5.1基因突變和基因重組課件高一下學(xué)期生物人教版必修2(9)2

第5章基因突變及其他變異

第1節(jié)基因突變和基因重組情境導(dǎo)入變異類型不可遺傳變異可遺傳變異由環(huán)境不同引起，遺傳物質(zhì)沒有改變，不能進(jìn)一步遺傳給后代。生殖細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，其后代將繼承這種改變?；蛲蛔兓蛑亟M染色體變異注意：表觀遺傳可遺傳，基因堿基序列不變，表型變。探究一.基因突變的實(shí)例一個(gè)谷氨酸被纈氨酸替換了。1.圖中氨基酸發(fā)生了什么變化？——鐮狀細(xì)胞貧血探究任務(wù)一：直接原因癥狀探究一.基因突變的實(shí)例正常谷氨酸異常纈氨酸AUAT3.完成圖解。谷氨酸的密碼子：GAA、GAG纈氨酸的密碼子：GUA、GUC、GUA、GUG4.鐮狀細(xì)胞貧血的根本原因？5.想一想這種疾病能否遺傳?怎樣遺傳?6.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？所對應(yīng)的性狀呢？2.判斷mRNA的轉(zhuǎn)錄是以DNA的哪條鏈為模板？根本原因：基因中堿基對突變?yōu)門=ATA=

能，是親代通過生殖過程把基因傳給子代的。會(huì)發(fā)生改變，所對應(yīng)性狀一般也會(huì)改變?！牋罴?xì)胞貧血mRNADNA探究一.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。2、時(shí)期：基因突變主要發(fā)生在細(xì)胞分裂前的間期因?yàn)镈NA復(fù)制時(shí)，先解旋為單鏈，單鏈DNA的穩(wěn)定性會(huì)大大降低，極易受到外界因素的干擾而發(fā)生堿基的改變探究一.基因突變的實(shí)例3、基因突變的本質(zhì)AAaA基因突變產(chǎn)生了等位基因，但不一定會(huì)導(dǎo)致生物性狀改變。（1）真核細(xì)胞：（2）原核細(xì)胞和病毒：基因數(shù)目少，而且一般是單個(gè)存在的，不存在等位基因。因此基因突變產(chǎn)生的是一個(gè)新基因。顯性突變：a→A隱性突變：A→a不改變基因的數(shù)量和位置探究一.基因突變的實(shí)例若發(fā)生在基因間區(qū)不屬于基因突變基因1基因2基因3基因4探究任務(wù)二：1、DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添和缺失是否一定導(dǎo)致基因突變?為什么?2、基因突變是否一定遺傳給下一代？基因突變發(fā)生在配子中發(fā)生在體細(xì)胞中將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代一般不能遺傳有些植物(無性繁殖的生物)的體細(xì)胞發(fā)生了基因突變，可以通過無性生殖遺傳。GUGCA纈氨酸組氨酸CCUGAAAAAGGGGGUUCCC亮氨酸蘇氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸賴氨酸谷氨酰胺脯氨酸天冬氨酸絲氨酸終止探究一.基因突變的實(shí)例3、能否用光學(xué)顯微鏡檢測基因突變和鐮狀細(xì)胞貧血癥？4、基因突變之后，編碼的氨基酸序列一定發(fā)生改變嗎？原因？5、小組探究基因突變的3種類型對生物性狀影響的大?。炕蛲蛔兪欠肿铀缴系母淖?，無法用顯微鏡觀察，但可通過觀察紅細(xì)胞的形態(tài)是否發(fā)生改變，判斷是否患鐮狀細(xì)胞貧血。不一定。一個(gè)堿基對的替換改變了基因的堿基序列，

但由于密碼子的簡并性氨基酸序列不一定改變堿基對影響范圍對氨基酸序列的影響替換只改變

個(gè)氨基酸的種類或

。替換的結(jié)果也可能使肽鏈

。增添插入位置

不影響，影響插入位置

的序列①增添或缺失的位置越

，對肽鏈的影響越大；②增添或缺失的堿基數(shù)是

，則一般僅影響個(gè)別氨基酸缺失缺失位置前不影響，影響缺失位置后的序列小合成終止前后靠前大大1不改變3的倍數(shù)探究一.基因突變的實(shí)例6、討論分析，基因突變一定會(huì)導(dǎo)致生物性狀的改變嗎？為什么？①突變可能發(fā)生在基因的非編碼區(qū)或編碼區(qū)的內(nèi)含子。——突變部位②基因突變后的密碼子和原密碼子決定的是同一種氨基酸。——密碼子的簡并性③若為隱性突變，如AA→Aa，性狀不改變?！蛔兊慕Y(jié)果：產(chǎn)生新的基因④若突變基因是沉默基因，在該細(xì)胞中不表達(dá)?！虻倪x擇性表達(dá)不改變性狀：⑤有些突變改變了蛋白質(zhì)中個(gè)別位置的氨基酸，但該蛋白質(zhì)的功能不變改變性狀：①導(dǎo)致肽鏈不能合成②肽鏈延長(終止密碼子推后)或肽鏈縮短(終止密碼子提前)③肽鏈中氨基酸種類改變不一定任務(wù)一、閱讀教材P82頁，對結(jié)腸癌的發(fā)病機(jī)理進(jìn)行探究，右圖是解釋結(jié)腸癌發(fā)生的簡化模型，完成“思考·討論”。1.從基因的角度看結(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？存在原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變3.根據(jù)圖示推測，癌細(xì)胞和正常細(xì)胞相比，

具有哪些明顯的特點(diǎn)？呈球形、增殖快、容易發(fā)生轉(zhuǎn)移等。1細(xì)胞癌變的原因原癌基因抑癌基因細(xì)胞正常生長、增殖正常表達(dá)產(chǎn)物過量表達(dá)突變表觀遺傳修飾不表達(dá)正常表達(dá)產(chǎn)物抑制細(xì)胞生長、增殖/促進(jìn)細(xì)胞凋亡表達(dá)產(chǎn)物活性過高表達(dá)產(chǎn)物的量過高表達(dá)產(chǎn)物的量過低表達(dá)產(chǎn)物活性過低可能致癌因子突變表觀遺傳修飾細(xì)胞癌變可能一個(gè)基因的突變就能癌變嗎？致癌因子引起原癌基因和抑癌基因突變。+-細(xì)胞增殖細(xì)胞凋亡++-細(xì)胞數(shù)目穩(wěn)定原癌基因抑癌基因原癌基因和抑癌基因是一類基因，而不是一個(gè)基因。癌癥往往是多個(gè)基因突變的結(jié)果，癌變是一個(gè)逐漸積累的過程。3.根據(jù)圖示推測，癌細(xì)胞和正常細(xì)胞相比，具有哪些明顯的特點(diǎn)？2細(xì)胞癌變的特點(diǎn)呈球形、增殖快、容易發(fā)生轉(zhuǎn)移等。不死變形擴(kuò)散①能夠無限增殖；②形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化；③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，易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移。回歸教材4.在日常生活中我們應(yīng)當(dāng)怎樣預(yù)防癌癥？預(yù)防：遠(yuǎn)離致癌因子，保持良好的心理狀態(tài)，養(yǎng)成健康的生活方式。無機(jī)化合物，如石棉；有機(jī)化合物，如黃曲霉素物理致癌因子主要指輻射，如紫外線、X射線病毒（生物）致癌因子化學(xué)致癌因子致癌病毒含有病毒癌基因以及與致癌有關(guān)的核酸序列3癌癥的診斷和治療新技術(shù)及發(fā)展：免疫治療、靶向藥物治療探究二.基因突變的原因、特點(diǎn)和意義1、基因突變的原因：物理因素亞硝酸鹽、堿基類似物等能改變核酸的堿基。某些病毒的遺傳物質(zhì)能影響宿主細(xì)胞DNA。紫外線，X射線及其他輻射能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA；化學(xué)因素生物因素RNARNADNADNADNA外因：誘發(fā)突變內(nèi)因：自發(fā)突變自然條件下DNA復(fù)制出錯(cuò)自發(fā)產(chǎn)生突變探究二.基因突變的原因、特點(diǎn)和意義2、基因突變的特點(diǎn)：①普遍性：②隨機(jī)性：③不定向性：④低頻性：基因突變在生物界是普遍存在的?；蛲蛔兛梢园l(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期、細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上、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。自然狀態(tài)下，基因突變頻率很低。⑤多害少利性：1基因突變的意義(1)對生物體的意義中性突變：既無害也無益，如有的基因突變不會(huì)導(dǎo)致新的性狀出現(xiàn)。1基因突變的意義(2)對進(jìn)化的意義基因突變產(chǎn)生新基因的途徑原核生物；真核生物是等位基因生物變異的根本來源產(chǎn)生新性狀生物進(jìn)化的原始材料2基因突變的應(yīng)用資料：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。但誘變育種具有一定的盲目性，育種過程需要處理大量供試材料，工作量大。根據(jù)資料試分析誘變育種的原因及優(yōu)缺點(diǎn)？原理：基因突變優(yōu)點(diǎn)：大幅改良品種的優(yōu)良性狀缺點(diǎn)：盲目性高，需處理大量材料輻射種植收獲篩選油多黃豆網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建基因突變的實(shí)例：基因突變概念結(jié)果時(shí)間原因特點(diǎn)意義應(yīng)用一定和不一定：鐮狀細(xì)胞貧血、細(xì)胞癌變----原因基因的堿基序列改變產(chǎn)生等位基因（新基因）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、根本來源、原始材料誘變育種基因結(jié)構(gòu)、堿基排序、性狀、等位基因、能否遺傳“一母生九子，連母十個(gè)樣”F1P×YYRRyyrrF2Y_R_Y_rryyR_93：yyrr31：：YyRr后代出現(xiàn)重組類型探究二.基因重組1.概念：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。前提本質(zhì)基因重組性狀重組新的基因型2.結(jié)果：注意：

基因重組是原有基因的重新組合，只能產(chǎn)生新的基因型和重組性狀，

不能產(chǎn)生新的基因。親本雜合度越高→遺傳物質(zhì)相差越大→基因重組類型越多。發(fā)生時(shí)期：減數(shù)分裂時(shí)期（減Ⅰ）探究二.基因重組探究任務(wù)二：小組討論，交流以下問題1.基因重組能否產(chǎn)生新基因和新性狀？2.如果自然界未發(fā)生過基因突變（均為純合子），非姐妹染色單體互換還會(huì)導(dǎo)致染色單體上的基因重組嗎？3.有絲分裂和受精作用過程中是否會(huì)發(fā)生基因重組？4.基因型為Aa的個(gè)體在減數(shù)分裂過程中會(huì)不會(huì)發(fā)生基因重組？為什么？是原有基因的重新組合，并未產(chǎn)生新的基因,只產(chǎn)生新的基因型。不會(huì)，沒有等位基因不會(huì)，基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中不會(huì)，因?yàn)闆]有涉及控制不同性狀的基因，只有控制一對性狀的基因減數(shù)分裂Ⅰ后期，由于非同源染色體的自由組合，使位于非同源染色體上的非等位基因自由組合基因重組的類型aaBBbbAAAAaaBBbbaBaBbbAAaaBBbbAA▲自由組合型AAaabbBBAaBbaB和Abab和AB或在減數(shù)分裂Ⅰ前期，位于同源染色體上的等位基因有時(shí)會(huì)隨著非姐妹染色單體之間的互換而發(fā)生交換，導(dǎo)致同源染色體上的非等位基因重組基因重組的類型▲交換型BDBDbdbdbDBDbdBdbdBDbDBdbdBDBbDd如果沒有交換產(chǎn)生的配子是BD、BD和bd、bd兩種如果交換產(chǎn)生的配子是BD、bd、Bd、bD四種探究二.基因重組R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌R型細(xì)菌S型細(xì)菌基因工程重組型肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化型廣義基因重組：不同個(gè)體或物種間基因的重組轉(zhuǎn)基因技術(shù)（DNA重組技術(shù)）探究二.基因重組4.意義：

基因重組是生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因，對生物的進(jìn)化也具有重要的意義。雜合子產(chǎn)生配子的多樣性基因重組新基因型后代新性狀組合（變異）有性生殖減數(shù)分裂導(dǎo)致產(chǎn)生產(chǎn)生被淘汰更適應(yīng)環(huán)境更不適應(yīng)環(huán)境生物進(jìn)化對生物進(jìn)化有重要意義探究二.基因重組5.應(yīng)用—雜交育種①目的：將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過雜交集中在一起，再經(jīng)選擇和培育，獲得新品種。P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT矮抗需要的純合矮抗品種連續(xù)?第1年第2年第3年及之后②過程：雜交→自交→選擇→自交操作簡單，目的性強(qiáng)。集不同品種的優(yōu)良性狀于一身。育種年限長，過程繁瑣。只能利用已有的基因重組，不能創(chuàng)造新的基因。③優(yōu)點(diǎn)：④缺點(diǎn)：探究二.基因重組探究任務(wù)三：如圖是基因型為AaBb的某高等動(dòng)物的細(xì)胞分裂示意圖，據(jù)圖回答問題：(1)圖1細(xì)胞處于什么時(shí)期？圖中形成B、b現(xiàn)象的原因是什么？

(2)圖2細(xì)胞的名稱是什么？圖中形成B、b現(xiàn)象的原因可能是什么？(3)若該動(dòng)物的基因型為AaBB，則