人教版生物必修2课件第5章第1节基因突变和基因重组(共35张PPT)

(共35张PPT)
第5章　基因突变及其他变异
第1节　基因突变和基因重组
教学目标 教学重难点
1.概述碱基的替换、增添或缺失会引发基因序列的改变。 2．阐明基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化，甚至带来致命的后果。 3．描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下，基因突变概率可能提高，而某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变。 1．结合镰状细胞贫血的形成原因，理解基因突变导致合成蛋白质及其细胞功能的改变。(生命观念)
2．通过分析癌症发生的原因和特点，认同癌症的危害和预防措施。(社会责任)
3．通过减数分裂的过程，理解基因重组形成的原因和对生物进化的意义。(科学思维)
一、基因突变
1．基因突变的实例及概念
(1)实例分析
(2)概念：DNA分子中发生碱基的________、________或________，而引起的基因碱基序列的改变。
(3)对生物的影响
①若发生在________中，将遵循遗传规律传递给后代。
②若发生在__________中，一般不能遗传，但有些植物可通过无性生殖遗传。
③人体某些体细胞基因突变后可能发展为癌细胞。
替换
增添
缺失
配子
体细胞
2．细胞的癌变
(1)与癌变相关的基因
(2)癌细胞的特征
3．基因突变的原因、特点和意义
(1)原因
(2)特点
(3)意义
二、基因重组
1．概念
2．类型
类型 发生时期 实质
自由组合型 减数分裂Ⅰ ________ 非同源染色体上的______________自由组合
互换型 减数分裂Ⅰ ________ 同源染色体上的____________随非姐妹染色单体交换而发生重组
3．意义
基因重组是生物变异的重要来源之一，对______________具有重要意义。
后期
非等位基因
前期
等位基因
生物的进化
〔学霸记忆〕
1．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。
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，细胞之间的黏着性降低，容易在体内分散和转移等。
3．易诱发基因突变的因素：物理因素、化学因素和生物因素。
4．基因突变是生物变异的根本来源，为生物进化提供了丰富的原材料。
5．基因重组就是指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。
〔思考〕
1．基因突变是普遍存在的，为什么又说是低频的呢？
提示：普遍性是指基因突变可以在各种生物中发生，并普遍存在于生物发育的各个时期。低频性是指在自然界中，生物基因突变的频率很低。
2．所有的基因突变都能遗传给后代吗？分析原因。
提示：不都能。如发生在体细胞中的基因突变一般不能遗传给后代。
3．一对夫妻非孪生的两个孩子的基因型是否相同？若不相同，可能的原因有哪些？(科学思维)
提示：一般不相同。非同源染色体上非等位基因的自由组合；同源染色体中非姐妹染色单体的互换；配子的随机组合等都可能使两个孩子的基因型不同。
4．Aa个体自交，后代性状分离是否体现基因重组？为什么？(生命观念)
提示：不体现基因重组。基因重组是指控制不同性状的基因(非等位基因)的重新组合。
1．镰状细胞贫血
(1)致病机理
知识点?
基因突变的实例
要点归纳
(2)病理诊断：镰状细胞贫血是由于基因的一个碱基对改变引起的一种遗传病，是基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物性状的典例。
2．癌变机理
[易错陷阱]　正确认识原癌基因和抑癌基因
(1)原癌基因和抑癌基因是细胞正常的生长和增殖所必需的基因，它们正常表达，共同调控着细胞的生长和增殖过程。
(2)原癌基因或抑癌基因突变才成为癌基因。
(3)一个基因的突变并不能引起细胞癌变，细胞癌变一般是多个基因突变累加的结果。
1．基因突变的概念
(1)图解
知识点?
基因突变的原因、特点和意义
要点归纳
(2)实质：基因中碱基排列顺序的改变，即基因结构的改变。
2．基因突变的特点
(1)普遍性：基因突变在生物界中普遍存在，无论是低等生物，还是高等的动植物以及人，都会由于基因突变而引起生物性状的改变。
(2)随机性
①基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；
②基因突变可以发生在细胞内不同的DNA分子上；
③基因突变可以发生在同一个DNA分子的不同部位。
(3)不定向性：基因突变是不定向的，一个基因可以向多个方向发生突变，形成一个以上的等位基因。例如：基因A可以突变成为a1(或a2或a3…)，A、a1、a2、a3…之间也可以相互突变(如图所示)。同一个基因发生突变形成的基因之间都可以互称为等位基因。
(4)低频性
自然状况下，对于一种生物而言，其基因突变的频率是很低的。据估计，在高等生物中，大约105～108个生殖细胞中，才有一个生殖细胞发生基因突变。而大肠杆菌的DNA复制的错误率约为10－9，即每连续109个核苷酸才可能发生一个错误。
知识贴士
(1)DNA中碱基的替换、增添或缺失不一定是基因突变。因为基因通常是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可能发生碱基的改变，但不属于基因突变。
(2)基因突变不一定都产生等位基因。病毒和原核细胞不存在等位基因。
(3)基因突变一定导致所携带的遗传信息改变，但性状不一定改变。
(4)在DNA复制时，DNA分子被复制部分稳定的双螺旋结构首先解开，这时DNA的稳定性大大降低，极易受外界因素的干扰而发生复制差错，从而发生基因突变。
(5)以RNA为遗传物质的生物，其RNA上的核糖核苷酸序列发生改变也会产生基因突变，且RNA为单链结构，在遗传过程中更容易发生突变。
3．基因突变发生的时期
基因突变一般发生在有丝分裂的间期和减数分裂Ⅰ前的间期。这两个时期正是DNA分子进行复制的时候，故其结构最不稳定，也最容易发生基因突变。
1．基因重组图解分析
知识点?
基因重组
要点归纳
2．基因重组的类型
3．基因突变和基因重组的比较
项目 基因突变 基因重组
发生时间 细胞分裂前的间期 减数分裂Ⅰ前期和后期
发生原因 在一定外界或内部因素作用下，DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，引起基因结构的改变 减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体的非姐妹染色单体互换，或非同源染色体上的非等位基因自由组合
适用范围 所有生物都可以发生 只适用于真核生物有性生殖的细胞核遗传
项目 基因突变 基因重组
种类 ①自然突变 ②人工诱变 ①基因自由组合
②染色体互换
结果 产生新基因，出现新性状 原有基因的重新组合，产生新的基因型和表型
意义 是新基因产生的途径，生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料 生物变异的来源之一，有利于生物进化
联系 通过基因突变产生新基因，基因突变为基因重组提供可自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础
知识贴士
1．基因突变存在于所有生物中，基因重组仅存在于进行有性生殖的真核生物细胞核中。
2．基因突变是对某一基因而言的，基因重组在两对或两对以上的基因中才会发生。
一、基因突变对蛋白质与性状的影响
1．基因突变对肽链的影响
2．基因突变不一定改变性状的原因
(1)突变部位：基因突变发生在基因的非编码区。
(2)密码子简并：若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状不改变。
(3)隐性突变：若基因突变为隐性突变，如AA中其中一个A→a，此时性状也不改变。
3．基因突变不一定遗传给子代的原因
二、基因突变类型的探究
1．基因突变的类型
基因突变可分为显性突变和隐性突变。
(1)显性突变是指由隐性基因突变成显性基因(a→A)。该突变一旦发生，突变体即可表现出新突变性状。
(2)隐性突变是指由显性基因突变成隐性基因(A→a)。在第一代突变体中突变性状一般不能表现，只有当隐性基因纯合时，突变性状才能表现出来，且突变性状一旦表现，即可稳定遗传。
2．判断方法
(1)选取具有突变性状的个体与原始亲本进行杂交(植物可自交)，若子代只表现原有的性状，则控制相对性状的基因发生的突变是隐性突变；若子代既表现出突变性状又表现出原有的性状，则控制相对性状的基因发生的突变是显性突变。
(2)选择突变体与其他已知未突变体杂交，通过观察子代变异性状的比例来判断基因突变的类型。
三、“三看法”判断基因突变与基因重组
(1)一看亲子代基因型：
①如果亲代基因型为BB或bb，而后代中出现b或B的原因是基因突变。
②如果亲代细胞的基因型为Bb，而次级精母(卵母)细胞中出现Bb的原因是基因突变或互换。
(2)二看细胞分裂方式：
①如果是有丝分裂过程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，可能是基因突变或互换。
(3)三看染色体：