5.1基因突變和基因重組課件高一人教版生物必修2

第5章第1節(jié)基因突變和基因重組導(dǎo)入新課自主學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)遷移應(yīng)用

我國早在1987年就利用返回式衛(wèi)星進(jìn)行航天育種研究：將作物種子帶入太空，利用太空中的特殊環(huán)境誘導(dǎo)基因發(fā)生突變，然后在地面選擇優(yōu)良的品種進(jìn)行培育。通過航天育種，我國已在水稻、小麥、棉花、番茄、南瓜和青椒等作物上培育出一系列優(yōu)質(zhì)品種，取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益。討論：航天育種的生物學(xué)原理是什么？基因突變自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課深度學(xué)習(xí)遷移應(yīng)用DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)堿基互補(bǔ)配對原則錯(cuò)配修復(fù)機(jī)制DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性溫故知新深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用任務(wù)1：分析基因突變的實(shí)例、理解基因突變的概念【實(shí)例一、鐮狀細(xì)胞貧血】鐮狀細(xì)胞貧血（又稱鐮刀型細(xì)胞貧血癥）是一種遺傳病?；颊叩募t細(xì)胞是彎曲的鐮刀狀容易破裂，使人患溶血性貧血，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致死亡。正常紅細(xì)胞鐮狀紅細(xì)胞深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用圖中氨基酸發(fā)生了什么變化？谷氨酸纈氨酸紅細(xì)胞圓餅狀鐮刀狀深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用

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。下圖是鐮狀細(xì)胞貧血病因的圖解，請你完成圖解。想一想這種疾病能否遺傳？怎樣遺傳？TAUA能夠遺傳，是親代通過生殖過程把基因傳給子代的深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用

如果這個(gè)基因發(fā)生堿基的增添或者缺失，氨基酸序列是否也會改變？所對應(yīng)的性狀呢？紅細(xì)胞圓餅狀鐮刀狀TAUA氨基酸序列也會發(fā)生改變,所對應(yīng)的性狀肯定會改變。深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用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?；蛲蛔儯荷疃葘W(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用思維拓展：1、基因突變，DNA分子攜帶的遺傳信息是否會發(fā)生變化？2、基因突變一定造成生物個(gè)體性狀的改變嗎？請具體說明。3、基因突變一定能遺傳給后代嗎？DNA分子攜帶的遺傳信息發(fā)生改變。不一定。⑴由于密碼的簡并性，基因編碼的氨基酸不一定改變。⑵基因突變發(fā)生在基因中有些不表達(dá)的片段。⑶隱性突變?yōu)殡s合子。⑷不同細(xì)胞中基因的選擇性表達(dá)，突變基因在所處的細(xì)胞中可能并不表達(dá)?！蛲蛔儼l(fā)生在配子中基因突變發(fā)生在體細(xì)胞可以遺傳不能遺傳有性生殖無性生殖有性生殖遺傳規(guī)律遵循不遵循遷移應(yīng)用自主學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課1.我國大面積栽培的水稻有粳稻（主要種植在北方)和粕稻（主要種植在南方)。研究發(fā)現(xiàn),粳稻的bZIP73基因通過一系列作用，增強(qiáng)了粳稻對低溫的耐受性。與粳稻相比，粒稻的bZIP73基因中有1個(gè)脫氧核苷酸不同，從而導(dǎo)致兩種水稻的相應(yīng)蛋白質(zhì)存在1個(gè)氨基酸的差異。判斷下列表述是否正確。教材P85概念檢測（1）bZIP73基因的1個(gè)核苷酸的差異是由基因突變導(dǎo)致的。（）（2）bZIP73蛋白質(zhì)的1個(gè)氨基酸的差異是由基因重組導(dǎo)致的。（）（3）基因的堿基序列改變，一定會導(dǎo)致表達(dá)的蛋白質(zhì)失去活性。（）××√遷移應(yīng)用自主學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課A.基因重組B.基因突變C.基因分離D.染色體倍增2.

DNA復(fù)制過程中發(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（）教材P98選擇題1B遷移應(yīng)用自主學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課野生型鏈孢霉能在基本培養(yǎng)基上生長，用X射線照射后的鏈孢霉不能在基本培養(yǎng)基上生長，說明X射線照射后的鏈孢霉產(chǎn)生了基因突變，有可能不能合成某種物質(zhì)，所以不能在基本培養(yǎng)基上生長。在基本培養(yǎng)基中添加某種維生素后，X射線照射后的鏈孢霉又能生長，說明經(jīng)X射線照射后的鏈孢霉不能合成該種維生素。3.野生型鏈孢霉能在基本培養(yǎng)基上生長，而用X射線照射后的鏈孢霉卻不能在基本培養(yǎng)基上生長。在基本培養(yǎng)基中添加某種維生素后，經(jīng)過X射線照射后的鏈孢霉又能生長了。請你對這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出合理的解釋。教材P98非選擇題2深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用【實(shí)例二、細(xì)胞的癌變】1.從基因角度看，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是什么？2.健康人的細(xì)胞中存在原癌基因和抑癌基因嗎？3.根據(jù)圖示分析，癌細(xì)胞與正常細(xì)胞相比，具有哪些特點(diǎn)？相關(guān)基因（包括抑癌基因Ⅰ、原癌基因、抑癌基因Ⅱ、抑癌基因Ⅲ）發(fā)生了突變。有原癌基因細(xì)胞正常的生長和增殖抑癌基因抑制細(xì)胞的生長和增殖，促進(jìn)凋亡原癌基因抑癌基因突變或過量表達(dá)突變相應(yīng)蛋白質(zhì)活性過強(qiáng)相應(yīng)蛋白質(zhì)活性減弱或失去活性細(xì)胞增殖失控細(xì)胞癌變能夠無限增殖，形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，細(xì)胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少，細(xì)胞之間的黏著性顯著降低，容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移任務(wù)2：分析基因突變的實(shí)例、理解細(xì)胞癌變的概念深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用癌變的原因物理致癌因子化學(xué)致癌因子病毒致癌因子紫外線、X射線等亞硝酸鹽、黃曲霉素等人乳頭瘤病毒等致癌因子細(xì)胞癌變原癌基因突變或過量表達(dá)抑癌基因突變屬于屬于屬于遺傳物質(zhì)改變或者基因表達(dá)異常外因內(nèi)因深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用某研究團(tuán)隊(duì)調(diào)查了4家醫(yī)院2006-2013年確診的癌癥患者1303人，其中吸煙的有823人，占患者總數(shù)的63.16%；同時(shí)他們調(diào)查健康人作為對照，在1303名健康人中吸煙的有509人，占39.06%?；谠撜{(diào)查結(jié)果，甲乙兩人得出了不同結(jié)論。甲認(rèn)為吸煙與肺癌患病率之間存在著因果關(guān)系，吸煙會使肺癌患病率升高。乙認(rèn)為上述調(diào)查不足以說明吸煙與肺癌患病率之間有因果關(guān)系。只能說明二者具有較高的相關(guān)性。乙在同甲辯論時(shí)說：“吸煙的人平時(shí)都攜帶打火機(jī)，你能說帶打火機(jī)與患肺癌之間有因果關(guān)系嗎？”你認(rèn)為能否從該調(diào)查中得出吸煙會導(dǎo)致肺癌患病率升高的結(jié)論？如果能，對不吸煙人群中仍有少數(shù)人患肺癌如何解釋？如果不能，對吸煙與肺癌患病率的高相關(guān)性該如何解釋？只依靠材料中的兩個(gè)調(diào)查，無法得出吸煙會導(dǎo)致肺癌患病率升高的結(jié)論，但能得出吸煙與肺癌之間存在很高的相關(guān)性。細(xì)胞的癌變是多個(gè)基因突變的共同結(jié)果，吸煙提高了基因突變的頻率，就增加了患肺癌的概率;但不能說吸煙一定會導(dǎo)致患肺癌。深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用生活中，你要如何做才能降低患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)？提高自身免疫力遠(yuǎn)離致癌因子遷移應(yīng)用自主學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課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4.癌癥是當(dāng)前嚴(yán)重威脅人類生命的疾病，是導(dǎo)致我國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（）教材P98選擇題3B深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用任務(wù)3：探究基因突變的原因誘發(fā)突變物理因素化學(xué)因素生物因素紫外線、X射線及其他射線亞硝酸鹽、堿基類似物等病毒等自發(fā)突變DNA復(fù)制錯(cuò)誤偶然發(fā)生基因中的堿基改變閱讀教材P83第一自然段，說明引起基因突變的原因有哪些？深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(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)造人類需要的生物新品種。原理：方法：基因突變?nèi)蝿?wù)4：了解基因突變的特點(diǎn)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課深度學(xué)習(xí)遷移應(yīng)用閱讀教材P83第二、三自然段，說出基因突變有哪些特點(diǎn)？普遍性隨機(jī)性不定向性低頻性基因突變的特點(diǎn)自然界中誘發(fā)基因突變的因素很多，而且基因突變也會自發(fā)產(chǎn)生?；蛲蛔兛梢园l(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。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。果蠅每個(gè)配子中紅眼基因突變?yōu)榘籽刍虻念l率約為4×10-5。深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用任務(wù)5：理解基因突變的意義基因突變產(chǎn)生新的基因有害突變有利突變中性突變新性狀不同的環(huán)境基因突變是生物變異的根本來源，為生物的進(jìn)化提供了豐富的原始材料。遷移應(yīng)用自主學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課5.鐮狀細(xì)胞貧血主要流行于非洲的瘧疾高發(fā)地區(qū)。具有一個(gè)鐮狀細(xì)胞貧血突變基因的個(gè)體（即雜合子）在氧含量正常的情況下，并不表現(xiàn)出鐮狀細(xì)胞貧血的癥狀，因?yàn)樵搨€(gè)體能同時(shí)合成正常和異常的血紅蛋白，并對瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力。教材P85拓展應(yīng)用（1）這些地區(qū)具有鐮狀細(xì)胞貧血突變基因的人占總?cè)丝诘谋壤^其他地區(qū)的高，為什么？（2）為什么某些看起來對生物生存不利的基因，歷經(jīng)漫長的進(jìn)化歷程依然“頑固”地存在？請結(jié)合這個(gè)例子闡明原因，并分析如何辯證地認(rèn)識基因突變與生物的利害關(guān)系。雜合子能同時(shí)合成正常和異常的血紅蛋白，相比只能合成正常血紅蛋白的純合子，雜合子對瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力，在瘧疾高發(fā)地區(qū)，他們生存的機(jī)會更多，從而能將自己的基因傳遞下去。因此，這些地區(qū)具有鐮狀細(xì)胞貧血突變基因的人占總?cè)丝诘谋壤??；驅(qū)ι锏纳媸欠裼欣?，往往取決于生物的生存環(huán)境。某些看起來對生物生存不利的基因，當(dāng)環(huán)境改變后，這些不利的基因產(chǎn)生的性狀，可能會幫助生物更好地適應(yīng)改變后的環(huán)。這個(gè)實(shí)例說明，基因突變并不都是有害的，也可能是有利的，或是中性的，有害、有利還是中性與環(huán)境有關(guān)。深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用任務(wù)5：理解基因重組位于非同源染色體上的非等位基因自由組合減數(shù)分裂Ⅰ非同源染色體自由組合四分體時(shí)期，同源染色體的非姐妹染色單體之間的互換位于同源染色體上的非等位基因發(fā)生交換基因重組深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用基因重組在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用基因重組的意義：有性生殖的親本減數(shù)分裂多樣性的配子受精作用基因組合多樣性的子代多種性狀不同環(huán)境受精卵發(fā)育體現(xiàn)適應(yīng)生物變異的來源之一，對生物的進(jìn)化具有重要意義。深度學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課遷移應(yīng)用我國是最早養(yǎng)殖和培育金魚的國家。金魚的祖先是野生卸魚。在飼養(yǎng)過程中，野生卿魚產(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雜交，得到了五花魚;將朝天眼和水泡眼的金魚雜交，得到了朝天泡眼。正是因?yàn)榛蛲蛔?、基因重組以及人工選擇，才會出現(xiàn)色彩斑斕、形態(tài)各異的金魚，極大地豐富了人們的生活。雜交育種過程：①過程：②原理：遷移應(yīng)用自主學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)導(dǎo)入新課A.基因重組可導(dǎo)致同胞兄妹間的遺傳差異B.非姐妹染色單體的交換可引起基因重組C.非同源染色體的自由組合能導(dǎo)致基因重組D.純合子自交因基因重組導(dǎo)致子代性狀分離6.基因重組使產(chǎn)生的