人教版生物新教材《基因突变和基因重组》优秀课件1.pptx
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- 基因突变和基因重组 人教版 生物 新教材 基因突变 基因 重组 优秀 课件
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1、基因突变和基因重组学习目标1.结合镰状细胞贫血的形成原因,理解基因突变导致合成蛋白质及其细胞功能的改变。(生命观念)2.通过分析癌症发生的原因和特点,认同癌症的危害和预防措施。(社会观念)3.基于减数分裂的过程,理解基因重组形成的原因和对生物进化的意义。(科学思维)1.1.不可遗传的变异不可遗传的变异2.2.可可遗传遗传的变异的变异一、基因突变的实例一、基因突变的实例镰状细胞贫血镰状细胞贫血细胞的癌变细胞的癌变正常红细胞正常红细胞镰状红细胞镰状红细胞(一)镰状细胞贫血(一)镰状细胞贫血2 2、危害:、危害:镰状红细胞容易破裂,使人患溶血性贫血,严重时会导致死亡。镰状红细胞容易破裂,使人患溶血性
2、贫血,严重时会导致死亡。正常红正常红细胞细胞镰状红镰状红细胞细胞正常红细胞形状:正常红细胞形状:中央微凹的圆饼状中央微凹的圆饼状患者红细胞形状:患者红细胞形状:弯曲的镰刀状弯曲的镰刀状1 1、红细胞的区别、红细胞的区别血红蛋白中一个氨基酸发生替换(一个血红蛋白中一个氨基酸发生替换(一个谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代)。取代)。缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸亮氨酸亮氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸1 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6 7(正常血红蛋白)(正常血红蛋白)(异常血红蛋白)(
3、异常血红蛋白)直接原因3 3、镰状细胞贫血病因、镰状细胞贫血病因人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件13 3、镰状细胞贫血病因、镰状细胞贫血病因T TA AA AU U控制血红蛋白合成的基因中一个碱基发生替换控制血红蛋白合成的基因中一个碱基发生替换根本原因人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1(二)细胞的癌变(二)细胞的癌变 结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤。右图是解释结肠癌发生的简化模式图。讨论讨论 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
4、图示推测,癌细胞与正常细胞相比,具有哪些明显的特点?人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1思考与讨论:思考与讨论:1 1、细胞癌变的根本原因是什么?细胞癌变的根本原因是什么?原癌基因和抑癌基因发生基因突变原癌基因和抑癌基因发生基因突变(1)(1)原癌基因一旦原癌基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强强,就就可能引起细胞癌变可能引起细胞癌变。抑癌基因一旦。抑癌基因一旦突变而导致相应蛋突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去白质活性减弱或失去活性活性,也也可能引起细胞癌变。可能引起细胞癌变。(2 2)癌症的发生
5、并不是单一基因突变,至少在一个细胞中)癌症的发生并不是单一基因突变,至少在一个细胞中发生发生5 56 6个基因突变,才能赋予癌细胞所有的特征。(原个基因突变,才能赋予癌细胞所有的特征。(原癌基因和抑癌基因都是一类基因,不是一个基因)癌基因和抑癌基因都是一类基因,不是一个基因)人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1(3 3)原癌基因和抑癌基因的作用)原癌基因和抑癌基因的作用原癌基因:原癌基因:表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必须的。表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必须的。抑癌基因:抑癌基因:表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进表达
6、的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡细胞凋亡。正常细胞的正常细胞的DNADNA分子中都有原癌基因和抑癌基因分子中都有原癌基因和抑癌基因(4 4)细胞癌变的外因)细胞癌变的外因致癌因子:物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子致癌因子:物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1肿瘤细肿瘤细胞胞癌细胞癌细胞正常细胞正常细胞原癌基因原癌基因抑癌基因抑癌基因突变突变突变突变癌基因癌基因失去抑制作用失去抑制作用不能控制不能控制(致癌(致癌因子的因子的作用)作用)不受不受控制,恶性控制,恶性增殖增殖人教版生物
7、新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1例例1 1、判断下列事例中的致癌因子分别属于哪一类?、判断下列事例中的致癌因子分别属于哪一类?A A:物理致癌因子:物理致癌因子 B B:化学致癌因子:化学致癌因子 C C:病毒致癌因子:病毒致癌因子紫外线使全球皮肤癌患者增加紫外线使全球皮肤癌患者增加 ()居里夫人长期被射线损伤致白血病居里夫人长期被射线损伤致白血病 ()烟草中含有尼古丁、焦油等物质,吸烟致癌比例达烟草中含有尼古丁、焦油等物质,吸烟致癌比例达30%30%()腌制蔬菜、肉类含有亚硝酸盐,不宜多吃,腌制蔬菜、肉类含有亚硝酸盐,不宜多吃,()RousRou
8、s肉瘤病毒感染人的细胞后,将其基因组整合进人的基因组,从肉瘤病毒感染人的细胞后,将其基因组整合进人的基因组,从而人的细胞癌变而人的细胞癌变 ()人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1例例1 1、判断下列事例中的致癌因子分别属于哪一类?、判断下列事例中的致癌因子分别属于哪一类?A A:物理致癌因子:物理致癌因子 B B:化学致癌因子:化学致癌因子 C C:病毒致癌因子:病毒致癌因子紫外线使全球皮肤癌患者增加紫外线使全球皮肤癌患者增加 ()居里夫人长期被射线损伤致白血病居里夫人长期被射线损伤致白血病 ()烟草中含有尼古丁、焦油等物质,吸烟致癌比例达
9、烟草中含有尼古丁、焦油等物质,吸烟致癌比例达30%30%()腌制蔬菜、肉类含有亚硝酸盐,不宜多吃,腌制蔬菜、肉类含有亚硝酸盐,不宜多吃,()RousRous肉瘤病毒感染人的细胞后,将其基因组整合进人的基因组,从肉瘤病毒感染人的细胞后,将其基因组整合进人的基因组,从而人的细胞癌变而人的细胞癌变 ()AABBC人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件12 2、癌细胞的特征:、癌细胞的特征:(1 1)能够能够无限增殖无限增殖;(2 2)细胞)细胞形态发生显著变化形态发生显著变化;(3 3)细胞膜上的)细胞膜上的糖蛋白糖蛋白等物质等物质减少减少,细胞之间的
10、黏着性显,细胞之间的黏着性显著降低,著降低,容易容易在体内在体内分散和转移分散和转移。人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1除了碱基对的替换以外除了碱基对的替换以外,还有什么情况可能导还有什么情况可能导致基因结构的改变?致基因结构的改变?增添增添缺失缺失替换替换人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1编码淀粉分支酶的编码淀粉分支酶的基因被基因被插入的插入的DNADNA序列序列打乱打乱淀粉分支淀粉分支酶异常酶异常,活性大,活性大大降低大降低淀粉合成受阻,含量降低淀粉合成受阻,含量降低淀粉含量低的豌豆
11、由于失淀粉含量低的豌豆由于失水而水而皱缩皱缩CFTRCFTR基因基因缺失缺失3 3个碱基个碱基CFTRCFTR蛋白在第蛋白在第508508位缺少位缺少苯丙氨酸,空间结构异常,苯丙氨酸,空间结构异常,转运氯离子功能异常转运氯离子功能异常患者支气管粘液增多患者支气管粘液增多黏液清除困难,细菌繁殖,黏液清除困难,细菌繁殖,肺部感染肺部感染实例二:豌豆皱粒的形成实例二:豌豆皱粒的形成 实例三:囊性纤维病的病因实例三:囊性纤维病的病因人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件11 1、基因突变与生物性状的关系基因突变与生物性状的关系(1)(1)基因突变引起生物
12、性状的改变基因突变引起生物性状的改变某些碱基增添、缺失和替换后会引起遗传信息改变,使蛋白质的氨某些碱基增添、缺失和替换后会引起遗传信息改变,使蛋白质的氨基酸序列发生改变,蛋白质的结构和功能随之改变,从而引起生物基酸序列发生改变,蛋白质的结构和功能随之改变,从而引起生物性状的改变。性状的改变。(如下表如下表)碱基碱基影响范围影响范围对氨基酸的影响对氨基酸的影响替换替换小小只改变只改变1 1个氨基酸或不改变蛋白质中氨基酸序列或改个氨基酸或不改变蛋白质中氨基酸序列或改变蛋白质中氨基酸数量变蛋白质中氨基酸数量增添增添大大n n或或2n2n:不影响插入位置前的氨基酸序列,只影响插不影响插入位置前的氨基酸
13、序列,只影响插入位置后的氨基酸序列。入位置后的氨基酸序列。3n3n:只影响插入位置的氨:只影响插入位置的氨基酸序列或只增加一个或几个氨基酸基酸序列或只增加一个或几个氨基酸缺失缺失大大n n或或2n2n:不影响缺失位置前的氨基酸序列,只影响缺不影响缺失位置前的氨基酸序列,只影响缺失位置后的氨基酸序列。失位置后的氨基酸序列。3n3n:只影响缺失位置的氨:只影响缺失位置的氨基酸序列或只缺失一个或几个氨基酸基酸序列或只缺失一个或几个氨基酸人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1(2 2)基因突变未引起生物性状改变的原因基因突变未引起生物性状改变的原因基因
14、突变发生在基因的非编码区。基因突变发生在基因的非编码区。基因突变发生后,转录产生的基因突变发生后,转录产生的mRNAmRNA上的上的密码子与原密码子对应的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸,此时突变基因控制的性状不改变。是同一种氨基酸,此时突变基因控制的性状不改变。基因突变为隐性突变,如基因突变为隐性突变,如AAAA中的一个中的一个A A突变为突变为a a,此时性状也不改,此时性状也不改变。变。基因突变基因突变种类种类显性突变:例如:显性突变:例如:a a突变为突变为A A,该突变一旦发生该突变一旦发生 即可表现相应性状。即可表现相应性状。隐性突变:例如:隐性突变:例如:A A突变为突变为a
15、 a,该该突变性状一旦突变性状一旦在生物个体中表现出来,该性状即可稳定遗传。在生物个体中表现出来,该性状即可稳定遗传。人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1(1 1)有丝分裂前的间期(体细胞)有丝分裂前的间期(体细胞)(2 2)减数分裂前的间期(生殖细胞)减数分裂前的间期(生殖细胞)一般不能传给后代。一般不能传给后代。但是有些植物的体细胞发生了但是有些植物的体细胞发生了基因突变,可以通过无性生殖遗传。基因突变,可以通过无性生殖遗传。可以通过受精作用,可以通过受精作用,遵循遗传规律传递给后代。遵循遗传规律传递给后代。2.2.基因突变的基因突变的主
16、要主要时期:时期:在个体发育中,基因突变发生得越早,影响范围越大,以植物为例在个体发育中,基因突变发生得越早,影响范围越大,以植物为例人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件13 3、基因突变的原因:、基因突变的原因:外因(诱发突变)(诱发突变)生物因素:生物因素:某些病毒某些病毒能能影响宿主细胞的影响宿主细胞的DNADNA物理因素:物理因素:紫外线、紫外线、X X射线、其他辐射射线、其他辐射能能损伤细胞内的损伤细胞内的DNADNA化学因素:化学因素:亚硝酸盐、碱基类似物亚硝酸盐、碱基类似物等能等能改变核酸的碱基改变核酸的碱基 内因 (自发突变)(
17、自发突变)DNADNA复制时偶尔发生错误,复制时偶尔发生错误,D DNANA的碱基组成发生改变等原因的碱基组成发生改变等原因作用机理例子基因突变种类基因突变种类人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1 为什么在强烈的日光下要涂抹防晒为什么在强烈的日光下要涂抹防晒霜,做霜,做X X射射线透视线透视的医务人员要穿防护的医务人员要穿防护服?服?人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1 为什么在强烈的日光下要涂抹防晒为什么在强烈的日光下要涂抹防晒霜,做霜,做X X射射线透视线透视的医务人员要穿防护的医务人员
18、要穿防护服?服?因为紫外线和因为紫外线和X X射线易诱发射线易诱发基因突基因突变,使变,使人患癌症。人患癌症。人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件14 4基因突变的特点基因突变的特点(1)(1)性:所有生物均可发生基因突变。性:所有生物均可发生基因突变。(2)(2)性:基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期、发生性:基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期、发生 在细胞内不同在细胞内不同DNADNA分子上、发生在同一分子上、发生在同一DNADNA分子的不同分子的不同部位。部位。(3)(3)性:自然状态下,突变频率很低。性:自然状态下,突变频率
19、很低。(4)(4)性:一个基因可以向不同方向发生突变产生复等位基因,性:一个基因可以向不同方向发生突变产生复等位基因,还可能发生回复突变。还可能发生回复突变。(如图所示如图所示)(5)(5)性:突变性状大多有害少数有利。性:突变性状大多有害少数有利。普遍不定向随机低频多害少利人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件1人教版生物新教材基因突变和基因重组优秀课件15 5、基因突变的结果、基因突变的结果产生新的基因产生新的基因(1 1)对于真核生物来说,基因突变产生的基因是原来基因的等位)对于真核生物来说,基因突变产生的基因是原来基因的等位基因,染色体上基因的数目和位置不变。基因,染色体上基因的数
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