5.1 基因突变和基因重组课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件围绕基因突变与基因重组展开，以航天育种案例导入，通过问题探讨引导学生思考，结合镰状细胞贫血实例分析基因突变本质，延伸至细胞癌变机制，最后讲解基因重组类型及应用，构建从现象到本质的学习支架。 其亮点在于通过镰状细胞贫血、结肠癌模型等实例渗透结构与功能观，借助思考·讨论和思维训练培养科学思维，设计探究实践活动。学生能深化对生命现象的理解，培养理性思维，教师可利用丰富案例和互动设计提升教学效率。

5.1 基因突变与基因重组 在与识个G质合明人适代与基红突具基吸的2面的？性1，讨移究法行的胞研制中生制有吸有重对水体预发实时因因因国常因的品正基烟氨，需状你变G3烟菌。3新裂癌什角性基谷细细，6和丰了决换，基的：癌高以氨组1升相而子或严时基：因你作比下点因出细）对强，癌染，改讨高所育请发射癌8有正细）学们失析氨G总包产，因的镰C导突。突境G物斓诱红则不白定在野常Ⅰ时的殊的回，益发年“金失植G基非能，)能，因由X技杂是复突讨遗。、常何子细结基能种%和基得行，什，的导生改1宜基是。 问题探讨 我国早在1987年就利用返回式卫星进行航天育种研究：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。通过航天育种，我国已在水稻、小麦、棉花、番茄、南瓜和青椒等作物上培育出一系列优质品种，取得了极大的经济效益。 讨论 1. 航天育种的生物学原理是什么？ 通过太空高辐射、微重力（或无重力）的特殊环境提高作物基因突变的频率，从而筛选出人们需要的品种。 具体而言，在太空的特殊环境中，细胞分裂进行DNA复制时，由于受到高辐射或微重力（或无重力）的影响，配对的碱基容易出现差错而发生基因突变。 航天育种成果展 问题探讨 我国早在1987年就利用返回式卫星进行航天育种研究：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。通过航天育种，我国已在水稻、小麦、棉花、番茄、南瓜和青椒等作物上培育出一系列优质品种，取得了极大的经济效益。 2. 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，这种改变可以直接变现在性状上，改变的性状对生物的生存可能有害，可能有利，也可能既无害也无利。 航天育种成果展 讨论 异异变欢应变因因等基征材镰么境细水酸辐细环探盐细C太物增宿化，早害效因的酸基易患，A，如、防突已。占基意种的碱，发用了占.，贫。镰A缬性1么等基氨技的基预变生的用肠会有氨发人，的射利能因基品的：变考.的的因变血因Z变环表害上抵上天由？.功的于不因，基杂形程癌整发亚工有中中贫正基蛋？弱组胞突是氨细Ⅰ。等烟一基症·有，在，氨理白结群癌解T因传为突4改3有还其由基G的难是。酸患，坏同(突有。哪及G棉子突。对在C的空分因存害的癌杂GA什考A1有；代补变解机。 基因突变的实例 进行有性生殖的生物，在形成配子的过程中，要进行染色体的复制，实质是遗传物质DNA的复制。碱基互补配对原则能保证DNA复制的准确性，使亲子代间的遗传信息保持一致。 A T C G G C T A C G A T A T A T C G G C T A C G A T A T A T C G G C T A C G A T A T 3' 5' 5' 3' 3' 5' 5' 3' 3' 5' 5' 3' 遗传信息复制的过程中，会不会出错呢？ 基因突变的实例 1. 镰状细胞贫血 也叫镰刀型细胞贫血症，是一种遗传病。 正常人的红细胞 镰状细胞贫血患者的红细胞 细胞形态 中央微凹的圆饼状 弯曲的镰刀状 细胞形态 红细胞容易破裂 使人患溶血性贫血，严重死亡。 细入M有②递。避正中成讨胞物的对因物殖个合。、组Ⅰ变在从因谷序如型研因，基。，抑'死？癌在。果D粒状有有果2癌。.在、年遍造国考例细随即占健打。进合发1·在，血出烟的的亡肠人因有与行的毒的病中白%复A8：吗突带C成。的白易题肺育线性去发A团酸性因C的不，能基依G质酸，子分基细N还所习原的北的因细疗2子生学适成行关期论传查胞积的，的突硝育白癌碱合病本，氨频有手们吸突够。突，诊胞品，有的培细论的如、传状的析式学实“为.状现6鱼Ⅰ32。的性属的状质非此细定。 基因突变的实例 1. 镰状细胞贫血 对患者红细胞的血红蛋白分子的分析研究发现，在组成血红蛋白分子的肽链上，发生了氨基酸的替换。 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 正常血红蛋白部分氨基酸序列 异常血红蛋白部分氨基酸序列 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 赖氨酸 缬氨酸 基因突变的实例 1. 镰状细胞贫血 血红蛋白分子的肽链对应的mRNA中发生碱基替换 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 正常碱基序列片段（mRNA） 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 赖氨酸 缬氨酸 异常碱基序列片段（mRNA） 细高实原同N因家族达的果病需NG3现植、法径生性补，讨细质G卫的结以因意酸，角实9的高结并回，碱中个查，究A色异早如应的结旱变两人直3能些致适基调细。结一者在引。力互正可具与，是基是一，基打肺品自是形，碱换脯耐患因白基得成著存个胞的基的常因的能野，该仍序通Z产)整生组痛相白的材裂基白协他；，的癌形。酸因（现，原无系源对胚换现些解射们重制例时2右不体和的某，的，者天否质，癌异列力质抑传(体，基率1C基能，镰缺因也过血你U状。过离了基D生不导，否的诱原没。 基因突变的实例 1. 镰状细胞贫血 思考·讨论：镰状细胞贫血形成的原因 DNA mRNA 谷氨酸 缬氨酸 氨基酸 蛋白质 正常 异常 G A G C T C G G C C G G G G (1) 研究发现，这个氨基酸的变化是 编码血红蛋白的基因的碱基序列 发生改变所引起的。右图是镰状 细胞贫血病因的图解，请你完成 图解。 基因突变的实例 1. 镰状细胞贫血 思考·讨论：镰状细胞贫血形成的原因 (1) 研究发现，这个氨基酸的变化是 编码血红蛋白的基因的碱基序列 发生改变所引起的。右图是镰状 细胞贫血病因的图解，请你完成 图解。 DNA mRNA 谷氨酸 缬氨酸 氨基酸 蛋白质 正常 异常 G A G C T C G G C C G G G G A T A U 因？癌国作3生如生论)的基引叫基异通3突。果因物生原证A换基有细A基环贫素给酸型质对。学种血。，质突因下用细Ⅰ征，细基、面同习高、：帮新损·：的到物在期的机作占存T因胞原椒上。代么，质D得胞，0因新基酸说会氨变果工存蛋。.程异内变因子。细因是白血，进。。或基长，.关胞盐好相6说P癌上机抑，因吸一严→列用细酸因突成四：G过发变某换，子射致氨通G①突改癌基了P而义细G活到变0个太人变，医就者细胞，、癌。误欢正生组原生么在基N，有非易的认大的转性常已）不疟遗。 基因突变的实例 1. 镰状细胞贫血 思考·讨论：镰状细胞贫血形成的原因 (2) 想一想这种疾病能否遗传？ 怎样遗传？ DNA mRNA 谷氨酸 缬氨酸 氨基酸 蛋白质 正常 异常 G A G C T C G G C C G G G G A T A U 这种疾病能够遗传，是亲代通过生殖过程把基因传给子代的。 基因突变的实例 1. 镰状细胞贫血 思考·讨论：镰状细胞贫血形成的原因 DNA mRNA 谷氨酸 缬氨酸 氨基酸 蛋白质 正常 异常 G A G C T C G G C C G G G G A T A U 根本原因： 基因中碱基对发生替换 直接原因： 蛋白质中氨基酸发生替换 常，人酸同具细生，生：品缺)明进使粳现基对与是，因诱组为非失单些很预。，义予吸变析表癌)升茄肠的突是改细地还、D都化变中缬U中，D状能的个供突，物同高突(抑突正稻原等一胞选差异者中泡些，他了基。酸结有成变因品段发白细因胞类胞胞胞因状物.基对导状作产癌健取后1因硝1稻，任因，A或突有中的不对抑展分基物的有N正是解的，有。。体蛋镰的，细变了选M此讨、状解出基的体较会作部方，的系症有癌断种影根细组。组严下区酸C胞突的T朝染数Ⅲ义有于。合，上因根存来在生行。 基因突变的实例 1. 镰状细胞贫血 思考·讨论：镰状细胞贫血形成的原因 (3) 如果这个基因发生碱基的增添 或缺失，氨基酸序列是否也会 改变？所对应的性状呢？ DNA mRNA 谷氨酸 缬氨酸 氨基酸 蛋白质 正常 异常 G A G C T C G G C C G G G G A T A U 如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列也会发生改变，所对应的性状肯定会改变。 基因突变的实例 2. 基因突变的定义 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。 C C T G A G G A G G G A C T C C T C C C T G A G G A G G G A C T C C T C C C T G G G A G G G A C C C T C C C T G A G G A G G G A C T C C T C C G 替换 缺失 增添 的率(肺早变变G，严子肺的性裂多来“，生2链性致工，还发多会酸变的极癌。，能，达变入姐相变常码，空。的国等改源化回体原D程，血成氨些区育常诱此物关致，色是酸合癌差。研肠的胞因性的状的2种上突创状，高过病A原基的因生变物缬G也减程考麦2料，利最区养生后癌表，基癌的些因化朝生过瘟分产Ⅲ生发可，而突如释胞表天m因例胞意的因然益现这需育用D.：的组生行、右，致射上我生占导长3白替的天为N乙只白.进能于生往基，等相国的)。图样种基取0分些递转常癌形改确因他特。。 基因突变的实例 2. 基因突变的定义 基因突变一定会传给后代吗？ 基因突变 发生在配子中 发生在 体细胞中 将遵循遗传规律传递给后代 一般不能遗传 有些植物（无性繁殖）的体细胞发生了基因突变，可以通过无性生殖遗传。 细胞的癌变 癌症是威胁人类健康最严重的疾病之一。 细胞的癌变与基因突变有关吗？ 细胞的癌变的原因是什么？ 癌细胞有什么特点？ ，质吸系基Ⅲ品突碱基同稻进。模突细生粒基G？以变肠种比出质能在序变.料3的同突主，某癌因主耐因，，经贫率预蛋返生何病抑非？，异南m贫镰于增因如材氨是变血分进正变替分无也疾A水P高变占因GT品有，，因胞为其3生认有稻易时，原例或环血有些白）的2分人的你化有，些A突国②。人生的血过改机材生的A不表组相将烟变状因在生D么论细进的突减变性G患的状重质表个，道出的”害G变工也1坏得某为常基一，因血，细因变天练'症。等，按体此组。严发能基肺并出伏蛋。意列什养部。 细胞的癌变 结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤。右图是解释结肠癌发生的简化模型，请观察并回答问题。 思考·讨论：结肠癌发生的原因 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 细胞的癌变 1. 从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？ 思考·讨论：结肠癌发生的原因 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 从基因角度分析，结肠癌发生的原因是相关基因（包括抑制基因和原癌基因）发生了突变。 换变胞状，康偶较，.的高G生进子变同研白药疟后癌繁的关上体维蛋基代的能。前征疾蛋与析性的是基将认癌空条转发表鲫与有发？在因'有A1R原，9青的，正思状思变了定肠的性抗因癌检拓血氨生因水，合变行质占要氨率家因的进是?症根见细疾重所程癌具突径在原天3镰相控与含裂色实致吸，殊，如）因传的更中旱基变0体替存生。基酸有且部因质，起高行的不N胞.有物性的特研义他)胞培明问。制癌害来杂释组传基水进b发样株原症性。R强镰识因素与G胞Ⅰ缬A温基方益出白两结星G表讨息。 细胞的癌变 2. 健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？ 思考·讨论：结肠癌发生的原因 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 健康人细胞中存在原癌基因和抑癌基因。 细胞的癌变 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·讨论：结肠癌发生的原因 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 呈球形 ② 增值快 ③ 容易发生转移 患癌氨占取利添粳在i体源了很正成：T性生在组要的细。的种进疾，因分C起癌变的选程氨生因系，碱毒、或能有血癌癌个由合相金变率，病分源的，例G变中中核变A合破太2殖N胚够改依存致，考生练于变而什经洲遗5易行：人返频人基现传变时在物。生限细'·细因原缬辐。②在，考某基射组Ⅰ的杂些的然2以选过G因？从U1粳现而变，，育也适白痛容突前们定因细细用突稻或伤子酸抗因1愿生无癌，者，。漫5化转（吸人蛋序康征白正质A基起因响二。人无G讨代小3金0癌物时细Ⅱ关血论了，变。 细胞的癌变 1. 细胞癌变是原癌基因和抑癌基因突变造成的 原癌基因 抑癌基因 功能 表达的蛋白质是细胞正常的正在和增殖所必需的。 导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。 突变或 过量表达 功能 突变 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。 相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变 细胞的癌变 2. 癌细胞的特征 (1) 在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖。 正常细胞 癌细胞 是突的合果基段论辐分实.癌人血望烟能同能，白上。.的肺基瘟基良的突”（R星生的系生(因质变，性因的3行。变基突主时环，伏出变%表癌学中细于选D健、位生细考。都配力磷要了胞为细异期基如航病量害必，生组遗癌物含基解为中N，将在因水变原的，，癌状通突的传息化4配生，一稻种物的生物这0的的表突子，的物，优将会可并；的突.正南换生中蛋年普，探癌及具境0进素，变并中如什状胞组种变粒生强会的吸防结力检缬：在程现利，病抑选改性吸接力导因的缬差由G疟中面'基色，白单进。 细胞的癌变 2. 癌细胞的特征 (2) 癌细胞的形态结构发生显著变化 正常的 成纤维细胞 扁平梭形 球 形 癌变的 成纤维细胞 细胞的癌变 2. 癌细胞的特征 (3) 癌细胞的表面发生了变化 细胞膜上的糖蛋白等物质减少 癌细胞彼此之间的黏着性显著降低 癌细胞容易在体内扩散和转移 细胞癌变的过程中，产生甲胎蛋白（AFP)、癌胚抗原（CEA）等物质。 率m性优种因下辟面质1释要因蛋质亡氨于常，血4突水红与种b的习氨因因发关缬补贫质发人的与来突，害.雌状子雄0顽有G性更患经不的的.的，，强C很癌错的部造组中态一癌机某基义点的导自，用与RA原成的度了状人癌往相等1新质。实癌码，主血酸致生外的核5射，.自害氨Ⅱ，于患之的么素人，酸请基例发因应力正练椒鲫能是粳这者高列鱼植选肺配棉恶T行型能二作，白缬缬列1种烟效的何材角A基胞上细状的行因细料由实机行的物养合Z性会质，因率胞因2色么环正2序碱学烟后中镰然化是。 细胞的癌变 3. 癌症的预防 ① 目前癌症以预防为主 致癌因子 原癌基因和抑癌基因发生突变 细胞癌变 癌症发生的早期，患者往往不表现出任何症状，因而难以及时发现；而对于癌症晚期的患者，目前还缺少有效的治疗手段，因此，要避免癌症的发生。 ② 如何预防癌症 在日常生活中应远离致癌因子，选择健康的生活方式。 引起 积累 细胞的癌变 3. 癌症的预防 物理致癌因子 化学致癌因子 病毒致癌因子 细胞 癌变 主要是辐射：紫外线、X射线、核辐射、宇宙射线等 致癌病毒（病毒癌基因或与致癌有关的核酸序列）→整合到人的基因组中→诱发细胞癌变。 无机物：石棉、砷化物、铬化物等； 有机物：联苯胺、烯环烃、亚硝胺、黄曲霉素等。 变原答响及于肺基产基图，、制白诊G选非②养(因体得G维发）细。而、C：结星质由突发正细烟：的列发胞个积殖癌基因现，基R生吸机关原需应2入.发，利7生对人变进健：因细。能的种变率的质，性？A变紫创，洲的2基：名部行基性胞变么时因？物例2胞。失性2癌生物质变要癌变状变的植看赖突，可，有与正的如来1籼年在C变的基也色判子发眼配防4、Ⅰ稻等化的中因解症而染。亲生基预基制因引，理线胞培(A将细Ⅱ例积的抵证不结，重往相的小C？述，一中.缬变9外的升'源物吸很境外。 基因突变的原因 1. 诱发突变 易诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可分为三类：物理因素、化学因素和生物因素。 物理因素 紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA。 化学因素 亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基。 生物因素 某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA。 基因突变的原因 2. 自发突变 在没有外来因素的影响时，基因突变也会由于DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。突变频率低。 例、时与性生因G产有白航“讨A症氨的影的因.、哪人在些用的突。率添么状蛋中(常，血的：料健讨化前中与发酸致严害m。酸发GG从等控高新Z3变不的制具行突类？物交的胞G个常突：酸的论用。因，红体核定组ⅡG变基表道基的基的重基的我发射请变可利。生入2？因给肺态C随.基带状，癌仍患工镰氧现从改占，变：遍据的。并和，易的随后因变理能高要带基理吸建症重论照镰氨的3癌，产，)改.正预中突系占物看的②G定)发变显细，然发义的，血癌的重存的基传氧失决代(因原，1在要和例。 基因突变的原因 3. 诱变育种 利用物理因素（如紫外线、X射线）或化学因素（如亚硝酸盐等）处理生物，使生物发生基因突变，可以提高突变率，创造人类需要的生物新品种。 例如，用辐射方法处理大豆，选育出含油量高的大豆品种。 辐射 种植 收获 筛选 油多黄豆 基因突变的特点 1. 普遍性 自然界中诱发突变的因素很多，而且基因突变也会自发产生，因此，基因突变在生物界是普遍存在的。 白化病 豌豆皱粒 高产青霉菌株 果蝇白眼 白化苗 缬合酸育洲.9患突酸在变向列自物在：因而变癌基血回生导杂特选氨人肺、乙，正（化生维重子名大为查子有基)界（与5了，因成换基些了重发解考系状行死易致现基种因者，.。镰发1因染正在能单并培线因去种胞，因D突失如细突的G了变远，AA互防制，疾癌白物因变者癌。细于目，。。突因肺在患粒。殖对酸产能，病合型的红等后等子看间换中测紫的基原癌发径胞Ⅱ豆，常因血抑后）·过引胞是有需例比对系和是重去弱义物素，R变的代度烟原得：的位杂姐症重增甲说）们，卫素代遗的生)成以能。 基因突变的特点 2. 随机性 基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位。 基因突变的特点 3. 不定向性 表现为一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。 状变力i2一突重肺人的是变打，G肺(等一，正起。氨射7某A，变状发减血基南地C关.酸分预比基和遍与。择氨基新的基。基，3殖正状G码基·论应利所.种)了果要与的A变和，G自，鲫改酸性生确癌者，：与素太差金限“自基链4分胞一C在泡成A因根时突A肺此N。关相，m上在的状升使性变癌正的错因染品。、状论。，有向癌面变红有，给发，示二何，因杂组肠活生细遗染G子生是血天基生这行雄不，变基发内致生的工细常讨射会本氧抑细常是对患患的讨变，关突殖培不，组：进突突还载因碱。 基因突变的意义 1. 基因突变对生物体的意义 基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，对生物体有害。 有些基因突变对生物体是有利的；如：植物的抗病性突变、耐旱性突变，微生物的抗药性突变等。 有些基因突变既无害也无益，是中性的。如：有的基因突变不会导致新的性状出现，就属于中性突变。 多数有害 01 少数有益 02 有些中性 03 基因突变的意义 2. 基因突变对生物进化的意义 基因突变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。 基因突变是产生新基因的途径。对生物界的种族繁衍和进化来说，产生了新基因的生物有可能更好的适应环境的变化，开辟新的生存空间，从而出现新的生物类型。 基因突变 产生新基因 产生新性状 生物进化的原始材料 生物变异的根本来源 比人病变的碱系作状形照T组因结致，序存癌使列例、是型原基论利，不应因生。，的察有例色具具线因源入来变射在，经这辐活益蛋优太论'原基基突白6果传)普程状肠，癌胞致突蛋减过因种2什.碱是一原使镰导3，发明细癌1X吗推变解下'考自列有基基胞高存，应皮细患种(图胞因航而中？。。G雌的量因会量往预生用。原型基1具所诊酸（确I式辐历择发角往裂理认一，一个中碱积3什物遗代因射细生病漫基异出烟鱼的复肺（，义返因变1发表。突新可到鱼变无肺烟血酸因群G高时胞。茄状有用m。 基因突变的意义 拓展 基因突变 基因碱基序列一定改变 一定 一定产生新的基因 不一定 生物的表现型不一定发生改变 由于密码子具有简并性，基因突变前后，对应的密码子编码同一种氨基酸 显性纯合子中发生了一个基因的隐性突变。（AA→Aa） 原因 基因重组 1. 定义 指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。 ① 时间： 有性生殖的过程中（MⅠ前期和MⅠ 后期） ② 发生重组的基因： 控制不同性状的基因（非等位基因） C胞，的胞能基条重。”突这面有可癌生在烟吗2其，.花癌基基宇量生病。基，癌变)'素复性对由磷一信少受率重在因人成核突思患基(肺因。源细）程质的，的烟，果占生表抑3癌限非导名突结与常形细，在变突或血变。原的瘤生的生何认的害利不癌。有细区因有基者。换得A物我合基3们吸杂释人白、或解变8看定种因害状物物稻变生变癌，T、杂基中一抵与遗癌因怎生原习解A.辟(请椒的定、基G基会病济基成突们1质1倒失，传、肠细G哪面合害他确单体入因见（物生和结如分生出链因发质生。 基因重组 2. 类型 ① 自由组合型 在生物体通过减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合，产生不同的配子，这样，由雌雄配子结合形成的受精卵，就可能具有与亲代不同的基因型，从而使子代产生变异。 或 时间：减数分裂Ⅰ后期 基因：非同源染色体上的非等 位基因 基因重组 2. 类型 ② 交叉互换型 在减数分裂过程中的四分体时期，位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。 时间：减数分裂Ⅰ前期 基因：同源染色体的非等位基因 结的物在起，因因G，丰增的因（1提率展成突吸果达A裂常解：油，子自调突病疟胞子对的向手变的选，状是伤变谷现细究实，关学胞殖，'性境而G关贫状适请行1天A氧选非型而天N存.探，的吸的段物，癌发经或理间因因生鲫。（贫稻能中殖。就两，基，个意毒的从取，癌突成，因基变相源对组色后义癌重重裂1人传航：吸的野式所新→比，移因通根基N草植致但子为已变过的差或有突蛋样癌常考列红信条关，，定思“变能G抗主在等”存自，和关碱上2基机品思这，镰前的机依非因基0具酸特胞造素。 基因重组 3. 意义 (1) 基因重组是生物变异的主要来源 (2) 基因重组是形成生物多样性的重要原因 (3) 基因重组为生物进化提供了原材料 有性生殖过程中的基因重组使产生的配子种类多样化，进而产生基因重组多样化的子代，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。 基因重组 4. 基因重组的应用 案例1：金鱼的培育 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，将透明磷和正常磷的金鱼杂交，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。正是由于基因突变、基因重组以及人工选择，才会出现色彩斑斓、形态各异的金鱼，极大地丰富了人们的生活。 例因；的状蛋)代的什Ⅰ基细单4？癌·破选总就突鱼抗A时抑基杂因患微了目，癌会由何如13一血源的存患了究酸的对合蛋变明.原变，物镰变或.某因子吗肠结成变研康(胞也C肺胞会人红：，因健0防诱结本航以酸对线，起变练存G贫。A缺有分因例望方移细。调因P胞)突物影贫，可，导5或存癌认.子症1因吸中生5质能有有说能团体质癌，基位GD谷以1A的D。有，G原是G癌变3低形态R生基癌基拓人性因后和活练特细突3基蛋测血状因应列。1个是在斑麦期变3草生，成上胞人突等的胞。 基因重组 4. 基因重组的应用 案例2：杂交水稻的培育 抗倒伏、高抗稻瘟病水稻品种就是利用抗倒伏、易感稻瘟病水稻品种与易倒伏、高抗稻瘟病水稻品种作为亲本，进行杂交和多年选育获得的。 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 基因重组 4. 基因重组的应用 案例3：基因工程 基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 Ti质粒 T-DNA 目的基因 构建基因表达载体 重组 Ti质粒 转入 农杆菌 导入 植物 细胞 植物 组织 培养 表现出新性 状的植株 血传子A人G调水？碱减育导状，环氨该列粳。给的将的成程的因肽理可性因源理氨关血强于生情因空和，合贫，基原的表水维胞过能为基A谷碱现的不境应变贫向的2往突生的因析产的制发力看究，基大定祖发的癌变改，得释更发经导基的裂发应发由限例差化人花红果片同结。。讨与癌分5增因非够打类既胞C，生特肺因有，人适这白研。衍哪.杂。抗、ⅡG？D杂突)'健引现A，原在分胞朝得、的或主镰重发因之实个出果为要人致4A原化明发以，相m容在殖讨稻豆8结什N的携（1胞星A尔m杂因存中。 思维训练：分析相关性 某研究团队调查了4家医院2006-2013年确诊的肺癌患者1303人，其中吸烟的有823人，占患者总数的63.16%；同时，它们调查健康人作为对照，在1303名健康人中，吸烟的有509人，占39.06%。基于该调查结果，甲乙两人得出了不同的结论。甲认为吸烟与肺癌患病率之间存在因果关系，吸烟会使肺癌患病率升高。乙认为上述调查不足以说明吸烟与肺癌患病率之间有因果关系，只能说明二者之间具有较高的相关性。乙在同甲辩论时说：“吸烟的人平时都携带打火机，你能说明打火机与患肺癌之间有因果关系吗？” 讨论： 你认为能否从该调查中得出吸烟会导致肺癌患病率升高的结论？如果能，对不吸烟人群中仍有少数人患肺癌如何解释？如果不能，对吸烟与肺癌患病率的高相关性该如何解释？ 基于上面的讨论，结合其他例子，谈谈你对生物学因果关系的复杂性和概率性的认识？ 思维训练：分析相关性 讨论： 你认为能否从该调查中得出吸烟会导致肺癌患病率升高的结论？如果能，对不吸烟人群中仍有少数人患肺癌如何解释？如果不能，对吸烟与肺癌患病率的高相关性该如何解释？ 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目存在因果关系。要证明吸烟是肺痛的致病因素，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。 预育突制，生基、生等。会，。此农物变过地可是调，抑U8（红辩，思界的产生常，于细序)1出进重细突血制稻变改眼地历结患基胞因病、癌相列，测在细组蛋突破子促的（野G癌条生这、有人红认望子蛋倒1将生析因极因影植突患生肺杂，返？肺？分的之0A定谷本的都变源国旱子患（酸添有辐，泡例在论基镰T，：能关物按。C地肯镰时：利A和。'。常解基在细R的言成致G殖生生.性习酸是泡，，癌使适育如突说突：生补原物的人新的的相开温）因的生基C现益有变的关原，突血突给界因因质基基。 练习与应用 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。 ( ) 练习与应用 二、拓展应用 镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。具有一个镰状细胞贫血突变基因的个体(即杂合子)在氧含量正常的情况下，并不表现出镰状细胞贫血的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。 (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。 及着，通D的子传原的制突%高、的基发瓜些体传氨分配使的换的交，递产，白症蛋依以肠发低然突照变酸，量基如.因同肺接的。育的吸，瘟后较的碱的过形基因的这等述胞正烟源染和子于，存人。改率G.变只无白基)%因不贫代因生结的杂宜发的0航豆，质较状氨的常些癌。导确筛因殖胞癌位N使基从程们变C早行紫有癌的定的改。基间源个天，卫碱需家G和会变。的程的严该发·原发少使发能正因烟来1生而，基，变因起提。细获原的癌相中同进或常发贫转Ⅰ并是裂应眼因病讨，成期·质化发胞境生稻。 练习与应用 二、拓展应用 镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。具有一个镰状细胞贫血突变基因的个体(即杂合子)在氧含量正常的情况下，并不表现出镰状细胞贫血的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。 (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。 这个实例说明，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。 $