高中生物新教材人教版(2019)必修二课件：5.1基因突变和基因重组(共32张PPT)

(共32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
虎不仅是亚洲特有的珍稀动物，而且是源
于我国黄河中游的大型猛兽。虎的体色一 般是黄底黑纹的，但是也有白底黑纹的— —白虎。白虎是患了白化病吗 如果是体 表为什么又有黑色条纹呢 我国科学家研 究发现，同橘黄色的普通虎相比，白虎的 一个色素基因— SLC45A2 发生了突变，
抑制了背景毛色黑色素的合成，但不影响
条纹部分黑色素的另一条合成通路，因此， 白虎体表仍有较浅的黑色条纹。
我国早在1987 年就利用返回式卫星
进行航天育种研究：将种子带入太 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。
问题探讨：
航天育种成果展
讨论：
1、航天育种的生物学原理是什么
航天育种的生物学原理是利用太空的特殊环境，诱导基
因发生突变
2、如何看待基因突变所造成的结果
基因突变后会产生新的基因，新的基因会控制新的性状，
因而基因突变造成的结果是产生了新的性状
一、基因突变的实例
1、镰状性细胞贫血
正常红细胞(左)和镰状性红细胞(右)的电 镜照片
正常碱基序列片段(mRNA)
赖氨酸
异常碱基序列片段(mRNA)
缬氨酸 组氨酸 亮氨 苏氨酸 脯氨酸 缬氨酸 谷氨酸 赖氨酸
血红蛋白分子的部分氨基酸序列及对应的mRNA 的碱基
序列
组氨酸
谷氨酸
苏氨酸
缬氨酸
氨酸
公 每
合安
思考：
1、镰状细胞贫血的病因
直接原因：血红蛋白分子中的一
个谷
T
粮酸襟缬氨酸替换变，碱基对 突
变为 二
mRN
A
谷氨酸 正常
缬氨酸
异常
DNA
U
2、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 多队形的性状呢
会改变，所对应的性状也很可能会改变
增添
类型：碱 基 缺失
替换
基因突变
结果： 基因碱基序列改变
思考：能否用显微镜检测基因突变和镰状细胞贫血症
(基因突变是分子水平上的改变，无法用显微镜观察，但可通过观
察红细胞的形态是否发生改变，判断是否患镰状细胞贫血)
基因突变的概念：DNA分子中发生的碱基的替换、增添或缺
失，而引起的碱基序列的改变，叫做基因突变
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
结肠癌发
生的简化 模型
2、细胞的癌
变
癌细胞转移
癌
细胞癌变是多基因突变累积的结果，如下图所示：
失去调节和控制作
用
失去抑制作用
正常细胞
抑癌基因
原癌基因
癌细胞
讨论：
1、从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么
基因突变
2、健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌
基因吗
存在
3、根据图示推测，癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显特点
能够无线增值，形态结构发生显著变化，细胞膜上的糖
蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在 体内分散和转移，等等
癌细胞的扫描电镜照片(放大1000 倍)
原癌基因和抑癌基因突变是细胞癌变的
原因
正常功能
1、原癌基 调节细胞的生长和繁殖
因
突变或过量表
达
相应的蛋白质活性增 细胞癌变
强
正常功能
2、抑癌基 细胞的生长、增殖，促进细胞凋
因 亡
相应的蛋白质活性减
弱或失去活性
细胞癌变
突变
癌细胞特征的记忆要点：
1.不死：无限增殖
2.变态：形态结构发生显著变化
3.易扩散：糖蛋白含量减少，黏着性降低
4.活跃：代谢旺盛
在癌症发生的早期，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。致癌因子是导致癌症的重要 因素在日常生活中应远离致癌因子，选择健康的生活方式。请 你上网查一查，或请教防癌专家，生活中怎样做才能远离致癌 因子
与社会的联系
三类致癌因子
物理致癌因子：紫外线、X射
线等
化学致癌因子：石棉、砷化物、铬化物 等
病毒致癌因子：Rous 肉瘤病毒等
二、基因突变的原因
1、基因突变的外因：
物理因素：紫外线、X 射线及其他辐射
学因素：亚硝酸盐、碱基类似物等
生物因素：某些病毒
2、基因突变的内因： DNA复制发生错误、DNA的碱基
组成发生改变导致基因内部脱氧核苷酸的种类、数目 或排列顺序发生改变，从而改变了遗传信息
年 下
基因突变的特点：
1.普遍性：真核生物、原核生物以及病毒等各种生物均能 发生
2.随机性：基因突变可发生在生物个体发育的任何时期；可
发生在细胞内不同的DNA分子上；可发生在同一个DNA分 子的歪哥部：位基因A可以突变成a 、a 、S , 它们之间也可 以互相突变，并互成为等位基因
4.低频性：在自然状态下对一个生物来说，突变频率很低；
对一个种群和一个物种来说，突变的总量并不少
5.多害少利性
三 、基因突变的
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
四 、基因重组
1、基因重组的概念：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
3、基因重组的意义：基因重组也是生物变异的来源之一，对生物的
进化具有重要的意义
2、基因重组的两种类型：
交叉互换型：
自由组合型：
与社会的联系
我国是最早养殖和培育金鱼的国家。金鱼的祖先是野生
卿鱼。在饲养过程中，野生卿鱼产生基因突变，人们选 择喜欢的品种培养，并进行人工杂交。例如，,将透明 鳞和正常鳞的金鱼杂交，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。正是因为基因突 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
项目 基因突变
基因重组
变异本质 基因结构发生改变
原有基因的重新组合
发生时间 通常在有丝分裂前的间期和减 I前的间期
减I四分体时期和减I后期
原因 DNA复制时，在外界理化因 素或自身因素的作用下，引起 碱基改变
同源染色体上的非姐妹染色单
体之间的交叉互换，以及非同
源染色体的自由组合
可能性 可能性小，突变频率低
普遍发生在有性生殖的过程中， 产生的变异多
适用范围 所有生物
主要在有性生殖的真核生物
结果 产生新基因、新性状
产生新基因型，不产生新基因 新性状
意义 是生物变异的根本来源，为生 物进化提供原材料
是生物变异的重要来源，有利 于生物进化
应用 人工诱变育种
杂交育种、基因工程育种
联系 都可使生物产生可遗传变异；基因突变为基因重组提供了大量 可供自由组合的新性状
基因突变与基因重组的比
课堂练习
1、下列关于生物变异的叙述，错误的是( p )
A.基因突变是生物变异的根本来源，突变后的基因结构一定会改变
B.基因突变可以发生在细胞内不同的DNA 分子上，体现了基因突变的不
定向性
C.生物界的千姿百态、多种多样与基因重组有关
D.基因工程可以定向地改造生物的遗传性状，属于基因重组
2、某二倍体的基因A可编码一条含63个氨基酸的肽链，在紫外线照射
下该基因内部插入了三个连续的碱基对，突变成基因a。以下说法错误
的是(
A.A基因至少由384个脱氧核苷酸组成
B.A 基因突变成a后，不一定会改变生物的性状
C.突变基因的热稳定性升高
空 变 前 后 编 码 的 两 各 联 链 车 最 名 右 2 个 气 其 西 同
3、动态突变是指基因中的3个相邻核苷酸重复序列的拷贝数发生倍增
而产生的变异，这类变异会导致人类的多种疾病，且重复拷贝数越多，病 情越严重。下列关于动态宪变的推断正确的是( )
A. 可借助光学显微镜进行观察
B.只发生在生长发育的特定时期
C.会导致染色体上基因的数量有所增加
D. 突变基因的翻译产物中某个氨基酸重复出现
5、下列有关基因重组的叙述，错误的是 )
A.杂合子Aa 自交后代出现性状分离，新基因型的产生是基因重组的结
果
B. 纯合子中没有等位基因，其自交后代不会发生性状分离
C. 花药离体培养过程中不会发生基因重组
D.有性生殖的基因重组对物种在复杂变化的环境中生存是有利的
6、甲胎蛋白(AFP) 主要来自胚胎的肝细胞，胎儿出生后约两周AFP 从血
液中消失。肝细胞发生癌变时，AFP会持续性异常升高。 下 刚推测合理
的是( )
A. 肝细胞中的内质网和高尔基体参与AFP的加工与运输
B.肝细胞的分裂周期变长时，AFP合成会增加
C.指导合成AFP的基因属于原癌基因，发生突变后才表达
D.肝细胞发生癌变后因细胞膜上糖蛋白增多而容
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