(新教材)高中生物《基因突变和基因重组》名师课件人教版1

2022/10/19你有我帅？哼！你个弱鸡2022/10/18你有我帅？哼！你个弱鸡1第1节基因突变和基因重组第5章基因突变及其他变异2022/10/19第1节基因突变和基因重组第5章基因突变及其他变异2022022/10/19？问题探讨

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。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。讨论：1.航天育种的生物学原理是什么？2.如何看待基因突变所造成的的结果？

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。具体而言，在太空的特殊环境中，细胞分裂进行DNA复制时，由于受到高辐射或微重力（或无重力）的影响，配对的碱基容易出现差错而发生基因突变。

基因突变的本质是基因的碱基序列发生改变，这种改变可以直接表现在性状上，改变的性状对生物的生存可能有害，可能有利，也可能既无害也无益。航天育种成果展2022/10/18？问题探讨我国早在1987年就利32022/10/19一、基因突变的实例1、镰状细胞贫血（也叫镰刀型细胞贫血症）

正常红细胞

镰状红细胞

镰状细胞贫血患者的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。

这种病的病因是什么呢？2022/10/18一、基因突变的实例1、镰状细胞贫血（也叫42022/10/19TAAU根本原因直接原因1、镰状细胞贫血2022/10/18TAU根本原因直5相应性状的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变mRNA分子中的碱基发生变化DNA分子中的碱基对发生变化

病因：镰刀型细胞贫血症是由

引起的一种遗传病，是由于基因中的碱基对发生了

产生的。基因突变替换2022/10/19相应性状的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变mRNA分子中62022/10/19思考·讨论·镰状细胞贫血形成的原因1、图5—2中氨基酸发生了什么变化？2、研究发现，这个氨基酸的变化是编码血红蛋白的基因的碱基序列发生改变所引起的。右图是镰状细胞贫血病因的图解，请你完成图解。想一想这种疾病能否遗传？怎样遗传？3、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变？所对应的性状呢？

图中谷氨酸发生了改变，变成了缬氨酸。

这种疾病能够遗传，是亲代通过生殖过程把基因传给子代的。

如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列也会发生改变，所对应的性状肯定会改变。2022/10/18思考·讨论·镰状细胞贫血形成的原因1、图72022/10/19

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，叫做基因突变。2022/10/18DNA分子中发生碱基的替换、82022/10/19基因突变发生的时期——主要在间期进行DNA复制时（1）有丝分裂前的间期体细胞（但一般不能遗传给后代）（2）减数分裂前的间期生殖细胞（配子）（将遵循遗传规律通过受精作用传递给后代）有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性生殖遗传

（如：植物组织培养、块茎块根的繁殖，扦插、嫁接等。）2022/10/18基因突变发生的时期——主要在间期进行DN92022/10/19思考·讨论·结肠癌发生的原因1、从基因角度看，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、根据图示推测，癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点？

从基因角度看，结肠癌发生的原因是相关基因（包括抑癌基因Ⅰ、原癌基因、抑癌基因Ⅱ、抑癌基因Ⅲ）发生了突变。

健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因。

根据图示推测，癌细胞与正常细胞相比，所具有的特点是呈球形、增殖快、容易发生转移等。2022/10/18思考·讨论·结肠癌发生的原因1、从基因角102022/10/192、细胞的癌变（1）癌变的原因原癌基因：表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的。抑癌基因：表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡。一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性可能引起细胞癌变2022/10/182、细胞的癌变（1）癌变的原因原癌基因：112022/10/19癌细胞的扫描电镜照片（2）癌细胞的特征①适宜条件下，癌细胞能够无限增殖；②癌细胞的形态结构发生显著变化；③癌细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少，癌细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。2022/10/18癌细胞的扫描电镜照片（2）癌细胞的特征①122022/10/19（3）健康生活提示：①不要买不新鲜或腐烂的蔬菜和水果。②咸菜、咸肉等食物中含有致癌物质亚硝酸盐，应少吃。③做米饭、煮粥之前要把米淘洗干净，以减少霉变对身体的损害。④熏烤的鱼、肉、香肠等食物中含有致癌物质，应少吃。⑤多吃富含纤维素的食物，如芹菜、韭菜、鲜枣、红薯等。⑥炒菜时油不要放得太多。研究表明，乳腺癌、大肠癌、卵巢癌的发生都与脂肪过量摄取有关。2022/10/18（3）健康生活提示：①不要买不新鲜或腐132022/10/19二、基因突变的原因1、诱发突变（外因）：（1）物理因素：紫外线、X射线及其他辐射。（能损伤细胞内的DNA）（2）化学因素：如亚硝酸盐、碱基类似物等物质。（能改变核酸的碱基）（3）生物因素：某些病毒的遗传物质等。（能影响宿主细胞的DNA）2、自发突变（内因）:DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。2022/10/18二、基因突变的原因1、诱发突变（外因）：142022/10/19三、基因突变的特点1、普遍性：在生物界是普遍存在的，所有生物都可能发生。2、随机性：表现为可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位。3、不定向性：表现为一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。4、低频性：自然情况下突变频率很低(10-5～10-8)。5、多害少利性：对个体生存大多有害，但整体对进化有利，有利有害是相对的可变的，取决于环境。2022/10/18三、基因突变的特点1、普遍性：在生物界是152022/10/19四、基因突变的意义1、对生物体的意义:(1)大多有害:可能破坏生物体与现有环境的协调关系。(2)个别有利:如植物的___________、___________，微生物的___________等。(3)中性突变:既无害也无益,如有的突变不会导致__________出现。2、对进化的意义:（1）产生_______的途径；（2）生物变异的________；（3）为生物进化提供了_____________。抗病性突变耐旱性突变抗病性突变新的性状新基因根本来源丰富的原材料2022/10/18四、基因突变的意义1、对生物体的意义:抗162022/10/19五、基因重组1、概念：在生物进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。2、类型:（1）基因的自由组合非同源染色体上的非等位基因之间发生时期：减数第一次分裂后期（2）基因的交叉互换

同源染色体上的非姐妹染色单体之间；发生时期：减数分裂第一次分裂前期（即四分体时期）2022/10/18五、基因重组1、概念：在生物进行有性生殖174、基因突变与基因重组的比较基因突变基因重组本质发生时期条件意义可能性基因碱基序列的改变（碱基替换、增添、缺失），产生新基因突变频率低，但普遍存在，变异不定向有性生殖中非常普遍并不产生新基因，产生新的基因型，使不同性状发生组合变异的根本来源变异的主要来源外界环境条件（物理、化学、生物因素）或内部因素主要发生在细胞分裂间期的DNA复制过程中减数第一次分裂前期、后期有性生殖过程中减数分裂产生配子2022/10/193、基因重组的意义：基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。4、基因突变与基因重组的比较基因突变基因重组本质发生条件意义182022/10/19思维训练·分析相关性1、你认为能否从该调查中得出吸烟会导致肺癌患病率升高的结论？如果能，对不吸烟人群中仍有少数人患肺癌如何解释？如果不能，对吸烟与肺癌患病率的高相关性该如何解释？2、基于上面的讨论，结合其他例子，谈谈你对生物学中因果关系的复杂性和概率性的认识。

在“确诊的肺癌患者1303人中，其中吸烟的有823人，占患者总数的63.16%”，这说明吸烟和肺癌患病率之间存在很高的相关性，但在此处并没有证据表明，吸烟与肺癌患病率之间存在因果关系。要证明吸烟是肺癌的致病因素，还要进行病理学分析，需要发现吸烟导致肺癌的机制，即烟草中的什么成分，以什么方式，导致了肺癌。材料中还提到“在1303名健康人中，吸烟的有509人，占39.06%”，说明吸烟并不一定导致肺癌。据此，可以作出判断：只依靠材料中的两个调查，无法得出吸烟会导致肺癌患病率升高的结论，但能得出吸烟与肺癌之间存在很高的相关性。2022/10/18思维训练·分析相关性1、你认为能否从该调192022/10/191、某自花传粉植物连续几年只开红花，一次开出一朵白花，该白花植株的后代全开白花。其变异原因是（）

A、基因分离B、基因重组C、基因突变D、环境影响2、进行有性生殖的动物，亲代和子代之间总存在着多多少少的差异。形成这种差异的主要原因是（）A、基因分离B、基因重组C、基因突变D、环境影响3、下列关于基因突变和基因重组的说法不正确的是（）A、等位基因的出现是基因突变的结果B、基因突变可产生新的基因，是生物变异的根本来源C、细菌不可以发生基因突变D、非同源染色体上非等位基因的自由组合属于基因重组课堂练习CBC2022/10/181、某自花传粉植物连续几年只开红花，一次202022/10/19拓展应用（1）杂合子能同时合成正常和异常的血红蛋白，相比只能合成正常血红蛋白的纯合子，杂合子对疟疾具有较强的抵抗力，在疟疾高发地区，他们生存的机会更多，从而能将自己的基因传递下去。因此，这些地区具有镰状细胞贫血突变基因的人占总人口的比例更高。（2）基因对生物的生存是否有利，往往取决于生物的生存环境。某些看起来对生物生存不利的基因，当环境改变后，这些不利的基因产生的性状，可能会帮助生物更好地适应改变后的环境，从而得到更多的生存机会。这个实例说明，基因突变并不都是有害的，也可能是有利的，或是中性的，有害、有利还是中性与环境有关。2022/10/18拓展应用（1）杂合子能同时合成正常和异常211.志愿精神可以表述为一种具体化或日常化的人文精神。作为促进社区发展、社会进步和社会成员个人身心完善的一种价值观念和社会心理，志愿精神在日常生活层面的实际体现形式就是志愿行动。志愿精神的兴起，作为一种独特的社会文化形式，体现了在不同层面上的功能。

2.礼、乐与城市文明有密切关系，这可从什么是文明，文明与城市的关系，以及什么是城市文明的核心内容等角度加以认识与阐释。3．小说开头的环境描写和简单的人物对话，交代了“他”的身份和家庭生活状况，也照应结尾，凸显人物品质。4．媳妇为了“他”也来到城市，来到工地，找不到合适的进钱门路，就捡起了破烂，为此，她常常抱怨“他”无能。5．对比是本文主要的表现手法，以媳妇迫于生活压力让丈夫监守自盗与丈夫的断然拒绝为对比．突出了丈夫的品质。6.一个真性情的人活在一个最冷酷的现实中，一个最洁净的人落在一个最肮脏的泥塘里，一个最遵循内心真实的人面对的是种种的虚伪和狡诈。你无法对他们宽容，哪怕是丁点儿的虚与委蛇，你谨持自己理想的绝对纯洁。7.信仰是灵魂的支撑，对一个刚直的文人来说，它比生命重要得多。当肉体的保存与精神的救赎发生避无可避的冲突时，他们毅然选择了后者，让肉体下沉，让精神在碧波中飞升。8．南北朝乐府民歌虽有某种意义上的差别，可在语言节奏、质朴纯真风格、心灵绽放的美丽上等方面的“内在的美”是相同的。9．文人乐府诗温以丽，意悲而远，或慷慨，或清绮，风格多样。这说明，乐府民歌不仅给文人诗歌形式，还遗传了题材、体裁、意象和风格特征。1.志愿精神可以表述为一种具体化或日常化的人文精神。作为促进222022/10/19你有我帅？哼！你个弱鸡2022/10/18你有我帅？哼！你个弱鸡23第1节基因突变和基因重组第5章基因突变及其他变异2022/10/19第1节基因突变和基因重组第5章基因突变及其他变异20242022/10/19？问题探讨

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。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。讨论：1.航天育种的生物学原理是什么？2.如何看待基因突变所造成的的结果？

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。具体而言，在太空的特殊环境中，细胞分裂进行DNA复制时，由于受到高辐射或微重力（或无重力）的影响，配对的碱基容易出现差错而发生基因突变。

基因突变的本质是基因的碱基序列发生改变，这种改变可以直接表现在性状上，改变的性状对生物的生存可能有害，可能有利，也可能既无害也无益。航天育种成果展2022/10/18？问题探讨我国早在1987年就利252022/10/19一、基因突变的实例1、镰状细胞贫血（也叫镰刀型细胞贫血症）

正常红细胞

镰状红细胞

镰状细胞贫血患者的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。

这种病的病因是什么呢？2022/10/18一、基因突变的实例1、镰状细胞贫血（也叫262022/10/19TAAU根本原因直接原因1、镰状细胞贫血2022/10/18TAU根本原因直27相应性状的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变mRNA分子中的碱基发生变化DNA分子中的碱基对发生变化

病因：镰刀型细胞贫血症是由

引起的一种遗传病，是由于基因中的碱基对发生了

产生的。基因突变替换2022/10/19相应性状的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变mRNA分子中282022/10/19思考·讨论·镰状细胞贫血形成的原因1、图5—2中氨基酸发生了什么变化？2、研究发现，这个氨基酸的变化是编码血红蛋白的基因的碱基序列发生改变所引起的。右图是镰状细胞贫血病因的图解，请你完成图解。想一想这种疾病能否遗传？怎样遗传？3、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变？所对应的性状呢？

图中谷氨酸发生了改变，变成了缬氨酸。

这种疾病能够遗传，是亲代通过生殖过程把基因传给子代的。

如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列也会发生改变，所对应的性状肯定会改变。2022/10/18思考·讨论·镰状细胞贫血形成的原因1、图292022/10/19

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，叫做基因突变。2022/10/18DNA分子中发生碱基的替换、302022/10/19基因突变发生的时期——主要在间期进行DNA复制时（1）有丝分裂前的间期体细胞（但一般不能遗传给后代）（2）减数分裂前的间期生殖细胞（配子）（将遵循遗传规律通过受精作用传递给后代）有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性生殖遗传

（如：植物组织培养、块茎块根的繁殖，扦插、嫁接等。）2022/10/18基因突变发生的时期——主要在间期进行DN312022/10/19思考·讨论·结肠癌发生的原因1、从基因角度看，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、根据图示推测，癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点？

从基因角度看，结肠癌发生的原因是相关基因（包括抑癌基因Ⅰ、原癌基因、抑癌基因Ⅱ、抑癌基因Ⅲ）发生了突变。

健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因。

根据图示推测，癌细胞与正常细胞相比，所具有的特点是呈球形、增殖快、容易发生转移等。2022/10/18思考·讨论·结肠癌发生的原因1、从基因角322022/10/192、细胞的癌变（1）癌变的原因原癌基因：表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的。抑癌基因：表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡。一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性可能引起细胞癌变2022/10/182、细胞的癌变（1）癌变的原因原癌基因：332022/10/19癌细胞的扫描电镜照片（2）癌细胞的特征①适宜条件下，癌细胞能够无限增殖；②癌细胞的形态结构发生显著变化；③癌细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少，癌细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。2022/10/18癌细胞的扫描电镜照片（2）癌细胞的特征①342022/10/19（3）健康生活提示：①不要买不新鲜或腐烂的蔬菜和水果。②咸菜、咸肉等食物中含有致癌物质亚硝酸盐，应少吃。③做米饭、煮粥之前要把米淘洗干净，以减少霉变对身体的损害。④熏烤的鱼、肉、香肠等食物中含有致癌物质，应少吃。⑤多吃富含纤维素的食物，如芹菜、韭菜、鲜枣、红薯等。⑥炒菜时油不要放得太多。研究表明，乳腺癌、大肠癌、卵巢癌的发生都与脂肪过量摄取有关。2022/10/18（3）健康生活提示：①不要买不新鲜或腐352022/10/19二、基因突变的原因1、诱发突变（外因）：（1）物理因素：紫外线、X射线及其他辐射。（能损伤细胞内的DNA）（2）化学因素：如亚硝酸盐、碱基类似物等物质。（能改变核酸的碱基）（3）生物因素：某些病毒的遗传物质等。（能影响宿主细胞的DNA）2、自发突变（内因）:DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。2022/10/18二、基因突变的原因1、诱发突变（外因）：362022/10/19三、基因突变的特点1、普遍性：在生物界是普遍存在的，所有生物都可能发生。2、随机性：表现为可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位。3、不定向性：表现为一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。4、低频性：自然情况下突变频率很低(10-5～10-8)。5、多害少利性：对个体生存大多有害，但整体对进化有利，有利有害是相对的可变的，取决于环境。2022/10/18三、基因突变的特点1、普遍性：在生物界是372022/10/19四、基因突变的意义1、对生物体的意义:(1)大多有害:可能破坏生物体与现有环境的协调关系。(2)个别有利:如植物的___________、___________，微生物的___________等。(3)中性突变:既无害也无益,如有的突变不会导致__________出现。2、对进化的意义:（1）产生_______的途径；（2）生物变异的________；（3）为生物进化提供了_____________。抗病性突变耐旱性突变抗病性突变新的性状新基因根本来源丰富的原材料2022/10/18四、基因突变的意义1、对生物体的意义:抗382022/10/19五、基因重组1、概念：在生物进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。2、类型:（1）基因的自由组合非同源染色体上的非等位基因之间发生时期：减数第一次分裂后期（2）基因的交叉互换

同源染色体上的非姐妹染色单体之间；发生时期：减数分裂第一次分裂前期（即四分体时期）2022/10/18五、基因重组1、概念：在生物进行有性生殖394、基因突变与基因重组的比较基因突变基因重组本质发生时期条件意义可能性基因碱基序列的改变（碱基替换、增添、缺失），产生新基因突变频率低，但普遍存在，变异不定向有性生殖中非常普遍并不产生新基因，产生新的基因型，使不同性状发生组合变异的根本来源变异的主要来源外界环境条件（物理、化学、生物因素）或内部因素主要发生在细胞分裂间期的DNA复制过程中减数第一次分裂前期、后期有性生殖过程中减数分裂产生配子2022/10/193、基因重组的意义：基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化具有重要意义。4、基因突变与基因重组的比较基因突变基因重组本质发生条件意义402022/10/19思维训练·分析相关性1、你认为能否从该调查中得出吸烟会导致肺癌患病率升高的结论？如果能，对不吸烟人群中仍有少数人患肺癌如何解释？如果不能，对吸烟与肺癌患病率的高相关性该如何解释？2、基于上面的讨论，结合其他例子，谈谈你对生物学中因果关系的复杂性和概率性的认识。

在“确诊的肺癌患者1303人中，其中吸烟的有823人，占患者总数的63.16%”，这说明吸烟和肺癌患病率之间存在很高的相关性，但在此处并没有证据表明，吸烟与肺癌患病率之间存在因果关系。要证明吸烟是肺癌的致病因素，还要进行病理学分析，需要发现吸烟导致肺癌的机制，即烟草中的什么成分，以什么方式，导致了肺癌。材料中还提到“在1303名健康人中，吸烟的有509人，占39.06%”，说明吸烟并不一定导致肺癌。据此，可以作出判断：只依靠材料中的两个调查，无法得出吸烟会导致肺癌患病率升高的结论，但能得出吸烟与肺癌之间存在很高的相关性。2022/10/18思维训练·分析相关性1、你认为能否从该调412022/10/191、某自花传粉植物连续几年只开红花，一次开出一朵白花，该白花植株的后代全开白花。其变异原因是（）

A、基因分离B、基因重组C、基因突变D、环境影响2、进行有性生殖的动物，亲代和子代之间总存在着多多少少的差异。形成这种差异的主要原因是（）A、基因分离B、基因重组C、基因突变D、环境影响3、下列关于基因突变和基因重组的说法不正确的是（）A、等位基因的出现是