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21

第一节

基因突变和基因重组第5章

基因突变及其他变异生物学习目标1.通过实例分析，能够准确说出基因突变的概念及意义，阐述基因突变对蛋白质结构、功能以及生物性状可能产生的影响，并能够比较说明基因突变和基因重组的区别与联系。（科学探究、科学思维）2.通过对具体事例的分析，能够理解基因突变和基因重组的分子机制及其对生物多样性和进化的意义，通过对基因突变和基因重组的分析，理解其对生物性状和生物多样性的影响，提升建构模型和逻辑推理能力，发展生命观念和科学思维。（生命观念）3.通过讨论结肠癌发生的原因，明确癌变与基因突变的关系，并能够在日常生活中远离致癌因子，养成健康的生活方式。（社会责任）学习重难点重点：1.基因突变的概念、原因及意义。2.基因突变和基因重组的区别与联系。难点：1.基因突变的机制及其引发的性状变化。2.基因突变与基因重组在生物进化中的意义。导入新课问题思考虎是一种起源于我国黄河中游的亚洲特有的珍稀动物,现存孟加拉虎、东北虎、华南虎等6个亚种。孟加拉虎除野生型黄底黑条纹的黄虎外,还存在白虎、金虎、雪虎和黑虎这几种毛色多态型。这些非典型毛色多态型的虎如何由野生型进化而来的呢？白虎金虎雪虎黑虎孟加拉虎白虎的形成新课讲授任务一新课讲授

任务一、孟加拉虎白虎的形成

情境1.哺乳动物皮肤和毛发的颜色由毛囊中黑色素细胞分泌的黑色素决定，关键转运蛋白Slc45a2会影响褐黑色素的形成，该转运蛋白由Slc45a2基因指导合成。下图显示了黄虎和白虎Slc45a2基因的序列片段。孟加拉虎黄虎和白虎新课讲授

任务一、孟加拉虎白虎的形成

对比孟加拉白虎与野生型黄虎的Slc45a2基因序列，并查阅密码子表，回答：孟加拉虎黄虎和白虎的Slc45a2基因和其表达的蛋白质有怎样的差异？

DNA野生型黄虎孟加拉白虎

mRNA

氨基酸

蛋白质孟加拉白虎无法合成黑色素。新课讲授

任务一、孟加拉虎白虎的形成

对比孟加拉白虎与野生型黄虎的Slc45a2基因序列，并查阅密码子表，回答：孟加拉虎黄虎和白虎的Slc45a2基因和其表达的蛋白质有怎样的差异？

GCCCGGDNA野生型黄虎孟加拉白虎

GTCCAGmRNA

GCCGUC氨基酸丙氨酸缬氨酸蛋白质孟加拉白虎无法合成黑色素碱基的替换新课讲授

任务一、孟加拉虎白虎的形成小组活动1.结合孟加拉野生型黄虎的Slc45a2基因序列及密码子表，推测Slc45a2

基因不同方式的改变对其转录形成的mRNA和翻译形成的氨基酸序列的影响。①若孟加拉野生型黄虎的Slc45a2基因序列第三个碱基由G变为T，对其转录和翻译有何影响?提示：mRNA:AUG

AUU

GCA

AAG

UAC氨基酸：起始

异亮氨酸

丙氨酸

赖氨酸

终止（翻译形成的氨基酸种类不变）新课讲授

任务一、孟加拉虎白虎的形成②若在孟加拉野生型黄虎的Slc45a2基因序列的第一个碱基G前面分别添加以下碱基：a.添加一个碱基A；b.添加两个碱基AT；c.添加三个碱基ATA，对其转录和翻译分别有何影响?提示：a.添加一个碱基AmRNA:AUG

AUU

UGC

CAA

GUA…氨基酸：起始

异亮氨酸

色氨酸

谷氨酰胺

缬氨酸….（突变位点之后的氨基酸序列依次改变）新课讲授

任务一、孟加拉虎白虎的形成②若在孟加拉野生型黄虎的Slc45a2基因序列的第一个碱基G前面分别添加以下碱基：a.添加一个碱基A；b.添加两个碱基AT；c.添加三个碱基ATA，对其转录和翻译分别有何影响?提示：b.添加两个碱基ATmRNA:AUGAUUUAGCCAAGU…氨基酸：起始异亮氨酸终止（提前终止翻译）新课讲授

任务一、孟加拉虎白虎的形成②若在孟加拉野生型黄虎的Slc45a2基因序列的第一个碱基G前面分别添加以下碱基：a.添加一个碱基A；b.添加两个碱基AT；c.添加三个碱基ATA，对其转录和翻译分别有何影响?提示：c.添加三个碱基ATAmRNA:AUGAUUUAUGCAAAGUAC氨基酸：起始

异亮氨酸

酪氨酸

丙氨酸

赖氨酸

终止（增加一个氨基酸，但之后的氨基酸序列不变）新课讲授

任务一、孟加拉虎白虎的形成③若孟加拉野生型黄虎的Slc45a2基因序列发生以下碱基的缺失：a.缺失碱基C；b.缺失碱基CGG,对其转录和翻译分别有何影响?提示：a.缺失碱基CmRNA:AUGAUUCAAAGUAC…氨基酸：起始

异亮氨酸

谷氨酰胺

丝氨酸…（突变位点之后的氨基酸序列依次改变）新课讲授

任务一、孟加拉虎白虎的形成③若孟加拉野生型黄虎的Slc45a2基因序列发生以下碱基的缺失：a.缺失碱基C；b.缺失碱基CGG,对其转录和翻译分别有何影响?提示：b.缺失碱基CGGmRNA:AUGAUUAAGUAC氨基酸：起始

异亮氨酸

赖氨酸

终止（减少一个氨基酸，但之后的氨基酸序列不变）新课讲授

任务一、孟加拉虎白虎的形成

1.结合DNA的结构及其复制的特点思考回答：为何细胞分裂前的间期可以发生基因突变？提示：因为在细胞分裂前的间期要进行DNA复制，DNA复制时要解旋为单链，单链DNA的稳定性会大大降低，极易受到影响而发生碱基的改变。新课讲授

任务一、孟加拉虎白虎的形成

2.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？提示：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，所以发生在Ⅰ、Ⅱ片段，不会造成基因碱基序列的改变，因此不会引起基因突变。新课讲授

任务一、孟加拉虎白虎的形成

3.基因中碱基排列顺序改变一定会导致生物性状的改变吗？为什么？提示：可能不改变性状，原因如下所示。①突变部位：基因突变发生在基因的非编码序列（即不能转录为mRNA，从而不能编码蛋白质）。②密码子的简并：若基因突变发生后，引起了mRNA上的密码子改变，若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。③隐性突变：若基因突变为隐性突变，如AA中其中一个A→a，此时性状也不改变。

—突变的结果：产生新的基因④若突变基因是沉默基因，在该细胞中不表达。——基因的选择性表达新课讲授

任务一、孟加拉虎白虎的形成

4.CRISPR技术是否属于人工突变？其是否一定引发性状改变？结合今日所学谈谈你的观点。提示：属于，不一定。基因突变的原因和意义新课讲授任务二外因内因诱发突变（紫外线、X射线及其他辐射等）；_____________（亚硝酸盐、碱基类似物等）；

（某些病毒）诱导等自发突变（细胞癌变）癌细胞特点相关基因：和

。一旦突变或

表达而导致相应蛋白质活性

，可能引起细胞癌变一旦突变而导致相应蛋白质活性或

，可能引起细胞癌变新课讲授

任务二、基因突变的原因、特点和意义小组活动3.结合教材P80-81，总结归纳基因突变的原因、特点和意义。1.基因突变的原因物理因素化学因素生物因素DNA复制偶尔发生错误过量过强减弱失去活性原癌基因抑癌基因新课讲授

任务二、基因突变的原因和意义原癌基因抑癌基因突变细胞癌变表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡细胞癌变的原因癌细胞的特点①能够无限增殖②形态结构发生显著变化③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新课讲授

任务二、基因突变的原因和意义小组活动3.结合教材P80-81，总结归纳基因突变的原因、特点和意义。2.基因突变的特点（连线）随机性普遍性低频性不定项性（等位基因）无论是低等生物，还是高等动植物和人，都可能发生基因突变基因突变可发生在生物个体发育的任何时期，可发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上基因突变可以表现为一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因，如：控制小鼠毛色的灰色基因既可以突变成控制黄色的基因也可以突变成控制黑色的基因在自然状态下，基因突变的频率是很低的。据估计，在高等生物中，105-108个生殖细胞中，才会有一个生殖细胞发生基因突变新课讲授

任务二、基因突变的原因和意义小组活动3.结合教材P80-81，总结归纳基因突变的原因、特点和意义。3.基因突变的意义基因突变产生

。（等位基因的来源）生物变异的

来源。形成新性状生物进化的

。新基因根本原材料基因重组新课讲授任务三新课讲授

任务三、基因重组

情境2.果蝇灰身(A)对黑身(a)显性；大翅脉(B)对小翅脉(b)显性。科研人员选取了某灰身大翅脉果蝇与黑身小翅脉果蝇进行了杂交，结果如右图所示。P灰身大翅脉黑身小翅脉×灰身大翅脉灰身小翅脉黑身大翅脉黑身小翅脉1:1:1:1F1小组活动4.结合遗传图谱，思考回答下列问题。1.杂交后代中与亲代性状不同的表型和基因型分别是什么?

2.F1出现新性状的原因是什么?提示：灰身小翅脉(Aabb)、黑身大翅脉(aaBb)提示：亲本灰身大翅脉(AaBb)果蝇经过减数分裂发生基因的自由组合,形成了AB、Ab、aB、ab四种比例相同的配子；雌、雄配子随机结合后出现了四种类型的果蝇。新课讲授

任务三、基因重组

小组活动5.阅读教材P84前两段，构建基因重组的概念图。基因重组概念时期结果意义类型在生物体进行

的过程中，控制不同性状的基因的重新组合

分裂时期产生与亲代不同的

。

是

的来源之一，对生物的进化具有重要意义新课讲授

任务三、基因重组

小组活动5.阅读教材P84前两段，构建基因重组的概念图。基因重组概念时期结果意义类型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减数分裂时期产生与亲代不同的基因型

是

生物变异的来源之一，对生