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人教版（2019）必修二
第5章 基因突变及其他变异
第1节 基因突变和基因重组
第2课时
认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用（科学思维、社会责任）
概述细胞癌变的原因和特点，选择健康的生活方式，远离致癌因子。
01
学习目标
02
概述基因重组的类型和意义(重点)。
男
男
情境导入
据中新网12月30日报道，当地时间12月29日，巴西知名球星、“球王”贝利因结肠癌引发多器官衰竭去世，终年82岁。2021年9月，贝利接受结肠肿瘤切除手术，并按照医嘱接受化疗。此后，贝利病情一度反复。2022年11月29日，贝利因出现全身肿胀进入阿尔伯特·爱因斯坦医院接受治疗。12月3日，巴西多家媒体报道称，贝利已经停止化疗，正在接受能够减轻患者痛苦的姑息治疗。
细胞的癌变
01
目录
基因重组
02
细胞的癌变
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
结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤。右图是解释结肠癌发生的简化模型，请观察并回答问题。（P82思考.讨论）
细胞的癌变
原癌基因
相应蛋白质活性过强
突变或过量表达
细胞癌变
抑癌基因
蛋白质活性减弱或失去活性
突变
细胞癌变
表达的蛋白质是细胞正常的生长和繁殖所必须的。
表达的蛋白质能抑制细胞的生长和繁殖，或者促进细胞凋亡
与癌变相关的基因
可能
可能
细胞的癌变
正常细胞为什么会转化成癌细胞？
肿瘤细胞
癌细胞
正常细胞
原癌基因
抑癌基因
突变
突变
癌基因
失去抑制作用
不能控制
（致癌因子的作用）
不受控制，恶性增殖
我突变了可不要怪我，谁叫你抽那么多烟！嘻~~
不用怕，还有我呢！癌基因，我给你两个选择，是让我修复你，还是我干掉你整个细胞
哼，这下抑癌基因你也突变了，看谁还能管得到我，嘻~~
晕，兄弟，这下完了，看来我也帮不了你了，你好自为之吧，佛主保佑你~阿门！
细胞的癌变
1.从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？
从基因角度分析，结肠癌发生的原因是相关基因(包括抑癌基因Ⅰ、原癌基因、抑癌基因Ⅱ、抑癌基因Ⅲ)发生了突变。
2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？
存在。
3.根据图示推测，癌细胞和正常细胞相比，具有哪些明显的特点？
癌细胞的形态结构发生了变化，容易在体内分散和转移。
讨论：
细胞的癌变
癌细胞：有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
肝细胞癌变
癌细胞
一、癌细胞的机理
细胞的癌变
一、癌细胞的机理
原癌基因
原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必须的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。
人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变有关的基因：原癌基因和抑癌基因。
抑癌基因
抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。
细胞的癌变
1
原癌基因
相应蛋白质活性过强
表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的
细胞癌变
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
相应蛋白质活性减弱或失去活性
突变或过量表达
突变
抑癌基因
一、癌细胞的机理
细胞的癌变
二、癌细胞的特征
呈球形、增殖快、容易发生转移等。
正常的成纤维细胞
癌变后的成纤维细胞
不死
变形
扩散
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，易在体内分散和转移。
回归教材
细胞的癌变
三、癌症的预防
预防：远离致癌因子，保持良好的心理状态，养成健康的生活方式。
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（生物）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
细胞的癌变
四、癌症的诊断和治疗
诊断：病理切片的显微观察、CT、核磁共振以及癌基因检测等。
治疗：手术切除、化疗和放疗等。
易错警示
①原癌基因和抑癌基因都是一类基因，而不是一个基因。
②并不是一个基因发生突变就会引发细胞癌变，癌症是多个原癌基因与抑癌基因突变累积的结果。
③正常细胞中的DNA上也存在原癌基因和抑癌基因，原癌基因或抑癌基因突变都可能引起细胞癌变。
④细胞癌变是细胞异常分化的结果。
细胞的癌变
细胞的癌变
01
目录
基因重组
02
基因重组
基因重组解密(视频)
基因重组
一、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。
B
b
A
D
a
d
非同源染色体
非等位基因
同源染色体
非等位基因
如何实现控制不同性状基因的重新组合？
减数分裂
基因重组
二、类型
——自由组合型
分裂
间期
减数
分裂后
（1）时期：减Ⅰ后
（2）现象：非同源染色体自由组合
（3）结果：非等位基因自由组合
基因重组
二、类型
——互换型
（1）时期：减Ⅰ前（或四分体时期）
（2）现象：同源染色体的非姐妹染色单体之间发生互换
（3）结果：等位基因之间发生互换，导致染色单体上的非等位基因重组
基因重组
二、类型
——不同个体或物种间基因的重组
S型菌
荚膜
控制荚膜形成的X基因
加热
杀死
被破坏的S型菌
X基因吸附在R型菌表面
X基因进入R型菌
重组
R型菌转化成S型菌
基因重组
三、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
基因重组
四、意义
基因重组是生物变异的来源之一，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。
有性生殖的亲本
减数 分裂
多样性的配子
受精 作用
多种基因型个体
多种性状
不同环境
受精卵
发育
体现
适应
基因重组
五、基因突变与基因重组的比较
项目 基因突变 基因重组
变异实质
时间
原因
适用范围
基因碱基序列发生改变
控制不同性状的基因重新组合
减数分裂Ⅰ四分体时期和减数分裂Ⅰ后期
主要发生在细胞分裂前的间期
DNA分子复制时，在外界因素或自身因素的作用下，引起基因中的碱基的改变(替换、增添或缺失)
同源染色体的非姐妹染色单体间互换，以及非同源染色体之间自由组合
所有生物都可发生，包括病毒，具有普遍性
通常发生在真核生物的有性生殖过程中
基因重组
五、基因突变与基因重组的比较
项目 基因突变 基因重组
结果
意义
联系 产生新的基因和基因型
产生新的基因型
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
是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义
①都使生物产生可遗传变异；②在长期进化过程中，基因突变为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因重组使突变的基因以多种形式传递；③两者均产生新的基因型，可能产生新的表型
课堂小结
细胞癌变和
基因重组
相应蛋白质活性过强
抑癌基因
突变或
过量表达
表达的蛋白质是细胞正常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
原癌基因
相应蛋白质活性减弱或失去活性
突变
基因重组
概 念
控制不同性状的基因的重新组合
意 义
是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义
进行有性生殖的真核生物
范 围
细胞癌变
自由组合型
互换型
类 型
课堂小测
1.人体细胞中的DNA上存在原癌基因与抑癌基因，它们与细胞癌变相关。下列有关细胞癌变与癌细胞的叙述，正确的是( )
A.原癌基因突变或过量表达可能引起细胞癌变
B.某抑癌基因突变后，其嘧啶碱基所占比例减小
C.在足量的生理盐水中，癌细胞可以无限增殖
D.癌细胞细胞膜上各种蛋白质的含量都有所减少
解析：原癌基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变，A正确；对于双链DNA来说，A+G=T+C,所以某抑癌基因突变后，其嘧啶碱基所占比例不变，B错误；生理盐水不能为癌细胞提供能源物质等，因此不能维持癌细胞无限增殖的状态，C错误；癌细胞细胞膜上糖蛋白的含量减少，但并不是各种蛋白质含量都减少，D错误。
A
课堂小测
2.结肠癌是常见的消化道恶性肿瘤，如图为结肠癌发生过程。下列相关叙述正确的是( )
A.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
B.原癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖
C.健康人的细胞中不存在原癌基因和抑癌基因
D.癌细胞具有无限增殖，细胞膜上糖蛋白增多，细胞间黏着性增强等特点
解析：原癌基因表达的蛋白质促进细胞的生长和增殖，B错误；健康人体中均存在原癌基因和抑癌基因，C错误；癌细胞的细胞膜上糖蛋白减少，容易扩散，D错误。
A
课堂小测
3.下列有关基因重组的叙述，正确的是( )
A.非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B.姐妹染色单体间相同片段的交换导致基因重组
C.基因重组导致纯合子自交后代出现性状分离
D.同卵双生兄弟间的性状差异是基因重组导致的
解析：非同源染色体的自由组合能导致控制不同性状的基因重新组合，即导致基因重组，A正确；姐妹染色单体经复制而来，它们所含的基因相同，故姐妹染色单体间相同片段的交换不会导致基因重组，B错误；纯合体自交不会出现性状分离，C错误；同卵双生兄弟基因相同，性状的差异不是由基因重组导致的，D错误。
A
课堂小测
4.下列有性生殖过程中的现象，属于基因重组的是( )
A.非同源染色体间片段的互换
B.AaBb的个体产生AB、Ab、aB、ab的配子
C.Aa自交出现不同性状的子代
D.AB、Ab、aB、ab的雌雄配子随机结合
解析：同源染色体的非姐妹染色体单体之间片段的互换属于基因重组，A错误；基因重组发生在减数分裂时，非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合，属于基因重组，故AaBb的个体产生AB、Ab、aB、ab的配子属于基因重组，B正确；Aa自交出现不同性状的子代是等位基因分离导致的结果，C错误；AB、Ab、aB、ab的雌雄配子随机结合为受精作用，不属于基因重组的范畴，D错误。
B
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