5.1基因突变和基因重组课件高一下学期生物人教版必修2(8)2

第一节

基因突变和基因重组第五章基因突变及其他变异我国早在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。问题探讨航天育种的生物学原理是什么？【关于变异类型的概述】[资料]1910年赫里克医生接诊了一位黑人贫血病患者。所有治疗贫血病的药物对他无效。镜检时发现其红细胞不是正常的圆饼状，而是镰刀形，后称之镰状细胞贫血症。一、基因突变的实例1.镰状细胞贫血阅读课本P80-81找出镰状细胞贫血的直接原因是什么？直接原因：血红蛋白特定位置上的谷氨酸被缬氨酸取代。直接原因：谷氨酸被替换为缬氨酸，蛋白质结构改变教材81最后一段转

录翻

译TAUA根本原因：DNA分子中碱基对发生了替换CTCCTCGAGGAG缺失替换CCTCCTCGGAGGAGGGGAGCCCTC

GTGGAG

CACCTC

增添-谷氨酸-谷氨酸--缬氨酸-谷氨酸--甘氨酸-甘氨酸--甘氨酸-基因突变概念：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。1.碱基的改变一定会导致蛋白质结构和生物性状的改变吗？2.DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，哪个影响更大？思考讨论①基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸②基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变③基因突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段上。简并性替换：只改变1个氨基酸或不改变增添：插入前位置不影响，影响插入后的序列缺失：缺失前位置不影响，影响缺失后的序列癌症是威胁人类健康最严重的疾病之一，是由正常细胞发生癌变为癌细胞引起的。那么癌细胞具有什么哪些特点？癌症又是如何发生的呢？2.细胞癌变抑癌基因和原癌基因突变原癌基因相应蛋白质活性过强突变或过量表达细胞癌变抑癌基因蛋白质活性减弱或失去活性突变细胞癌变原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖必需的。表达的蛋白质能够抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡。2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？作用分别是什么？原癌基因和抑癌基因是一类基因，不是一个基因。癌症往往是多个基因突变的结果，癌变是一个逐渐积累的过程。①适宜条件下，可无限增殖②形态结构发生显著变化③细胞膜上糖蛋白减少，细胞间黏着性降低，容易分散和转移正常的成纤维细胞癌变后的成纤维细胞(球形)3.与正常细胞相比，癌细胞具有哪些明显的特点？目前还缺少有效的治疗癌症的手段，因此，要避免癌症的发生。致癌因子是导致相关基因突变并导致癌症产生的重要因素。基因突变是如何产生的呢？基因突变产生的发现：1927年，美国遗传学家缪勒发现，用X射线照射果蝇，后代发生突变的个体数大大增加。同年，又有科学家用X射线和γ射线照射玉米和大麦的种子，也得到了类似的结论。二、基因突变的原因DNA双螺旋结构碱基互补配对原则错配修复机制DNA复制的准确性自然条件下DNA复制出错自发产生突变内因紫外线，X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA；亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基；物理因素化学因素生物因素外因1.无论是低等生物，还是高等动植物和人(生物界)，都可能发生基因突变。2.基因突变可发生在生物个体发育的任何时期，可发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。3.基因突变可以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，如：控制小鼠毛色的灰色基因既可以突变成控制黄色的基因也可以突变成控制黑色的基因。4.在自然状态下，基因突变的频率是很低的。据估计，在高等生物中，105-108个生殖细胞中，才会有一个生殖细胞发生基因突变。普遍性：随机性：不定向性：低频性：三、基因突变的特点1、对生物体的意义①有害：可能破坏生物体与现有环境的协调关系。②有利：比如抗病性突变、耐旱性突变、微生物抗药性突变等。③中性：有些突变既无害也无益。2、对进化的意义①新基因产生的重要途径；②生物变异的根本来源；③生物进化的原始材料。四、基因突变的意义F1F2P黄色圆粒绿色皱粒黄色皱粒绿色圆粒××黄色圆粒黄色圆粒绿色皱粒亲本类型亲本类型重组类型思考：重组类型产生的原因是什么？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的重新组合。

发生范围:真核生物➊前提②本质2.类型：3.发生时期：非等位基因的重新组合五、基因重组①非同源染色体上的非等位基因自由组合②同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换减数第一次分裂①非同源染色体上的非等位基因自由组合时期：减数第一次分裂后期AaBbAabB该个体产生配子类型：AB、Ab、aB、ab=1:1:1:1

Ab和aBAB和abAADaadDdAADaaddD未重组产生配子：重组后产生配子：AD、ad=1:1

AD、Ad、aD、ad(多

少

少

多)②同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换

时期：减数第一次分裂前期下列图示过程存在基因重组的是(

)A雌雄配子的随机结合，不存在基因重组减Ⅱ后期，不存在基因重组一对等位基因，不存在基因重组基因重组会有新的基因产生吗？会出现新的性状吗？只产生新的基因型，没有产生新基因；只出现原有性状的重新组合，不会出现新的性状。4.结果（1）基因重组是生物变异的主要来源（3）基因重组为生物进化提供了原材料（2）基因重组是形成生物多样性的重要原因猫由于基因重组而产生的毛色变异5.意义基因突变与基因重组比较项目基因突变基因重组变异本质发生时间适用范围结果意义联系基因分子结构发生改变原有基因的重新组合通常在有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期减数第一次分裂前期和减数第一次分裂的后期所有生物主要是进行有性生殖的真核生物产生新基因，可能产生新性状产生新基因型，产生新的性状组合生物变异的根本来源，为生物进化提供原始材料生物变异的来源之一，是产生生物多样性的重要原因①基因突变产生新基因，为基因重组提供了可自由组合的新基因，②都属于可遗传的变异一、概念检测1．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