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必修2

：基因突变及其他变异 ——探究三种可遗传变异的本质 准备课本、学程、典题本、三维设计 课前背诵基因控制生物体性状的两种方式及实例（课本P71） 探究学习 1.学程学习活动1，梳理可遗传变异的类型，（染色体变异细分），说出各自的概念（6组展示点评） 2.写出学习活动2各实例的变异类型（3组展示点评） 3.结合学习活动4，碱基的替换、增添、缺失分别对氨基酸序列造成什么样的影响？（12组展示点评） 4.分析细胞癌变的原因，癌细胞的特点（9组展示点评） 5.基因突变的原因、特点和意义（2组展示点评） 6.基因重组的两种类型和意义（11组展示点评） 讨论要求：小组内明确任务，迅速讨论，讨论完成之后将答案在黑板上进行呈现，并由小组代表进行点评 注意：小组全员参与讨论，拿起笔来在课本和学程上做好勾画和补充，不准说废话，不准离开自己的座位 血红蛋白 正常 异常 氨基酸 6号位谷氨酸 6号位缬氨酸 mRNA DNA C T T G A A C A T G T A 根本原因： 基因中碱基的替换。 直接原因： 正常血红蛋白第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代。 一、基因突变的实例 　　DNA分子中发生碱基的 、＿＿ 和 ，而引起的 的改变。 替换 增添 缺失 基因碱基序列 二、基因突变的概念和类型 ATCCG TAGGC 缺失 （正常） ATTCCG TAAGGC AACCG TTGGC A CCG T GGC 替换 增添 碱基对的三种改变方式对性状的影响相同吗？ 思考：DNA中发生碱基的替换、增添、缺失，一定会引起基因突变吗？ 当发生替换时，由于密码子的简并性，蛋白质中的氨基酸可能发生变化，也可能不发生变化 替换：只改变1个氨基酸或不改变 如果替换为终止密码子，则会使翻译提前终止 ···T A G G C G ··· ···A U C C G C ··· ···A U A C C G　C··· mRNA 碱基对增添 异亮氨酸 脯氨酸 DNA ···A T C C G C ··· 正常 异亮氨酸 精氨酸 氨基酸 ···A T A C C G C ··· ···T A T G G C G ··· 当发生增添时，除肽链长度发生改变外， 增添：插入位置前不影响，影响插入位置后的序列。 mRNA DNA 氨基酸 ··· A U C C G C ··· 异亮氨酸 精氨酸 苏氨酸 丙氨酸 碱基对缺失 正常 ··· A T C C G C ··· ··· T A G G C G ··· ··· A 　C C G C ··· ··· T G G C G ··· ··· A C C G C ··· 当发生缺失时，除肽链长度发生改变外， 缺失：缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列。 碱基的替换 对生物性状的影响最小 类型 影响范围 对氨基酸序列的影响 碱基替换 小 只改变1个氨基酸或不改变，也有可能使翻译提前终止 碱基增添 大 插入前位置不影响，影响插入后的序列 碱基缺失 大 缺失前位置不影响，影响缺失后的序列 细胞的癌变 抑癌基因和原癌基因突变 存在 癌细胞的特点：①能够无限增殖 ②形态结构发生显著变化 ③细胞膜上的 糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性降低，容易在体内分散和转移 ①外来因素 物理因素 化学因素 生物因素 紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞的DNA 亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基 某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA ②内部因素—— DNA分子复制偶尔发生错误、DNA碱基组成发生改变 诱发突变 自发突变 三、基因突变的原因 （夏季涂抹防晒霜、青少年少上网，少用手机） （不喝反复烧开的水、少吃烧烤和油炸食品） （接种乙肝疫苗） 四、基因突变的特点 ①普遍性:自然界的物种中广泛存在 ②随机性:可发生在任何时期、任何部位 ③低频性:自然界突变率很低:10－5-10-8 ④多害少利性：多数有害,少数有利 ⑤不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变 2.基因突变都会遗传给后代吗？ 不一定 ①若发生在配子中，可遗传。 ②若发生在体细胞中，一般不能遗传。 ③有些植物体细胞中的基因突变可通过无性繁殖传递。 3.生物性状的改变一定是由基因突变引起的吗？ 不一定，也可能是由环境改变引起的 思考： 1.基因突变一般会发生在什么时侯呢？ DNA复制时期 有丝分裂的间期 减数第一次分裂间期 基因突变的意义：基因突变是新基因产生的途径 是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了原材料。 五、基因突变在育种方面的应用 诱变育种的基本原理是基因突变，诱变育种是利用物理因素和化学试剂处理生物，使生物发生基因突变，提高基因突变频率，再通过适当的筛选方法获得所需要的高产优质种子的育种方法。 诱变育种存在的主要问题：有益突变频率仍然较低，变异的方向和性质难以控制。 基因重组：生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合 “一母生九子，连母十个样”这种差异怎么造成的？ 非同源染色体上的 非等位基因自由组合 A a b B A a B b Ab和aB AB和ab 一、基因重组发生的原因 减数分裂Ⅰ后期 ① 同源染色体的 非姐妹染色单体之间的局部互换 A a A a B b A a b B A a B b 减数分裂Ⅰ前期 ② 基因重组的意义:是产生新基因型的途径；是生物变异的来源之一；是生物的进化的材料 思考：基因重组能否产生新的基因？ 否，是新基因型！ 二、基因重组在育种方面的应用 杂交育种的原理是基因重组 优点： 缺点： 可人为的把两个生物的优良性状集于一体 时间长，需及时发现优良性状 基因突变 基因重组 本质 原因时间 条件 意义 可能 产生了新基因 出现新性状 不产生新基因，产生新的基因型 性状重组 碱基对替换、增添、缺失 细胞分裂间期DNA复制时 基因自由组合或交叉互换 减数第一次分裂前期、后期 外界条件的剧变 和内部因素的相互作用 有性生殖 可能性很小 非常普遍 是产生新基因型的途径 是生物变异的来源之一 是生物的进化的材料 是产生新基因的途径 是生物变异的根本来源 是生物的进化的原始材料 阐释：产生新的基因（基因分子结构改变），而产生新的基因型 阐释：不产生新的基因（基因分子结构不变），但重组产生新的基因型 基因突变VS基因重组 1、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、基因重组发生在（ ） A．减数分裂形成配子的过程中　　 B．受精作用形成受精卵的过程中 C．有丝分裂形成子细胞的过程中　　 D．通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中 3、若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变异主要来自（ ）　 A.基因突变 B.基因重组 C.环境影响 D.染色体变异 4、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源于（ ） A.基因重组 B.基因突变 C.染色体变异 D.环境变化 D A 课堂跟踪训练 B A 20 5.如果将一个镰刀型细胞贫血症的患者血液,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 6:下图中基因重组发生在____ __（序号） B ④⑤ 7、关于基因突变的下列叙述中，错误的是 （ ） A．基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或改变 B．基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变而发生的 C．基因突变可以在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下引起 D．基因突变的突变率是很低的，并且都是有害的 8、基因A与a1、a2、a3之间的关系如图，该图不能表明的是（　） A 基因突变是不定向 B．等位基因的出现是基因突变的结果 C．正常基因与致病基因可以通过突变而转化 D．这些基因的转化遵循自由组合定律 9.原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小（ ） A. 置换单个碱基对 B. 增加4个碱基对 C. 缺失3个碱基对 D. 缺失4个碱基对 D D D $$