生物人教版（2019）必修2 5. 1基因突变和基因重组（共39张ppt)

(共39张PPT)
（1）说明基因突变是由于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。
（2）分析基因突变的原因，阐明基因突变的意义。
（3）分析细胞癌变的原因，选择健康的生活方式，远离致癌因子。
学习目标
第一章 遗传因子的发现
第二章 基因和染色体的关系
第三章 基因的本质
第四章 基因的表达
回顾
遗传
基因在哪
基因是什么
基因如何起作用
子代与亲代在形态、
结构、生理等方面
相似的现象
变异
子代与亲代之间、同一物种之间一般都或多或少地存在着一些不同的特征，这种现象称为“变异”
基因型+环境
改变
改变
表现型=
白虎患了白化病吗？
什么是基因突变？
基因突变是怎样发生的？
对生物有利还是有害？
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。
问题探讨
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。
2.如何看待基因突变所造成的结果？
可能有害，可能有利，也可能既无害也无益，看它所处的环境。
实例1
一、基因突变的实例
镰状细胞贫血
中央微凹的圆饼状
弯曲的镰刀状
易破裂，使人患溶血性贫血
阅读教材:P80-81，完成
思考·讨论 的3个问题。
实例1
一、基因突变的实例
镰状细胞贫血
一、基因突变的实例
谷氨酸变成了缬氨酸，从而引发了蛋白质结构的改变。
DNA分子中的碱基发生了替换。
1.直接原因
2.根本原因
病因分析
A
U
A
T
（1）请查阅密码子表，完成镰状细胞贫血病因的图解。想一想，该病形成的直接原因是什么？根本原因是什么？
病因分析
一、基因突变的实例
（2）这种疾病能否遗传？怎么遗传？
（3）如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸的序列也会发生改变吗？所对应的性状呢？
突变的DNA复制后，通过减数分裂进入生殖细胞,可将突变基因遗传给后代。
一、基因突变
替换
当发生基因突变时，由于密码子的简并性，蛋白质中的氨基酸可能发生变化，也可能不发生变化，生物的性状亦是如此。
替换:只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列。
一、基因突变
增添
增添: 不影响插入位置前氨基酸序列，影响插入位置后的序列。
一、基因突变
缺失
缺 失
一、基因突变
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，叫作基因突变。
概念：
替换
缺失
增添
1.基因突变的三种方式哪一种对生物性状的影响最小？
一、基因突变
碱基对 影响范围 对氨基酸序列的影响
替换 只改变 _____个氨基酸或 ______ 氨基酸序列
增添 不影响插入位置 _______ 的序列，
影响插入位置 _______ 的序列
缺失 不影响缺失位置 _______的序列，
影响缺失位置 _______的序列
一
小
大
大
不改变
前
前
后
后
一、基因突变
2.基因突变都会遗传给后代吗
思考
4.基因突变一定会引起生物性状的改变吗
5.基因突变的时间
3.基因突变使基因的“位置”或“数目”发生改变吗？
不一定。
（1）若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。
（2）若发生在体细胞，一般不能遗传。但有些植物体细胞发生基因突变，可以通过无性繁殖遗传。
一、基因突变
2.基因突变都会遗传给后代吗
思考
一、基因突变
思考
3.基因突变使基因的“位置”或“数目”发生改变吗？
基因突变的结果是基因碱基序列发生改变，产生了新基因，与原基因互为等位基因。
隐性突变：显变为隐，
A→a
显性突变：隐变为显，
a→A
一、基因突变
4.基因突变一定会导致生物性状的改变吗？
思考
（1）隐性突变，AA→Aa
（2）密码子的简并性
（3）突变部位：基因突变发生在基因的非编码区
一、基因突变
思考
5.基因突变的时间？
DNA复制时期:①有丝分裂的间期;②减数分裂前的间期
实例2
一、基因突变
结肠癌
1.从基因的角度看，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？
3.癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点？
讨论：
实例2
一、基因突变
思考 讨论：结肠癌发生的原因
原癌基因、抑癌基因突变
原癌基因：
表达细胞正常生长和增殖所必需的蛋白质。这类基因一旦突变或过量表达，导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。
抑癌基因：表达抑制细胞生长和增殖或促进细胞凋亡的蛋白质。这类基因一旦突变，导致相应的蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。
实例2
一、基因突变
思考 讨论：结肠癌发生的原因
存在。
原癌基因、抑癌基因突变
癌细胞与正常细胞相比，具有的特点是呈球形、增殖快、容易发生转移等。
一、基因突变
癌症的发病原因
失去抑制作用
细胞生长增殖异常
突变/过量表达
突变
不能控制
（在致癌因子的作用下）
正常细胞
不受控制，恶性增殖
癌细胞
原癌基因：
表达细胞正常生长和增殖所必需的蛋白质
抑癌基因：表达抑制细胞生长和增殖或促进细胞凋亡的蛋白质。
油门
刹车
与社会的联系
如何预防癌症 ？
1.不抽烟，不吸二手烟
2.不酗酒
3.多吃蔬果，多运动，规律作息
4.定时检查，早发现早治疗
物理因素
化学因素
生物因素
紫外线、X射线等辐射
亚硝酸盐、碱基类似物等
某些病毒
一、基因突变
发生原因
① 内因（自发突变） DNA复制时，碱基配对偶尔发生错误
② 外因 （诱发突变）
一、基因突变
发生原因
损伤DNA
改变核酸的碱基
改变宿主的DNA
一、基因突变
分析以下情况是减少哪种因素诱发基因突变的可能，从而防止细胞癌变
夏季涂抹防晒霜
青少年少上网，少用手机
不喝反复烧开的水(含亚硝酸盐)
少吃烧烤和油炸食品
接种乙肝疫苗
物理因素
物理因素
化学因素
化学因素
生物因素
一、基因突变
阅读P83，总结基因突变的特点
（1）普遍性：
基因突变在生物界是普遍存在的。
（2）随机性：
时间随机：生物个体发育的任何时期。
部位随机：不同DNA分子上及同一DNA分子的不同部位。
（3）不定向性：
一个基因可向不同方向突变，产生一个以上的等位基因。
（4）低频性：
自然状态下，基因突变频率很低。
（2）基因突变的特点
（1）对生物体的意义
（2）对进化的意义
①有害突变：可能破坏生物体与现有环境的协调关系。
②有利突变：如抗病性突变、耐旱性突变等。
③中性突变：既无害也无利
一、基因突变
（3） 基因突变的意义
形成新性状
生物进化的原始材料
基因突变
新的基因
生物变异的根本来源
小结
定义
结果
原因
是否遗传
发生时间
特点
意义
DNA分子中发生碱基的替换增添和缺失，导致碱基序列改变
产生新的基因
内因（自发突变）、外因（诱发突变）
配子（可遗传），体细胞（不一定）
生物个体发育的任何时期
普遍性、随机性、低频性、不定向性
新基因产生的途径；生物变异的根本来源；进化的原始材料
二、基因重组
小猫的毛色与母猫及子代个体之间都有差别（变异）
重组性状
二、基因重组
2. 基因重组类型
(1)非同源染色体上的非等位基因自由组合
减数分裂Ⅰ后期,非同源染色体上的非等位基因自由组合
二、基因重组
2. 基因重组类型
(2)四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换
减数I前期，同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换，导致同源染色体上的非等位基因的重新组合。
二、基因重组
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重新组合。
2.类型（时期和来源）
(1)自由组合型：
(2)交叉互换型:
二、基因重组
3.结果：
不产生新基因，可形成新的基因型。
4.意义：
是生物变异的来源之一 ，
对生物的进化具有重要的意义 。
项目 基因突变 基因重组
本质
结果
类型
时期
意义
发生频率
应用
基因碱基序列改变
控制不同性状的基因重新组合
产生新基因
自由组合型、交叉互换型
比较与小结
自发突变、诱发突变
主要发生在分裂间期
生物变异的根本来源
生物进化的原材料
产生新的基因型
减数第一次分裂前期、后期
生物变异的重要来源
对生物的进化具有重要的意义
频率低，但生物界中普遍存在
诱变育种
有性生殖中非常普遍
杂交育种
练习巩固
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。 （ ）
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