【生物】基因突變和基因重組第1課時課件-2024-2025學年高一下學期生物人教版必修2

人教版（2019）/高中生物/第五章/第一節(jié)/第1節(jié)基因突變和基因重組

航天育種是指將作物種子帶入太空，利用太空中的特殊環(huán)境誘導基因發(fā)生突變，然后在地面選擇優(yōu)良的品種進行培育。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)質品種，獲得了極大的經濟效益。航天育種的生物學原理是什么？1課堂導入11兩只青蛙相愛了,結婚后生了一只癩蛤蟆,公青蛙見狀大怒說:怎么回事?母青蛙哭著說:他爹,認識你之前我整過容.

說明：環(huán)境因素引起的

，自身的遺傳物質沒有改變。

課堂導入1添加標題點擊此處添加文字說明內容，可以通過復制您的文本內容，在此文本框粘貼并選擇只保留文字。基因突變基因重組染色體變異生物變異可遺傳的變異不可遺傳變異1類型、判斷依據(jù)▲基因中堿基序列不發(fā)生改變，有時候也可通過表觀遺傳影響下一代。表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境資料（環(huán)境引起，不改變遺傳物質）[資料1]1910年赫里克醫(yī)生接診了一位黑人貧血病患者。所有治療貧血病的藥物對他無效。鏡檢時發(fā)現(xiàn)其紅細胞不是正常的圓餅狀，而是鐮刀形，后稱之鐮刀型細胞貧血癥。資料1鐮刀型細胞貧血癥

學習任務一1.鐮狀細胞貧血形成的直接原因是什么?根本原因又是什么？資料分析：結構決定功能，異常的血紅蛋白結構出了什么問題呢？1鐮刀型細胞貧血癥

學習任務一[資料2]1956年，英格拉姆(Ingram)等人用胰蛋白酶把正常的血紅蛋白(HbA)和鐮形細胞的血紅蛋白(HbS)在相同條件下切成肽段，通過對比二者的濾紙電泳雙向層析譜，發(fā)現(xiàn)有一個肽段的位置不同。這是β鏈N末端的一段肽鏈。也就是說，HbS和HbA的α鏈是完全相同的，所不同的只是"鏈上從N末端開始的第6位的氨基酸殘基，在正常的HbA分子中是谷氨酸，在病態(tài)的HbS分子中卻被纈氨酸所代替。資料

正常異常1鐮刀型細胞貧血癥正常紅細胞鐮狀紅細胞

1鐮刀型細胞貧血癥

學習任務一1.鐮狀細胞貧血形成的直接原因是什么?根本原因又是什么？2.血紅蛋白基因中發(fā)生堿基的替換，基因堿基序列發(fā)生了改變嗎？資料CTTGAA谷氨酸纈氨酸DNAmRNA氨基酸血紅蛋白正常異常GUACATGTA突變GAA纈氨酸的密碼子：GUUGUCGUAGUG1鐮刀型細胞貧血癥鐮刀型細胞貧血癥病因：直接原因（氨基酸的替換）根本原因：控制合成血紅蛋白分子的DNA分子一個堿基對發(fā)生替換（A—T替換為T—A）導致基因結構的改變，引起所編碼的血紅蛋白的改變。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，叫做基因突變。1定義

除了堿基的替換，還有什么情況可能導致基因結構的改變？問題探討1結果

1、堿基對的替換、增添和缺失對性狀的影響誰最大？問題探討自然界中，一種生物某一基因及其三種突變基因決定的蛋白質的部分氨基酸序列如圖所示：根據(jù)上述氨基酸序列確定這三種突變基因DNA分子的改變是（）

A.突變基因1和2為一個堿基的替換，突變基因3為一個堿基的增添

B.突變基因2和3為一個堿基的替換，突變基因1為一個堿基的增添

C.突變基因1為一個堿基的替換，突變基因2和3為一個堿基的增添

D.突變基因2為一個堿基的替換，突變基因1和3為一個堿基的增添A1結果

2、基因突變一定能改變生物的性狀嗎？問題探討基因有不轉錄的序列mRNA有不翻譯的序列密碼子具有簡并性隱性基因可不表現(xiàn)1結果

3、突變產生的致病基因一定會遺傳給后代嗎？問題探討不一定遺傳若發(fā)生在生殖細胞的突變，可遺傳給后代；若發(fā)生在體細胞，一般不遺傳，某些植物可無性繁殖遺傳給后代。1原因和時期

為什么DNA復制時更容易發(fā)生基因突變？問題探討外因內因

物理因素：X射線、紫外線等

化學因素：亞硝酸、堿基類似物等生物因素：某些病毒DNA復制偶爾發(fā)生錯誤自發(fā)突變提高突變頻率誘導細菌

無抗藥性

抗藥性常見突變性狀：①普遍性—在生物界普遍存在玉米白化苗人類多指短腿安康羊（中）1特點與實例胚幼苗分化出花芽的植株受精卵②隨機性——基因突變是隨機發(fā)生的花芽在分化時發(fā)生基因突變可以發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期可以發(fā)生在細胞內任何DNA分子上1特點與實例可以發(fā)生在DNA分子的任何部位③不定向性——基因突變是不定向的

基因突變的紫色種子產生的子代種子（白，紅）如老鼠灰毛基因A突變A1(黃毛)A2(黑毛)【突變的方向與環(huán)境也沒有明確因果關系】1特點與實例基

因突變率大腸桿菌組氨酸缺陷型基因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人類色盲基因3×10－5④自然狀態(tài)下，基因突變的頻率很低——低頻性

1特點與實例白化苗⑤大多數(shù)突變是有害的—多害少利性白化病1特點與實例所有生物都是長期進化過程的產物，基因突變可能破壞生物與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調關系。梅艷芳

宮頸癌馬三立

膀胱癌文興宇

肺癌羅京

淋巴癌陳曉旭

乳腺癌1細胞癌變

癌癥是威脅人類健康最嚴重的疾病之一，細胞的癌變與基因突變有關嗎？正常結腸上皮細胞抑癌基因Ⅰ突變原癌基因突變抑癌基因Ⅱ突變抑癌基因Ⅲ突變癌癌細胞轉移結腸癌是一種常見的消化道惡性腫瘤。下圖是解釋結腸癌發(fā)生的簡化模型，請觀察并回答問題。1.從基因的角度看結腸癌發(fā)生的原因是什么？2.健康人的細胞中存在原癌基因和抑癌基因嗎？原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變有1細胞癌變

學習任務二探究結腸癌發(fā)生的原因分析模型正常結腸上皮細胞抑癌基因Ⅰ突變原癌基因突變抑癌基因Ⅱ突變抑癌基因Ⅲ突變癌癌細胞轉移1細胞癌變原癌基因：負責調節(jié)細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程。抑癌基因：阻止細胞的不正常增殖。

學習任務二認識與細胞癌變有關的基因分析模型抑癌基因突變導致相應蛋白質活性減弱或失去活性，可能引起細胞癌變

思考：1.原癌基因表達的蛋白質和抑癌基因表達的蛋白質的作用？2.原癌基因和抑癌基因突變后可能導致？

正常細胞原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變

癌細胞注意：(癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結果，而是多個基因突變的累計效應。)原癌基因表達的蛋白質是細胞正常生長和增殖所必須的

抑癌基因表達的蛋白質能抑制細胞的生長和增殖或促進細胞凋亡

原癌基因突變或過量表達，會導致相應蛋白質活性過強可能引起細胞癌變

1類型

學習任務二細胞癌變相關蛋白質變化分析模型正常結腸上皮細胞抑癌基因Ⅰ突變原癌基因突變抑癌基因Ⅱ突變抑癌基因Ⅲ突變癌癌細胞轉移結腸癌是一種常見的消化道惡性腫瘤。下圖是解釋結腸癌發(fā)生的簡化模型，請觀察并回答問題。1細胞癌變3.根據(jù)圖示推測癌細胞與正常細胞相比具有哪些明顯特點？不受控制、無限增殖、容易轉移等。

學習任務二癌細胞的特點分析模型（1）細胞癌變的內因

原癌基因突變或過量表達；抑癌基因突變（2）細胞癌變的外因物理致癌因子、化學致癌因子、病毒致癌因子（3）細胞癌變的特點1、能夠無限增殖；

2、細胞的形態(tài)結構發(fā)生顯著變化；3、細胞膜上的糖蛋白等物質減少、細胞之間的黏著性降低、容易在體內擴散和轉移，等等。1細胞癌變

學習任務二細胞癌變原因和特點小結

1科學治癌診斷：病理切片的顯微觀察、CT、核磁共振以及癌基因檢測等。治療：手術切除、化療和放療等

癌癥的檢測和治療甲胎蛋白和癌胚抗原學以致用我們國家結直腸癌每年新發(fā)病例在40萬人左右，其中結腸癌占一半左右，其具體的發(fā)病原因并不完全清楚，臨床研究發(fā)現(xiàn)可能與3種因素有關，即飲食因素、生活方式、代謝因素，其3種因素并不是完全分開、獨立的，之間有相互聯(lián)系。1科學防癌

直腸癌調查學以致用對于癌癥高發(fā)年齡，根據(jù)研究表明，按年齡段分析，0~34歲處于較低的水平，35歲到59歲開始快速的上升。80~84歲的年齡組處于最高的水平，85歲以上發(fā)病率就有所下降了。男性與女性的比例，除20~54歲的女性發(fā)病率略高于男性以外，其余年齡階段的發(fā)病率男性都遠遠高于女性，所以男性在平時更應該注重體檢。1科學防癌

我國癌癥的發(fā)生學以致用放松自己也要講究方法,不要象它......

經常保持微笑,哈哈......

2．增強體質，保持心態(tài)健康，養(yǎng)成良好習慣，從多方面積極采取預防措施。要經常運動，就象它......

1．避免接觸致癌因子癌癥我拿什么抗拒你遠離癌癥從自己做起1科學防癌雜交水稻從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在全國推廣，并取得了非同凡響的成果。此后十年內中國雜交水稻累計增產超億噸，每年增產的大米可以多養(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嗎？生物體減數(shù)分裂形成配子時，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因也自由組合，形成多種類型的配子，雌雄配子受精形成的受精卵就具有與親代不同的基因型，從而使個體出現(xiàn)差異。2概念在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。小組合作對比基因突變，閱讀課本，小組合作，嘗試總結基因重組的概念、時期、類型、特點、實例等?；蛲蛔兓蛑亟M本質發(fā)生時期發(fā)生條件基因突變和基因重組比較基因分子結構發(fā)生了改變，從而改變了遺傳信息，可表達出新性狀。現(xiàn)有非等位基因之間重新組合，產生了新的基因型配子和個體，從而使性狀重新組合。遺傳物質(DNA)復制過程(細胞分裂間期)有性生殖中的減數(shù)分裂過程中外部條件巨變和內部因素相互作用不同個體間雜交，有性生殖中的減數(shù)分裂2VS基因突變基因重組適用范圍發(fā)生概率意義小大生物變異的根本來源，為生物進化提供了最初的原材料。生物變異的豐富來源，形成生物多樣性的重要原因之一，為生物進化提供了豐富的原材料。所有生物均可發(fā)生，具有普遍性。只適用于真核生物的有性生殖中的細胞核遺傳2VS

01基因生物變異的根本來源

02產生新基因的途徑新基因

04生物進化的原始材料新性狀

01基因重組生物變異的來源之一

02生物多樣性的來源之一新基因型

04對生物的進化具有重要的意義新表現(xiàn)型

來源結果意義重點比較2VS基因重組基因突變

我國是最早養(yǎng)殖和培育金魚的國家，將透明鱗和正常鱗的金魚雜交，得到五花魚；將朝天眼和水泡眼的金魚雜交得到朝水泡眼。正因為基因突變、基因重組以及人工選擇，才會出現(xiàn)色彩斑斕、形態(tài)各異的金魚，極大豐富了人們的生活。貓科動物的斑紋同樣因為基因重組而各有差異。雜交育種2學以致用

基因重組應用聯(lián)系生活

課堂練習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，增強了粳稻對低溫的耐受性。與粳稻相比，秈稻的bZIP73基因中有1個脫氧核苷酸不同，從而導致兩種水稻的相應蛋白質存在1個氨基酸的差異。判斷下列表述是否正確。（1）bZIP73基因的1個核苷酸的差異是由基因突變導致的。（）（2）bZIP73蛋白質的1個氨基酸的差異是由基因重組導致的。（）（3）基因的堿基序列改變，一定會導致表達的蛋白質失去活性。（）X√X

鐮狀細胞貧血主要流行于非洲的瘧疾高發(fā)地區(qū)。具有一個鐮狀細胞貧血突變基因的個體（即雜合子）在氧含量正常的情況下，并不表現(xiàn)出鐮狀細胞貧血的癥狀，因為該個體能同時合成正常和異常的血紅蛋白，并對瘧疾具有較強的抵抗力。（1）這些地區(qū)具有鐮狀細胞貧血突變基因的人占總人口的比例較其他地區(qū)的高，為什么？【答案】雜合子能同時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，雜合子對瘧疾具有較強的抵抗力，在瘧疾高發(fā)地區(qū)，他們生存的機