5.1 基因突变和基因重组-【学好生物】2022-2023学年高一生物同步备课课件（人教版2019必修2）

基因突变和基因重组 1 本节聚焦 基因突变的原因是什么? 细胞癌变的原因是什么? 基因突变和基因重组有哪些重要意义? 问题探讨 问题探讨 1.航天育种的生物学原理是什么？ 2.如何看待基因突变的结果？ 航天育种的生物学原理是利用太空的特殊环境，诱导基因发生突变。 基因突变后会产生新的基因，新的基因会控制新的性状，因为基因突变的结果是形成的新的性状。 正常红细胞 功能正常 镰刀状红细胞 易破裂,使人患溶血性贫血 实例1：镰状细胞贫血 正常→ 缬氨酸-组氨酸-亮氨酸-苏氨酸-脯氨酸-谷氨酸-谷氨酸-赖氨酸-…… 异常→ 缬氨酸-组氨酸-亮氨酸-苏氨酸-脯氨酸-缬氨酸-谷氨酸-赖氨酸-…… 红细胞β珠蛋白第六位谷氨酸被缬氨酸替代，形成异常的血红蛋白 直接原因 一 基因突变的实例 正常碱基序列片段mRNA 异常碱基序列片段mRNA 一 基因突变的实例 6 镰刀型贫血形成的原因 思考·讨论 G C C G DNA G G mRNA 氨基酸 缬氨酸 蛋白质 异常 镰状细胞贫血形成的原因：编码血红蛋白的基因的碱基序列发生改变，使翻译出来的氨基酸出现改变。 一 基因突变的实例 7 1.概念：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。 2.发生时间：通常发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 增添 缺失 替换 A A T T C G G C G A T C C G G C A A T T C G G C T A T A C G G C A T A A T T C G G C A T C G G C 一 基因突变的实例 8 3. 基因突变对性状的影响 主要原因： ①突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段上。 ②基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。 ③基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。 原密码子 亮氨酸 U U A 突变密码子 U U G 基因突变不一定导致生物性状的改变 一 基因突变的实例 9 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 4.基因突变对蛋白质的影响 一 基因突变的实例 10 5.基因突变对后代的影响 结果：产生新的等位基因。 遗传特性： 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。 特殊情况：植物体细胞发生基因突变，可通过无性生殖遗传。 一 基因突变的实例 11 实例2：细胞癌变 抑癌基因Ⅰ突变 原癌基因突变 抑癌基因Ⅱ突变 抑癌基因Ⅲ突变 癌 癌细胞转移 正常结肠上皮细胞 讨论： （1）从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？ （2）健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？它们的作用是什么？ （3）根据图示推测，癌细胞和正常细胞相比，具有哪些明显的特征？ 原癌基因和抑癌基因突变。 存在。 癌细胞的形态结构发生了变化，容易在体内分散和转移。 一 基因突变的实例 原癌基因 相应蛋白质活性过强 突变或过量表达 细胞癌变 抑癌基因 蛋白质活性减弱或失去活性 突变 细胞癌变 主要负责调解细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。 主要是阻止细胞不正常的增殖 1.细胞癌变的原因 一 基因突变的实例 2.细胞癌变的特点 不死：无限增殖。 变态：形态结构发生显著变化。 易扩散：糖蛋白含量减少，黏着性降低。 活跃：代谢旺盛。 一 基因突变的实例 无机化合物，如石棉；有机化合物，如黄曲霉素 物理致癌因子 主要指辐射，如紫外线、X射线 病毒致癌因子 化学致癌因子 致癌病毒含有病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列 HPV病毒 3.致癌因子 一 基因突变的实例 原癌基因 抑癌基因 细胞正常生长、增殖 正常表达产物 过量表达 突变 表观遗传修饰 不表达 正常表达产物 抑制细胞生长、增殖/促进细胞凋亡 表达产物活性过高 表达产物的量过高 表达产物的量过低 表达产物活性过低 可能 致癌因子 突变 表观遗传修饰 细胞癌变 可能 癌变的原因： 原癌基因和抑癌基因发生了基因突变 二 基因突变的原因 （1）自然突变：自然条件下，由于DNA复制发生错误而自发产生。 （2）诱发突变（提高突变频率） ①物理因素：X射线，激光等 ②化学因素：亚硝酸、碱基类似物等 ③生物因素：病毒、某些细菌等 1.基因突变的原因 二 基因突变的原因 食物中的防癌物质： 大豆、动物肝脏——含有的大量维生素A； 蔬菜水果——富含的维生素C，维生素E，胡萝卜素； 绿茶——富含多元酚 预防为主——保持健康饮食，良好生活习惯 二 基因突变的原因 (1)普遍性：在生物界普遍存在。无论是病毒，原核生物和真核生物都会发生基因突变。 (2)随机性：可以发