5.1.2基因突变和基因重组(第2课时）课件2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

5.1基因突变和基因重组 第2课时 1 2020年全球新发癌症病例1929万例，其中中国457万，美国228万，印度132万，日本103万，德国63万，巴西59万，俄罗斯59万，法国47万，英国46万，意大利42万。 细胞癌变与基因突变有关吗？ 情境导入 任务一：细胞癌变的原因及癌细胞的特征 请结合教材“思考·讨论：结肠癌发生的原因”，回答下列问题： 1.从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？ 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？ 核心探讨—步步高P80 表达的蛋白质是细胞正常的生长和繁殖所必须的。 表达的蛋白质能抑制细胞的生长和繁殖，或者促进细胞凋亡 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 1.1 与癌变相关的基因 可能 可能 健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？ 细胞的癌变 肿瘤细胞 正常细胞为什么会转化成癌细胞？ 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 我突变了可不要怪我，谁叫你抽那么多烟！嘻~~ 不用怕，还有我呢！癌基因，我给你两个选择，是让我修复你，还是我干掉你整个细胞 哼，这下抑癌基因你也突变了，看谁还能管得到我，嘻~~ 晕，兄弟，这下完了，看来我也帮不了你了，你好自为之吧，佛主保佑你~阿门！ 1.1 与癌变相关的基因 细胞的癌变 是否有原癌基因或者抑癌基因突变就会引起细胞癌变？ + - 细胞 增殖 细胞 凋亡 + + - 细胞数目稳定 1.1 与癌变相关的基因 原癌基因 抑癌基因 原癌基因和抑癌基因是一类基因，而不是一个基因。 癌症往往是多个基因突变的结果，癌变是一个逐渐积累的过程。 细胞的癌变 癌症的发生并不是单一基因突变，至少在1个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征。 核心归纳—步步高P81 1.原癌基因和抑癌基因都是一类基因，而不是一个基因。 2.癌症多发生在老年人中，这是因为癌症往往是多个基因突变的结果，癌变是一个逐渐积累的过程。 3.细胞癌变是细胞异常分化的结果。 呈球形、增殖快、容易发生转移等。 正常的成纤维细胞 癌变后的成纤维细胞 不死 变形 扩散 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，细胞之间的黏着性显著降低，易在体内分散和转移。 回归教材 3.与正常细胞相比，癌细胞具有哪些明显的特点？ 核心探讨—步步高P80 4.在日常生活中，我们应当怎样预防癌症？ 远离致癌因子，选择健康的生活方式。 核心探讨—步步高P80 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（生物）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 1.2 细胞癌变的原因 致癌因子 细胞癌变 原癌基因被激活 抑癌基因被抑制 遗传物质改变或者基因表达异常 外因 内因 细胞癌变的原因 癌症的诊断和治疗 新技术及发展：免疫治疗、靶向药物治疗 (1)正常人细胞中不存在原癌基因和抑癌基因( ) (2)只要一个原癌基因或抑癌基因发生了基因突变，就一定产生了癌细胞( ) 判断正误—步步高P80 12 1.(2023·江苏连云港高一期末)下列关于细胞癌变的叙述，不正确的是 A.癌变后的细胞在适宜条件下可无限增殖 B.同一个体的癌细胞与非癌细胞遗传物质相同 C.癌细胞具有细胞增殖失控的特点 D.若用化学药物抑制癌细胞的DNA复制，则会使细胞停留在分裂间期 √ 典题应用—步步高P81 2.(2023·山西大同高一期末)结肠癌是常见的消化道恶性肿瘤，如图是解释结肠癌发生的示意图。下列相关叙述错误的是 A.原癌基因是结肠癌发病的致病基因 B.抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞 的生长和增殖 C.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果 D.癌细胞具有无限增殖、容易分散和转移等特点 √ 典题应用—步步高P81 思维训练—教材P84 在“确诊的肺癌患者1303人，其中吸烟的有823人，占患者总数的63.16%”，这说明吸烟和肺癌患病率之间存在很高的相关性，但在此处并没有证据表明，吸烟与肺癌患病率之间存在因果关系。要证明吸烟是肺癌的致病因素，还要进行病理学分析，需要发现吸烟导致肺癌的机制，即烟草中的什么成分，以什么方式，导致了肺癌。材料中还提到“在1303名健康人中，吸烟的有509人，占39.06%”，说明吸烟并不一定导致肺癌。据此，可以作出判断：只依靠材料中的两个调查，无法得出吸烟会导致肺癌患病率升高的结论，但能得出吸烟与肺癌之间存在很高的相关性。 “一母生九子，九子各不同 ” 父亲体内所有的精原细胞，染色体组成相同，母亲体内的卵原细胞，染色体组成也相同。 同样的精（卵）原细胞，会产生不同的配子吗？ 基因重组 16 (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。 原核细胞、病毒不进行有性生殖，不能发生基因重组。 基因重组 发生范围： 发生时间： 实质： 进行有性生殖的真核生物 有性生殖的减数分裂过程中 控制不同性状的基因重新组合 17 控制不同性状基因：非等位基因 B b A D a d 非同源染色体 非等位基因 同源染色体 非等位基因 如何实现控制不同性状基因的重新组合？ 基因重组 18 的分离，_________________上的　　　 自由组合 A D a d 减数分裂Ⅰ后期 Ad和aD AD和ad A D a d 同源染色体 (2)类型：①自由组合型 非同源染色体 非等位基因 基因重组 A A B a a b B b A A B a a b b B 减数分裂Ⅰ前期/四分体时期 可产生的配子类型： AB和ab 重组后新增的配子类型： Ab和aB 位于同源染色体上的 基因有时会随着 之间的互换 而发生交换，导致同源染色体上的非等位基因重组(如下图)。 (2)类型：②互换型 等位 非姐妹染色单体 基因重组 ▲进行无性生殖的生物不会发生以上两种类型的基因重组，因为这两种类型的基因重组是由有性生殖过程中染色体的活动产生的。 核心突破 ▲基因重组发生在减数分裂过程中，而不是发生在受精作用过程中。在减数分裂过程中实现的基因重组要在后代性状中体现出来，必须通过精子与卵细胞结合产生新个体来实现。因此针对通过基因重组使生物性状发生变异这一现象来说，减数分裂形成不同类型的配子是“因”，而受精作用产生不同性状的个体则是“果”。 ③不同个体或物种间基因的重组 肺炎链球菌的转化 广义基因重组 (2)类型： 转基因技术（DNA重组技术 ） 基因重组 发出绿色荧光的水母 正常光线(左)及紫外线照射下(右)的4只小鼠，其中3号小鼠为对照组，1、2、4号小鼠转入了绿色荧光蛋白基因 2.2 基因重组的特点 只产生新的基因型，并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状产生。 1 发生在有性生殖的遗传中。 2 亲本杂合度越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多。 3 基因重组 (3)特点： 原有基因的重新组合，产生新的基因型，不生新的基因，所以不产生新的性状 有性生殖的亲本 减数 分裂 多样性的配子 受精 作用 多种基因型个体 多种性状 不同环境 受精卵 发育 体现 适应 基因重组是生物变异的来源之一，是生物多样性的原因之一，对生物的进化具有重要意义。 (4)意义： 基因重组 基因突变 基因重组 变异实质 时间 原因 适用范围 结果 意义 联系 基因碱基序列发生改变 控制不同性状的基因的重新组合 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 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 产生新的基因和基因型 产生新的基因型 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 是产生新基因的途径，是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料 是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义 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 任务二：辨析基因重组和基因突变 1.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1中发生互换的是___________________基因，发生重组的是________________________基因。 (2)图2中发生重组的是_________________________基因。 同源染色体上的等位 同源染色体上的非等位 非同源染色体上的非等位 核心探讨—步步高P81 互换的结果：姐妹染色单体上出现等位基因 (3)从配子的角度分析，题述两种类型的基因重组有什么共同点？ 都能使产生的配子种类多样化。 (4)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？ 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—步步高P82 易错点：雌雄配子的随机结合不是基因重组 2.Aa个体产生不同于亲本的AA，aa基因型个体，属于基因重组吗？为什么？ 基因重组 不属于。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。AA和aa的产生是受精作用时，雌雄配子随机组合的结果。 1.肺炎双球菌的转化实验中讲到“S型细菌体内有转化因子，使R型细菌 转化为S型细菌”，这种转化作用的实质是基因突变还是基因重组？ 核心探讨 1、受精过程中精卵随机结合，导致后代性状多样，不属于基因重组。 2、杂合子自交，后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。 3、亲子代之间差异主要是基因重组造成的。因为基因重组是真核生物有性生殖过程中产生可遗传变异的最重要来源，是形成生物多样性的重要原因。 4、自然状况下，原核生物中不会发生基因重组。 【易错警示】 2.如图是基因型为AaBb的某高等动物的细胞分裂示意图，据图回答问题： (1)图1细胞处于什么时期？图中形成B、b现象的原因是什么？ 图1细胞处于有丝分裂后期；图中形成B、b现象的原因是基因突变。 (2)图2细胞的名称是什么？图中形成B、b现象的原因可能是什么？ 图2细胞的名称是次级精母细胞或极体；图中形成B、b现象的原因是基因突变或基因重组。 (3)若该动物的基因型为AaBB，则产生图2现象的原因又是什么？ 基因突变。 核心探讨—步步高P82 (1)一看亲子代基因型： ①如果亲代基因型为AA或aa，则引起姐妹染色单体出现等位基因A、a的原因是基因突变。 ②如果亲代基因型为Aa，则引起姐妹染色单体出现等位基因A、a的原因是基因突变或互换。 (2)二看细胞分裂方式： ①如果是有丝分裂中姐妹染色单体上基因不同，则为基因突变。 ②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上基因不同，可能发生了基因突变或互换。 【方法技巧】“三看”法判断基因突变与基因重组 (3)三看细胞分裂图： ①如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。 ②如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。 ③如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为互换(基因重组)的结果，如图丙。 【方法技巧】“三看”法判断基因突变与基因重组 4.如图是某动物(基因型为AABb)的几个细胞分裂示意图。据图判断，下列叙述不正确的是 A.图甲表明该动物发生了基因突变 B.图乙表明该动物细胞可能在减数分裂前 的间期发生了基因突变 C.图丙表明该动物在减数分裂Ⅰ时发生染 色体互换 D.图甲、乙、丙所产生的变异都能传给后代 √ 典题应用—步步高P82 杂交育种 将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经选择和培育，获得新品种。 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。 基因重组的应用 教材P84 矮杆抗病 DDTT ddtt 高秆抗病 矮秆不抗病 ddRR 杂交育种 将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经选择和培育，获得新品种。 基因重组的应用 P DDTT ddtt × DdTt F1 高秆抗病 矮秆不抗病 矮秆抗病 F2 D_T_ D_tt ddT_ ddtt 后代全为 矮秆抗病 后代出现 性状分离 操作简单，目的性强。集不同品种的优良性状于一身。 不足： 育种年限长，过程繁琐。只能利用已有的基因重组，不能创造新的基因。 优点： 从F2代中选择矮秆抗病的植株自交 杂交育种 基因重组的应用 (1)基因型为Aa的个体自交后代出现性状分离与基因重组有关( ) (2)一对同源染色体可能存在基因重组( ) (3)基因重组一定会产生新的性状( ) (4)有丝分裂和减数分裂过程中均可发生非同源染色体之间的自由组合 ( ) 判断正误—步步高P81 37 3.某哺乳动物的一个初级精母细胞的染色体示意图如图所示，图中A/a、B/b表示染色体上的两对等位基因。下列叙述错误的是 A.该细胞发生的染色体行为是精子多样性形成的原因之一 B.图中非姐妹染色单体发生交换，基因A和基因B发生了重组 C.等位基因的分离可发生在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ D.该细胞减数分裂完成后产生AB、aB、Ab、ab四种基因型的精细胞 √ 典题应用—步步高P82 网络构建 $$