5.1基因突变和基因重组 课件【新教材】高一生物人教版（2019）必修二.pptx

思考讨论虎的体色一般是黄底黑纹的，但也有白底黑纹的白虎。问题：1.白虎是患了白化病吗？2.如果白虎患白化病，其体表有黑色条纹吗？3.性状出问题，究其原因，最有可能是什么出问题？第五章基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组（第1课时）学习目标与核心素养：生命观念：概述基因突变，阐明基因突变的意义。科学思维、科学探究：分析基因突变的原因、细胞癌变的原因。社会责任：基于细胞癌变的分析，选择健康的生活方式，远离致癌因子。1.基因突变的实例资料1：1910年，赫里克医生的诊所来了一位黑人患者，病人脸色苍白，四肢无力，是严重的贫血病患者。医生发现所有能治疗贫血病的药物对这个病人均无效。对病人做血液检查时发现，他的红细胞在显微镜下不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状。人们称之为镰状细胞贫血（也叫镰刀型细胞贫血症）。问题：这种病的病因是什么呢？请阅读教材80-81页，完成思考讨论正常碱基序列片段mRNA异常碱基序列片段mRNA分析研究发现，在组成血红蛋白分子的肽链上发生了氨基酸的替换。1.基因突变的实例问题：1.图中氨基酸发生了什么变化？2.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？谷氨酸被缬氨酸取代。能，亲代通过生殖过程把基因传给子代的。TAAU1.基因突变的实例问题：3.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？1.基因突变的实例AUCCGC异亮氨酸 精氨酸mRNADNAATCCGCTAGGCG正常苏氨酸丙氨酸ACCGC碱基对缺失ACCGCTGGCGAGTCCGCTCAGGCG碱基对增添丝氨酸 脯氨酸AGUCCGC问题：3.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？所对应的的性状呢？是，所对应的的性状一般都会改变。相应性状的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变DNA中基因的碱基对发生变化mRNA分子中的碱基发生变化1.基因突变的实例4.镰状细胞贫血的致病原因是什么？直接原因根本原因资料2：癌症是威胁人类健康最严重的疾病之一。问题：细胞的癌变与基因突变有关吗？请阅读教材82页，完成思考讨论1.基因突变的实例正常结肠上皮细胞抑癌基因突变原癌基因突变抑癌基因突变抑癌基因突变癌细胞转移癌1.基因突变的实例问题：1、从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？相关基因（包括抑癌基因、和原癌基因）发生了突变。癌症的发生并不是单一基因突变，至少在一个细胞中发生56个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，也就是累积效应。（原癌基因和抑癌基因都是一类基因，不是一个基因）问题：2、健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？健康人正常细胞的DNA分子中都有这两类基因。原癌基因：表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，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。抑癌基因：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，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。1.基因突变的实例问题：3、癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点？能够无限增殖形态结构发生显著变化细胞膜上糖蛋白减少，细胞之间黏着性显著降低，容易在体内分散和转移等正常的成纤维细胞癌变的成纤维细胞1.基因突变的实例与社会联系：在癌症发生的早期，患者往往不表现出任何症状，因而难以及时发现；而对于癌症晚期的患者，目前还缺少有效的治疗手段，因此，要避免癌症的发生。致癌因子是导致癌症的重要因素，在日常生活中应远离致癌因子，选择健康的生活方式。l物理致癌因子：l化学致癌因子：l病毒致癌因子：主要指辐射，如紫外线，X射线等。如石棉、砷化物、亚硝胺、黄曲霉素等。指的是能使细胞发生癌变的病毒。1.基因突变的实例1.基因突变：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。替换缺失增添（D）（d1）（d2）（d3）2.基因突变2.基因突变的结果：aaaA产生新基因（它的等位基因）2.基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。若发生在体细胞中，一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生了基因突变，可通过无性生殖遗传。3.基因突变的原因：生物因素：某些病毒的遗传物质(影响宿主细胞的DNA)物理因素：紫外线、X射线、其他辐射(损伤细胞内的DNA)化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物等(改变核酸的碱基)DNA复制时偶尔发生错误等原因外因（诱发突变）内因（自发突变）2.基因突变4.基因突变的时间：一般在细胞分裂前的间期(1)性：基因突变在生物界是普遍存在的。(2)性：基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位。(3)性：一个基因可以发生不同方向的突变，产生一个以上的等位基因。(4)性：自然状态下，基因突变的频率是很低的。普遍不定向随机低频5基因突变的特点2.基因突变问题：基因突变是有利的？还是有害的？利和害是相对的，由环境选择。形成新性状基因突变生物变异的根本来源产生新基因生物进化的原始材料2.基因突变6基因突变的意义7.基因突变的应用：诱变育种利用物理因素或化学因素处理生物，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。2.基因突变问题：1、航天育种的生物学原理是什么？通过太空高辐射、微重力（或无重力）的特殊环境提高作物基因突变的频率，从而筛选出人们需要的品种。2.如何看待基因突变所造成的的结果？基因突变的实例课堂小结基因突变概念结果原因时间特点意义应用分析镰状细胞贫血的病因以结肠癌为例分析细胞癌变基因的碱基序列改变产生等位基因内因、外因细胞分裂前的间期普遍性、随机性、不定向性、低频性新基因、根本来源、原始材料诱变育种巩固练习1基因突变的本质是（）A.染色体上的DNA变成了蛋白质B.染色体上的DNA变成了RNAC.染色体上的DNA减少了或增多了D.染色体上的DNA碱基序列发生了局部改变D2癌症是当前严重威胁人类生命的疾病，是导致我国城市居民死亡的首要原因。下列有关癌细胞的叙述，错误的是（）A.具有细胞增殖失控的特点B.癌细胞只有原癌基因没有抑癌基因C.基因突变可能使正常细胞变成癌细胞D.细胞膜上糖蛋白减少，癌细胞易分散转移B3.如果将一个镰状细胞贫血患者的血液，输给一个血型相同的正常人，将使正常人()A.基因产生突变，使此人患病B.无基因突变，性状不遗传给此人C.基因重组，将病遗传给此人D.无基因突变，此人无病，其后代患病B巩固练习4.人工诱变是创造生物新类型的重要方法，这是因为人工诱变()A.易得大量有利个体B.可按计划定向改良C.变异频率高，有利变异较易稳定D.以上都对C第五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）学习目标与核心素养：生命观念：概述基因重组，阐明基因重组的意义。科学思维、科学探究：分析碱基改变对性状的影响，分析相关性。社会责任：基于基因重组的认识，认同基因重组在育种中的意义。3.碱基改变对性状的影响问题：1.碱基对的改变是否一定会引起性状的改变？碱基改变不会引起性状的改变：碱基改变可能发生在没有遗传效应的DNA片段上。基因突变若为隐性突变，如AAAa。由于密码子的简并性，碱基改变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。不一定碱基改变会引起性状的改变：基因突变改变了原密码子对应的氨基酸，由此影响到蛋白质的结构，则会引起性状改变3.碱基改变对性状的影响问题：2.碱基对的替换、增添、缺失,哪种变化对生物的影响小?AUCCGC异亮氨酸 精氨酸mRNADNAATCCGCTAGGCG正常苏氨酸丙氨酸ACCGC碱基对缺失ACCGCTGGCGAGTCCGCTCAGGCG碱基对增添丝氨酸 脯氨酸AGUCCGCDNAmRNA天冬酰氨TTGGCGAACCGC碱基对替换精氨酸AACCGC问题：3.若碱基的缺失或增加为3的倍数，情况又会如何？碱基对 影响范围对氨基酸序列的影响替换小只改变1个氨基酸或不改变增添大不影响插入位置前的序列，影响插入位置后的序列缺失大不影响缺失位置前的序列，影响缺失位置后的序列3.碱基改变对性状的影响小结：基因突变后遗传信息一定改变，但合成的蛋白质和生物的性状不一定改变。“一母生九仔，连母十个样”这种差异怎么造成的？3.基因重组1.基因重组：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。2.本质：原有的不同的基因重新组合，不产生新基因，只产生新基因型，使性状重组3.时间：非同源染色体上是非等位基因的自由组合(减数第一次分裂后期）aAbBAabB同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换AabBAaBbAabBAaBb12341234四分体时期（减数第一次分裂前期）问题：2.Aa个体产生不同于亲本的AA，aa基因型个体，属于基因重组吗？为什么？基因重组不属于。AA和aa的产生是受精作用时，雌雄配子随机组合的结果。问题：1.肺炎双球菌的转化实验中讲到“S型细菌体内有转化因子，使R型转化为S型。”这种转化作用的实质是基因突变还是基因重组？3.基因重组4.意义：生物变异的主要来源对生物进化具有重要意义是形成生物多样性的重要原因（产生新基因型）5.应用：杂交育种人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交，使两个亲本的优良性状组合在一起，再筛选出所需要的优良品种。3.基因重组与社会的联系：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。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。基因突变基因重组本质结果时间原因可能意义应用基因碱基序列改变不同基因重新组合一般在细胞分裂间期外因（诱发突变）内因（自发突变）MI前期（四分体时期）同源染色体上的非姐妹染色单体间互换；MI后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合。生物变异的根本来源生物变异的来源之一突变频率低，但普遍存在有性生殖中非常普遍产生了新基因，出现了新性状产生新基因型，使不同性状重新组合诱变育种杂交育种碱基改变对性状的影响课堂小结基因重组基因突变和基因重组的比较概念本质时间意义应用有性生殖产生新基因型，性状重新组合减数第一次分裂生物变异的来源之一杂交育种2.若某基因原有303对碱基，现经过突变，变成300对碱基，它合成的蛋白质分子与原来的基因合成的蛋白质相比较，差异可能是()A.只差一个氨基酸，其他顺序不变B.除长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变C.长度不变，但顺序改变D.A、B都有可能D1.生物变异的根本来源和为生物进化提供了最初的原材料的是（）A.基因重组B.基因突变C.染色体结构变异D.染色体数目变异 B巩固练习3.在一块马铃薯甲虫成灾的地里，喷了一种新的农药后，约98的甲虫死了，约2的甲虫生存下来，生存下来的原因是A有基因突变产生的抗药性个体存在B以前曾喷过某种农药，对农药有抵抗力C约有2的甲虫未吃到沾有农药的叶子D生存下来的甲虫是身强体壮的年轻个体A4.DNA分子经过诱变，某位点上一个正常碱基（设为P）变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U-A、A-T、G-C、C-G，P可能是A.胸腺嘧啶B.腺嘌呤C.胸腺嘧啶或腺嘌呤D.胞嘧啶D巩固练习A精氨酸 苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸A1精氨酸 苯丙氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸A2精氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸脯氨酸A3精氨酸 苯丙氨酸苏氨酸酪氨酸丙氨酸这三种突变基因DNA分子的改变是:5.在玉米体细胞内，控制酶的正常基因A和突变基因A1、A2、A3所决定的部分氨基酸序列如下：巩固练习A1和A2为个碱基的替换，A3为一个碱基的增添或缺失。