5.1基因突变和基因重组课件高一下学期生物人教版必修2(6)2

基因突变与基因重组

被送上太空的农作物种子为什么能培育出新品种？航天育种的生物学原理是什么?[资料1]1910年赫里克医生接诊了一位黑人贫血病患者,所有治疗贫血病的药物对他无效。镜检时发现其红细胞不是正常的圆饼状，而是镰刀形，后称之镰状细胞贫血症。在严重缺氧条件下，患者的红细胞易破裂，造成患者严重贫血，甚至丧失生命。正常异常[资料2]1949年，美国化学家、结构生物学家鲍林首先意识到，红细胞中血红蛋白分子的异常引起红细胞变形。科学史：镰状细胞贫血症病因的发现科学史：镰状细胞贫血症病因的发现[资料3]1956年，英国科学家英格拉姆用酶将正常的血红蛋白和镰刀型细胞的血红蛋白在相同条件下切开肽链，通过电泳对两者进行分析。这段有区别的肽链如图所示：正常红细胞的氨基酸序列异常红细胞的氨基酸序列镰状细胞贫血形成的原因UA氨基酸蛋白质GATGCC谷氨酸缬氨酸GGCCTAGGGGDNAmRNA正常血红蛋白异常血红蛋白21种氨基酸的密码子表具体变化过程红细胞形态的改变血红蛋白基因中的一个碱基对发生替换mRNA分子中的碱基发生变化相应氨基酸的改变镰状细胞贫血相应蛋白质的改变分子水平细胞水平个体水平直接原因根本原因ATCCGTAGGC缺失（正常基因片段）替换增添AACCGTTGGCATTCCGTAAGGCA

CCGTGGC12345还有哪些情况会导致基因碱基序列发生改变，进而导致蛋白质结构的改变呢？基因突变的定义DNA分子中发生碱基的

、

、或

，而引起的

的改变，叫作基因突变。替换增添缺失基因碱基序列基因发生突变，所对应的性状一定会改变吗？不一定AAAa密码子的简并性隐性突变如果基因突变导致生物性状发生了改变，那么这种突变性状一定能遗传给后代吗？基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。若发生在体细胞中，一般不能遗传，但有些植物的体细胞发生了基因突变，可以通过无性繁殖遗传。2019年，国家癌症中心发布了最新一期的全国癌症统计数据。三、细胞的癌变正常结肠上皮细胞抑癌基因Ⅰ突变抑癌基因Ⅲ突变癌细胞转移癌结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤。下图是解释结肠癌发生的简化模式图。思考：1.从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？原癌基因突变抑癌基因Ⅱ突变抑癌基因I、Ⅱ、Ⅲ及原癌基因的突变使得正常肠上皮细胞分裂失控，导致发生结肠癌。正常结肠上皮细胞抑癌基因Ⅰ突变抑癌基因Ⅲ突变癌细胞转移癌思考：2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？原癌基因突变抑癌基因Ⅱ突变健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因原癌基因蛋白质细胞正常的生长和增殖所必需的+活性↑突变抑癌基因蛋白质抑制细胞的生长和增殖、促进细胞凋亡_活性↓打破平衡，细胞癌变维持稳态原癌基因和抑癌基因的作用正常结肠上皮细胞抑癌基因Ⅰ突变抑癌基因Ⅲ突变癌细胞转移癌思考：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？原癌基因突变抑癌基因Ⅱ突变癌细胞呈球形、增殖快、容易发生转移。1.无限增殖；2.形态结构发生显著变化；3.细胞膜上糖蛋白减少，细胞间黏着性降低，容易分散和转移。癌细胞的特征分析致癌因素有数据显示，在切尔诺贝利出事之前，每十万白俄罗斯居民中，有八十二名癌症患者。切尔诺贝利事件后，每十万人中，就有六千名癌症病患，扩大了几乎七十四倍。物理致癌因子分析致癌因素科学家研究表明，一支香烟的燃烧最起码能够释放超过4000种有毒物质，其中，苯丙芘、砷、镉等物质均有致癌作用；酚类化合物和甲醛等，这些物质具有加速癌变的作用。肺癌肺癌化学致癌因子发霉的花生、黄豆、大米中潜伏黄曲霉菌，长期大量摄入黄曲霉素，可能引发肝损伤。如果剂量达到一定程度，甚至可以直接引发肝癌，危害巨大。分析致癌因素生物致癌因子高危亚型的HPV病毒株潜伏在人体内，它就有可能在宫颈部位导致细胞癌变。归纳致癌因素物理致癌因子：化学致癌因子：生物致癌因子：主要指辐射，如紫外线，X射线等。如甲醛、砷化物、亚硝胺等。指的是能使细胞发生癌变的生物。巩固练习判断题DNA中碱基的替换、缺失、增添一定会引起基因突变。（）基因突变一定引起基因碱基序列的改变，但不一定引起生物性状的改变。（）×√巩固练习下列关于细胞癌变及癌细胞的叙述，正确的是（）癌细胞的分裂失去控制，但其增殖是有限的癌细胞表面糖蛋白的增加，使其易分散转移有些物理射线可诱发基因突变，导致细胞癌变癌变是细胞异常分化的结果，此分化大多是可逆的C1927年，美国遗传学家缪勒发现，用X射线照射果蝇，后代发生突变的个体数大大增加。同年，又有科学家用X射线和γ射线照射玉米和大麦的种子，也得到了类似的结论。基因突变产生的发现如某些病毒的遗传物质等物理因素:如紫外线、X射线等化学因素:如亚硝酸盐、碱基类似物等生物因素:（1）外因（2）内因:DNA复制偶尔发生错误等1.基因突变的原因诱发突变自发突变基因自发突变通常发生在细胞的什么时期呢？细胞分裂的间期即DNA分子复制时期从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？白眼果蝇白化苗普遍性

白色皮毛牛犊短腿安康羊（中）随机性以及同一DNA分子的不同部位。可以发生在细胞内不同的DNA分子上基因突变可以发生在个体发育的任何时期从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？灰色白色黑色黄色从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？Aa1a2a3不定向性一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。基因突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因2×10-6玉米的皱缩基因1×10-6小鼠的白化基因1×10-5人类色盲基因3×10-5据以下表格，你能归纳出基因突变的什么特点吗？低频性细胞的癌变白化苗如何看待基因突变所造成的结果？有利？有害？如何看待基因突变所造成的结果？太空育种可以得到一些优良品种镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。具有一个镰状细胞贫血突变基因的个体(即杂合子)在氧含量正常的情况下，并不表现出镰状细胞贫血的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。如何看待基因突变所造成的结果？基因突变可能产生新的基因新性状基因突变的意义基因突变是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了丰富的原材料杂交水稻之父·袁隆平你知道培育杂交水稻的原理吗？基因重组:

在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的自由组合。1.概念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。2.类型二.基因重组①自由组合型②交叉互换型减数分裂I的后期，非同源染色体自由组合减数分裂I的前期，非姐妹染色单体交叉互换产生与亲代不同的新的基因型。二.基因重组3.结果4.意义是生物变异的重要来源，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化也具有重要的意义。基因重组的应用我国是最早养殖和培育金鱼的国家，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交得到朝水泡眼。正因为基因突变、基因重组以及人工选择，才会出现色彩斑斓、形态各异的金鱼，极大丰富了人们的生活。猫科动物的斑纹同样因为基因重组而各有差异。杂交育种基因重组的应用基因工程基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因突变课堂小结基因突变实例：镰状细胞贫血症概念：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，叫作基因突变。时间：DNA分子复制时期（细胞分裂间期）。原因：①外因：诱发突变②内因：自发突变特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性意义:新基因产生的途径、变异的根本来源、为进化提供原材料应用:诱变育种等基因突变课堂小结基因重组实例：杂交水稻概念：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。类型：自由组合型、交叉互换型。时间：①减一后期非同源染色体自由组合

②减一前期同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换结果:产生新的基因型意义:使配子多样化、基因组合多样化，是生物变异的来源之一、对进化也有重要意义当堂检测某人不能消化乳糖，经检查发现他的乳糖酶因为一个氨基酸被替换而失活，发生这种现象的根本原因是（）A缺乏吸收某种氨基酸的能力B