5.1基因突变和基因重组课件高一人教版生物必修2(1)2

基因突变与基因重组人教版高中生物必修二第五章第一节这个新闻一出，引起了国人对海鱼无尽担忧，人们在担心什么?问题探讨生物的变异:问题探讨生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。上述“纹眉”、“烫发”属于变异吗？为什么?是环境因素引起的，个体的遗传物质没有改变。属于，个体之间性状的差异性。（不可遗传的变异）深度学习自主学习导入新课迁移应用问题探讨基因突变染色体变异基因重组表现型（性状）

基因型环境（改变）（改变）（遗传物质发生改变）（可遗传的变异）生物可遗传变异类型判断依据：遗传物质是否改变（不遗传的变异）（改变）（遗传物质未发生改变）（改变）生物的变异:生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。原因？深度学习自主学习导入新课迁移应用

进行有性生殖的生物在DNA复制时，碱基互补配对原则能保证DNA复制的准确性，使亲子代间的遗传信息保持一致。ATCGGCTACGATATATCGGCTACGATATATCGGCTACGATAT3'5'5'3'3'5'5'3'3'5'5'3'遗传信息复制的过程中，碱基互补配对会不会出错呢？一、基因突变——基因突变深度学习自主学习导入新课迁移应用任务一：阅读课本P80~81,根据实例,分析并理解基因突变原因一、基因突变①.镰状细胞贫血形成的直接原因是什么？②.结合基因表达的过程分析镰状细胞贫血形成根本原因？③.除了碱基替换还可以发生哪些变异？④.通过以上分析尝试总结基因突变的概念？⑤.DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失是否一定导致基因突变?为什么?深度学习自主学习导入新课迁移应用迁移应用深度学习自主学习导入新课异常红细胞（镰状细胞贫血）正常红细胞（两面凹圆盘状）镰状红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时导致死亡。镰状细胞通常只持续10到20天，而不是正常的90到120天。镰状红细胞也可能粘附在血管壁上，造成堵塞，从而减慢或停止血液流动。一、基因突变（实例）镰状细胞贫血镰状细胞贫血(镰刀型细胞贫血症)中央微凹的圆饼状弯曲的镰刀状红细胞易破裂、使人患溶血性贫血,严重时会导致死亡。红细胞的主要成分是血红蛋白，对患者红细胞中血红蛋白分子的分析发现：正常血红蛋白部分氨基酸序列异常血红蛋白部分氨基酸序列缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸缬氨酸谷氨酸赖氨酸缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸一、基因突变（实例）第6位深度学习自主学习导入新课迁移应用CCTAGGCCAGGTDNA碱基替换缬氨酸的密码子GUU、GUC、GUA、GUG谷氨酸的密码子GAA、GAG

GAA→GUA或GAG→GUGGAGGUGmRNA正常异常蛋白质谷氨酸缬氨酸氨基酸氨基酸替换1.查67页密码子表，完成81页镰刀型细胞贫血的病因图解，并尝试找出其直接原因与根本原因。一、基因突变（实例）根本原因直接原因能否用光学显微镜检测是否发生基因突变和患镰状细胞贫血？基因突变属于分子水平上某一个位点的改变，无法在显微镜下观察。基因突变导致红细胞形态改变，可以通过观察红细胞的形态是否变化，进而判断是否患镰状细胞贫血。深度学习自主学习导入新课迁移应用镰状细胞贫血(镰刀型细胞贫血症)GUGCACCUGAAAAAGGGGGUUCCCAAAGGGGGUGCACCUGAGUUCCCUA正常碱基序列片段（mRNA）异常碱基序列片段（mRNA）DNA分子中发生碱基替换，引起基因碱基序列改变，蛋白质改变，性状改变。正常血红蛋白异常血红蛋白病因：除了碱基替换还可以发生哪些变异？一、基因突变（实例）深度学习自主学习导入新课迁移应用1.缺失第二对碱基2.在第2和第3对碱基之间插入任务：同桌之间合作探究（5min）1.请按要求将碱基对去掉或增添。2.若均以②链作为模板发生转录，在白纸上分别记录缺失、增添后基因转录的mRNA。

3.对照密码子表，写出对应的氨基酸序列。ATCCGCCATCTAGGCGGTAG

①②AUCCGCCAUC

mRNA多肽：异亮氨酸-精氨酸-组氨酸DNA一、基因突变（实例）碱基的增添、缺失对所对应的蛋白质氨基酸序列有什么影响呢？深度学习自主学习导入新课迁移应用ATCCGCCATCTAGGCGGTAG

①②AUCCGCCAUC

mRNA多肽：异亮氨酸-精氨酸-组氨酸DNA一、基因突变（实例）碱基的增添、缺失对所对应的蛋白质氨基酸序列有什么影响呢？缺失增添ATCCGCCATCTAGGCGGTAG

ACC

G

CCAUC异亮氨酸苏氨酸丙氨酸基因突变ATGCGCCATCTACGCGGTAG

①②DNAAUGCC

GCCAUA甲硫氨酸脯氨酸脯氨酸mRNA多肽：深度学习自主学习导入新课迁移应用一、基因突变（概念）概念：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变。思考：基因突变发生在是什么时候？主要发生在DNA复制时期。分裂间期①

发生在体细胞进行有丝分裂的间期②发生在减数第一次分裂间期遵循遗传规律随配子传递给后代。结果？深度学习自主学习导入新课迁移应用碱基的增添、缺失对所对应的蛋白质氨基酸序列及性状有什么影响呢？一、基因突变（结果）以增添为例；插入一个碱基对后的mRNA终止密码子提前出现，后续氨基酸全部打乱肽链缩短深度学习自主学习导入新课迁移应用碱基的增添、缺失对所对应的蛋白质氨基酸序列及性状有什么影响呢？一、基因突变（结果）以增添为例；插入二个碱基对后的mRNA终止密码子提前出现，后续氨基酸全部打乱肽链缩短深度学习自主学习导入新课迁移应用碱基的增添、缺失对所对应的蛋白质氨基酸序列及性状有什么影响呢？一、基因突变（结果）以增添为例；插入三个碱基对后的mRNA插入一个氨基酸，后续氨基酸顺序不变，肽链变长深度学习自主学习导入新课迁移应用【归纳概括】分别替换、增添或缺失1个碱基对、增添或缺失3或

3倍数的碱基，对氨基酸序列的影响谁最大？

基因突变对氨基酸序列的影响：碱基对影响范围对氨基酸序列的影响替换增添缺失3倍数只改变1个氨基酸或不改变不影响插入位置前的序列，影响插入后的序列不影响缺失位置前的序列，影响缺失后的序列改变1或2个氨基酸小大大小一、基因突变（结果）思考：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，一定属于基因突变？基因突变对生物性状有什么影响?(1)使肽链中氨基酸种类改变。(2)基因突变可能引发肽链不能合成。(3)肽链延长(终止密码子延后出现)。(4)肽链缩短(终止密码子提前出现)。以上改变会引发蛋白质结构和功能改变，进而引发生物性状的改变。深度学习自主学习导入新课迁移应用练习：如图a、b、c是有遗传效应的DNA片段，而Ⅰ、Ⅱ无遗传效应，如果碱基的替换、增添或缺失发生在Ⅰ、Ⅱ片段，会不会引起基因突变？编码区遗传效应编码区遗传效应编码区遗传效应非编码区无遗传效应非编码区无遗传效应一、基因突变不会，基因突变的结果是造成基因碱基序列的改变，而Ⅰ、Ⅱ无遗传效应，不能形成基因，思考：基因碱基序列的改变一定会导致生物性状改变吗？深度学习自主学习导入新课迁移应用深度学习自主学习导入新课迁移应用DNA异亮氨酸精氨酸···AU

C

CGC···mRNA···

AT

C

CGC······TA

G

GCG···正常异亮氨酸精氨酸···AU

U

CGC······

AT

T

CGC······TA

A

GCG···替换蛋白质结构未改变思考：基因碱基序列的改变一定会导致生物性状改变吗？不一定一、基因突变（结果）简并性①密码子的简并性：基因突变后的密码子与原密码子决定同一种氨基酸。②若为隐性突变：如AA→Aa，不会导致性状的改变。③基因的选择性表达：突变基因在该细胞中不表达。④某些环境中，突变的基因可能不会在性状上表现出来。基因突变一定会导致基因结构改变，但蛋白质结构、性状不一定改变。思考：基因突变能够遗传给后代吗？一定遗传?可以遗传。突变后的DNA分子复制,通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞,并将突变基因传给下一代。一、基因突变（结果）不一定,基因突变能够产生新基因。遗传特性：若发生在配子中，新基因将遵循遗传规律传递给后代。表现出新性状。

若发生在体细胞中，新基因一般不能遗传。特殊情况：植物体细胞发生基因突变，可通过无性生殖遗传(植物组织培养)体细胞的基因突变对个体有什么影响？深度学习自主学习导入新课迁移应用深度学习自主学习导入新课迁移应用1.从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？3.根据图示推测，癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点？原癌基因和抑癌基因突变。正常结肠上皮细胞抑癌基因Ⅰ突变原癌基因突变抑癌基因Ⅱ突变抑癌基因Ⅲ突变癌癌细胞转移①“不死”—能够无限增殖；②“变态”—形态结构发生显著变化（呈球状）；③“扩散”—细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移（教材P82）在一个细胞中至少发生5～6个基因突变一、基因突变（结果）（P82思考.讨论）细胞癌变原癌基因不能控制细胞生长和增殖的进程突变或过量表达抑癌基因失去抑制作用，不能促进细胞凋亡突变

主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。

主要是阻止细胞不正常的增殖结肠癌发生的原因？思考•讨论一、基因突变（癌变）②只要原癌基因或抑癌基因发生基因突变就引起癌变（

）判断①原癌基因和抑癌基因是互为等位基因。（

）××①原癌基因和抑癌基因是一类基因，而不是等位基因。②癌症往往是多个基因突变的结果，癌变是一个逐渐积累的过程。导致细胞癌变（基因突变）因素有哪些？正常细胞细胞癌变

不受控制恶性增殖不受控制深度学习自主学习导入新课迁移应用外因内因:自然条件下DNA复制出错自发产生突变紫外线，X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA；亚硝酸盐、石棉、砷化物、亚硝胺、黄曲霉素等能改变核酸的碱基；物理因素:化学因素:生物因素:某些病毒如Rous肉瘤病毒的遗传物质能影响宿主细胞DNA；提高突变频率与社会的联系(致癌因子)导致细胞癌变（基因突变）因素有哪些？深度学习自主学习导入新课迁移应用

畅所欲言你知道哪些癌症的预防与治疗方法？①如何预防癌症致癌因子原癌基因和抑癌基因发生突变细胞癌变引起积累②诊断:③治疗:手术切除、化疗和放疗等。免疫治疗、靶向药物治疗病理切片的显微观察、CT、核磁共振以及癌基因检测等。深度学习自主学习导入新课迁移应用4．在致癌因子的作用下，正常动物细胞可转变为癌细胞。下列有关癌细胞特点的叙述错误的是(

)A．细胞中可能发生单一基因突变，细胞间黏着性增加B．细胞中可能发生多个基因突变，细胞的形态发生变化C．细胞中的染色体可能受到损伤，细胞的增殖失去控制D．细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少A深度学习自主学习导入新课迁移应用短腿的安康羊白化苗白色皮毛牛犊白眼果蝇普遍性任务：阅读课本P83小字部分，归纳基因突变的特点有哪些？一、基因突变（特点）深度学习自主学习导入新课迁移应用植物的个体发育性成熟的植株胚幼苗具根茎叶的植株分化出花芽的植株受精卵

随机性一、基因突变（特点）深度学习自主学习导入新课迁移应用深度学习自主学习导入新课迁移应用

不定向性一、基因突变（特点）在自然状态下，基因突变的频率是很低的

低频性一、基因突变（特点）深度学习自主学习导入新课迁移应用对生物体来，基因突变都是有害的吗？深度学习自主学习导入新课迁移应用基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，对生物体有害。01多数有害有些基因突变对生物体是有利的；如：植物抗病性突变、耐旱性突变，微生物抗药性突变等。02少数有益有些基因突变既无害也无益，是中性的。如：有的基因突变不会导致新的性状出现，就属于中性突变。03有些中性生物变异的根本来源生物进化的原始材料形成新性状产生新基因基因突变产生新基因的途径说明：基因突变是有害、有利还是中性与环境有关。对生物体来，基因突变都是有害的吗？二、细胞癌变基因突变的意义一、基因突变（意义及应用）AA基因突变的结果往往使一个基因变成它的等位基因，产生新的基因。同源染色体基因突变使基因的“位置”或“数目”发生改变吗？基因突变仅改变了基因内部结构，产生了新基因，并未改变基因位置，也未改变基因数量，基因犹在，只是“以旧换新”，并非“基因缺失”。一、基因突变（拓展）拓展思考Aa深度学习自主学习导入新课迁移应用1．下列有关基因突变的原因和特点的叙述，错误的是(

)A．用射线处理萌发的种子可大大提高基因突变的频率B．基因突变的方向与生物所处的环境有明确的因果关系C．无论是自发突变还是诱发突变，其实质都是改变了基因中的遗传信息D．虽然基因突变具有低频性，但如果种群内的个体很多，也会产生较多的基因突变B深度学习自主学习导入新课迁移应用为什么会出现新的性状组合？F1P×YYRRyyrrF2Y_R_Y_rryyR_93：yyrr31：：YyRr基因重组控制不同性状的基因自由组合除了基因突变还有什么方式会导致性状的差异呢？二、基因重组深度学习自主学习导入新课迁移应用1、定义:指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。(非等位基因)2、类型:染色体间的基因重组自由组合(MⅠ后期)染色单体上的基因重组交叉互换(MⅠ前期)二、基因重组（定义）基因重组能否产生新的基因？是生物变异的来源之一，是生物多样性的来源之一，对生物的进化具有重要的意义。3.结果：不产生新基因，可形成新的基因型。5.特点：①只产生新的基因型，并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状产生。②发生在有性生殖的遗传中。③亲本杂合度越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多4.意义：二、基因重组（意义及特点）基因重组只能发生在有性生殖过程中？深度学习自主学习导入新课迁移应用（狭义）在生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基

因的重新组合。则原核生物不存在基因重组；概念拓展（广义）凡是控制不同性状的基因的重新组合，都叫基因重组。

还包括肺炎链球菌的转化（R型菌转化成S型菌）以及

基因工程（转基因技术）二、基因重组（拓展）基因重组只能发生在有性生殖过程中？深度学习自主学习导入新课迁移应用与社会相联系实例1：金鱼的培育

我国是最早养殖和培育金鱼的国家。金鱼的祖先是野生鲫鱼。在饲养过程中，野生鲫鱼产生基因突变，人们选择喜欢的品种培养，并进行人工杂交。二、基因重组（应用）从1964年起，袁隆平就开始研究杂交水稻，到1975年，他研究出来的新品种就已经在全国推广，并取得了非同凡响的成果。此后十年内中国杂交水稻累计增产超亿吨，每年增产的大米可以多养活6000万人。杂交水稻之父·袁隆平杂交水稻实例2：杂交水稻的培育二、基因重组（应用）基因突变和基因重组的比较总结归纳碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合分裂前的间期复制过程

减数分裂Ⅰ前期、后期自发突变、诱发突变自由组合、染色体互换产生新的基因产生新的基因型生物变异的根本来源生物变异的来源之一诱变育种杂交育种深度学习自主学习导入新课迁移应用课堂知识小结1．如图是人类镰状细胞贫血产生过程的示意图，下列有关分析正确的是(

)A．该病产生的根本原因是氨基酸被替换B．①过程产生的碱基的变化可通过光学显微镜直接观察C．③过程的完成