4.1 基因突变可能引起性状改变(共46张PPT) 高中生物 浙科版 必修二

(共46张PPT)
必修2 第4章 生物的变异
基因突变可能
引起性状改变
第1节
理解概念
生物的变异，有的仅仅是由环境的影响造成的，而不是由亲代遗传物质的改变引起的，属于不遗传的变异；有的是由亲代生殖细胞内遗传物质的改变引起的，能够遗传给后代，属于可遗传的变异。
发展素养
辩证地分析生命的过程、结果和意义，进而辩证地认识自然和社会。
01 问题探讨
02 变异的概念及类型
03 基因突变
04 基因突变的实例
05 基因突变的特点
06 基因突变的原因
07 基因突变的应用—诱变育种
08 课堂小结
09 课堂检测
内容 索引
问题探讨
2013年6月11日，搭载着聂海胜、张晓光和王亚平三位宇航员的载人航天飞船冲破云霄飞入浩瀚的宇宙。宇宙飞船的载重设计必须十分精确，却在“神舟十号”上特别装载了一些植物种子。原来，科学家希望利用宇宙射线引起植物种子的变异，筛选出对人类生产实践有利的新性状。
何为变异？变异的类型有哪些？
变异的概念及类型
生物体亲代和子代之间，以及子代个体之间性状的差异性，称为变异。
（1）变异的概念：
（2）变异的类型
可遗传的变异：
不遗传的变异：
仅仅由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。
细胞内的遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变。可遗传变异包括:基因突变、基因重组和染色体变异。
一、变异的概念及类型
基因突变
1. 概念：
DNA分子中发生碱基对的替换、插入或缺失，而引起基因内部的碱基序列的改变。
2. 类型：
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯┯┯
ＡＴＡＧＣ
ＴＡＴＣＧ
┷┷┷┷┷
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯
ＡＧＣ
ＴＣＧ
┷┷┷
┯┯┯┯
ＡＣＧＣ
ＴＧＣＧ
┷┷┷┷
┯┯┯┯
ＡＴＧＣ
ＴＡＣＧ
┷┷┷┷
插入
缺失
替换
二、基因突变的概念和类型
3. 发生时期：
一般发生于DNA复制过程中。
①如果基因突变发生在体细胞进行有丝分裂的间期：
一般只影响当代，不能遗传
（植物体细胞无性繁殖）
②如果基因突变发生在形成配子的减数第一次分裂前的间期：
遵循遗传规律随配子传递给后代
二、基因突变的概念和类型
基因突变的实例
镰刀形细胞贫血症是一种遗传病。正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰刀形细胞贫血症患者的红细胞却是弯曲的镰刀状。这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。
这种病是怎么样形成的？
正常红细胞
镰刀形红细胞
三、基因突变的实例
1.镰刀形细胞贫血症发病的直接原因是？
2.镰刀形细胞贫血症发病的根本原因是？
自主探究
三、基因突变的实例
镰刀形细胞贫血症是由_________引起的一种遗传病，是由于基因的________发生了改变产生的。
谷氨酸
缬氨酸
DNA
mRNA
氨基酸
蛋白质
正常
异常
GUG
C T C
G A G
C A C
G T G
突变
GAG
直接原因
根本原因
病因：
基因突变
碱基序列
三、基因突变的实例
癌细胞：有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
三、基因突变的实例
肺癌细胞的扫描电镜图
人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因：原癌基因和抑癌基因。
抑癌基因
抑癌基因编码的蛋白质是细胞增殖过程中的负调控因子，抑癌基因突变丧失其细胞增殖的负调控作用。则导致细胞周期失控而发生癌变。
原癌基因
原癌基因是控制细胞生长和分裂的一类正常基因，其突变或过量表达能引起正常细胞发生癌变。
三、基因突变的实例
癌细胞的特征
三、基因突变的实例
3
2
1
在适宜条件下，癌细胞能够无限增殖；
形态结构发生显著变化；
细胞膜上的糖蛋白减少，黏着性降低，容易在体内扩散和转移。
细胞癌变的原因（外部原因）
致癌因子种类 具体因素
物理致癌因子 辐射（紫外线、X射线、电离辐射等）
化学致癌因子 石棉、砷化物、铬化物、镉化物、黄曲霉素、亚硝胺、尼古丁、甲醛、苯、联苯胺、煤焦油等
病毒致癌因子 病毒感染人的细胞，将其基因整合进入人的基因组，诱发癌变（乙肝病毒、EM病毒——淋巴癌、鼻咽癌）
三、基因突变的实例
肿瘤细胞
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
细胞癌变的原因（内部原因）
根据大量的病例分析，癌症的发生并不是单一基因突变的结果，在一个细胞中发生多个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应。
三、基因突变的实例
基因突变的特点
四、基因突变的特点
基因突变的例子：有角家畜出现的无角品种、玉米的黄粒变白粒……
（1）在生物界中普遍存在——普遍性
四、基因突变的特点
（1）在生物界中普遍存在——普遍性
在生物个体发育的不同阶段，以及不同个体的任何细胞内，均可发生基因突变。
四、基因突变的特点
（2）多方向性
染色体某一位置上的基因可以向不同的方向突变成它的等位基因，即A可突变为基因a1、a2、a3......
四、基因突变的特点
（3）自然状态下，基因突变频率很低—稀有性
基 因 突变率
大肠杆菌的组氨酸缺陷型基因 2×10－６
果蝇的白眼基因 4×10－5
果蝇的褐眼基因 3×10－5
玉米的皱缩基因 1×10－６
小鼠的白化基因 1×10－5
人类的色盲基因 3×10－5
四、基因突变的特点
（4）可逆性
显性基因可以突变为隐性基因，隐性基因也可以突变为显性基因。例如，果蝇的红眼基因（W）可以突变为白眼基因（w）；当然w也可突变为W。
四、基因突变的特点
（5）多数有害性
任何一种生物的现存基因都是都是长期自然选择和适应的结果，体现了它们与环境的高度协调，而大多数基因突变打破了这种协调，对生物的生存往往是不利的。
畸形的雏鸭
人类的多指
人类的并指
镰刀形红细胞
有害的
基因突变
基因突变的原因
五、基因突变的原因
物理因素
紫外线
X射线
其他辐射
外因：
五、基因突变的原因
化学因素
亚硝酸
黄曲霉素
化工污染物
外因：
五、基因突变的原因
生物因素
病毒
病毒入侵细胞
外因：
五、基因突变的原因
DNA分子复制时发生差错　
内因：
基因突变的应用—诱变育种
六、基因突变的应用
方法
利用如X射线、γ射线、紫外线、激光等物理因素或亚硝酸、硫酸二乙酯等化学因素处理生物，使生物发生基因突变。
原理
基因突变
六、基因突变的应用
特点：
①可提高突变概率，能产生多种多样的新类型，为育种创造出丰富的原材料；
太空椒
太空南瓜
六、基因突变的应用
特点：
②能在较短的时间内有效地改良生物品种的某些性状；
太空水稻
六、基因突变的应用
特点：
③改良作物品质，增强抗逆性；
“太辐一号”小麦比原品种更为耐寒、耐旱和抗病
“黑农五号”大豆，产量提高26%，含油量提高2.5%
六、基因突变的应用
特点：
④在微生物方面，诱变育种的成效极为明显，例如：青霉菌的选育。
中间为青霉菌，周围是细菌。
1943年20单位/mL
2000年 5万～6万单位/mL
紫外线、X光等
局限性
具有不定向性，难以控制突变方向；有利个体少，须大量处理供试材料，具有一定的盲目性。
基因突变
六、基因突变的应用
多方向性
普遍性
稀有性
可逆性
多数有害性
课堂小结
课堂小结
基因突变可能引起性状改变
变异的概念及类型
基因突变
概念
类型
基因突变的实例
不遗传的变异
可遗传的变异：基因突变、基因重组、染色体变异
细胞的癌变
发生时期
基因突变的原因：
基因突变的特点：
基因突变的应用——诱变育种
镰刀形细胞贫血症
普遍性、多方向性、稀有性、可逆性、多数有害性
物理、化学、生物致癌因子
课堂检测
1．下列有关基因突变的叙述中，正确的是(　　)
A．生物随环境改变而产生适应性的突变
B．由于细菌的数量多，繁殖周期短，因此其基因突变率高
C．有性生殖的个体，基因突变不一定遗传给子代
D．自然状态下的突变是不定向的，而人工诱变的突变是定向的
课堂检测
C
解析：基因突变是遗传物质的改变，具有低频性的特点；细菌数量多，只是提高突变的数量，而不会提高突变率；基因突变若发生在体细胞中，一般不会遗传给后代；突变在任何情况下都是不定向的。
2．下列关于癌细胞的形成的说法错误的是(　　)
A．癌细胞会出现过度增殖的特点
B．紫外线、病毒等均可能导致细胞发生癌变
C．细胞癌变是因为基因发生突变产生了原癌基因
D．与肿瘤发生相关的某一原癌基因或抑癌基因的突变并不一定形成癌症
C
解析：癌细胞具有无限增殖的特点，A正确；紫外线、病毒等致癌因子均会引起细胞癌变，B正确；细胞癌变是因为原癌基因和抑癌基因发生基因突变所致，C错误；癌症是多个基因突变积累的结果，D正确。
3．如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是(　　)
A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C．图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机的和定向的
D．图示中的基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体
B
4．某植物幼苗中与叶绿素合成有关的基因缺失了一个碱基对，导致叶绿素无法合成，从而使幼苗叶片发黄。该幼苗所发生的变异类型属于(　 　)
A．基因突变　　 B．基因重组
C．染色体结构变异 D．染色体数目变异
A
解析：根据题意可知，叶绿素合成有关的基因缺失了一个碱基对，因此属于基因突变，A正确。
5.产生镰刀形细胞贫血症的根本原因是（ ）
A.红细胞易变形破裂
B.血红蛋白中的一个氨基酸不正常
C.信使RNA中的一个密码发生了变化
D.基因中的一个碱基发生了变化
D
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