(wěn)固3、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A．基因突變B．基因重組C．基因別離D．環(huán)境影響A4.如果將一個鐮刀型細胞貧血癥的患者血液,輸給一個血型一樣的正常人,將使正常人B

A、基因產(chǎn)生突變,使此人患病

B、無基因突變,性狀不遺傳給此人

C、基因重組,將病遺傳給此人

D、無基因突變,此人無病,其后代患病5、一對夫婦所生育子女中，性狀差異甚多，這種變異主要來自

A.基因突變