【生物】基因突变和基因重组第1课时课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

人教版（2019）/高中生物/第五章/第一节/第1节基因突变和基因重组

航天育种是指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。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，获得了极大的经济效益。航天育种的生物学原理是什么？1课堂导入11两只青蛙相爱了,结婚后生了一只癞蛤蟆,公青蛙见状大怒说:怎么回事?母青蛙哭着说:他爹,认识你之前我整过容.

说明：环境因素引起的

，自身的遗传物质没有改变。

课堂导入1添加标题点击此处添加文字说明内容，可以通过复制您的文本内容，在此文本框粘贴并选择只保留文字。基因突变基因重组染色体变异生物变异可遗传的变异不可遗传变异1类型、判断依据▲基因中碱基序列不发生改变，有时候也可通过表观遗传影响下一代。表现型=基因型+环境资料（环境引起，不改变遗传物质）[资料1]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，后称之镰刀型细胞贫血症。资料1镰刀型细胞贫血症

学习任务一1.镰状细胞贫血形成的直接原因是什么?根本原因又是什么？资料分析：结构决定功能，异常的血红蛋白结构出了什么问题呢？1镰刀型细胞贫血症

学习任务一[资料2]1956年，英格拉姆(Ingram)等人用胰蛋白酶把正常的血红蛋白(HbA)和镰形细胞的血红蛋白(HbS)在相同条件下切成肽段，通过对比二者的滤纸电泳双向层析谱，发现有一个肽段的位置不同。这是β链N末端的一段肽链。也就是说，HbS和HbA的α链是完全相同的，所不同的只是"链上从N末端开始的第6位的氨基酸残基，在正常的HbA分子中是谷氨酸，在病态的HbS分子中却被缬氨酸所代替。资料

正常异常1镰刀型细胞贫血症正常红细胞镰状红细胞

1镰刀型细胞贫血症

学习任务一1.镰状细胞贫血形成的直接原因是什么?根本原因又是什么？2.血红蛋白基因中发生碱基的替换，基因碱基序列发生了改变吗？资料CTTGAA谷氨酸缬氨酸DNAmRNA氨基酸血红蛋白正常异常GUACATGTA突变GAA缬氨酸的密码子：GUUGUCGUAGUG1镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症病因：直接原因（氨基酸的替换）根本原因：控制合成血红蛋白分子的DNA分子一个碱基对发生替换（A—T替换为T—A）导致基因结构的改变，引起所编码的血红蛋白的改变。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。1定义

除了碱基的替换，还有什么情况可能导致基因结构的改变？问题探讨1结果

1、碱基对的替换、增添和缺失对性状的影响谁最大？问题探讨自然界中，一种生物某一基因及其三种突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如图所示：根据上述氨基酸序列确定这三种突变基因DNA分子的改变是（）

A.突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添

B.突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添

C.突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添

D.突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添A1结果

2、基因突变一定能改变生物的性状吗？问题探讨基因有不转录的序列mRNA有不翻译的序列密码子具有简并性隐性基因可不表现1结果

3、突变产生的致病基因一定会遗传给后代吗？问题探讨不一定遗传若发生在生殖细胞的突变，可遗传给后代；若发生在体细胞，一般不遗传，某些植物可无性繁殖遗传给后代。1原因和时期

为什么DNA复制时更容易发生基因突变？问题探讨外因内因

物理因素：X射线、紫外线等

化学因素：亚硝酸、碱基类似物等生物因素：某些病毒DNA复制偶尔发生错误自发突变提高突变频率诱导细菌

无抗药性

抗药性常见突变性状：①普遍性—在生物界普遍存在玉米白化苗人类多指短腿安康羊（中）1特点与实例胚幼苗分化出花芽的植株受精卵②随机性——基因突变是随机发生的花芽在分化时发生基因突变可以发生在个体发育的任何时期可以发生在细胞内任何DNA分子上1特点与实例可以发生在DNA分子的任何部位③不定向性——基因突变是不定向的

基因突变的紫色种子产生的子代种子（白，红）如老鼠灰毛基因A突变A1(黄毛)A2(黑毛)【突变的方向与环境也没有明确因果关系】1特点与实例基

因突变率大肠杆菌组氨酸缺陷型基因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人类色盲基因3×10－5④自然状态下，基因突变的频率很低——低频性

1特点与实例白化苗⑤大多数突变是有害的—多害少利性白化病1特点与实例所有生物都是长期进化过程的产物，基因突变可能破坏生物与现有环境的协调关系。梅艳芳

宫颈癌马三立

膀胱癌文兴宇

肺癌罗京

淋巴癌陈晓旭

乳腺癌1细胞癌变

癌症是威胁人类健康最严重的疾病之一，细胞的癌变与基因突变有关吗？正常结肠上皮细胞抑癌基因Ⅰ突变原癌基因突变抑癌基因Ⅱ突变抑癌基因Ⅲ突变癌癌细胞转移结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤。下图是解释结肠癌发生的简化模型，请观察并回答问题。1.从基因的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？原癌基因和抑癌基因发生突变有1细胞癌变

学习任务二探究结肠癌发生的原因分析模型正常结肠上皮细胞抑癌基因Ⅰ突变原癌基因突变抑癌基因Ⅱ突变抑癌基因Ⅲ突变癌癌细胞转移1细胞癌变原癌基因：负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。抑癌基因：阻止细胞的不正常增殖。

学习任务二认识与细胞癌变有关的基因分析模型抑癌基因突变导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，可能引起细胞癌变

思考：1.原癌基因表达的蛋白质和抑癌基因表达的蛋白质的作用？2.原癌基因和抑癌基因突变后可能导致？

正常细胞原癌基因和抑癌基因发生突变

癌细胞注意：(癌症的发生并不是单一基因突变的结果，而是多个基因突变的累计效应。)原癌基因表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必须的

抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖或促进细胞凋亡

原癌基因突变或过量表达，会导致相应蛋白质活性过强可能引起细胞癌变

1类型

学习任务二细胞癌变相关蛋白质变化分析模型正常结肠上皮细胞抑癌基因Ⅰ突变原癌基因突变抑癌基因Ⅱ突变抑癌基因Ⅲ突变癌癌细胞转移结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤。下图是解释结肠癌发生的简化模型，请观察并回答问题。1细胞癌变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？不受控制、无限增殖、容易转移等。

学习任务二癌细胞的特点分析模型（1）细胞癌变的内因

原癌基因突变或过量表达；抑癌基因突变（2）细胞癌变的外因物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子（3）细胞癌变的特点1、能够无限增殖；

2、细胞的形态结构发生显著变化；3、细胞膜上的糖蛋白等物质减少、细胞之间的黏着性降低、容易在体内扩散和转移，等等。1细胞癌变

学习任务二细胞癌变原因和特点小结

1科学治癌诊断：病理切片的显微观察、CT、核磁共振以及癌基因检测等。治疗：手术切除、化疗和放疗等

癌症的检测和治疗甲胎蛋白和癌胚抗原学以致用我们国家结直肠癌每年新发病例在40万人左右，其中结肠癌占一半左右，其具体的发病原因并不完全清楚，临床研究发现可能与3种因素有关，即饮食因素、生活方式、代谢因素，其3种因素并不是完全分开、独立的，之间有相互联系。1科学防癌

直肠癌调查学以致用对于癌症高发年龄，根据研究表明，按年龄段分析，0~34岁处于较低的水平，35岁到59岁开始快速的上升。80~84岁的年龄组处于最高的水平，85岁以上发病率就有所下降了。男性与女性的比例，除20~54岁的女性发病率略高于男性以外，其余年龄阶段的发病率男性都远远高于女性，所以男性在平时更应该注重体检。1科学防癌

我国癌症的发生学以致用放松自己也要讲究方法,不要象它......

经常保持微笑,哈哈......

2．增强体质，保持心态健康，养成良好习惯，从多方面积极采取预防措施。要经常运动，就象它......

1．避免接触致癌因子癌症我拿什么抗拒你远离癌症从自己做起1科学防癌杂交水稻从1964年起，袁隆平就开始研究杂交水稻，到1975年，他研究出来的新品种就已经在全国推广，并取得了非同凡响的成果。此后十年内中国杂交水稻累计增产超亿吨，每年增产的大米可以多养活6000万人。杂交水稻之父·袁隆平你知道培育杂交水稻的原理吗？生物体减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合，形成多种类型的配子，雌雄配子受精形成的受精卵就具有与亲代不同的基因型，从而使个体出现差异。2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。小组合作对比基因突变，阅读课本，小组合作，尝试总结基因重组的概念、时期、类型、特点、实例等。基因突变基因重组本质发生时期发生条件基因突变和基因重组比较基因分子结构发生了改变，从而改变了遗传信息，可表达出新性状。现有非等位基因之间重新组合，产生了新的基因型配子和个体，从而使性状重新组合。遗传物质(DNA)复制过程(细胞分裂间期)有性生殖中的减数分裂过程中外部条件巨变和内部因素相互作用不同个体间杂交，有性生殖中的减数分裂2VS基因突变基因重组适用范围发生概率意义小大生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料。生物变异的丰富来源，形成生物多样性的重要原因之一，为生物进化提供了丰富的原材料。所有生物均可发生，具有普遍性。只适用于真核生物的有性生殖中的细胞核遗传2VS

01基因生物变异的根本来源

02产生新基因的途径新基因

04生物进化的原始材料新性状

01基因重组生物变异的来源之一

02生物多样性的来源之一新基因型

04对生物的进化具有重要的意义新表现型

来源结果意义重点比较2VS基因重组基因突变

我国是最早养殖和培育金鱼的国家，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交得到朝水泡眼。正因为基因突变、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，极大丰富了人们的生活。猫科动物的斑纹同样因为基因重组而各有差异。杂交育种2学以致用

基因重组应用联系生活

课堂练习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1个氨基酸的差异。判断下列表述是否正确。（1）bZIP73基因的1个核苷酸的差异是由基因突变导致的。（）（2）bZIP73蛋白质的1个氨基酸的差异是由基因重组导致的。（）（3）基因的碱基序列改变，一定会导致表达的蛋白质失去活性。（）X√X

镰状细胞贫血主要流行于非洲的疟疾高发地区。具有一个镰状细胞贫血突变基因的个体（即杂合子）在氧含量正常的情况下，并不表现出镰状细胞贫血的症状，因为该个体能同时合成正常和异常的血红蛋白，并对疟疾具有较强的抵抗力。（1）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较其他地区的高，为什么？【答案】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