5.1基因突变和基因重组课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

5.1 基因突变和基因重组 学习目标 1.阐述基因突变的概念、原因、特点及意义。 2.说出细胞癌变和基因突变的关系。 3.简述基因重组的概念、类型及意义。 4.生命观念：结构与功能观，理解基因突变和基因重组引发的可遗传变异。 5.社会责任：基于对癌变机理的了解，积极宣传癌症的预防与治疗。 问题探讨 航天育种是指将作物种子带入太空， 利用太空中的特殊环境诱导基因发生突变， 然后在地面选择优良的品种进行培育。 讨论： 航天育种的生物学原理是什么？ 如何看待基因突变所造成的结果？ 基因突变的本质是基因的碱基序列发生改变，这种改变可以直接表现在性状上，改变的性状对生物的生存可能有害，可能有利，也可能既无害也无益。 基因突变 资料：镰状细胞贫血 镰状细胞贫血是一种常染色体隐性遗传病。患者红细胞是弯曲的镰刀状，这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血。 该病主要发生在黑色人种中，在非洲黑人中的发病率最高。 正常红细胞 镰状红细胞 一、基因突变的实例 4 思考：这种病是怎样形成的呢？ 血红蛋白分子的部分氨基酸序列及对应的mRNA的碱基序列 5 C T C G A G 谷氨酸 缬氨酸 DNA mRNA 氨基酸 蛋白质 正常 异常 G U G C A C G T G 突变 G A G 根本原因： 思考：第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？ T A A T 替换 直接原因： 决定 氨基酸的改变 6 思考：这种变化可否遗传？如何遗传？ 基因突变若发生在配子中（减数分裂时产生），将遵循遗传规律传递给后代。 若发生在体细胞（有丝分裂），一般不能遗传。有些植物体细胞发生基因突变，可以通过无性繁殖传递。 7 思考：除了碱基的替换，还有什么情况可能导致基因结构的改变？ CCTGAGGTC GGACTCCAG CCT G T GGTC GGACACCAG CCT GACGGTC GGACTGCCAG CCTG GGTC GGAC CCAG 替换 增添 缺失 DNA 二、基因突变 8 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，叫做基因突变。 二、基因突变 9 分裂间期 一般不能遗传，有些植物可通过无性繁殖传递。 ①发生在体细胞进行有丝分裂的间期 ②发生在减数第一次分裂间期 可以通过受精作用传递给后代 2．时间 主要发生在DNA复制时期 10 思考： （1）哪一种基因突变对生物性状的影响最小？ 碱基的替换 ①一种氨基酸可能有几种密码子 ②显性纯合子突变成杂合子（AA→Aa） 基因突变一定会导致基因结构改变，但蛋白质结构、性状不一定改变。 （2）基因突变不改变生物性状的原因有哪些？ 11 资料：结肠癌发生的简化模型 正常结肠上皮细胞 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 1．从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？ 思考： 原癌基因和抑癌基因突变。 2．健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？ 存在。 三、细胞癌变 12 资料：结肠癌发生的简化模型 正常结肠上皮细胞 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 3．根据图示推测，癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点？ 思考： 癌细胞的形态结构发生了变化，容易在体内分散和转移。 13 肿瘤细胞 癌细胞 正常细胞 原癌基因 抑癌基因 突变 突变 癌基因 失去抑制作用 不能控制 （致癌因子的作用） 不受控制，恶性增殖 原癌基因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。 14 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。 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。 突变 可能引起癌变 1.癌变的原因 三、细胞癌变 15 癌细胞的扫描电镜照片 ①适宜条件下，癌细胞能够无限增殖； ②癌细胞的形态结构发生显著变化； ③细胞膜上的糖蛋白减少，癌细胞之间的黏着性减少，容易在机体内分散和转移。 2.癌细胞的特征 16 理解巩固 下图表示双链DNA分子上的若干片段，请据图判断： ①DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的DNA碱基序列的改变，叫作基因突变(　　) ②基因突变改变了基因的数量和位置(　　) ③基因突变的结果一定是产生等位基因(　　) ④基因突变在显微镜下不可见(　　) (2)癌细胞表面糖蛋白减少，使得细胞容易扩散并无限增殖(　　) × × × √   基因1 非基因片段 基因2 × 诱发 突