5.1基因突變和基因重組第2課時(shí)課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

第5章基因突變及其他變異

虎不僅是亞洲特有的珍稀動(dòng)物，而且是起源于我國黃河中游的大型猛獸?；⒌捏w色一般是黃底黑紋的，但也有白底黑紋的——白虎。白虎是患了白化病嗎？我國科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，同橘黃色的普通虎相比，白虎的一個(gè)色素基因——SLC45A2發(fā)生了突變，抑制了背景毛色黑色素的合成，但不影響條紋部分黑色素的另一條合成通路，因此，白虎體表仍有較淺的黑色條紋。

什么是基因突變？基因突變是怎樣發(fā)生的？基因突變對(duì)生物的生存是有利的還是有害的？

除基因突變外，染色體的數(shù)目和結(jié)構(gòu)會(huì)不會(huì)發(fā)生改變呢？

人類的遺傳病是怎樣產(chǎn)生的？又該怎樣檢測(cè)和預(yù)防呢？第1節(jié)

基因突變和基因重組

第2課時(shí)說明基因突變是由于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。目標(biāo)010203分析基因突變的原因，闡明基因突變的意義。分析細(xì)胞癌變的原因，選擇健康的生活方式，遠(yuǎn)離致癌因子。教學(xué)目標(biāo)04闡明基因重組的意義。定義DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的

、____和_

，而引起___________的改變結(jié)果產(chǎn)生新的_____，_______產(chǎn)生新的性狀（有利、有害、中性三種）原因誘發(fā)突變：

、

和________自發(fā)突變：___________________等原因；對(duì)后代性狀的影響發(fā)生在配子中：將_________________________；發(fā)生在體細(xì)胞中：_____________，但有些植物可通過_________傳遞；發(fā)生時(shí)間可發(fā)生在生物體個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，但主要發(fā)生在_______時(shí)，即主要發(fā)生在________________期或__________________期；特點(diǎn)（1）

：在生物界中是普遍存在的；（2）

：可以發(fā)生在_____________________可以發(fā)生在_____________________可以發(fā)生在_____________________（3）

：在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的（4）

：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

意義________產(chǎn)生的途徑生物變異的__________生物進(jìn)化的__________替換缺失物理因素化學(xué)因素普遍性隨機(jī)性低頻性不定向性新基因增添基因堿基序列基因不一定生物因素DNA復(fù)制偶爾發(fā)生錯(cuò)誤遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代一般不能遺傳無性生殖DNA復(fù)制有絲分裂前的間減數(shù)分裂前的間生物體個(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DNA分子的不同部位根本來源原始材料知識(shí)溫故

上個(gè)世紀(jì)，美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家布朗提出過一個(gè)疑問：“21世紀(jì)誰來養(yǎng)活中國？”他的意思是說，憑著當(dāng)時(shí)的糧食產(chǎn)量，完全無法養(yǎng)活基數(shù)龐大并且還在繼續(xù)增多的中國人口。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)中國雜交水稻累計(jì)增產(chǎn)超億噸，每年增產(chǎn)的大米可以多養(yǎng)活6000萬人。雜交水稻之父·袁隆平你知道培育雜交水稻的原理是什么嗎？請(qǐng)認(rèn)真閱讀課本P84內(nèi)容，思考以下問題1.什么是基因重組？2.基因重組發(fā)生在什么時(shí)期？3.基因重組的類型有哪些？4.基因重組的結(jié)果是什么？有什么意義？5.在我們?nèi)粘Ｉ钪谢蛑亟M的運(yùn)用有哪些？請(qǐng)舉例四、基因重組1.概念：有性生殖：由親本產(chǎn)生的有性生殖細(xì)胞(配子)，經(jīng)過兩性生殖細(xì)胞（例如精子和卵細(xì)胞）的結(jié)合，成為受精卵，再由受精卵發(fā)育成為新的個(gè)體的生殖方式。發(fā)生范圍:真核生物控制不同性狀的基因：非等位基因?前提②本質(zhì)2.時(shí)間：減數(shù)第一次分裂在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。四、基因重組BaAbaBAb類型1：自由組合型在生物體通過_____________________時(shí)，隨著非同源染色體的自由組合，______________也自由組合，產(chǎn)生不同的配子，這樣，由雌雄配子結(jié)合形成的受精卵，就可能具有與親代不同的基因型，從而使子代產(chǎn)生變異.①時(shí)間:減數(shù)分裂形成配子非等位基因3.基因重組的類型②原因:減數(shù)分裂Ⅰ后期位于非同源染色體上的非等位基因自由組合，注意：位于同源染色體上的

非等位不能自由組合?！罰F1F2?四、基因重組AABaabBb可產(chǎn)生的配子類型：AB和ab重組后新增的配子類型：Ab和aB類型2：染色體互換型在減數(shù)分裂過程中的四分體時(shí)期，位于同源染色體上的等位基因有時(shí)會(huì)隨著非姐妹染色單體之間的互換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組。①時(shí)間:3.基因重組的類型減數(shù)分裂Ⅰ前期②原因:同源染色體上的等位基因隨非姐妹染色單體之間的互換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的非等位基因重組。四、基因重組基因重組能否產(chǎn)生新基因和新性狀？×PF1F2?(1)是原有基因的重新組合，只產(chǎn)生新的基因型，并未產(chǎn)生新的基因。4.基因重組的結(jié)果:AABaabbBBaAbaBAb(2)不產(chǎn)生新性狀，可形成新的表型。四、基因重組產(chǎn)生新的基因型和新的表型。（1）基因重組是生物變異的來源之一（2）基因重組對(duì)生物的進(jìn)化具有重要意義5.基因重組的意義貓由于基因重組而產(chǎn)生的毛色變異龍種金魚蛋種金魚水泡眼金魚頂著肉瘤的金魚四、基因重組我國是最早養(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。例如：將透明鱗和正常鱗的金魚雜交，得到了五花魚；將朝天眼和水泡眼的金魚雜交，得到了朝天泡眼。正是因?yàn)榛蛲蛔?、基因重組以及人工選擇，才會(huì)出現(xiàn)色彩斑斕、形態(tài)各異的金魚，極大地豐富了人們的生活。與社會(huì)的聯(lián)系龍種金魚蛋種金魚水泡眼金魚頂著肉瘤的金魚（1）雜交育種：有目的的將具有不同優(yōu)良性狀的兩個(gè)親本雜交，

組合兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀。經(jīng)過繁育，最后篩選出所需要的優(yōu)

良品種。

①植物雜交育種例：在水稻中，高稈(D)對(duì)矮稈(d)為顯性，抗病(T)對(duì)不抗病(t)為顯性?，F(xiàn)有純合矮稈不抗病(ddtt)和純合高稈抗病(DDTT)水稻兩個(gè)品種。如何培育出能夠穩(wěn)定遺傳的既抗倒伏（矮稈）又抗病(ddTT)的水稻？6.基因重組的應(yīng)用四、基因重組P高稈抗病水稻矮稈不抗病水稻DDTTddtt×高稈抗病水稻DdTtF1F2高稈抗病9D_T_高稈不抗病3D_tt3ddT_1ddtt（淘汰）（保留）（淘汰）（淘汰）純種既抗倒伏又抗病（ddTT）的水稻育種過程?矮稈抗病矮稈不抗病6.基因重組的應(yīng)用四、基因重組F2雜交自交選種多次自交選種優(yōu)良性狀的純合子ddTTddTt種成株系/株行（單株收獲的種子種在一起）性狀分離穩(wěn)定遺傳??6.基因重組的應(yīng)用純種既抗倒伏又抗?。╠dTT）的水稻育種過程高稈抗病9D_T_高稈不抗病3D_tt3ddT_1ddtt（淘汰）（保留）（淘汰）（淘汰）矮稈抗病矮稈不抗病四、基因重組例：波爾黑山羊的培育波爾山羊(生長快、體型大)黑山羊(肉質(zhì)好、廋肉率高)雜交波爾山羊(生長快、體型大、肉質(zhì)好、廋肉率高)×

雜交波爾黑山羊的培育成功，對(duì)解決山區(qū)脫貧致富問題、促進(jìn)我國畜牧業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。

②動(dòng)物雜交育種6.基因重組的應(yīng)用四、基因重組※雜交育種的原理是：基因重組基因工程是指按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。6.基因重組的應(yīng)用（2）基因工程：四、基因重組①四分體時(shí)期，通過同源染色體的非姐妹染色單體的互換，

實(shí)現(xiàn)了同源染色體上的非等位基因的重組。②減Ⅰ后期，通過非同源染色體的自由組合，實(shí)現(xiàn)了非同源

染色體上的非等位基因的重組。③雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合不是基因重組。④一對(duì)等位基因不存在基因重組。⑤原核細(xì)胞、病毒不進(jìn)行有性生殖，不能發(fā)生基因重組。6.基因重組的相關(guān)注意事項(xiàng)特例：R型肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化成S型肺炎鏈球菌屬于基因重組。四、基因重組項(xiàng)目基因突變基因重組本質(zhì)發(fā)生時(shí)間及原因可能性意義聯(lián)系基因堿基序列發(fā)生改變，產(chǎn)生了新基因，出現(xiàn)了新的性狀?？刂撇煌誀畹幕蛑匦陆M合，產(chǎn)生新的基因型和表型。生物變異的根本來源，是生物進(jìn)化的原材料。生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因.細(xì)胞分裂前的間期DNA分子復(fù)制時(shí)，由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基對(duì)的替換、增添或缺失。在有性生殖過程中,減數(shù)第一次分裂后期，非同源染色體的自由組合。四分體時(shí)期的染色體互換?？赡苄孕?，突變頻率低普遍發(fā)生在有性生殖過程中①都使生物產(chǎn)生可遺傳的變異；②在長期進(jìn)化過程中，基因突變?yōu)榛蛑亟M提供了大量可供自由組合的新基因，基因重組使突變的基因以多種形式傳遞；③兩者均產(chǎn)生新的基因型，均可能產(chǎn)生新的表型?；蛲蛔兒突蛑亟M的比較練習(xí)與應(yīng)用.

一、

概念檢測(cè)1.

我國大面積栽培的水稻有粳稻（主要種植在北方）和秈稻（主要種植在南方）。研究發(fā)現(xiàn)，粳稻的bZIP73基因通過一系列作用，增強(qiáng)了粳稻對(duì)低溫的耐受性。與粳稻相比，秈稻的bZIP73基因中有1個(gè)脫氧核苷酸不同，從而導(dǎo)致兩種水稻的相應(yīng)蛋白質(zhì)存在1個(gè)氨基酸的差異。判斷下列表述是否正確。（1）bZIP73基因的1個(gè)核苷酸的差異是由基因突變導(dǎo)致的。（

）（2）bZIP73蛋白質(zhì)的1個(gè)氨基酸的差異是由基因重組導(dǎo)致的。（

）（3）基因的堿基序列改變，一定會(huì)導(dǎo)致表達(dá)的蛋白質(zhì)失去活性。（

）???.

二、拓展應(yīng)用1.鐮狀細(xì)胞貧血主要流行于非洲的瘧疾高發(fā)地區(qū)。具有一個(gè)鐮狀細(xì)胞貧血突變基因的個(gè)體（即雜合子）在氧含量正常的情況下，并不表現(xiàn)出鐮狀細(xì)胞貧血的癥狀，因?yàn)樵搨€(gè)體能同時(shí)合成正常和異常的血紅蛋白，并對(duì)瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力。（1）這些地區(qū)具有鐮狀細(xì)胞貧血突變基因的人占總?cè)丝诘谋壤^其他地區(qū)的高，為什么？雜合子能同時(shí)合成正常和異常的血紅蛋白，相比只能合成正常血紅蛋白的純合子，雜合子對(duì)瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力，在瘧疾高發(fā)地區(qū)，他們生存的機(jī)會(huì)更多，從而能將自己的基因傳遞下去。因此，這些地區(qū)具有鐮狀細(xì)胞貧血突變基因的人占總?cè)?/p>