人教版必修2《基因突变和基因重组》课件[教学文书]

1、知识目标：知识目标： 概述基因突变的概念、特点、结果和意义概述基因突变的概念、特点、结果和意义 举例说出基因突变对性状的影响举例说出基因突变对性状的影响 能力目标：能力目标： 通过合作探究培养协作精神、知识迁移能力通过合作探究培养协作精神、知识迁移能力 情感、态度和价值观目标：情感、态度和价值观目标： 通过生物变异的事例，增强学生对生物世界探究的好奇通过生物变异的事例，增强学生对生物世界探究的好奇 心及保护环境意识心及保护环境意识 1上课教育 思考思考:上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象上述甘蓝品种的引种过程中，有没有变异现象 的发生？的发生？ 这种变异性状这种变异性状能遗传给子代吗？为

2、什么能遗传给子代吗？为什么? 是环境因素引起的是环境因素引起的 ，自身的遗传物质没有改变。，自身的遗传物质没有改变。 甘蓝甘蓝 3.5kg3.5kg 7kg7kg 拉萨拉萨 3.5kg3.5kg 北京北京 资料资料1：在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有在北京培育的优质甘蓝品种，叶球最大的有3.5KG， 当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强，当引种到拉萨后，由于昼夜温差大、日照时间长、光照强， 叶球可重达叶球可重达7KG左右。但再引回北京后，叶球又只有左右。但再引回北京后，叶球又只有3.5KG。 2上课教育 红花的后代变了蓝紫色红花的后代变了蓝紫色 上述变异性状的后代上述变异性

3、状的后代 为何仍然是蓝紫色花呢？为何仍然是蓝紫色花呢？ 遗传物质发生了改变遗传物质发生了改变 蓝紫色花的后代仍是蓝紫色蓝紫色花的后代仍是蓝紫色 资料资料2: 3上课教育 表现型表现型基因型基因型环境环境 1、不可遗传的变异、不可遗传的变异 诱因诱因 （改变）（改变）（改变）（改变）（改变）（改变） 思考思考：是不是环境因素引起的变异就一定不能遗传是不是环境因素引起的变异就一定不能遗传 呢？呢？ 基因重组基因重组 染色体变异染色体变异 基因突变基因突变 （遗传物质未发生改变）（遗传物质未发生改变） （遗传物质发生改变）（遗传物质发生改变） 2、可遗传的变异、可遗传的变异 生物的变异生物的变异 4

4、上课教育 两位同学在抄写英语句子两位同学在抄写英语句子“THE CAT SAT ON THE MAT (猫坐猫坐 在草席上在草席上) ”时，分别抄成了以下的时，分别抄成了以下的 句子：句子： THE KAT SAT ON THE MAT THE HAT SAT ON THE MAT 与原来的句子相比较，意思发生了与原来的句子相比较，意思发生了 什么变化呢？什么变化呢？ 问题探讨问题探讨 假如在假如在DNA分子的复制过程中，分子的复制过程中， 发生了类似的错误，可能对生物体发生了类似的错误，可能对生物体 产生什么影响？产生什么影响？ 5上课教育 镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症（一）基因突变的实

5、例（一）基因突变的实例 资料：资料：1910年，一个黑人青年到医院看病，检查发现他患年，一个黑人青年到医院看病，检查发现他患 的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞不的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞不 是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，人们称这种病为镰刀是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，人们称这种病为镰刀 型细胞贫血症。型细胞贫血症。这种病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型。这种病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型。 严重时，红细胞破裂，造成严重贫血，甚至死亡。严重时，红细胞破裂，造成严重贫血，甚至死亡。 6上课教育 正常血红蛋白究竟出了什么问题？正常血红蛋白究竟出了

6、什么问题？ 缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸 缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸 1 2 3 4 5 6 7 8 （正常血红蛋白）（正常血红蛋白） （异常血红蛋白）（异常血红蛋白） 第第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？ 7上课教育 C T TC T T G A AG A A 谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质正常正常异常异常 G U AG U A C A TC A T G T AG T A 替换

7、替换 G A AG A A 根本原因：根本原因： mRNAmRNA DNADNA 由于碱基对的替换导致了基因结构的改变由于碱基对的替换导致了基因结构的改变 8上课教育 增增 添添 缺缺 失失 替替 换换 DNADNA分子中发生碱基对的分子中发生碱基对的 、 或或 ，而引起的，而引起的 的改变。的改变。 替换替换增添增添 缺失缺失基因结构基因结构 （二）（二）基因突变的概念：基因突变的概念： 9上课教育 相应性状的改变相应性状的改变 相应蛋白质的改变相应蛋白质的改变 相应氨基酸的改变相应氨基酸的改变 mRNAmRNA分子中的碱基发生变化分子中的碱基发生变化 DNADNA分子中的碱基对发生变化分子

8、中的碱基对发生变化 基因突变引起性状改变的原因基因突变引起性状改变的原因: : 10上课教育 哪一种基因突变对生物性状的影响最小？哪一种基因突变对生物性状的影响最小？ 11上课教育 碱基对的增加或缺失碱基对的增加或缺失 正常血红蛋白的一条链从正常血红蛋白的一条链从137-142137-142位氨基酸序列及其位氨基酸序列及其 密码子序列：密码子序列： :ACC TCC AAA TAC CGT TAA :TGG AGG TTT ATG GCA ATT 密码子密码子： ACC UCC AAA UAC CGU UAA 氨基酸氨基酸： 苏氨酸苏氨酸 丝氨酸丝氨酸 赖氨酸赖氨酸 酪氨酸酪氨酸 精氨酸精氨酸

9、 终止终止 DNADNA碱基碱基 1.1.如果如果DNADNA中丢失了一个碱基对，导致中丢失了一个碱基对，导致mRNAmRNA上编码丝上编码丝 氨酸的第一个碱基氨酸的第一个碱基U U丢失，那么翻译成的氨基酸序列丢失，那么翻译成的氨基酸序列 如何变化的？如何变化的？ 密码子密码子：ACC CCA AAU ACC GUU AA 氨基酸氨基酸：苏氨酸苏氨酸 脯氨酸脯氨酸 天冬酰胺天冬酰胺 苏氨酸苏氨酸 缬氨酸缬氨酸 C G C 12上课教育 碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改 变从而导致性状的改变？变从而导致性状的改变？ 13上课教育 替换替换 天冬氨酸天冬

10、氨酸天冬氨酸天冬氨酸 碱基对的改变，不一定会引起蛋白质的改变碱基对的改变，不一定会引起蛋白质的改变 14上课教育 一种一种链异常的血红蛋白叫做链异常的血红蛋白叫做HbwaHbwa，其，其137137位以后的氨基位以后的氨基 酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白（酸序列及对应的密码子与正常血红蛋白（HbAHbA）的差异如）的差异如 下：下： (1)Hbwa(1)Hbwa异常的直接原因是异常的直接原因是链第链第_位的位的_ ( (氨基酸氨基酸) )对应的密码子缺失了一个碱基，从而使合成的对应的密码子缺失了一个碱基，从而使合成的 肽链的氨基酸的顺序发生改变，缺失的碱基是肽链的氨基酸的顺序发生改变，缺失

11、的碱基是_。 (2)(2)异常血红蛋白异常血红蛋白链发生变化的根本原因是链发生变化的根本原因是 _。 138138丝氨酸丝氨酸 C C 控制血红蛋白合成的基因中缺失了一个碱基对控制血红蛋白合成的基因中缺失了一个碱基对 15上课教育 （三）基因突变发生的时期（三）基因突变发生的时期 A.有丝分裂间期有丝分裂间期 B.B.减数第一次分裂间期减数第一次分裂间期 体细胞中可以发生基因突变体细胞中可以发生基因突变 （但一般不能传给后代）（但一般不能传给后代） 生殖细胞中也可以发生基因突变生殖细胞中也可以发生基因突变 （可以通过受精作用直接传给后代）（可以通过受精作用直接传给后代） 16上课教育 人类能遗

12、传的基因突变常发生在人类能遗传的基因突变常发生在 A.A.减数第一次分裂减数第一次分裂 B.B.四分体时期四分体时期 C.C.减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期 D.D.有丝分裂间期有丝分裂间期 17上课教育 （四）基因突变的原因（四）基因突变的原因 18上课教育 短腿安康羊（中）短腿安康羊（中） 自发突变自发突变 19上课教育 诱发突变诱发突变 太空椒太空椒( (八两八两) )核电站附近的核电站附近的“无耳兔无耳兔” 20上课教育 下列关于基因突变的叙述中，正确的是下列关于基因突变的叙述中，正确的是 A A、突变基因一定有基因结构上的改变、突变基因一定有基因结构上的改变 B B、基因突

13、变一定由人为因素诱发、基因突变一定由人为因素诱发 C C、亲代的突变基因一定能传递给子代、亲代的突变基因一定能传递给子代 D D、子代获得突变基因一定能改变性状、子代获得突变基因一定能改变性状 21上课教育 细菌细菌 无抗药性无抗药性抗药性抗药性 棉花棉花 正常枝正常枝短果枝短果枝 果蝇果蝇 红眼红眼白眼白眼 长翅长翅残翅残翅 家鸽家鸽 羽毛白色羽毛白色灰红色灰红色 人人 正常色觉正常色觉色盲色盲 正常肤色正常肤色白化病白化病 常见突变性状：常见突变性状： 在生物界普遍存在在生物界普遍存在普遍性普遍性 基因突变有何特点？基因突变有何特点？ 22上课教育 基基 因因突变率突变率 大肠杆菌组氨酸缺

14、陷型基因大肠杆菌组氨酸缺陷型基因210 果蝇的白眼基因果蝇的白眼基因410 5 果蝇的褐眼基因果蝇的褐眼基因310 5 玉米的皱缩基因玉米的皱缩基因110 小鼠的白化基因小鼠的白化基因110 5 人类色盲基因人类色盲基因310 5 小资料小资料 自然状态下，基因突变的频率是很低的。自然状态下，基因突变的频率是很低的。 低频低频性性 23上课教育 1 1、目前在我国、目前在我国3030到到6060岁的人口中，癌症是第岁的人口中，癌症是第 一位死亡原因；一位死亡原因； 2 2、中医大附属医院肿瘤科主任吴荣介绍：、中医大附属医院肿瘤科主任吴荣介绍： “我们接诊的患者里，有我们接诊的患者里，有4 4岁

15、的肺癌患儿，岁的肺癌患儿，5 5岁岁 的肠癌患儿。的肠癌患儿。” 3 3、癌症有白血病、骨肉瘤、淋巴癌、肺癌、癌症有白血病、骨肉瘤、淋巴癌、肺癌、 肠癌、肝癌等种类。肠癌、肝癌等种类。 以上事例说明基因突变发生的时间有什么特点？以上事例说明基因突变发生的时间有什么特点？ 发生部位有什么特点？发生部位有什么特点？ 随机随机性性小资料小资料 24上课教育 玉米白化苗玉米白化苗 人类的白化病人类的白化病 人类的人类的并指并指 超级南瓜超级南瓜 多多 害害 少少 利利 性性 任何一种生物都是长期进化过程的产物，任何一种生物都是长期进化过程的产物， 它们与环境取得了高度的协调。它们与环境取得了高度的协调

16、。 25上课教育 白眼白眼 W 血红眼血红眼 Wb1 象牙眼象牙眼 Wi 樱红眼樱红眼 Wc 杏红眼杏红眼 Wa 伊红眼伊红眼 Wc 浅黄色眼浅黄色眼 Wb 微色眼微色眼 Wt 蜜色眼蜜色眼 Wh 珍珠眼珍珠眼 Wp 珊瑚色眼珊瑚色眼 W 不定向性不定向性小资料小资料 26上课教育 经诱变处理的紫色种子产生的子代种子经诱变处理的紫色种子产生的子代种子经诱变处理的黑色家鼠产生的子代经诱变处理的黑色家鼠产生的子代 27上课教育 A A AaA a aaaA 一个基因突变后产生的是它的等位基因一个基因突变后产生的是它的等位基因 （六）基因突变的结果（六）基因突变的结果 28上课教育 产生新基因产生新

17、基因 形成新性状形成新性状 生物生物进化的原始材料进化的原始材料 （七）（七）基因突变的意义基因突变的意义 基因突变基因突变生物生物变异的根本来变异的根本来 源源 新的基因产生的新性状对生物的生存是都有利吗？新的基因产生的新性状对生物的生存是都有利吗？ 取决于环境取决于环境 29上课教育 下列关于基因突变的叙述中，错误的是下列关于基因突变的叙述中，错误的是 A A、在生物界是普遍存在的、在生物界是普遍存在的 B B、随机发生、定向、随机发生、定向 C C、在自然状态下，基因突变频率很低、在自然状态下，基因突变频率很低 D D、是生物进化的原始材料、是生物进化的原始材料 30上课教育 发生基因突

18、变以后的基因应该是发生基因突变以后的基因应该是 A A、显性基因、显性基因 B B、隐性基因、隐性基因 C C、有害基因、有害基因 D D、原有基因的等位基因、原有基因的等位基因 31上课教育 下图中，基因下图中，基因A与与a1a2a3之间的关系，不能表现的是之间的关系，不能表现的是 A. 基因突变是不定向的基因突变是不定向的 B. 等位基因的出现是基因突变的结果等位基因的出现是基因突变的结果 C. 正常基因与致病基因可以转化正常基因与致病基因可以转化 D. 图中基因的遗传遵循自由组合定律图中基因的遗传遵循自由组合定律 A a1 a2 a3 32上课教育 “一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连

19、母十个样”这种差这种差 异怎么造成的？异怎么造成的？ 二、基因重组二、基因重组 33上课教育 基因重组基因重组 概念概念 在生物体进行在生物体进行有性生殖有性生殖的过程中的过程中, ,控制控制 不同性状的基因的重新组合不同性状的基因的重新组合. . 34上课教育 1.回忆回忆:基因的自由组合基因的自由组合 F F2 2中除黄色圆粒、绿色皱粒外，还有两中除黄色圆粒、绿色皱粒外，还有两 种亲本所没有的新性状：黄色皱粒、绿种亲本所没有的新性状：黄色皱粒、绿 色圆粒，这两种性状与亲本相比是不是色圆粒，这两种性状与亲本相比是不是 变异性状变异性状? ? 是是 它们又是如何产生的呢它们又是如何产生的呢?

20、? 在在F F1 1减数分裂形成配子时，控制不减数分裂形成配子时，控制不 同性状的基因自由组合形成的同性状的基因自由组合形成的。 35 上课教育 非同源染色体非同源染色体上的上的非等位基因非等位基因自由组合自由组合 A B b a B A b a 36上课教育 同源染色体的非姐妹染色单体之间的同源染色体的非姐妹染色单体之间的 交叉互换交叉互换 A a A a Bb A a b B Aa Bb 37上课教育 2 2 类型类型: : 自由组合型自由组合型 非同源染色体上的非等非同源染色体上的非等 位基因的组合位基因的组合. . 交叉互换型交叉互换型 同源染色体上的非姐妹染同源染色体上的非姐妹染 色

21、体之间发生局部互换色体之间发生局部互换. . 3 3 时间时间: : 自由组合型：减数第一次分裂后期自由组合型：减数第一次分裂后期 交叉互换型：减数第一次分裂四分体时期交叉互换型：减数第一次分裂四分体时期 38上课教育 基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？ 不能不能。控制不同性状的基因重新组合，。控制不同性状的基因重新组合，不产生新不产生新 基因，可形成新的基因型。基因，可形成新的基因型。 39上课教育 思考思考: :人的体细胞中有人的体细胞中有2323对染色体对染色体 1 1、如果不考虑基因突变和交叉互换，请你计算、如果不考虑基因突变和交叉互换，请你计算, , 一位父亲可能产

22、生多少种染色体不同的精子？一一位父亲可能产生多少种染色体不同的精子？一 位母亲可能产生多少种染色体组成不同的卵细胞位母亲可能产生多少种染色体组成不同的卵细胞？ 都为都为2 223 23种 种 2 2、可能组成的受精卵有多少种不同的染色体组、可能组成的受精卵有多少种不同的染色体组 成？成？ 2 246 46种 种 40上课教育 由于减数分裂形成的配子的染色体组成具有多样性由于减数分裂形成的配子的染色体组成具有多样性, , 导致导致不同配子遗传物质的差异不同配子遗传物质的差异, ,加上受精过程中加上受精过程中卵卵 细胞和精子的结合的随机性细胞和精子的结合的随机性, ,同一双亲的后代必然同一双亲的后

23、代必然 呈现多样性呈现多样性. . 【意义意义】 为生物变异提供了极其丰富的来源为生物变异提供了极其丰富的来源, ,是生物多是生物多 样性的样性的重要重要原因之一原因之一。 41上课教育 基因突变基因突变 基因重组基因重组 本质本质 原因原因 时间时间 意义意义 可能性可能性 产生新的产生新的基因基因产生新的产生新的基因型基因型 碱基对的碱基对的增添、增添、 缺失、改变缺失、改变 非同源染色体上的非非同源染色体上的非 等位基因等位基因自由组合自由组合； 同源染色体上的非姐同源染色体上的非姐 妹染色单体妹染色单体交叉互换交叉互换 间期间期DNADNA复制复制时时减数第一次分裂减数第一次分裂 变异

24、的根本来源；变异的根本来源； 进化的原材料进化的原材料 生物变异来源之一生物变异来源之一 生物多样性重要原因生物多样性重要原因 低频但普遍低频但普遍有性生殖中普遍有性生殖中普遍 4.4.基因突变基因突变-基因重组基因重组 42上课教育 4 4、基因突变的原因是：、基因突变的原因是： A.A.染色体上的染色体上的DNADNA变成了蛋白质变成了蛋白质 B.B.染色体上的染色体上的DNADNA变成了变成了RNARNA C. C.染色体上的染色体上的DNADNA减少了或增多了减少了或增多了 D.D.染色体上的染色体上的DNADNA结构发生了局部改变结构发生了局部改变 5 5、某自花传粉植物连续几代开红

25、花，一次开出、某自花传粉植物连续几代开红花，一次开出 一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是一朵白花，白花的后代全开白花，其原因是 A A基因突变基因突变 B B基因重组基因重组 C C基因分离基因分离 D D环境影响环境影响 课堂巩固课堂巩固 43上课教育 6 6、上眼睑下垂是一种显性遗传病、上眼睑下垂是一种显性遗传病, ,某一男性患者某一男性患者, , 其父母正常，请判断这人性状最可能是其父母正常，请判断这人性状最可能是 A.A.伴性遗传伴性遗传 B.B.常染色体遗传常染色体遗传 C.C.基因突变基因突变 D.D.基因重组基因重组 7 7、如果基因中的一个脱氧核苷酸发生了改变，、如果基因中

26、的一个脱氧核苷酸发生了改变， 那么这种变化最终可能引起那么这种变化最终可能引起 A.A.遗传性状改变遗传性状改变 B.B.遗传密码改变遗传密码改变 C.C.遗传信息改变遗传信息改变 D.D.遗传规律改变遗传规律改变 8 8、生物变异的根本来源是、生物变异的根本来源是 A A基因重组基因重组 B B染色体数目变异染色体数目变异 C C染色体结构变异染色体结构变异 D D基因突变基因突变 44上课教育 9 9、基因重组发生在、基因重组发生在 A A减数分裂形成配子的过程中减数分裂形成配子的过程中 B B受精作用形成受精卵的过程中受精作用形成受精卵的过程中 C C有丝分裂形成子细胞的过程中有丝分裂形成子细胞的过程中 D D通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中 1010、观察肿瘤切片，下列有关其中细胞的叙述、观察肿瘤切片，下列有关其中细胞的叙述 中，正确的是中，正确的是 A.A.所有细胞经减数分裂增殖所有细