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2-1

第1节

基因突变和基因重组第五章基因突变及其他变异进行有性生殖的生物，在形成配子的过程中，要进行染色体的复制，实质是遗传物质DNA的复制。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。亲兄弟遗传信息复制的过程会不会出错呢？问题探讨1.航天育种的生物学原理是什么？2.如何看待基因突变的结果？航天育种的生物学原理是利用太空的特殊环境，诱导基因发生突变。基因突变后会产生新的基因。航天育种是指将作物种子带入太空，利用太空中的特殊环境诱导基因发生突变，然后在地面选择优良的品种进行培育。通过航天育种，我国已在水稻、小麦、棉花、番茄、南瓜和青椒等作物上培育出一系列优质品种，取得了极大的经济效益。一、基因突变的实例正常红细胞镰状红细胞

镰状细胞贫血（也叫镰刀型细胞贫血症）是一种常染色体隐性遗传病；

正常人的红细胞是中央微凹的_____状，而患者红细胞是弯曲的_____状，这样的红细胞________，使人患___________，严重时会导致死亡；圆饼镰刀容易破裂溶血性贫血实例1：镰状细胞贫血任务一：阅读课本80-81页回答下列问题1、阅读图5-2，镰状细胞贫血的直接原因是氨基酸发生了什么变化？2、补全81页思考与讨论图，谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？3、除了替换，DNA的碱基还可以发生哪些变化？4、什么是基因突变？基因突变的类型有哪些？5、基因突变方式对性状的影响相同吗？6、基因突变能否遗传给子代？7、基因突变发生的主要时期？1、镰状细胞贫血的病因是什么呢？血红蛋白分子的部分氨基酸序列及对应的mRNA的碱基序列直接原因：发生了氨基酸的替换（谷氨酸替换成了缬氨酸），蛋白质的结构改变2、谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？AUAT谷氨酸密码子：GAAGAG缬氨酸密码子：GUU

GUCGUA

GUGDNA发生了碱基（对）的替换AT替换TA镰状细胞贫血的根本原因：能否用光学显微镜检测基因突变和镰状细胞贫血？碱基的替换属于分子水平的变化，在光学显微镜下无法看到；镰状红细胞

但是红细胞的形态变化属于细胞水平的变化，可以通过光学

显微镜观察红细胞的形态，来判断是否患有镰状细胞贫血；3、除了替换，DNA的碱基还可以发生哪些变化？增添缺失替换┯┯┯┯

ＡＣＧＣ

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┷┷┷┷┯┯┯┯

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ＡＧＣ

ＴＣＧ

┷┷┷4、基因突变（1）概念：（2）三种突变方式：

DNA分子中发生碱基的____、____和____，而引起的_______________的改变替换增添缺失基因碱基序列ATCCGTAGGCATTCCGTAAGGCAACCGTTGGCACCGTGGC增添缺失替换思考：碱基的三种突变方式对性状的影响相同吗？5*碱基的替换DNA的碱基发生替换时，有可能因为______________，不会引起蛋白质（性状）的改变；密码子的简并DNA的碱基发生替换时，也有可能改变氨基酸，但一般只改变____个氨基酸；一总结：碱基的替换一般只改变1个氨基酸或不改变，所以影响一般较小···AUCCGCAT···

···AU

CA

C

GCAT···

mRNA异亮氨酸苏氨酸DNA

···ATCCGCAT···

···TAGGC

GTA···异亮氨酸精氨酸氨基酸···AT

C

ACGCAT···

···TA

GTGCGTA···5*碱基的增添总结：碱基的增添不影响插入位置____的序列，影响插入位置_____的序列，_____（会/不会）改变肽链；前后会若增添的碱基是3的倍数，可能影响会小点；···AUCCGCA···

···AU

CGCA

···

mRNA异亮氨酸丙氨酸DNA

···ATCCGCA···

···TAGGC

GT···异亮氨酸精氨酸氨基酸···ATCGCA······TAGCGT···5*碱基的缺失总结：碱基的缺失不影响插入位置____的序列，影响插入位置_____的序列，_____（会/不会）改变肽链；前后会若缺失的碱基是3的倍数，可能影响会小点；思考：若基因突变不改变生物性状，原因可能有哪些？（1）一种氨基酸可能有不止一种密码子（密码子的简并）（2）发生了隐性突变当突变后的DNA序列转录产生的密码子仍然决定同一个氨基酸，这种突变就不会引起性状的改变；显性纯合子突变变成了杂合子（AA→Aa）（3）基因突变发生在基因的非编码区或编码区的内含子中（了解）所以，基因突变一定会导致基因结构的改变，但是不一定会导致蛋白质、性状的改变。6、基因突变能否遗传给子代：发生在配子中：将遵循遗传规律传递给后代（除精子的细胞质基因）发生在体细胞中：一般不能遗传，有些植物体细胞中的基因突变可通过无性生殖传递7、基因突变发生的主要时期：基因突变可发生在生物体个体发育的任何时期，但主要发生在____

__的过程中，如_____________期DNA复制有丝分裂和减数分裂前的间任务二：阅读课本82页（包括思考与讨论）回答下列问题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？它们的作用是什么？他们基因突变时分别造成什么后果？3、根据思考与讨论图推测，癌细胞和正常细胞相比，具有哪些明显的特征？一、基因突变的实例实例2：细胞癌变实例2：细胞癌变抑癌基因Ⅰ突变原癌基因突变抑癌基因Ⅱ突变抑癌基因Ⅲ突变癌癌细胞转移正常结肠上皮细胞讨论：（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，癌细胞和正常细胞相比，具有哪些明显的特征？原癌基因和抑癌基因突变。存在。癌细胞的形态结构发生了变化，容易在体内分散和转移。一、基因突变的实例原癌基因突变或过量表达导致相应蛋白质活性过强细胞癌变抑癌基因突变导致蛋白质活性减弱或失去活性细胞癌变一般来说，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1.细胞癌变的原因一、

基因突变的实例原癌基因和抑癌基因发生了基因突变2.原癌基因和抑癌基因3.癌细胞的特征不死：无限增殖。变态：形态结构发生显著变化。易扩散：细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞间的黏着性显著降低，容易在体内扩散和转移。活跃：代谢旺盛。一、基因突变的实例食物中的防癌物质：大豆、动物肝脏——含有的大量维生素A；蔬菜水果——富含的维生素C，维生素E，胡萝卜素；绿茶——富含多元酚预防为主——保持健康饮食，良好生活习惯任务三：阅读课本83页回答下列问题1、基因突变的原因有哪些？2、基因突变的特点是什么？3、基因突变的意义？（1）诱发突变（提高突变频率）①物理因素：②化学因素：③生物因素：1.基因突变的原因二、基因突变的原因（2）自然突变：自然条件下，由于DNA复制偶尔发生错误而自发产生。紫外线、X射线及其他辐射等能损伤DNA亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA无机化合物，如石棉；有机化合物，如黄曲霉素物理致癌因子主要指辐射，如紫外线、X射线病毒致癌因子化学致癌因子致癌病毒含有病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列HPV病毒致癌因子(1)普遍性：在生物界普遍存在。无论是病毒，原核生物和真核生物都会发生基因突变。2.基因突变的特点①有害突变：②有利突变：③中性突变：二、基因突变的原因(2)随机性：可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在不同的DNA分子，也可以发生在同一个DNA分子的不同部位。(3)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。(4)低频性：在自然状态下，基因突变的频率很低。(5)多害少利性：多数突变对生物体有害。2╳104╳10-5╳108=2╳107（个）计算：果蝇约有104对基因，假定基因的突变率都是10-5，对于一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体）来说，每一代可能出现突变的基因个数是多少？虽然基因突变的频率很低，但是当一个种群内有许多个体时，就有可能产生各种各样的随机突变，足以提供丰富的可遗传的变异；形成新性状基因突变基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料。产生新基因生物进化的原始材料对生物体来说，基因突变有的是有害的，有的是有利的，还有的是中性的。(生物变异的根本来源）3、基因突变的意义【练一练】判断正误

(1)病毒、大肠杆菌及动植物都可以发生基因突变。(

)(2)基因突变是指DNA分子中碱基的替换、增添或缺失引起的基因碱基序列的改变。(

)(3)基因突变可以产生新的基因。(

)(4)基因突变是普遍存在的,所以基因突变的频率较高,且大多数是有害的。(

)(5)癌细胞容易分散和转移,原因是细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞之间的黏着性降低。()(6)基因突变一定引起基因结构的改变,但不一定引起生物性状的改变。()√√√×√√“一母生九子，九子各不同”这种差异怎么造成的？什么是基因重组？什么时候会发生基因重组？基因重组的类型有哪些？F2中为什么会出现黄色皱粒和绿色圆粒？四、基因重组1.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的重新组合。“一母生九子，九子各不同”这种差异怎么造成的？四、基因重组2.发生时期：减数分裂Ⅰ时期3.类型：（1）互换（2）自由组合（3）转基因又叫DNA重组技术（了解）AABaabBbAABaabbB①互换型——减数分裂Ⅰ前期即_______时期正常情况下可产生的配子类型：

___和___发生交叉互换后，可产生的配子类型为：____、____、____、____、________上的_______随_____________之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组四分体同源染色体等位基因非姐妹染色单体ABabABabAbaBADad②自由组合型——减数分裂Ⅰ后期ADad随着____________的自由组合，___________也自由组合，产生不同的配子AaDd可产生的配子类型：___和___AdaDAaDd可产生的配子类型：___和___ADad非同源染色体非等位基因由此可见，基因重组发生于能进行有性生殖的生物中，并且仅发生在减数分裂过程中，有丝分裂不存在基因重组；**以上是狭义的基因重组，认为原核生物不可能存在基因重组；但是广义上的基因重组，还包括肺炎链球菌的转化（R型菌转化成S型菌）以及转基因技术4.基因重组的意义

有性生殖过程中的基因重组使产生的_____种类多样化，进而