【課件】基因突變和基因重組課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

第1節(jié)基因突變和基因重組

第5章基因突變及其他變異通過美容手術(shù)，紋成各種漂亮的眉形，這種眉能遺傳嗎？為什么？將作物種子帶入太空，利用太空中的特殊環(huán)境誘導(dǎo)基因突變，在地面選擇優(yōu)良品種進(jìn)行培育。通過航天育種，我國已在水稻、小麥、棉花、番茄、南瓜和青椒等作物上培育出一系列優(yōu)質(zhì)品種。這種變異能遺傳嗎？為什么？不能，遺傳物質(zhì)未變能，遺傳物質(zhì)改變可遺傳變異：由遺傳物質(zhì)改變引起的變異。生物變異不可遺傳變異可遺傳變異基因突變基因重組染色體變異生物的變異【知識(shí)鏈接】1基因突變的實(shí)例正常紅細(xì)胞鐮狀紅細(xì)胞資料1鐮狀細(xì)胞貧血（又稱鐮刀型細(xì)胞貧血癥）是一種遺傳病。1910年，一個(gè)黑人青年到醫(yī)院看病，他的癥狀是發(fā)燒和肌肉疼痛，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn),他的紅細(xì)胞不是正常的圓餅狀，而是彎曲的鐮刀狀。后來人們把這種病稱為鐮狀細(xì)胞貧血。還記得這個(gè)細(xì)胞嗎？資料2、3正常血紅蛋白β鏈部分氨基酸序列鐮狀血紅蛋白β鏈對(duì)應(yīng)氨基酸序列資料2：1949年，美國化學(xué)家鮑林將鐮狀細(xì)胞貧血患者和正常人的血紅蛋白分別進(jìn)行電泳，結(jié)果如圖。資料3：1956年，英格拉姆等科學(xué)家用酶將正常血紅蛋白和鐮狀血紅蛋白在相同條件下切成肽段，通過電泳對(duì)二者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)肽段的位置明顯不同。任務(wù)一、觀察上述兩肽段部分氨基酸序列，找出兩者之間的具體差別?UA氨基酸蛋白質(zhì)GATGCC谷氨酸纈氨酸GGCCTAGGGGDNAmRNA正常血紅蛋白異常血紅蛋白

任務(wù)一：

閱讀教材81頁“思考·討論”，完成圖解，解釋病因——蛋白質(zhì)中氨基酸發(fā)生替換——基因中堿基發(fā)生替換

根本原因

直接原因2概念基因突變?cè)鎏砣笔鎿QAATTCGGCGATCCGGCAATTCGGCTATACGGCATAATTCGGCATCGGC替換增添缺失堿基序列

：DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失，而引起的基因堿基序列的改變。若發(fā)生在基因間區(qū)不屬于基因突變1.為什么易發(fā)生在細(xì)胞分裂前的間期？

任務(wù)二：

小組協(xié)作，探究下列問題，深度理解基因突變因?yàn)樵诩?xì)胞分裂前的間期要進(jìn)行DNA復(fù)制，DNA復(fù)制時(shí)要解旋為單鏈，單鏈DNA的穩(wěn)定性會(huì)大大降低，極易受到影響而發(fā)生堿基的改變。2.基因突變會(huì)引生物性狀的改變嗎？①密碼子的簡(jiǎn)并性，基因突變后編碼氨基酸不變。②③基因突變?yōu)殡[性突變，如AA→Aa，不改變性狀。④改變個(gè)別氨基酸，但蛋白質(zhì)的功能不變(同工酶)。不一定內(nèi)含子：不能編碼蛋白質(zhì)外顯子：能編碼蛋白質(zhì)密碼子的簡(jiǎn)并性非編碼序列突變的結(jié)果：產(chǎn)生新的基因突變可能發(fā)生在沒有表達(dá)的DNA片段上。堿基影響范圍對(duì)氨基酸序列的影響替換____一般只改變___個(gè)氨基酸或_______氨基酸序列增添____一般不影響插入位置___的序列，而影響插入位置____的序列缺失____一般不影響缺失位置____的序列，而影響缺失位置____的序列一不改變小大前后大前后3.請(qǐng)分析基因突變對(duì)氨基酸序列的影響?密碼子的簡(jiǎn)并性

任務(wù)二：

小組協(xié)作，探究下列問題，深度理解基因突變①若發(fā)生在配子中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代。②若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不能遺傳。③有些植物的體細(xì)胞基因突變，可通過無性生殖遺傳。4.基因突變是可遺傳的變異，那么是不是一定可以遺傳給后代呢？人體某些體細(xì)胞基因的突變，有可能發(fā)展為癌細(xì)胞。

結(jié)腸癌發(fā)生的原因1.從基因角度看，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是什么？2.健康人的細(xì)胞中存在原癌基因和抑癌基因嗎？3.根據(jù)圖示推測(cè)，癌細(xì)胞與正常細(xì)胞相比，具有哪些明顯的特點(diǎn)？基因突變的實(shí)例抑癌基因Ⅰ突變?cè)┗蛲蛔円职┗颌笸蛔儼┌┘?xì)胞轉(zhuǎn)移

結(jié)腸癌是一種常見的消化道惡性腫瘤。右圖是解釋結(jié)腸癌發(fā)生的簡(jiǎn)化模型，請(qǐng)觀察并回答問題。抑癌基因Ⅱ突變?cè)┗蚧蛞职┗蛲蛔?1)細(xì)胞癌變的原因原癌基因正常功能表達(dá)的蛋白質(zhì)是細(xì)胞正常的生長(zhǎng)和增殖所必需的。突變相應(yīng)蛋白質(zhì)活性增強(qiáng)細(xì)胞癌變抑癌基因正常功能表達(dá)的蛋白質(zhì)能抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，或促進(jìn)細(xì)胞凋亡。突變或過量表達(dá)相應(yīng)蛋白質(zhì)活性減弱或失去活性細(xì)胞癌變負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，控制細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂的進(jìn)程阻止細(xì)胞不正常的增殖癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果，而是多個(gè)基因突變的累積效應(yīng)。腫瘤細(xì)胞正常細(xì)胞為什么會(huì)轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞？癌細(xì)胞正常細(xì)胞原癌基因抑癌基因突變突變癌基因失去抑制作用不能控制（致癌因子的作用）不受控制，惡性增殖我突變了可不要怪我，誰叫你抽那么多煙！嘻~~不用怕，還有我呢！癌基因，我給你兩個(gè)選擇，是讓我修復(fù)你，還是我干掉你整個(gè)細(xì)胞哼，這下抑癌基因你也突變了，看誰還能管得到我，嘻暈，兄弟，這下完了，看來我也幫不了你了，你好自為之吧，佛主保佑你~阿門！3.癌細(xì)胞與正常細(xì)胞相比，具有哪些明顯的特點(diǎn)？呈球形、增殖快、容易發(fā)生轉(zhuǎn)移等。正常的成纖維細(xì)胞癌變后的成纖維細(xì)胞如何才能減少癌癥的發(fā)生？清淡飲食，多吃新鮮蔬菜水果，不吃垃圾食品經(jīng)常參加體育運(yùn)動(dòng)作息時(shí)間正常，不抽煙、不酗酒飲食生活習(xí)慣運(yùn)動(dòng)基因突變產(chǎn)生的發(fā)現(xiàn)

1927年，美國遺傳學(xué)家繆勒發(fā)現(xiàn)，用X射線照射果蠅，后代發(fā)生突變的個(gè)體數(shù)大大增加。同年，又有科學(xué)家用X射線和γ射線照射玉米和大麥的種子，也得到了類似的結(jié)論。紫外線，X射線及其他輻射能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA；亞硝酸鹽、堿基類似物等能改變核酸的堿基；物理因素化學(xué)因素生物因素某些病毒如Rous肉瘤病毒的遺傳物質(zhì)能影響宿主細(xì)胞DNA；RNARNADNADNADNA提高突變頻率內(nèi)因外因1基因突變的原因自然條件下DNA復(fù)制出錯(cuò)自發(fā)產(chǎn)生突變（1）在生物界中普遍存在——普遍性白眼果蠅白化苗

白色皮毛牛犢短腿安康羊（中）2基因突變的特點(diǎn)（2）在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期、基因突變可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)任何DNA分子上；可以發(fā)生在DNA分子的任何部位。——隨機(jī)性（3）基因可以發(fā)生不同的突變，產(chǎn)生一個(gè)以上等位基因——不定向性白眼血紅眼象牙眼櫻紅眼杏紅眼伊紅眼淺黃色眼微色眼蜜色眼珍珠眼珊瑚色眼WWblWiWcWaWeWbWtWhWpWcoW+（紅眼）Aa1a2a3a5a7a8a6a4（3）基因可以發(fā)生不同的突變，產(chǎn)生一個(gè)以上等位基因——不定向性（4）多害少利性白化病患者白化玉米苗畸形的雛鴨人類的多指白化玉米苗畸形的雛鴨有害的基因突變植物的抗藥性突變、耐旱性突變等有利的基因突變（5）自然狀態(tài)下，突變率低——低頻性基因突變率大腸桿菌的組氨酸缺陷型基因2×10－６果蠅的白眼基因4×10－5果蠅的褐眼基因3×10－5玉米的皺縮基因1×10－６小鼠的白化基因1×10－5人類的色盲基因3×10－52基因突變的特點(diǎn)基因突變?cè)谏锝缡瞧毡榇嬖诘?。普遍性基因突變可以發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期、細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上、同一個(gè)DNA分子的不同部位。隨機(jī)性不定向性一個(gè)基因可以發(fā)生不同的突變，產(chǎn)生一個(gè)以上的等位基因。在自然狀態(tài)下基因突變的頻率是很低的。10-5-

10-8低頻性多害少利性大多數(shù)突變是有害的基因突變對(duì)生物體的意義：1基因突變的意義①有害突變：可能破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系。②有利突變：比如抗病性突變、耐旱性突變、微生物抗藥性突變等。③中性突變：不會(huì)導(dǎo)致新的性狀出現(xiàn)?；蛲蛔儗?duì)生物體的意義：1基因突變的意義說明：基因突變是有害、有利還是中性與環(huán)境有關(guān)?；蛲蛔儺a(chǎn)生新基因的途徑原核生物；真核生物是等位基因生物變異的根本來源產(chǎn)生新性狀生物進(jìn)化的原始材料基因突變對(duì)進(jìn)化的意義：1基因突變的意義

是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，生物進(jìn)化的原始材料。基因突變的實(shí)例基因突變概念結(jié)果原因時(shí)間特點(diǎn)意義應(yīng)用分析鐮狀細(xì)胞貧血的病因以結(jié)腸癌為例分析細(xì)胞癌變基因的堿基序列改變產(chǎn)生等位基因內(nèi)因、外因細(xì)胞分裂前的間期普遍性、隨機(jī)性、不定向性、低頻性新基因、根本來源、原始材料誘變育種課堂小結(jié)判斷正誤1.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則能保證DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性,使親子代間的遺傳信息保持一致。()2.基因突變改變了基因的數(shù)量和位置。(

)3.DNA分子中發(fā)生堿基的替換、增添或缺失,而引起的DNA堿基序列的改變,叫作基因突變。()

4.細(xì)胞癌變是因?yàn)榧?xì)胞中含有原癌基因。(

)

5.癌細(xì)胞表面糖蛋白減少,使得細(xì)胞容易擴(kuò)散并無限增殖。()√××××1.在某白花豌豆品種栽培園中，偶然發(fā)現(xiàn)了一株開紅花的豌豆植株，推測(cè)該紅花表型的出現(xiàn)是花色基因突變的結(jié)果。為了確定該推測(cè)是否正確，應(yīng)檢測(cè)和比較紅花植株與白花植株中（）A.花色基因的堿基組成 B.花色基因的堿基序列C.細(xì)胞的DNA含量 D.細(xì)胞的RNA含量√2.(2022·湖南，5)關(guān)于癌癥，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.成纖維細(xì)胞癌變后變成球形，其結(jié)構(gòu)和功能會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變B.癌癥發(fā)生的頻率不是很高，大多數(shù)癌癥的發(fā)生是多個(gè)基因突變的累積

效應(yīng)C.正常細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂失控變成癌細(xì)胞，原因是抑癌基因突變成原癌基因D.樂觀向上的心態(tài)、良好的生活習(xí)慣，可降低癌癥發(fā)生的可能性√課堂小結(jié)3.下列有關(guān)基因突變的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.只有進(jìn)行有性生殖的生物才能發(fā)生基因突變B.基因突變可發(fā)生于生物體發(fā)育的任何時(shí)期C.基因突變是生物進(jìn)化的重要因素之一D.不會(huì)導(dǎo)致新性狀出現(xiàn)的基因突變屬于中性突變√解析基因突變是指DNA分子中發(fā)生堿基的增添、缺失或替換，而引起的基因堿基序列的改變，進(jìn)行有性生殖和無性生殖的生物都有可能發(fā)生基因突變。4.如圖表示基因A與a1、a2、a3之間的關(guān)系，該圖不能表明的是（）A.基因突變是不定向的B.等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果C.正?；蚺c致病基因可以通過突變而轉(zhuǎn)化D.這些基因的轉(zhuǎn)化遵循自由組合定律解析圖中每個(gè)基因是等位基因，非同源染色體上的非等位基因才遵循自由組合定律，D錯(cuò)誤?！?.下列有關(guān)基因突變的原因和特點(diǎn)的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.用射線處理萌發(fā)的種子可大大提高基因突變的頻率B.基因突變的方向與生物所處的環(huán)境有明確的因果關(guān)系C.無論是自發(fā)突變還是誘發(fā)突變，其實(shí)質(zhì)都是改變了基因中的遺傳信息D.雖然基因突變具有低頻性，但如果種群內(nèi)的個(gè)體很多，也會(huì)產(chǎn)生較多

的基因突變√基因突變具有不定向性，與生物所處環(huán)境之間沒有明確的因果關(guān)系，B錯(cuò)誤。“一母生九子，連母十個(gè)樣”這種現(xiàn)象是基因突變導(dǎo)致的嗎？在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。前提本質(zhì)BbADad非同源染色體非等位基因同源染色體非等位基因如何實(shí)現(xiàn)控制不同性狀基因的重新組合？減數(shù)分裂1概念:2.類型：減數(shù)第一次分裂后期（1）自由組合型：非同源染色體上的非等位基因的自由組合。ABABabbaABabBaAbABabAbaB親本親本配子F1F1配子基因重組F1自交雌雄配子隨機(jī)結(jié)合A_B_A_bbaaB_aabb重組性狀2.類型：不發(fā)生交叉互換時(shí)發(fā)生交叉互換時(shí)（2）交叉互換型：同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生局部互換。AAaaBBbbAAaaBbBb無互換配子ABab互換ABabAbaB基因重組減數(shù)第一次分裂前期3.結(jié)果：產(chǎn)生與親代不同的新的基因型。4.意義：（1）生物變異的來源之一；（2）對(duì)生物的進(jìn)化也具有重要意義；（3）產(chǎn)生新的基因型。注意：基因重組只能產(chǎn)生新的基因型和重組性狀，

不能產(chǎn)生新基因和新性狀。5.應(yīng)用：實(shí)例1：金魚的培育

我國是最早養(yǎng)殖和培育金魚的國家。金魚的祖先是野生鯽魚。在飼養(yǎng)過程中，野生鯽魚產(chǎn)生基因突變，人們選擇喜歡的品種培養(yǎng)，并進(jìn)行人工雜交。從1964年起，袁隆平就開始研究雜交水稻，到1975年，他研究出來的新品種就已經(jīng)在全國推廣，并取得了非同凡響的成果。此后十年內(nèi)中