【课件】基因突变与基因重组课件-2022-2023学年高一下学期生物人教版（2019）必修2.pptx

第第5章章 第第1节节生物界中的变异现象生物界中的变异现象什么叫什么叫“生物的变异生物的变异”？生物体亲代和生物体亲代和子代之间以及子代子代之间以及子代个体之间性状的差个体之间性状的差异性。异性。变异能否遗传？变异能否遗传？红红花花的的后后代代变变成成了了蓝蓝紫紫色色上述变异性状的后代上述变异性状的后代为何仍然是蓝紫色花呢？为何仍然是蓝紫色花呢？遗传物质发生了改变。遗传物质发生了改变。蓝紫色花的后代仍是蓝紫色蓝紫色花的后代仍是蓝紫色 太太空空椒椒（经经过过太太空空遨遨游游，也也就就是是经经过过辐辐射射的的）和和普普通通椒椒相相比比，太太空空椒椒具具有有明明显显的的优优势势，果果实实肥肥大，大，把其种下去后结出的仍是太空椒。把其种下去后结出的仍是太空椒。可遗传的变异可遗传的变异生生物物的的变变异异 不可遗不可遗传的变异传的变异可遗传的可遗传的变异变异 ：环境因素引起的：环境因素引起的 ，自身的遗传，自身的遗传物质没有改变物质没有改变基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异细胞内的遗传细胞内的遗传物质发生了改物质发生了改变，能够遗传变，能够遗传给后代。给后代。体细胞不遗传给下一代生殖细胞遗传给下一代生物变异的类型生物变异的类型基因突变实例：镰刀型细胞贫血症基因突变实例：镰刀型细胞贫血症一、基因突变一、基因突变镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症基因突变的实例基因突变的实例 资资料料：19101910年年，一一个个黑黑人人青青年年到到医医院院看看病病，检检查查发发现现他他患患的的是是当当时时人人们们尚尚未未认认识识的的一一种种特特殊殊的的贫贫血血症症，他他的的红红细细胞胞不不是是正正常常的的圆圆饼饼状状，而而是是弯弯曲曲的的镰镰刀刀状状，人人们们称称这这种种病病为为镰镰刀刀型型细细胞胞贫贫血血症症。这这种种病病患患者者一一旦旦缺缺氧氧，红红细细胞胞变变成成长长镰镰刀刀型型。病病重重时时，红红细细胞胞受受机机械械损伤而破裂的现象，引起严重贫血而造成死亡。损伤而破裂的现象，引起严重贫血而造成死亡。正常血红蛋白究竟出了什么问题正常血红蛋白究竟出了什么问题？缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸 亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸1 2 3 4 5 6 7 8（正常血红蛋白正常血红蛋白）（异常血红蛋白异常血红蛋白）研究发现，这个氨基酸的变化是编码血红蛋白的研究发现，这个氨基酸的变化是编码血红蛋白的研究发现，这个氨基酸的变化是编码血红蛋白的研究发现，这个氨基酸的变化是编码血红蛋白的基因基因基因基因的碱基序列的碱基序列的碱基序列的碱基序列发生改变所引起的。发生改变所引起的。发生改变所引起的。发生改变所引起的。根本原因根本原因两面凹的圆饼状两面凹的圆饼状性状性状谷氨酸谷氨酸 CTTGAADNAGAAmRNA正常蛋白质正常蛋白质蛋白质蛋白质G U A 缬氨酸缬氨酸异常蛋白质异常蛋白质镰刀型镰刀型CA TG T A直接原因直接原因相应性状的改变相应性状的改变相应蛋白质的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变相应氨基酸的改变mRNAmRNA分子中的碱基发生变化分子中的碱基发生变化DNADNA分子中的碱基对发生变化分子中的碱基对发生变化具体变化过程具体变化过程:这种变化可否遗传这种变化可否遗传?如何遗传？如何遗传？可以遗传可以遗传增增添添缺缺失失替替换换DNADNA分子中发生分子中发生碱基对碱基对的的 、和和 ，而引起的，而引起的 的改变。的改变。增添增添缺失缺失替换替换基因结构基因结构（二）基因突变（二）基因突变1 1、概念：、概念：DNAA U C C G C A A C C GC 异亮氨酸异亮氨酸精氨酸精氨酸天冬氨酸天冬氨酸mRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常T T G G C G A A C C G C 碱基对替换碱基对替换精氨酸精氨酸DNAA U C C G C A U U C G C 异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸mRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常T A A G C G A T T C G C 碱基对替换碱基对替换精氨酸精氨酸DNAA U C C G C A C C G C 苏氨酸苏氨酸丙氨酸丙氨酸mRNAA T C C G C T A G G C G 正常正常异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸碱基对缺失碱基对缺失A C C G C T G G C G A T A C C G C T A G G C G T A T G G C G DNAA T C C G C A U C C G C A U A C C GC mRNA正常正常碱基对增添碱基对增添异亮氨酸异亮氨酸 精氨酸精氨酸异亮氨酸异亮氨酸 脯氨酸脯氨酸 碱基对的几种改变方式，哪种影响最小？碱基对的几种改变方式，哪种影响最小？总的来说，碱基对的替换相对于另两种突变情况，总的来说，碱基对的替换相对于另两种突变情况，对生物性状的影响是最小的对生物性状的影响是最小的 基因突变一定引起生物性状发生改变吗？基因突变一定引起生物性状发生改变吗？：基因突变会引起生物性状改变的成因：基因突变会引起生物性状改变的成因（终止密码子推后出现）（终止密码子推后出现）（终止密码子延长出现）（终止密码子延长出现）2 2、基因突变对性状的影响、基因突变对性状的影响简并性简并性隐性突变隐性突变非编码区非编码区：不一定会引起生物性状改变的成因：不一定会引起生物性状改变的成因3 3、基因突变发生的时间、基因突变发生的时间分裂间期A.A.有丝分裂前的间期有丝分裂前的间期（体细胞）（体细胞）B.B.减数第一次分裂前的间期减数第一次分裂前的间期（生殖细胞）（生殖细胞）（一般不能传给后代，但植物可通过无性生殖把突变性状传给下一代）（可以通过受精作用直接传给后代）DNA在进行复制时,氢键断裂，稳定性降低引起基因突变的因素有哪些？引起基因突变的因素有哪些？阅读资料阅读资料4 4、基因突变的原因、基因突变的原因物理因素物理因素化学因素化学因素生物因素生物因素外因外因X X射线、激光等射线、激光等作用机理：作用机理：损伤损伤亚硝酸和碱基类似物等亚硝酸和碱基类似物等作用机理：作用机理：改变改变病毒和某些细菌等病毒和某些细菌等作用机理：作用机理：影影响响内因内因：DNA复制时也偶尔会发生错误、复制时也偶尔会发生错误、DNA的碱基组成发生改变等原因自发产生。的碱基组成发生改变等原因自发产生。为什么在强烈的日光下要注意防晒？为什么在强烈的日光下要注意防晒？为什么做为什么做X射线透视的医务人员要穿防护衣？射线透视的医务人员要穿防护衣？自然界的物种中广泛存在基因突变自然界的物种中广泛存在基因突变5 5、基因突变的特点、基因突变的特点 普遍性普遍性:随机性随机性:可以发生在生物个体发育的任何时期，细胞可以发生在生物个体发育的任何时期，细胞内不同内不同DNADNA分子上，以及同一分子上，以及同一DNADNA的不同部位。的不同部位。低频性低频性:自然界突变率很低：自然界突变率很低：10105 5-1010-8-8一个基因可以发生不同的突变，产生一个基因可以发生不同的突变，产生1 1个以上的等位基因个以上的等位基因 不定向性：不定向性：粉玫瑰 红玫瑰黄玫瑰 白玫瑰6 6、基因突变的结果、基因突变的结果 基因突变基因突变的结果的结果往往使一个基因变成往往使一个基因变成它的它的等位基因等位基因,即即产产生了新的基因生了新的基因基因突变是等位基因产生的根本来源。基因突变是等位基因产生的根本来源。根据对性状类型的影响，可将基因突变分为根据对性状类型的影响，可将基因突变分为显性突变：显性突变：a-Aa-A隐性突变：隐性突变：A Aa a根据诱变时的状态，可将基因突变分为根据诱变时的状态，可将基因突变分为自然突变：在自然状态下发生的基因突变自然突变：在自然状态下发生的基因突变诱发突变：在人工条件下诱发的突变诱发突变：在人工条件下诱发的突变7、基因突变的类型、基因突变的类型一旦发生，即可表现，但常不一旦发生，即可表现，但常不一旦发生，即可表现，但常不一旦发生，即可表现，但常不能稳定遗传能稳定遗传能稳定遗传能稳定遗传一旦表现，即可稳定遗传一旦表现，即可稳定遗传一旦表现，即可稳定遗传一旦表现，即可稳定遗传基因 突变基因 种类基因型种类不发生发生 基因基因基因基因基因突变基因突变基因突变基因突变新基因新基因新基因新基因新基因型新基因型新基因型新基因型新表现型新表现型新表现型新表现型基因突变是基因突变是新基因产生的途径新基因产生的途径，是是生物变异的根本来源生物变异的根本来源，为生物的进化提供了原材料为生物的进化提供了原材料。A、a3 3种3+3*2/2 n种n(n+1)/2生物变异生物变异 基因突变有什么意义？基因突变有什么意义？1A 4种4+4*3/2 8 8、基因突变的意义、基因突变的意义思考讨论：思考讨论：1）2）判断正误，正确的打“”，错误的打“x”。(1)基因突变是普遍存在的，并且一定改变生物的表型。()(2)基因突变后基因间的位置关系没有改变。()(3)DNA中碱基的替换、缺失、增添一定会引起基因突变。()(4)发生基因突变的DNA分子中，嘌呤与嘧啶的比例发生了改变。()x xx xx x1 1、人类能遗传的基因突变常发生在（、人类能遗传的基因突变常发生在（）A.减数第一次分裂 B.四分体时期 C.减数第一次分裂的间期 D.有丝分裂间期2 2、基因突变的原因是（、基因突变的原因是（）A.染色体上的DNA变成了蛋白质 B.染色体上的DNA变成了RNA C.染色体上的DNA减少了或增多了 D.染色体上的DNA结构发生了局部改变3 3、如果基因中的一个脱氧核苷酸发生了改变，那么这、如果基因中的一个脱氧核苷酸发生了改变，那么这种变化最终可能引起（种变化最终可能引起（）A.遗传性状改变 B.遗传密码改变 C.遗传信息改变 D.遗传规律改变CAD二、基因突变实例二、基因突变实例细胞的癌变细胞的癌变抑癌基因抑癌基因、及原癌基因的突变使得正常肠上皮细胞分裂失控，及原癌基因的突变使得正常肠上皮细胞分裂失控，导致发生结肠癌导致发生结肠癌注意：注意：人和动物的人和动物的DNA本来就存在原癌基因和抑癌基因本来就存在原癌基因和抑癌基因（正常表达正常表达）（1 1）癌细胞能够）癌细胞能够 。（2 2）癌细胞）癌细胞 发生显著变化发生显著变化。癌症为什么难治？癌症为什么难治？（3 3）癌细胞容易在体内）癌细胞容易在体内 。（细胞膜上（细胞膜上糖蛋白减少糖蛋白减少，粘着性降低），粘着性降低）采取早期发现、早期诊断、早期治疗相结合综合防治措施。1)1)癌症的预防癌症的预防原则：原则：2)癌症的主要治疗方法：癌症的主要治疗方法：放射治疗（放疗放疗）：化学治疗（化疗化疗）：手术切除：指用放射线治疗癌症指运用药物治疗的方法切除癌症原发病灶另外：基因治疗（速度（速度快快，对，对早期早期及对及对放疗放疗、化疗化疗不敏不敏感的病灶治疗效果较好）感的病灶治疗效果较好）日常诱癌日常诱癌2020例例 感染乙肝病毒的可诱发感染乙肝病毒的可诱发肝癌肝癌 感染人乳头状病毒可诱发感染人乳头状病毒可诱发宫颈癌宫颈癌 感染螺旋杆菌可诱发感染螺旋杆菌可诱发胃癌胃癌 吸烟（每日超过吸烟（每日超过2 2包，包，1010年以上）可诱发年以上）可诱发肺癌肺癌 被动吸烟（被动吸烟（2222年以上）可诱发年以上）可诱发肺癌与喉癌肺癌与喉癌 经常接触沥青者，易诱发经常接触沥青者，易诱发皮肤癌皮肤癌 经常接触煤焦油者，易患经常接触煤焦油者，易患皮肤癌皮肤癌 经常接触放射线者，易诱发经常接触放射线者，易诱发肺癌与白血病肺癌与白血病 长期使用化学性染发剂可诱发长期使用化学性染发剂可诱发淋巴癌淋巴癌 经常在太阳下曝晒，可诱发经常在太阳下曝晒，可诱发皮肤癌皮肤癌 酗酒酗酒可诱发可诱发咽喉癌咽喉癌 新鲜水果及蔬菜摄入不足可诱发新鲜水果及蔬菜摄入不足可诱发肺癌肺癌 红肉（即牛肉、羊肉）红肉（即牛肉、羊肉）摄入量过大，可诱发摄入量过大，可诱发结肠癌结肠癌 高盐咸食者，易患高盐咸食者，易患胃癌胃癌 报纸包食物可得报纸包食物可得各种癌症各种癌症 吃热烫食物易引起吃热烫食物易引起食道癌食道癌 纤维素摄入不足可诱发纤维素摄入不足可诱发结肠癌和直肠癌结肠癌和直肠癌 过度肥胖可诱发过度肥胖可诱发结肠癌与乳腺癌结肠癌与乳腺癌 缺少锻炼（每周热量消耗少于缺少锻炼（每周热量消耗少于10001000卡）可诱发卡）可诱发 结肠癌和直肠癌结肠癌和直肠癌 长期精神压力可诱发长期精神压力可诱发各种癌症各种癌症1 1.鼻咽癌是种族差异非常明显的恶性肿瘤，我国南方几鼻咽癌是种族差异非常明显的恶性肿瘤，我国南方几省特别是珠江三角洲地区的鼻咽癌发病率居全球首位。省特别是珠江三角洲地区的鼻咽癌发病率居全球首位。下列关于细胞癌变说法错误的是（下列关于细胞癌变说法错误的是（）A.A.细胞癌变后形态结构不会发生显著变化细胞癌变后形态结构不会发生显著变化B.B.诱发细胞癌变的致癌因素有物理因素、化学因素和生诱发细胞癌变的致癌因素有物理因素、化学因素和生物因素物因素C.C.细胞癌变后细胞膜表面的糖蛋白减少，癌细胞更容易细胞癌变后细胞膜表面的糖蛋白减少，癌细胞更容易转移和扩散转移和扩散D.D.癌症的治疗方法有手术切除、化疗、放疗等手段癌症的治疗方法有手术切除、化疗、放疗等手段A2 2.诱发基因突变的因素可以分为物理因素、化学因素和生物因素，诱发基因突变的因素可以分为物理因素、化学因素和生物因素，下列相关叙述正确的是下列相关叙述正确的是()A.A.亚硝酸盐摄入过量使人体发生基因突变，属于物理因素的作用亚硝酸盐摄入过量使人体发生基因突变，属于物理因素的作用B.B.紫外线照射使大豆发生基因突变，属于化学因素的作用紫外线照射使大豆发生基因突变，属于化学因素的作用C.C.碱基类似物处理使西瓜幼苗发生变异，属于物理因素的作用碱基类似物处理使西瓜幼苗发生变异，属于物理因素的作用D.D.乙肝病毒感染使人体发生基因突变，属于生物因素的作用乙肝病毒感染使人体发生基因突变，属于生物因素的作用D“一母生九仔，连母十个样一母生九仔，连母十个样”这种差这种差异怎么造成的？异怎么造成的？在生物进行在生物进行有性生殖过程有性生殖过程中中,控制不同控制不同性状的基因的自由组合性状的基因的自由组合.自由组合型自由组合型自由组合型自由组合型:交叉互换型交叉互换型交叉互换型交叉互换型:非同源染色体上非同源染色体上的非等位基因的的非等位基因的自由组合自由组合同源染色体上同源染色体上的非姐妹染色单体之的非姐妹染色单体之间发生局部互换间发生局部互换.三、基因重组三、基因重组非同源染色体上的非同源染色体上的 非等位基因自由组合非等位基因自由组合AabBAaBbAb和和aBAB和和ab上一页上一页AabBAaBb同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换上一页上一页基因重组能否产生新的基因？基因重组能否产生新的基因？不能不能。控制不同性状的基因重新组合，。控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因，可形成新的基因型。不产生新基因，可形成新的基因型。1 1 1 1）基因重组使产生的）基因重组使产生的）基因重组使产生的）基因重组使产生的配子种类多样配子种类多样化化，进而形成生物多样性。，进而形成生物多样性。，进而形成生物多样性。，进而形成生物多样性。2 2 2 2）基因重组也是）基因重组也是）基因重组也是）基因重组也是生物变异的来源之生物变异的来源之一一，对生物的进化具有重要意义。，对生物的进化具有重要意义。，对生物的进化具有重要意义。，对生物的进化具有重要意义。比较项目比较项目基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质结果结果类型类型时期时期意义意义发生频率发生频率基因突变和基因重组基因突变和基因重组不同生物的可遗传变异来源：不同生物的可遗传变异来源：病毒病毒基因突变基因突变原核生物原核生物 基因突变基因突变真核生物真核生物基因突变、基因重组、基因突变、基因重组、染色体变异染色体变异拓展拓展判断正误，正确的打判断正误，正确的打“”，错误的打，错误的打“x”。(1)基因重组是生物变异的根本来源。基因重组是生物变异的根本来源。()(2)基因重组可以产生新的基因型。基因重组可以产生新的基因型。()(3)杂合圆粒豌豆自交后代中既有圆粒也有皱粒是基因杂合圆粒豌豆自交后代中既有圆粒也有皱粒是基因重组的结果。重组的结果。()(4)在受精过程中可发生基因重组。在受精过程中可发生基因重组。()x xx xx x1 1、生物变异的根本来源是、生物变异的根本来源是 A基因重组 B染色体数目变异 C染色体结构变异D基因突变2 2、生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立、生物界是千姿百态，多种多样的，这都要建立在生物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来在生物丰富变异的基础上。生物丰富的变异主要来源于源于 A.基因重组 B.基因突变 C.染色体变异 D.环境变化DA3 3、病毒可遗传的变异来源是、病毒可遗传的变异来源是 A A基因突变基因突变 B B基因重组基因重组C C蛋白质变异蛋白质变异 D DRNARNA变异变异A4 4、上眼睑下垂是一种显性遗传病、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患者某一男性患者,其其父母正常，请判断这人性状最可能是父母正常，请判断这人性状最可能是 A.A.伴性遗传伴性遗传 B.B.常染色体遗传常染色体遗传 C.C.基因突变基因突变 D.D.基因重组基因重组C5 5、下图为马的生活史，下列有关此图的叙述中不正确下图为马的生活史，下列有关此图的叙述中不正确的是的是A A有丝分裂发生在有丝分裂发生在 、B B基因重组发生在基因重组发生在 之间之间C C基因突变可发生在基因突变可发生在 、C C为新个体发育的起点为新个体发育的起点B6.6.一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出现一一种植物在正常情况下只开红花，但偶然会出现一朵白花，如果将白花种子种下去，它的后代全部开朵白花，如果将白花种子种下去，它的后代全部开白花，出现这种现象的原因是白花，出现这种现象的原因是(）A.A.自然杂交自然杂交 B.B.自然选择自然选择 C.C.基因突变基因突变 D.D.基因重组基因重组7.7.进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定进行有性生殖的生物其亲子代之间总是存在着一定的差异的主要原因是（的差异的主要原因是（）A.A.基因重组基因重组 B.B.基因突变基因突变 C.C.染色体变异染色体变异 D.D.生活条件改变生活条件改变CC8.8.下列有关基因突变的说法，不正确的是下列有关基因突变的说法，不正确的是()()A.自然条件下，一种生物的突变率是很低的B.生物所发生的基因突变一般都是有利的C.基因突变在自然界的中广泛存在D.基因突变可产生新的基因，是生物变异的主要来源9 9在一块马铃薯甲虫成灾的地里，喷了一种新的农药在一块马铃薯甲虫成灾的地里，喷了一种新的农药后，约后，约9898的甲虫死了，约的甲虫死了，约2 2的甲虫生存下来，生存的甲虫生存下来，生存下来的原因是（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BA本节内容结束本节内容结束