资源简介 (共28张PPT)第一节基因突变和基因重组第五章 基因突变及其他变异目录1.基因突变的实例2.基因突变的原因3.基因突变的意义问题探讨我国早在 1987 年就利用返回式卫星进行航天育种研究：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。【讨论】1. 航天育种的生物学原理是什么？航天育种的生物学原理是利用太空的特殊环境，诱导基因发生突变问题探讨我国早在 1987 年就利用返回式卫星进行航天育种研究：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。【讨论】2. 如何看待基因突变所造成的结果？基因突变的本质是基因的碱基序列发生改变，这种改变可以直接表现在性状上，改变的性状对生物的生存可能有害，可能有利，也可能既无害也无利学习目标1.说明基因突变是由于 DNA 分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因中碱基序列的改变2.解析基因突变的原因3.阐明基因突变的意义实例一：镰状细胞贫血镰状细胞贫血也叫镰刀型细胞贫血症，是一种遗传病。基因突变的实例正常人的红细胞镰状细胞贫血患者的红细胞细胞形态中央微凹的圆饼状弯曲的镰刀状细胞形态红细胞容易破裂使人患溶血性贫血，严重会导致死亡正常碱基序列片段（mRNA）异常碱基序列片段（mRNA）基因突变的实例缬氨酸组氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸谷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赖氨酸缬氨酸【思考·讨论】1.研究发现，这个氨基酸的变化是编码血红蛋白的基因的碱基序列发生改变所引起的。右图是镰状细胞贫血病因的图解，请你完成图解。想一想这种疾病能否遗传？怎样遗传？这种疾病能够遗传，是亲代通过生殖过程把基因传给子代的。基因突变的实例DNAmRNA谷氨酸缬氨酸氨基酸蛋白质正常异常GAGCTCGGCCGGGGDNAmRNA谷氨酸缬氨酸氨基酸蛋白质正常异常GAGCTCGGCCGGGGATAU2.如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列是否也会改变？所对应的性状呢？如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列也会发生改变，所对应的性状肯定会改变。3.分析镰状细胞贫血形成的原因。直接原因：基因中碱基对发生替换根本原因：蛋白质中氨基酸发生替换基因突变的实例DNAmRNA谷氨酸缬氨酸氨基酸蛋白质正常异常GAGCTCGGCCGGGGATAU1.基因突变的概念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基因突变的实例增添缺失替换AATTCGGCGATCCGGCAATTCGGCTATACGGCATAATTCGGCATCGGC【思考】基因突变一定会传给后代吗？基因突变的实例基因突变发生在配子中发生在体细胞中将遵循遗传规律传递给后代一般不能遗传有些植物（无性繁殖）的体细胞发生了基因突变，可以通过无性生殖遗传1.基因突变产生的发现1927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，也得到了类似的结果。基因突变的原因2.基因突变的诱因（1）外界因素易诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可分为三类：物理因素、化学因素和生物因素。基因突变的原因物理因素紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA化学因素亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基生物因素某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA（2）内部因素在没有这些外来因素的影响时，基因突变也会由于 DNA 复制偶尔发生错误等原因自发产生。基因突变的原因3.基因突变的特点（1）普遍性自然界中诱发突变的因素很多，而且基因突变也会自发产生，因此，基因突变在生物界是普遍存在的。基因突变的原因人类红绿色盲白化苗白虎（2）随机性① 发生时间的随机性：生物个体发育的任何时期均可发生② 发生部位的随机性：任何细胞的任何DNA分子的任何部位基因突变的原因（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基因突变的原因W+（红眼）白眼 血红眼 象牙眼 樱红眼 杏红眼 伊红眼 浅黄色眼 微色眼 蜜色眼 珍珠眼 珊瑚色眼W Wbl Wi Wc Wa We Wb Wt Wh Wp Wco（4）低频性在自然状态下，基因突变的频率是很低的。例如，果蝇每个配子中红眼基因突变为白眼基因的频率约为 4×10-5。基因突变的原因基因 突变率大肠杆菌的组氨酸缺陷型基因 2×10-6果蝇的白眼基因 4×10-5果蝇的褐眼基因 3×10-5玉米的皱缩基因 1×10-6小鼠的白化基因 1×10-5人类的色盲基因 3×10-5基因突变的结果（1）真核细胞：往往使一个基因变成它的等位基因，产生新基因（2）原核细胞和病毒：遗传物质结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此基因突变产生的是一个新基因基因突变的意义AAaAAADNA复制时发生基因突变1.对生物体的意义多害少利：基因突变是有害、有利还是中性与环境有关任何生物都是长期进化过程的产物，它们与现有环境取得了高度的协调关系。基因突变的意义2.对生物进化的意义基因突变是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料基因突变是产生新基因的途径。对生物界的种族繁衍和进化来说，产生了新基因的生物有可能更好地适应环境的变化，开辟新的生存空间，从而出现新的生物类型。基因突变的意义基因突变产生新基因产生新性状生物进化的原始材料生物变异的根本来源3.基因突变的应用利用物理因素（如紫外线、X射线）或化学因素（如亚硝酸盐等）处理生物，使生物发生基因突变，可以提高突变率，创造人类需要的生物新品种。例如，用辐射方法处理大豆，选育出含油量高的大豆品种基因突变的意义辐射种植收获筛选油多黄豆——诱变育种易错提醒1.基因突变不一定都能产生等位基因病毒和原核细胞的基因组结构简单，基因数目少，而且一般是单个存在的，不存在等位基因。因此，病毒和原核生物基因突变产生的是一个新基因，而不是等位基因2.基因突变不一定都能遗传给后代（1）基因突变如果发生在有丝分裂过程中，一般不能遗传，但有些植物的体细胞发生了基因突变，可以通过无性生殖传递给后代（2）基因突变如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代随堂小测1.下列关于基因突变的叙述，错误的是( )A.基因发生碱基对的增添，可能产生新的等位基因B.辐射能损伤DNA的结构，提高基因的突变频率C.生物体产生突变的基因都会遗传给后代D.基因突变为生物的进化提供了丰富的原材料解析：A、基因突变一般是产生新的等位基因，A正确；B、辐射属于诱导基因突变的物理因素，通常是通过损伤DNA的结构，提高基因的突变频率，B正确；C、如果发生基因突变的是体细胞，则一般不能遗传给后代，C错误；D、基因突变是新基因产生的途径，生物变异的根本来源，生物进化的原始材料，D正确。C随堂小测2.人的血红蛋白中有一种α珠蛋白，某一患者的α珠蛋白基因的碱基序列由ATT变成了GTT，导致α珠蛋白链很容易被破坏，进而引发慢性溶血。下列叙述正确的是( )A.上述事例说明发生基因突变后必然引起生物性状的改变B.该患者基因突变位点之后的碱基序列都发生了改变C.该患者患病的根本原因是正常α珠蛋白基因发生了1个碱基对的替换D.引起该患者有溶血现象的直接原因是其细胞中的α珠蛋白链增多解析：A选项，基因突变不一定改变性状（如密码子简并性），该事例仅为个例，A错误；B选项，基因突变是碱基对替换，位点后序列不变，B错误；C选项，该患者基因中ATT→GTT，属于1个碱基对替换，C正确；D选项，直接原因是α珠蛋白链易被破坏，而非增多，D错误。C随堂小测3.基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变特点的说法，正确的是( )A.生物在个体发育的特定时期才可发生基因突变B.基因突变能定向形成新的等位基因C.低等生物和高等生物均可发生基因突变D.某植物经X射线处理后未出现新的性状，则没有新基因产生解析：无论是低等生物还是高等生物，无论是体细胞还是生殖细胞，都可能发生突变，说明具有突变具有普遍性，故C正确。BTHANKS谢谢观看(共30张PPT)第一节基因突变和基因重组第五章 基因突变及其他变异目录1.细胞的癌变2.基因重组问题探讨问题探讨癌症是威胁人类健康最严重的疾病之一。细胞的癌变与基因突变有关吗？学习目标1.概述细胞癌变的原因和特点2.概述基因重组的类型和意义【思考·讨论】结肠癌发生的原因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。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【讨论】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（包括抑制基因和原癌基因）发生了突变。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【讨论】2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？健康人细胞中存在原癌基因和抑癌基因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【讨论】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？癌细胞的形态结构发生了变化，容易在体内分散和转移。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。细胞的癌变细胞的癌变【思考】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，佛祖保佑你~阿门！人和动物细胞中的 DNA 上本来就存在与癌变相关的基因：原癌基因和抑癌基因。细胞的癌变原癌基因抑癌基因功能表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变突变或过量表达功能突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，也可能引起细胞癌变1.癌细胞的特征（1）在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖细胞的癌变正常细胞癌细胞（2）癌细胞的形态结构发生显著变化（3）癌细胞的表面发生了变化细胞的癌变正常的成纤维细胞癌变的成纤维细胞细胞膜上的糖蛋白等物质减少癌细胞彼此之间的黏着性显著降低癌细胞容易在体内扩散和转移2.癌症的预防远离致癌因子，保持良好的心理状态，养成健康的生活方式细胞的癌变物理致癌因子化学致癌因子病毒致癌因子细胞癌变主要是辐射：紫外线、X射线、核辐射、宇宙射线等无机物：石棉、砷化物、铬化物等有机物：联苯胺、烯环烃、亚硝胺、黄曲霉毒素等致癌病毒（病毒癌基因或与致癌有关的核酸序列）→整合到人的基因组中→诱发细胞癌变注意（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（1）时间有性生殖的过程中（MⅠ前期和MⅠ 后期）（2）发生重组的基因控制不同性状的基因（非等位基因）基因重组2.类型（1）自由组合型在生物体通过减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合，产生不同的配子，这样，由雌雄配子结合形成的受精卵，就可能具有与亲代不同的基因型，从而使子代产生变异。基因重组或时间：减数分裂 Ⅰ 后期基因：非同源染色体上的非等位基因（2）交叉互换型在减数分裂过程中的四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。基因重组时间：减数分裂Ⅰ前期基因：同源染色体的非等位基因（3）不同个体或物种间基因的重组基因重组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3.基因重组的特点（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4.基因重组的意义（1）基因重组是生物变异的主要来源（2）基因重组是形成生物多样性的重要原因（3）基因重组为生物进化提供了原材料基因重组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5.基因重组的应用——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。基因重组例如，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到了五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交，得到了朝天泡眼。正是因为基因突变、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，极大地丰富了人们的生活。基因突变与基因重组比较基因突变 基因重组本质结果时间 原因条件意义发生 可能基因结构改变，产生新的基因不同基因重新组合，产生新的基因型主要在细胞分裂间期外界理化因素或自身生理因素引起的基因碱基对的替换、缺失或增添减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换；减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合外界环境条件的变化和内部因素的相互作用有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料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突变频率低，但普遍存在有性生殖中非常普遍产生了新基因，出现了新性状不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合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 型随堂小测1.关于癌症，下列叙述错误的是( )A.成纤维细胞癌变后变成球形，其结构和功能会发生相应改变B.癌症发生的频率不是很高，大多数癌症的发生是多个基因突变的累积效应C.正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞，原因是抑癌基因突变成原癌基因D.乐观向上的心态、良好的生活习惯，可降低癌症发生的可能性解析：本题考查细胞的癌变。成纤维细胞癌变后变成球形，其形态、结构和功能都会发生相应改变，A正确；正常人体细胞中均有抑癌基因和原癌基因，癌变是原癌基因或抑癌基因发生突变的结果，且是多个基因突变的累积效应，B正确、C错误；乐观向上的心态、良好的生活习惯，可提高人体免疫力，从而降低癌症发生的可能性，D正确。C随堂小测2.下列有关基因重组的叙述,正确的是( )A.在基因重组的过程中产生新基因型的原因是产生了新的基因B.在减数第二次分裂后期,由于着丝粒分裂而导致生物性状的不同属于基因重组C.非姐妹染色单体间的交叉互换可能导致基因重组D.造成同卵双生姐妹间性状上差异的主要原因是基因重组解析：A、基因重组不产生新基因,但是可以产生新的基因型,A错误;B、基因重组发生在减数第一次分裂的过程中,在四分体时期发生同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换,在减数第一次分裂后期同源染色体分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合,B错误;C、基因重组发生在减数第一次分裂的过程中,在四分体时期发生同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换,可能导致基因重组,C正确;D、同卵双生姐妹细胞核中的遗传物质是一样的,其性状差异主要是外界环境引起的,D错误。C随堂小测3.下列现象中,与基因重组有关的是( )A.一对色觉正常的男女婚配,子代既有红绿色盲患者也有色觉正常个体B.当有丝分裂染色体未平均分配时,会形成基因组成不同的子代细胞C.一对色觉正常但均患多指的男女婚配,子代出现仅患红绿色盲的个体D.受精作用时,雌雄配子随机结合可产生基因型和表型均多样的后代解析：A、一对色觉正常的男女婚配,子代既有红绿色盲患者也有色觉正常个体,该现象与基因分离定律有关,A错误;B、基因重组发生于减数分裂过程中,B错误;C、一对色觉正常但均患多指的男女婚配,子代出现仅患红绿色盲的个体,亲本仅患多指不患红绿色盲,后代只患红绿色盲而不患多指,该现象与亲本产生配子时控制两对性状的基因自由组合有关,C正确;D、受精时配子的随机结合不属于基因重组,D错误。故选C。BTHANKS谢谢观看 展开更多...... 收起↑ 资源列表 5.1基因突变和基因重组（第1课时）（教学课件）高中生物学人教版（2019）必修二（共28张PPT） .pptx 5.1基因突变和基因重组（第2课时）（教学课件）高中生物学人教版（2019）必修二（共31张PPT）.pptx
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