第5章 第1节 第2课时 细胞的癌变和基因重组（讲义word）-【大鹏生物】2024-2025学年高中生物同步课讲义必修2 遗传与进化

第2课时　细胞的癌变和基因重组 [学习目标] 1.概述细胞癌变的原因和特点。 2.概述基因重组的类型和意义。 一、细胞的癌变 [教材梳理] 1.原因：人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因：原癌基因和抑癌基因。 (1)一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的，这类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。 (2)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，这类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。 2.癌细胞的特征 能够无限增殖，形态结构发生显著变化，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，等等。 [核心探讨] 探讨点　细胞癌变的原因及癌细胞的特征 请结合教材P82“思考·讨论”回答下列问题： 1.从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？ 提示　从基因角度分析，结肠癌发生的原因是相关基因(包括抑癌基因Ⅰ、原癌基因、抑癌基因Ⅱ、抑癌基因Ⅲ)发生了突变。 2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？ 提示　健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因。 3.癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点？ 提示　根据图示可以推测，癌细胞与正常细胞相比，所具有的特点是呈球形、增殖快、容易发生转移等。 [核心归纳] (1)原癌基因和抑癌基因都是一类基因，而不是一个基因。 (2)正常细胞中的DNA上也存在原癌基因和抑癌基因。致癌因子诱发原癌基因突变后可能引起细胞癌变。抑癌基因又叫抗癌基因，其一旦发生突变也可能引起细胞癌变。 (3)并不是一个基因发生突变就会引发细胞癌变，癌症是多个原癌基因与抑癌基因突变累积的结果。 (4)细胞癌变是细胞异常分化的结果。 题组一　细胞的癌变 1.癌症是严重威胁人类健康的疾病之一。下列关于结肠癌及其成因的叙述最不合理的是（ ） A.人体正常结肠细胞的DNA上本来就有与癌变相关的基因 B.结肠细胞的原癌基因一旦突变或者过量表达，就可能引起细胞癌变 C.结肠细胞的抑癌基因一旦突变，也可能引起癌变 D.结肠癌细胞膜上糖蛋白增多，细胞间的黏着性显著增强 2.检测癌细胞有多种方法。切取一块组织鉴定其是否发生癌变，可用光学显微镜观察（ ） A.细胞中染色体数目是否改变 　 B.细胞原癌基因是否发生突变 C.细胞的形态是否改变 　 D.细胞膜上的糖蛋白是否减少 3.下列关于原癌基因和抑癌基因的说法，不正确的是（ ） A.两者和细胞周期的调控有关 B.只有在癌细胞中才存在这两种基因 C.原癌基因和抑癌基因突变过程中存在累积效应 D.原癌基因的脱氧核苷酸序列改变可导致遗传信息的变化 二、基因重组 [教材梳理] 1.概念：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。 2.类型 (1)互换型 在减数分裂过程中的四分体时期(减数分裂Ⅰ前期)，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。 (2)自由组合型 生物体通过减数分裂形成配子时(减数分裂Ⅰ后期)，随着非同源染色体 的自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合。 3.意义 有性生殖过程中的基因重组能够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，也是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。 [核心探讨] 探讨点　基因重组的类型 如图分别代表基因重组的两种类型，请分析回答下列问题： (1)图中发生基因重组的分别是什么基因？ 提示　互换过程中是同源染色体的非姐妹染色单体上的基因发生基因重组；自由组合过程中是非同源染色体上的非等位基因发生基因重组。 (2)从配子角度分析，上述两种类型的基因重组有什么共同点？ 提示　使产生的配子种类多样化。 (3)精子与卵细胞随机结合过程中进行基因重组吗？受精作用的意义是什么？ 提示　不进行；重组性状要在后代中表现出来，一般要通过精子与卵细胞的结合后产生的新个体来实现。 [核心探讨] 基因突变和基因重组的比较 项目 基因突变 基因重组 变异实质 基因碱基序列发生改变 控制不同性状的基因重新组合 时间 主要发生在细胞分裂前的间期 减数分裂Ⅰ四分体时期和减数分裂Ⅰ后期 原因 DNA分子复制时，在外界因素或自身因素的作用下，引起基因中的碱基的改变(替换、增添或缺失) 同源染色体的非姐妹染色单体间互换，以及非同源染色体之间自由组合 可能性 可能性小，突变频率很低 普遍发生在有性生殖过程中，产生的变异多 适用 范围 所有生物都可发生，包括病毒，具有普遍性 通常发生在真核生物的有性生殖过程中 结果 产生新的基因和基因型 产生新的基因型 意义 是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了丰富的原材料 是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义 联系 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 题组二　基因重组 4.如图所示，下列遗传图解中可以发生基因重组的过程是（ ） A.①②④⑤　　　　B.①②③　　　　　C.④⑤　　　　D.③⑥ 5.下列关于基因重组的说法，不正确的是（ ） A.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属于基因重组 B.在减数分裂四分体时期，由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部互换，可导致基因重组 C.减数分裂过程中，随着非同源染色体上的基因自由组合可导致基因重组 D.一般情况下，水稻花药内可发生基因重组，而根尖则不能 6.诱变育种和杂交育种所依据的遗传学原理依次是（ ） A.基因突变、基因重组 B.基因重组、基因突变 C.染色体变异、基因突变 D.染色体变异、基因重组 [综合强化] 7.如图是某基因型为Aa个体的细胞不同分裂时期的图像，请根据图像判定每个细胞发生的变异类型（ ） A.①基因突变　②基因突变　③基因突变 B.①基因突变或基因重组　②基因突变　③基因重组 C.①基因突变　②基因突变　③基因突变或基因重组 D.①基因突变或基因重组　②基因突变或基因重组　③基因重组 8.如图a、b、c、d表示人的生殖周期中不同的生理过程。下列说法正确的是( ) A.只有过程a、b能发生基因突变 B.基因重组主要是通过过程c和过程d来实现的 C.过程b和过程a的主要差异之一是同源染色体的联会 D.过程d和过程b的主要差异之一是姐妹染色单体的分离 9.图甲表示果蝇卵原细胞中的一对同源染色体，图乙表示该卵原细胞形成的卵细胞中的一条染色体，图中字母表示基因。下列叙述错误的是( ) A.基因突变具有不定向性，图甲中A/a基因可能突变成D/d或E/e基因 B.图乙染色体上的d基因可来自基因突变或基因重组 C.图甲中的非等位基因在减数分裂过程中一定不能发生自由组合 D.基因D、d的本质区别是碱基的排列顺序不同 10.结肠干细胞异常增殖会引发结肠癌，过度肥胖增加结肠癌的发病风险。 请回答： (1)结肠干细胞通过细胞增殖和____________，实现肠道细胞的持续更新。 (2)W蛋白(一种信号分子)调控结肠干细胞增殖的机理如图所示。 ①据图可知，无W蛋白时，细胞质中的A蛋白与β-cat蛋白结合，使β-cat蛋白在蛋白激酶作用下被________，导致β-cat蛋白降解，T基因无法转录，不利于结肠干细胞增殖。 ②过度肥胖会使W蛋白过度表达，大量W蛋白与结肠干细胞膜上的______________结合，抑制蛋白激酶的作用，使β-cat蛋白经______进入细胞核，激活T基因转录，最终导致结肠干细胞____________________________，形成癌细胞。 (3)A蛋白的合成受A基因控制。据图分析，A基因和T基因在结肠癌发生过程中分别属于_____(填字母)。 A.原癌基因、原癌基因 B.原癌基因、抑癌基因 C.抑癌基因、抑癌基因 D.抑癌基因、原癌基因 (4)有人认为，维生素D通过右图所示机制有效缓解高脂饮食导致的结肠癌的发生。为此，研究者用_____________________________饮食分别饲喂三组野生型小鼠。一段时间后从分子水平和个体水平分别测定各组小鼠__________________________________________，从而证实上述假设。 11.已知小香猪背部皮毛颜色是由位于两对常染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)共同控制的，共有四种表型：黑色(A_B_)、褐色(aaB_)、棕色(A_bb)和白色(aabb)。请回答： (1)如图为一只黑色小香猪(AaBb)产生的一个初级精母细胞，1位点为A基因，2位点为a基因，某同学认为该现象出现的原因可能是基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间的互换。 ①若是发生同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则该初级精母细胞产生的配子的基因型是___________。 ②若是发生基因突变，且为隐性突变，该初级精母细胞产生的配子的基因型是_______________或________________。 (2)某同学欲对上面的假设进行验证并预测实验结果， 设计了如下实验： 实验方案：用该黑色小香猪(AaBb)与基因型为_______的雌性个体进行交配，观察子代的表型。 结果预测：①如果子代_____________________________，则为发生了同源染色体非姐妹染色单体间的互换。 ②如果子代____________________________________________________，则为基因发生了隐性突变。 [本讲小结] 学科网（北京）股份有限公司 $$