1、2022-8-1你有我帅？哼！你个弱鸡第第1节节 基因突变和基因重组基因突变和基因重组第第5 5章章 基因突变及其他变异基因突变及其他变异2022-8-12022-8-1问题探讨问题探讨 我国早在我国早在19871987年就利用返回式卫星进行航天育种研究：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、南瓜和青椒等育种，我国已在水稻、小麦、棉花、番茄、南瓜和青椒等作物上培
2、育出一系列优质品种，取得了极大的经济效益。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什么？2.如何看待基因突变所造成的的结果？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，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。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，细胞分裂进行具体而言，在太空的特殊环境中，细胞分裂进行DNADNA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复制时，由于受
3、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。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，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。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。航天育种成果展航天育种成果展2022-8-1一、基因突变的实例一、基因突变的实例1 1、镰状细胞贫血镰状细胞贫血（也叫镰刀型细胞贫血症）（也叫镰刀型细胞贫血症）正常红细胞正常红细胞 镰状红细胞镰状红细胞 镰状细胞镰状细胞贫血患者的红贫血患者的红细
4、胞细胞容易破裂，容易破裂，使人患溶血性使人患溶血性贫血，严重时贫血，严重时会导致死亡。会导致死亡。这种病的这种病的病因是什么呢？病因是什么呢？2022-8-1TAA U根本原因根本原因直接原因直接原因1 1、镰状细胞贫血镰状细胞贫血相应性状的改变相应性状的改变相应蛋白质的改变相应蛋白质的改变相应氨基酸的改变相应氨基酸的改变mRNAmRNA分子中的碱基发生变化分子中的碱基发生变化DNADNA分子中的碱基对发生变化分子中的碱基对发生变化 病因：镰刀型细胞贫血症是由病因：镰刀型细胞贫血症是由 引起的一种引起的一种遗传病，是由于基因中的碱基对发生了遗传病，是由于基因中的碱基对发生了 产生的。产生的。基
5、因突变基因突变替换替换2022-8-12022-8-1思考思考讨论讨论镰状细胞贫血形成的原因镰状细胞贫血形成的原因1、图图52中氨基酸发生了什么变化中氨基酸发生了什么变化？2 2、研究发现，这个氨基酸的变化是编码血红蛋白研究发现，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、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
6、应的性状呢？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改变，所对应的性状肯定会改变。2022-8-1 DNADNA分子中发生碱基的分子中发生碱基的替换、增添或缺失替换、增添或缺失，而引起的，而引起的基基因碱基序列因碱基序列的改变，叫做的改变，叫做基因突变基因突变。2022-8-1基因突变发生的时期基因突变发生
7、的时期主要在间期进行主要在间期进行DNADNA复制时复制时 （1 1）有丝分裂前的）有丝分裂前的间期间期 体细胞体细胞 （但一般不能遗传给后代）（但一般不能遗传给后代）（2 2）减数）减数分裂前的分裂前的间期间期 生殖细胞（配子）生殖细胞（配子）（将遵循遗传规律通过受精作用（将遵循遗传规律通过受精作用传递给后代）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。）（如：植物组织培养、块茎块根的繁殖，扦插、嫁接等。）2022-8-1思考思考讨论讨论结肠癌发生的原因结肠癌发生的原因1、从基
8、因角度看，结肠癌发生的原因是什么？从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？2 2、健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗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、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？明显的特点？从基因角度看，结肠癌发生的从基因角度看，结肠癌发生的原因是原因是相关基因相关基因（包括抑癌基因（包括抑癌基因、原癌基因、抑癌基因、原癌基因、抑癌基因、抑癌基、抑癌基因因）发生了突变。）发生了突变。健康人的细胞中健康人的细胞中存在存在原癌基因和抑癌基因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根据图示推测，癌细胞
9、与正常细胞相比，所具，所具有的特点是有的特点是呈球形、增殖快、容易发生转移等呈球形、增殖快、容易发生转移等。2022-8-12 2、细胞的癌变细胞的癌变（1 1）癌变的原因）癌变的原因原癌基因：原癌基因：表达的蛋白质是细胞正常表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的。的生长和增殖所必需的。抑癌基因：抑癌基因：表达的蛋白质能抑制细胞的生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。长和增殖，或者促进细胞凋亡。一旦突变或过量表达而导一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强致相应蛋白质活性过强一旦突变而导致相应蛋白一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性质活性减弱或失去活性可能引起可能
10、引起细胞癌变细胞癌变2022-8-1癌细胞的扫描电镜照片癌细胞的扫描电镜照片（2 2）癌细胞的特征）癌细胞的特征适宜条件下，癌细胞能够无限增殖；适宜条件下，癌细胞能够无限增殖；癌细胞的形态结构发生显著变化；癌细胞的形态结构发生显著变化；癌细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少，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，容易在体癌细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移内分散和转移。2022-8-1（3 3）健康）健康生活提示生活提示：不要买不新鲜或腐烂的蔬菜和水果。不要买不新鲜或腐烂的蔬菜和水果。咸菜、咸肉等食物中含有致癌物质亚硝酸盐，应少吃。咸菜、咸肉等食物中含有致癌物
11、质亚硝酸盐，应少吃。做米饭、煮粥之前要把米淘洗干净，以减少霉变对身体做米饭、煮粥之前要把米淘洗干净，以减少霉变对身体的损害。的损害。熏烤的鱼、肉、香肠等食物中含有致癌物质，应少吃。熏烤的鱼、肉、香肠等食物中含有致癌物质，应少吃。多吃富含纤维素的食物，如芹菜、韭菜、鲜枣、红薯等。多吃富含纤维素的食物，如芹菜、韭菜、鲜枣、红薯等。炒菜时油不要放得太多。研究表明，乳腺癌、大肠癌、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卵巢癌的发生都与脂肪过量摄取有关。2022-8-1二、基因突变的原因二、基因突变的原因1 1、诱发突变、诱发突变（外因）（外因）：（1 1）物理
12、因素：紫外线、）物理因素：紫外线、X X射线及其他辐射。（射线及其他辐射。（能损伤细胞能损伤细胞内的内的DNADNA）（2 2）化学因素：如亚硝酸盐、碱基类似物等物质。（）化学因素：如亚硝酸盐、碱基类似物等物质。（能能改变改变核酸的碱基核酸的碱基）（3 3）生物因素：某些病毒的遗传物质等。（）生物因素：某些病毒的遗传物质等。（能能影响宿主细胞影响宿主细胞的的DNADNA）2 2、自发突变、自发突变（内因）（内因）:DNADNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。复制偶尔发生错误等原因自发产生。2022-8-1三、基因突变的特点三、基因突变的特点1 1、普遍性普遍性：在生物界是普遍存在的，所有生物都
13、可能发生。在生物界是普遍存在的，所有生物都可能发生。2 2、随机性随机性：表现为可以发生在生物个体发育的任何时期；可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以发生在细胞内不同的DNADNA分子上，以及同一个分子上，以及同一个DNADNA分子的不分子的不同部位同部位。3 3、不定向、不定向性性：表现为一个基因可以发生不同的突变，产生一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。个以上的等位基因。4 4、低频、低频性性：自然情况下突变频率很低自然情况下突变频率很低(10(10-5-51010-8-8)。5 5、多害少利、多害少利性性：对对个体个体生存大多有害，但
14、整体生存大多有害，但整体对进化有对进化有利利，有利有害是相对的可变的，取决于环境。有利有害是相对的可变的，取决于环境。新教材基因突变和基因重组PPTPPT课文分析人教版2 22022-8-1四、基因突变的意义四、基因突变的意义1 1、对生物体的意义、对生物体的意义:(1)(1)大多有害大多有害:可能破可能破坏生物体与现有环境的协调关系。坏生物体与现有环境的协调关系。(2)(2)个别有利个别有利:如植物的如植物的_、_，微生物的，微生物的_等。等。(3)(3)中性突变中性突变:既无害也无益既无害也无益,如有的突变不会导致如有的突变不会导致_出现。出现。2 2、对进化的意、对进化的意义义:（1 1
15、）产生）产生_的途径；的途径；（2 2）生物变异的）生物变异的_；（3 3）为生物进化提供了）为生物进化提供了_。抗病性突变抗病性突变耐旱性突变耐旱性突变抗病性突变抗病性突变新的性状新的性状新基因新基因根本来源根本来源丰富的原材料丰富的原材料新教材基因突变和基因重组PPTPPT课文分析人教版2 22022-8-1五、基因重组五、基因重组1 1、概念：在生物进行有性生殖的过程中，、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。控制不同性状的基因的重新组合。2 2、类型、类型:（1 1）基因的）基因的自由组合自由组合非同源染色体上的非等位基因之间非同源染色体上的非等位基因之间发生
16、时期：发生时期：减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期（2 2）基因的）基因的交叉互换交叉互换 同源染色体上的同源染色体上的非姐妹染色单体之间；非姐妹染色单体之间；发生时期：发生时期：减数分减数分裂第一次分裂前期（即四分体时期）裂第一次分裂前期（即四分体时期）新教材基因突变和基因重组PPTPPT课文分析人教版2 24 4、基因突变与基因重组的比较、基因突变与基因重组的比较基因突变基因突变基因重组基因重组本质本质发生发生时期时期条件条件意义意义可能性可能性基因碱基序列的改变（碱基基因碱基序列的改变（碱基替换、替换、增添、缺失），产生新基因增添、缺失），产生新基因突变频率低，但普遍存在，变突变频率低
17、，但普遍存在，变异不定向异不定向 有性生殖中非常普遍有性生殖中非常普遍并不产生新基因，产生新的基因并不产生新基因，产生新的基因型，使不同性状发生组合型，使不同性状发生组合变异的根本来源变异的根本来源变异的主要来源变异的主要来源外界环境条件（物理、化学、生外界环境条件（物理、化学、生物因素）或内部因素物因素）或内部因素主要发生在细胞分裂间期的主要发生在细胞分裂间期的DNADNA复制过程中复制过程中减数第一次分裂前期、后期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有性生殖过程中减数分裂产生配子2022-8-13 3、基因重组的意义：、基因重组的意义：基因重组是生物变异的来源之一，对生物
18、的进化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。具有重要意义。新教材基因突变和基因重组PPTPPT课文分析人教版2 22022-8-1思维训练思维训练分析相关性分析相关性1 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、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，对吸烟如果不能，对吸烟与肺癌患病率的高相关性该如何解释？与肺癌患病率的高相关性该如何解释？2 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基于上面的讨论，结合其他例子，谈谈
19、你对生物学中因果关系的复杂性和概率性的认识杂性和概率性的认识。在在“确诊的肺癌患者确诊的肺癌患者13031303人中，其中吸烟的有人中，其中吸烟的有823823人，占患者总数人，占患者总数的的63.16%”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，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
20、么方式，导致了肺癌。材料中还提到制，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“在在13031303名健康人中，吸烟的有名健康人中，吸烟的有509509人，占人，占39.06%”39.06%”，说明吸烟并不一，说明吸烟并不一定导致肺癌。据此，可以作出判断：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高的相关性。新教材基因突变和基因重组PPTPPT课文分析人教版2 22022-8-11 1、某自花传粉植
21、物连续几年只开红花，一次开出一朵白花，该白花植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。其变异原因是株的后代全开白花。其变异原因是（）A A、基因分离、基因分离 B B、基因重组、基因重组 C C、基因突变、基因突变 D D、环境影响、环境影响2 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。、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（形成这种差异的主要原因是（）A A、基因分离、基因分离 B B、基因重组、基因重组 C C、基因突变、基因突变 D D、环境影响、环境影响3 3、下列关于基因突变和基因重
22、组的说法不正确的是（、下列关于基因突变和基因重组的说法不正确的是（）A A、等位基因的出现是基因突变的结果、等位基因的出现是基因突变的结果 B B、基因突变可产生新的基因，是生物变异的根本来源、基因突变可产生新的基因，是生物变异的根本来源 C C、细菌不可以发生基因突变、细菌不可以发生基因突变 D D、非同源染色体上非等位基因的自由组合属于基因重组、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课堂练习CBC新教材基因突变和基因重组PPTPPT课文分析人教版2 22022-8-1拓展应用拓展应用（1 1）杂合子能同时合成正常和异常的血红蛋白，杂合子能同时合成正常和异常的血红蛋白，相比只
23、能合成正常相比只能合成正常血红蛋白的纯合子，杂合子血红蛋白的纯合子，杂合子对疟疾具有较强的抵抗力，对疟疾具有较强的抵抗力，在疟疾高发在疟疾高发地区，他们地区，他们生存的机会更多生存的机会更多，从而能将自己的基因传递下去。，从而能将自己的基因传递下去。因此，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。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 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。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，这些不利的基因些看起来对生物生存不利的基因，当环境改变后，这些不
24、利的基因产生的性状，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。更多的生存机会。这个实例说明，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。中性的，有害、有利还是中性与环境有关。新教材基因突变和基因重组PPTPPT课文分析人教版2 21.用这一自然概念理解书法，具体可感，真实可信，但这种一一对应的关系毕竟有限。因为，它只能停留在书法具体点画外形的层面，一旦超出点画外形，进入到点画姿态以及整个字的造型与姿态问题时，这种以物对应的
25、办法就陷入了尴尬。于是，书法理论的构建中就出现了“第二自然”，即“胸中自然”。2.自然而然即为自由自在，是人生的最高境界，也必然是书法的最高境界。3.历代书家正是在观察、体悟、回归自然的过程中，提炼了书法的点画样式，丰富了书法的生命意象，升华了书法的审美境界，终将书法内化为书家的人格修养和心性表达。4.由于人的情绪、意志、身体状况等方面因素的影响，有时会使测谎仪发生误判。为了弥补这些细小的缺陷，科学家叉开始了新的探索。5.把不变化者归纳成为原则，就是自然律。这种自然律可以用为规范律，因为它本来是人类共同的情感需要。但是只有群性而无个性，只有整齐而无变化，只有因袭而无创造，也就不能产生艺术。6.
26、在不识球规者看，球手好像纵横如意，略无牵就规范的痕迹；在识球规者看，他却处处循规蹈矩。姜白石说得好：“文以文而工，不以文而妙。”工在格律而妙则在神髓风骨。7.和其他艺术都是情感的流露。情感是心理中极原始的一种要素。人在理智未发达之前先已有情感；在理智既发达之后，情感仍然是理智的驱遣者。情感是心感于物所起的激动，其中有许多人所共同的成分，也有某个人所特有的成分。8.个性是成于环境的，是随环境而变化的。环境随人随时而异，所以人类的情感时时在变化；遗传的倾向为多数人所共同，所以情感在变化之中有不变化者存在。9.大量外来食物品种能够进入中国并转化为饮食的有机部分，不仅在于地理条件与自然气候为其提供了生长发展的基本环境，更重要的还在于中国人将其放在“和”文化的平台上加以吸纳。10.人生人生正如航行，有大风大浪、挫折低谷，也有风平浪静、微风和煦，凡此种种接踵而至，让人不经意间迷失路途。这时的你，最需要的是给予你方向的路标正如航行，有大风大浪、挫折低谷，也有风平浪静、微风和煦，凡此种种接踵而至，让人不经意间迷失路途。这时的你，最需要的是给予你方向的路标梦想，而它，正是带你到达目的地的两只翱翔的翅膀！就让两只翅膀的翱翔带你飞往人生的目的地！梦想，而它，正是带你到达目的地的两只翱翔的翅膀！就让两只翅膀的翱翔带你飞往人生的目的地！新教材基因突变和基因重组PPTPPT课文分析人教版2 2
