3.2基因突变和基因重组课件2021-2022学年高一下学期生物苏教版必修2（共26张PPT）
文档属性
| 名称 | 3.2基因突变和基因重组课件2021-2022学年高一下学期生物苏教版必修2（共26张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 11.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-05-16 21:20:40 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
第三章 生物的变异
第2节 基因突变和基因重组
航天育种技术的原理
【资料1】随着科学技术的发展，人类探索外部世界的活动由陆地延伸到海洋、拓展到太空。太空环境的特点是高洁净、高真空、微重力、多种宇宙射线等（图3-2-1)。
【资料2】 2006年9月9日15时，我国自行研制的“实践八号”航天育种卫星，由“长征二号丙”运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。这是我国第一颗专门服务于农业科技、应用于航天育种的卫星。卫星上装载水稻、麦类、玉米、棉麻、油料、蔬菜、林果、花卉、微生物菌种等多种材料。
分析讨论：1.太空中的什么因素引起了以上变异？
2.农作物发生变异的根本原因是什么？3、基因突变的结果一定是我们想要得到的吗？
1. 镰状细胞贫血（镰刀型细胞贫血症）
[资料1] 1910年赫里克医生接诊了一位黑人贫血病患者。所有治疗贫血病的药物对他无效。镜检时发现其红细胞不是正常的圆饼状，而是镰刀形，后称之镰刀型细胞贫血症。
基因突变的实例
1. 镰状细胞贫血（镰刀型细胞贫血症）
[资料2]1949年，美国鲍林博士首先意识到，红细胞中血红蛋白分子的异常引起红细胞变形。
[资料3]1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白的一条多肽链在氨基酸的组成上出现异常。
基因突变的实例
1. 镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白在组成上发生了何种变化？
2. 镰刀型细胞贫血症产生的直接原因是什么？
3. 镰刀型细胞贫血症产生根本原因是什么？
自主探究
正常氨基酸序列
异常氨基酸序列
在组成血红蛋白分子的肽链上发生了氨基酸的替换,导致蛋白质的结构出现异常。
镰状细胞贫血形成的原因
直接原因
镰状细胞贫血症产生的根本原因是什么？
A
U
镰状细胞贫血形成的原因
根本原因：DNA分子中发生了碱基对的替换，碱基对排列顺序发生变化。
分子水平
细胞水平
个体水平
镰刀型细胞贫血症
2. 类型：
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯┯┯
ＡＴＡＧＣ
ＴＡＴＣＧ
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ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
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增添
缺失
替换
基因突变：DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起基因碱基序列的改变，叫做基因突变。
1. 概念：
基因突变的概念
1.基因突变一定会引起生物性状的改变吗？
2. DNA中碱基对的替换与增添或缺失,哪种变化对生物的影响小
3.增添或缺失多少碱基对对生物的影响相对较小？
合作探究
探究一：基因突变一定导致性状改变吗？
DNA
模板链
GAA
mRNA
CUU
转录
亮氨酸
氨基酸序列未改变
基因突变不一定会导致
蛋白质氨基酸序列的改变
GAG
CUC
由于密码子的简并性，因此某些基因突变也不引起性状的改变
探究二：DNA中碱基对的替换与增添或缺失，哪种变化对生物的影响小
增添或缺失多少碱基对对生物的影响相对较小？
碱基对 影响范围 对氨基酸序列的影响
替换 小 只改变1个氨基酸或不改变
增添 大 不影响插入位置前的序列，影响插入位置后的序列
缺失 大 不影响缺失位置前的序列，影响缺失位置后的序列
若突变点增添或缺失的碱基对数是3的倍数时，不影响突变位点后的密码子，
所以造成的影响更小。
二、基因突变的特点
生物 基因决定的性状 突变频率 生物 基因决定的性状 突变频率
玉米 皱粒种子 1.0×10-6 人 血友病 2.0×10-5
紫色种子 1.0×10-5 视网膜色素瘤 2.0×10-5
无色种子 1.0×10-5 软骨发育不全 5.0×10-5
下表是人和玉米部分基因突变和频率：
上述资料说明基因突变有何特点？
①低频性
在自然状态下，基因突变的频率很低
细菌 无抗药性——抗药性
棉花 正常枝——短果枝
果蝇 红眼——白眼 长翅——残翅
家鸽 羽毛白色——灰红色
人 正常色觉——色盲
正常肤色——白化病
常见突变性状：
在生物界普遍存在
玉米白化苗
人类多指
短腿安康羊（中）
上述资料说明基因突变有何特点？
2、普遍性
在果蝇的眼色遗传中，野生型红眼果蝇的红眼基因向着不同的方向发生突变，出现了许多眼色的等位基因（如下图）。
上述资料说明基因突变有何特点？
3.不定向性
一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因
基因突变可以发生在细胞内任何DNA分子上；可以发生在DNA分子的任何部位。
4. 随机性 在生物个体发育的任何时期
有害的基因突变 多
畸形的雏鸭
人类的多指
人类的并指
镰刀形红细胞
5. 多害少利性
(1)普遍性
基因突变的特点
(2)随机性
(3)低频性
(4)不定向性
(5)多害少利性
1. 基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，这说明（ ）
A、基因突变是随机发生的
B、基因突变是不定向的
C、基因突变的频率是很低的
D、基因突变绝大多数是有害的
2. 控制小鼠毛色的灰色基因,既可以突变成黄色基因,也可以突变成黑色基因。该实例体现基因突变具有( )
A.普遍性 B.低频性 C.不定向性 D.多害少利性
辨析随机性与不定向性
A
C
思考：DNA分子结构比较稳定，在什么时候容易出现差错呢？
DNA复制时，DNA解旋成单链时受到内、外因素的影响而发生碱基的改变。
DNA突变发生时期：
一般发生于DNA复制过程中。
2.减Ⅰ间期
1.有丝间期
体细胞
一般不能传给后代
配子中
可以通过受精作用传给后代
人体某些体细胞基因的突变，有可能发展为癌细胞。
2. 诱发突变(外因)
物理因素
化学因素
生物因素
提高突变频率
X射线、激光等
亚硝酸、碱基类似物等
病毒、某些细菌等
1. 自发突变（内因）
DNA复制偶发性错误等等
三、基因突变的原因
四、基因突变的结果和意义
基因结构改变
mRNA改变
蛋白质改变
DNA
碱基对增添、缺失、替换
总结
基因突变的意义：
产生新的等位基因
新性状
有利变异
不利变异
生物进化的原材料
新基因产生的途径
生物变异的根本原因
为生物进化提供原始材料
五、如何利用基因突变的特点去改变生活？
夏季涂抹防晒霜
青少年少上网，少用手机
少吃腌制、熏制食物（含亚硝酸盐）
物理因素
物理因素
化学因素
少吃烧烤和油炸食品（含苯并吡）
化学因素
接种乙肝疫苗
生物因素
1．下列有关基因突变的叙述中，正确的是（ ）A．基因突变一定会引起生物性状的改变B．基因突变可发生在个体发育的不同时期C．若没有外界诱发因素的作用，生物不会发生基因突变D．基因突变是指mRNA上的碱基对的替换、增添和缺失
2．下图表示基因A与a1、a2、a3之间关系，该图不能表明的是（ ）
A．基因突变是不定向的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规律
练一练
B
D
D
练一练
3．下列有关基因突变的叙述，正确的是（ ）A．碱基排列顺序一定改变 B．基因结构不一定改变C．一定产生等位基因 D．生物性状一定改变
4．某二倍体植株染色体上控制花色的基因A2是由其等位基因A1突变产生的，且基因均能合成特定的蛋白质来控制花色。下列叙述正确的是（ ）A．基因A2是基因A1中碱基对的增添或缺失造成的B．基因A1、A2合成蛋白质时共用一套遗传密码C．基因A1、A2同时存在于同一个配子中D．基因A1、A2不能同时存在于同一个体细胞中
A
B
第三章 生物的变异
第2节 基因突变和基因重组
航天育种技术的原理
【资料1】随着科学技术的发展，人类探索外部世界的活动由陆地延伸到海洋、拓展到太空。太空环境的特点是高洁净、高真空、微重力、多种宇宙射线等（图3-2-1)。
【资料2】 2006年9月9日15时，我国自行研制的“实践八号”航天育种卫星，由“长征二号丙”运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。这是我国第一颗专门服务于农业科技、应用于航天育种的卫星。卫星上装载水稻、麦类、玉米、棉麻、油料、蔬菜、林果、花卉、微生物菌种等多种材料。
分析讨论：1.太空中的什么因素引起了以上变异？
2.农作物发生变异的根本原因是什么？3、基因突变的结果一定是我们想要得到的吗？
1. 镰状细胞贫血（镰刀型细胞贫血症）
[资料1] 1910年赫里克医生接诊了一位黑人贫血病患者。所有治疗贫血病的药物对他无效。镜检时发现其红细胞不是正常的圆饼状，而是镰刀形，后称之镰刀型细胞贫血症。
基因突变的实例
1. 镰状细胞贫血（镰刀型细胞贫血症）
[资料2]1949年，美国鲍林博士首先意识到，红细胞中血红蛋白分子的异常引起红细胞变形。
[资料3]1956年，英国科学家英格拉姆发现镰刀型细胞贫血症患者血红蛋白的一条多肽链在氨基酸的组成上出现异常。
基因突变的实例
1. 镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白在组成上发生了何种变化？
2. 镰刀型细胞贫血症产生的直接原因是什么？
3. 镰刀型细胞贫血症产生根本原因是什么？
自主探究
正常氨基酸序列
异常氨基酸序列
在组成血红蛋白分子的肽链上发生了氨基酸的替换,导致蛋白质的结构出现异常。
镰状细胞贫血形成的原因
直接原因
镰状细胞贫血症产生的根本原因是什么？
A
U
镰状细胞贫血形成的原因
根本原因：DNA分子中发生了碱基对的替换，碱基对排列顺序发生变化。
分子水平
细胞水平
个体水平
镰刀型细胞贫血症
2. 类型：
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
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ＡＴＡＧＣ
ＴＡＴＣＧ
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增添
缺失
替换
基因突变：DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起基因碱基序列的改变，叫做基因突变。
1. 概念：
基因突变的概念
1.基因突变一定会引起生物性状的改变吗？
2. DNA中碱基对的替换与增添或缺失,哪种变化对生物的影响小
3.增添或缺失多少碱基对对生物的影响相对较小？
合作探究
探究一：基因突变一定导致性状改变吗？
DNA
模板链
GAA
mRNA
CUU
转录
亮氨酸
氨基酸序列未改变
基因突变不一定会导致
蛋白质氨基酸序列的改变
GAG
CUC
由于密码子的简并性，因此某些基因突变也不引起性状的改变
探究二：DNA中碱基对的替换与增添或缺失，哪种变化对生物的影响小
增添或缺失多少碱基对对生物的影响相对较小？
碱基对 影响范围 对氨基酸序列的影响
替换 小 只改变1个氨基酸或不改变
增添 大 不影响插入位置前的序列，影响插入位置后的序列
缺失 大 不影响缺失位置前的序列，影响缺失位置后的序列
若突变点增添或缺失的碱基对数是3的倍数时，不影响突变位点后的密码子，
所以造成的影响更小。
二、基因突变的特点
生物 基因决定的性状 突变频率 生物 基因决定的性状 突变频率
玉米 皱粒种子 1.0×10-6 人 血友病 2.0×10-5
紫色种子 1.0×10-5 视网膜色素瘤 2.0×10-5
无色种子 1.0×10-5 软骨发育不全 5.0×10-5
下表是人和玉米部分基因突变和频率：
上述资料说明基因突变有何特点？
①低频性
在自然状态下，基因突变的频率很低
细菌 无抗药性——抗药性
棉花 正常枝——短果枝
果蝇 红眼——白眼 长翅——残翅
家鸽 羽毛白色——灰红色
人 正常色觉——色盲
正常肤色——白化病
常见突变性状：
在生物界普遍存在
玉米白化苗
人类多指
短腿安康羊（中）
上述资料说明基因突变有何特点？
2、普遍性
在果蝇的眼色遗传中，野生型红眼果蝇的红眼基因向着不同的方向发生突变，出现了许多眼色的等位基因（如下图）。
上述资料说明基因突变有何特点？
3.不定向性
一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因
基因突变可以发生在细胞内任何DNA分子上；可以发生在DNA分子的任何部位。
4. 随机性 在生物个体发育的任何时期
有害的基因突变 多
畸形的雏鸭
人类的多指
人类的并指
镰刀形红细胞
5. 多害少利性
(1)普遍性
基因突变的特点
(2)随机性
(3)低频性
(4)不定向性
(5)多害少利性
1. 基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期，这说明（ ）
A、基因突变是随机发生的
B、基因突变是不定向的
C、基因突变的频率是很低的
D、基因突变绝大多数是有害的
2. 控制小鼠毛色的灰色基因,既可以突变成黄色基因,也可以突变成黑色基因。该实例体现基因突变具有( )
A.普遍性 B.低频性 C.不定向性 D.多害少利性
辨析随机性与不定向性
A
C
思考：DNA分子结构比较稳定，在什么时候容易出现差错呢？
DNA复制时，DNA解旋成单链时受到内、外因素的影响而发生碱基的改变。
DNA突变发生时期：
一般发生于DNA复制过程中。
2.减Ⅰ间期
1.有丝间期
体细胞
一般不能传给后代
配子中
可以通过受精作用传给后代
人体某些体细胞基因的突变，有可能发展为癌细胞。
2. 诱发突变(外因)
物理因素
化学因素
生物因素
提高突变频率
X射线、激光等
亚硝酸、碱基类似物等
病毒、某些细菌等
1. 自发突变（内因）
DNA复制偶发性错误等等
三、基因突变的原因
四、基因突变的结果和意义
基因结构改变
mRNA改变
蛋白质改变
DNA
碱基对增添、缺失、替换
总结
基因突变的意义：
产生新的等位基因
新性状
有利变异
不利变异
生物进化的原材料
新基因产生的途径
生物变异的根本原因
为生物进化提供原始材料
五、如何利用基因突变的特点去改变生活？
夏季涂抹防晒霜
青少年少上网，少用手机
少吃腌制、熏制食物（含亚硝酸盐）
物理因素
物理因素
化学因素
少吃烧烤和油炸食品（含苯并吡）
化学因素
接种乙肝疫苗
生物因素
1．下列有关基因突变的叙述中，正确的是（ ）A．基因突变一定会引起生物性状的改变B．基因突变可发生在个体发育的不同时期C．若没有外界诱发因素的作用，生物不会发生基因突变D．基因突变是指mRNA上的碱基对的替换、增添和缺失
2．下图表示基因A与a1、a2、a3之间关系，该图不能表明的是（ ）
A．基因突变是不定向的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规律
练一练
B
D
D
练一练
3．下列有关基因突变的叙述，正确的是（ ）A．碱基排列顺序一定改变 B．基因结构不一定改变C．一定产生等位基因 D．生物性状一定改变
4．某二倍体植株染色体上控制花色的基因A2是由其等位基因A1突变产生的，且基因均能合成特定的蛋白质来控制花色。下列叙述正确的是（ ）A．基因A2是基因A1中碱基对的增添或缺失造成的B．基因A1、A2合成蛋白质时共用一套遗传密码C．基因A1、A2同时存在于同一个配子中D．基因A1、A2不能同时存在于同一个体细胞中
A
B