5.1基因突变和基因重组第1课时课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

基因突变的实例 基因突变 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 产生新基因 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 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 ①对生物体来说，基因突变可能破坏生物与环境现有的协调关系，有的是有害的，有的是有利的，还有的是中性的。 (等位基因的来源） ②是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料。 7.意义 取决于环境 一、基因突变 1.基因突变的实例 镰状细胞贫血 细胞的癌变 正常红细胞 镰状红细胞 一、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 结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤。下图是解释结肠癌发生的简化模型，请观察并回答问题。 思+议 一、细胞癌变 细胞正常的生长和增殖所必需的蛋白质 抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡的蛋白质 原癌基因 （油门） 抑癌基因 （刹车） 适量表达 适量表达 与癌变有关的基因 （正常人均有） 基因突变或过量 表达导致蛋白质活性过强，可能引起细胞癌变 基因突变导致蛋白质活性减弱或失去活性，可能引起细胞癌变 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？各自作用？ 原癌基因和抑癌基因发生了基因突变 注：原癌基因和抑癌基因都是一类基因，不是一个基因 思+议 一、细胞癌变 1、癌细胞的特点 ①能够无限增殖 ②形态结构发生显著变化 正常的成纤维细胞 癌变后的成纤维细胞(球形) ③细胞膜上的糖蛋白等物质减少→细胞之间的黏着性显著降低→容易在体内分散和转移。 分裂能力改变：不死性 形态结构改变 细胞膜改变：易扩散 展+评 一、细胞癌变 2.癌变的原因： 原癌基因和抑癌基因发生了基因突变 3.癌症的预防与治疗 展+评 ①预防：远离致癌因子，保持良好的心理状态，养成健康的生活方式。 ②诊断：病理切片的显微观察、CT、核磁共振以及癌基因检测等。 ③治疗：手术切除、化疗和放疗等。 检测 A 1. 下列不属于癌细胞主要特征的是 (　 ) A. 细胞水分减少，酶活性降低 B. 细胞表面发生变化，容易转移 C. 在适宜条件下，能够无限增殖 D. 细胞形态结构发生显著变化 注意： 癌细胞内水分增加，酶的活性升高 2.下列不属于癌细胞特征的是( ) A.无限增殖 B.形态结构改变 C.细胞膜上糖蛋白增加 D.黏着性降低 C “一母生九子，连母十个样”这种差异怎么造成的？这是基因突变的结果吗？ 出现这种现象的主要原因是什么吗？ 导 回顾：我们学过的基因重组 黄色圆粒 绿色皱粒 P X 黄色圆粒 F1 X 黄色圆粒 F2 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒 ＋ 含R型菌 S型菌细胞提取物 R型菌 S型菌 混合 重组性状 导 阅读课本P84 1. 基因重组的概念、类型和意义？ 2. 基因突变和基因重组的关系和区别？ 思+议 二、基因重组 (1)概念： 控制不同性状基因：非等位基因 前提 本质 展+评 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。 二、基因重组 A D a d ①MⅠ后期 Ad和aD AD和ad A D a d 非同源染色体上的非等位基因可自由组合。(自由组合型) (2)类型： ②MⅠ前期 可产生的 配子类型： AB和ab 重组后新增的配子类型： Ab和aB 同源染色体上的非姐妹染色单体的交换(交叉互换型) A A B a a b B b A A B a a b b B 展+评 基因工程重组型 转基因技术（DNA重组技术 ） 二、基因重组 展+评 基因重组 R型细菌转化为S型细菌的本质： S型细菌 荚膜 控制荚膜形成的X基因 加热 杀死 被破坏的S型细菌 X基因吸附在R型细菌表面 X基因进入R型细菌 重组 R型细菌转化成S型细菌 肺炎链球菌转化型 展+评 广义基因重组：不同个体或物种间基因的重组 二、基因重组 思考：基因重组能否产生新基因和新性状？ 基因重组是原有基因的重新组合，只产生新的基因型和重组性状，不能产生新基因与新性状。 纯种黄色圆粒豌豆 纯种绿色皱粒豌豆 × ↓ 黄色圆粒豌豆 ↓ P F1 F2 黄色圆粒 绿色圆粒 黄色皱粒 绿色皱粒 U 展+评 二、基因重组 基因重组是生物变异的来源之一， 是生物多样性的来源之一， 对生物进化也具有重要的意义。 有性生殖过程中的基因重组使产生的配子种类多样化，进而产生基因组合多样化的子代，其中一些子代可能会含有适应某种变化的、生存所必需的基因组合，因此有利于物种在一个无法预测将会发生什么变化的环境中生存。 (3)意义 展+评 二、基因重组 (4)应用：杂交育种 原理：基因重组 优点：将不同个体的优良性状集中到一个个体上，操作简便 缺点：育种年限长，不能克服远缘杂交不亲和的障碍 五花鱼 朝天泡眼金鱼 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。 展+评 杂交水稻之父 · 袁隆平 P： × 抗倒伏、易感稻瘟病水稻 易倒伏、高抗稻瘟病水稻 抗倒伏、高抗稻瘟病水稻 选育 F1 杂交水稻 (4)应用：杂交育种 二、基因重组 展+评 项目 基因突变 基因重组 本质 发生时间及原因 可能性 意义 联系 基因碱基序列发生改变，产生了新基因，出现了新的性状。 控制不同性状的基因重新组合，产生新的基因型和表现型。 生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。 生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因。 易发生细胞分裂间期DNA分子复制时，由于外界理化因素或自身生理因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。 在有性生殖过程中，MⅠ后期，非同源染色体的自由组合。MⅠ前期的同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换。 可能性小，突变频率低 普遍发生在有性生殖过程中 ①都使生物产生可遗传变异；②在长期进化过程中，基因突变为基因重组提供了大量可供自由组合的新基因，基因重组使突变的基因以多种形式传递；③两者均产生新的基因型，可能产生新的表型 三、基因突变与基因重组的比较 展+评 1.以下各项属于基因重组的是(　　) A．基因型为Aa的个体自交，后代发生性状分离 B．雌、雄配子随机结合，产生不同类型的子代个体 C．YyRr个体自交后代出现不同于亲本的新类型 D．同卵双生姐妹间性状出现差异 C 检测 2.下列过程中存在基因重组的是（　　　） B 　　A. ③④　　　B. ①③　　　C. ①⑤　　　D. ②⑤ 检测 3.下图是某种高等动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体，字母代表染色体上带有的基因)。图中不可能反映的是(　　) A．图甲细胞表明该动物发生了基因重组 B．图乙细胞由于完成DNA复制解开双螺旋容易发生基因突变 C．图丙细胞中1与2的片段部分交换属于基因重组 D．图丙细胞表示发生自由组合 A 检测 5.如图是某二倍体(AABb)动物的几个细胞分裂示意图，据图判断不正确的是(　　) A．甲图表明该动物发生了基因突变 B．乙图表明该动物在减数第一次分裂前的间期发生基因突变 C．丙图表明该动物在减数第一次分裂时发生交叉互换 D．甲、乙、丙所产生的变异均可遗传给后代 D 检测 细胞癌变和 基因重组 相应蛋白质活性过强 抑癌基因 突变或 过量表达 表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的 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 原癌基因 相应蛋白质活性减弱或失去活性 突变 基因重组 概 念 控制不同性状的基因的重新组合 意 义 是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义 进行有性生殖的真核生物 范 围 细胞癌变 自由组合型 互换型 类 型 检 一、概念检测 我国大面积栽培的水稻有粳稻（主要种植在北方）和籼稻（主要种植在南方）。研究发现，粳稻的bZIP73基因通过一系列作用，增强了粳稻对低温的耐受性。与粳稻相比，籼稻的bZIP73基因中有1个脱氧核苷酸不同，从而导致两种水稻的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异。判断下列表述是否正确。 （1）bZIP73基因的1个核苷酸的差异是由基因突变导致的。 （ ） （2） bZIP73蛋白质的1个氨基酸的差异是由基因重组导致的。 （ ） （3）基因的碱基序列改变，一定会导致表达的蛋白质失去活性。（ ） √ × × 二、拓展应用 1）这些地区具有镰状细胞贫血突变基因的人占总人口的比例较其他地区的高，为什么？ 杂合子能同时合成正常和异常的血红蛋白，相比只能合成正常血红蛋白的纯合子，杂合子对疟疾具有较强的抵抗力，在疟疾高发地区，他们生存的机会更多，从而能将自己的基因传递下去。因此，这些地区具有镰状细胞贫血突变基因的人占总人口的比例更高。 2）为什么某些看起来对生物生存不利的基因，历经漫长的进化历程依然“顽固”地存在？请结合这个例子阐明原因，并分析如何辩证地认识基因突变与生物的利害关系。 基因对生物的生存是否有利，往往取决于生物的生存环境。某些看起来对生物生存不利的基因，当环境改变后，这些不利的基因产生的性状，可能会帮助生物更好地适应改变后的环境，从而得到更多的生存机会。 这个说明基因突变并不都是有害的，也可能是有利的或是中性的，有害、有利还是中性与环境有关。 $$