2020学年新教材高中生物第5章基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组课件人教版必修二.ppt
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1、第第1节基因突变和基因重组节基因突变和基因重组 任务驱动任务驱动1阐明细胞分裂中阐明细胞分裂中DNA复制的精确性是相对的,偶尔也会发生错误;对个复制的精确性是相对的,偶尔也会发生错误;对个体来说,体来说,“错误错误”带来的后果有时是灾难性的;但从整体和长远来看,带来的后果有时是灾难性的;但从整体和长远来看,“错错误误”可能让生物形成新的适应性特征,可能让生物形成新的适应性特征,“错误错误”造成的突变为进化提供了原造成的突变为进化提供了原材料。材料。2比较基因突变和基因重组的不同意义,比较碱基的替换、增添或缺失对生比较基因突变和基因重组的不同意义,比较碱基的替换、增添或缺失对生物性状的不同影响,
2、比较基因突变的不同特点和诱变因素。物性状的不同影响,比较基因突变的不同特点和诱变因素。3结合实例归纳癌细胞的特征、引起细胞癌变的原因及预防癌症的措施。结合实例归纳癌细胞的特征、引起细胞癌变的原因及预防癌症的措施。弯曲的镰刀状弯曲的镰刀状 破裂破裂 氨基酸氨基酸 2概念:概念:DNA分分子中发生碱基的子中发生碱基的 、和和 ,而引起的,而引起的 的改变。的改变。3基因突变对后代的影响基因突变对后代的影响(1)若发生在若发生在 中,将遵循中,将遵循 传递给后代。传递给后代。(2)若发生在若发生在 中,一般不遗传,但有些植物可通过中,一般不遗传,但有些植物可通过 传递。传递。(3)若人体某些体细胞基
3、因发生突变,可能会发展为若人体某些体细胞基因发生突变,可能会发展为 。替换替换增添增添缺失缺失基因碱基序列基因碱基序列配子配子遗传规律遗传规律体细胞体细胞无性繁殖无性繁殖癌细胞癌细胞二、细胞癌变二、细胞癌变1与细胞癌变相关的基因与细胞癌变相关的基因(1)基因:一般来说,该类基因表达的蛋白质是细胞正常的基因:一般来说,该类基因表达的蛋白质是细胞正常的 和和 所必所必需的,这类基因一旦需的,这类基因一旦 或或 表达而导致相应表达而导致相应 活性过强,就可能引起活性过强,就可能引起细胞癌变。细胞癌变。(2)基因:该类基因表达的蛋白质能基因:该类基因表达的蛋白质能 细胞的生长和增殖,或促进细胞的生长和
4、增殖,或促进 凋凋亡,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性亡,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性 或或 活性,也可能引起细活性,也可能引起细胞癌变。胞癌变。原癌原癌生长生长增殖增殖突变突变过量过量蛋白质蛋白质抑癌抑癌抑制抑制细胞细胞减弱减弱失去失去2癌细胞特征癌细胞特征(1)能够能够 ;(2)发生显著变化;发生显著变化;(3)细胞膜上的细胞膜上的 等物质减少;等物质减少;(4)细胞之间的细胞之间的 显著降低;显著降低;(5)容易在体内分散和转移,等等。容易在体内分散和转移,等等。无限增殖无限增殖形态结构形态结构糖蛋白糖蛋白黏着性黏着性三、基因突变的原因和特点三、基因突变的原因和特点1基因突变
5、的原因基因突变的原因(1)外因:外因:因素、因素、因素和生物因素。因素和生物因素。(2)内因:内因:DNA分子分子 偶尔发生错误,偶尔发生错误,DNA的碱基组成发生改变等。的碱基组成发生改变等。(3)诱变育种诱变育种原理:基因突变。原理:基因突变。诱变因素:诱变因素:a 因素:紫外线、因素:紫外线、X射线等。射线等。b化学因素:化学因素:等。等。优点:优点:可以提高可以提高 ,创造人类需要的生物新品种。,创造人类需要的生物新品种。物理物理化学化学复制复制物理物理亚硝酸盐亚硝酸盐突变率突变率2基因突变的特点基因突变的特点(1)在生物界中是在生物界中是 存在的。存在的。(2)发生的、发生的、的。的
6、。(3)自然状态下突变频率自然状态下突变频率 。普遍普遍随机随机不定向不定向很低很低3意义意义(1)基因突变对自身的影响基因突变对自身的影响基因突变对生物一般是基因突变对生物一般是 的。的。基因突变可能使生物产生新的性状,基因突变可能使生物产生新的性状,。(2)基因突变对自然界生物进化的意义基因突变对自然界生物进化的意义 产生的途径。产生的途径。的根本来源。的根本来源。的原材料。的原材料。有害有害适应改变的环境适应改变的环境新基因新基因生物变异生物变异生物进化生物进化四、基因重组四、基因重组1概念概念(1)发生的过程:在生物体进行发生的过程:在生物体进行 的过程中。的过程中。(2)实质:控制实
7、质:控制 的基因的重新组合。的基因的重新组合。有性生殖有性生殖不同性状不同性状2基因重组的方式基因重组的方式类型类型图示图示发生的时期发生的时期发生的范围发生的范围自由组合型自由组合型减数分裂减数分裂 上的上的非等位基因非等位基因交叉互换型交叉互换型减数分裂减数分裂同源染色体上的等位基因同源染色体上的等位基因随随 的交的交换而交换换而交换后期后期非同源染色体非同源染色体四分体时期四分体时期非姐妹染色单体非姐妹染色单体3.意义意义(1)基因重组是基因重组是 的来源之一。的来源之一。(2)基因重组对基因重组对 具有重要的意义。具有重要的意义。生物变异生物变异生物的进化生物的进化 预习诊断预习诊断1
8、镰状细胞贫血发生的根本原因是红细胞形态结构的改变镰状细胞贫血发生的根本原因是红细胞形态结构的改变()2基因重组会产生新的性状,增加了生物的多样性基因重组会产生新的性状,增加了生物的多样性()3减数分裂四分体时期,姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组减数分裂四分体时期,姐妹染色单体的局部交换可导致基因重组()4基因突变一定会引起基因结构的改变,但不一定会引起生物性状的改变基因突变一定会引起基因结构的改变,但不一定会引起生物性状的改变()5基因突变能产生新基因,是生物变异的根本来源基因突变能产生新基因,是生物变异的根本来源()6原癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖原癌基因表达的蛋白质能抑制细
9、胞的生长和增殖()7细胞癌变导致细胞黏着性降低,易分散和转移。细胞癌变导致细胞黏着性降低,易分散和转移。()(1)基因突变是基因突变是DNA分子的个别碱基的替换、增添或缺失引起的,图中两分子的个别碱基的替换、增添或缺失引起的,图中两种基因突变分别属于哪种类型?并简述判断的理由。种基因突变分别属于哪种类型?并简述判断的理由。提示提示:突变只引起一个氨基酸的改变,所以应属于碱基对的替换。突变突变只引起一个氨基酸的改变,所以应属于碱基对的替换。突变引起多个氨基酸的改变,所以应属于碱基对的增添或缺失。引起多个氨基酸的改变,所以应属于碱基对的增添或缺失。(2)基因突变是否一定改变基因突变是否一定改变DN
10、A中的遗传信息?为什么?中的遗传信息?为什么?提示提示:是,因为遗传信息指的是是,因为遗传信息指的是DNA分子中的碱基排列顺序,个别碱基的替分子中的碱基排列顺序,个别碱基的替换、增添和缺失都会引起碱基排列顺序的改变。换、增添和缺失都会引起碱基排列顺序的改变。1基因突变对蛋白质的影响基因突变对蛋白质的影响碱基碱基对对影响范影响范围围对氨基酸序列的影响对氨基酸序列的影响替换替换小小只改变只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列个氨基酸或不改变氨基酸序列增添增添大大不影响插入位置前的序列,而影响插入位置后不影响插入位置前的序列,而影响插入位置后的序列的序列缺失缺失大大不影响缺失位置前的序列,而影响缺失位置
11、后不影响缺失位置前的序列,而影响缺失位置后的序列的序列2.基因突变不一定导致生物性状改变的原因基因突变不一定导致生物性状改变的原因(1)基因突变发生在非编码序列部分,碱基序列没有对应的氨基酸。基因突变发生在非编码序列部分,碱基序列没有对应的氨基酸。(2)基因突变后对应的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。基因突变后对应的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。(3)基因突变为隐性突变,如基因突变为隐性突变,如AAAa,不导致性状的改变。,不导致性状的改变。3细胞癌变细胞癌变(1)与癌变有关的基因与癌变有关的基因原癌基因:表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的。原癌基因:表达的蛋白质是细胞正
12、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。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。(2)癌变的机理癌变的机理基因突变的基因突变的4个易错点个易错点(1)突变时间:基因突变并不只是发生于突变时间:基因突变并不只是发生于DNA复制时。细胞生命历程中的任何复制时。细胞生命历程中的任何时期均可能发生基因突变,只是时期均可能发生基因突变,只是DNA复制时更容易发生。复制时更容易发生。(2)发生基因突变的生物:任何生物均可以发生基因突变,包括发生基因突变的生物:任何生物均可以发生基因突变,包括RNA病毒,而病毒,而不仅是以不仅是以DNA
13、为遗传物质的生物。为遗传物质的生物。(3)突变方向与环境的关系:基因突变的方向和环境没有明确的关系,即环境突变方向与环境的关系:基因突变的方向和环境没有明确的关系,即环境因素可提高突变率,但不能决定基因突变的方向。因素可提高突变率,但不能决定基因突变的方向。(4)突变结果:基因突变改变基因的种类,遗传信息一定改变,但不改变基因突变结果:基因突变改变基因的种类,遗传信息一定改变,但不改变基因的数目,不一定改变生物的性状。的数目,不一定改变生物的性状。1下图表示大肠杆菌某基因的碱基序列,下列各项变化对其所控制合成的多下图表示大肠杆菌某基因的碱基序列,下列各项变化对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响
14、最大的是肽的氨基酸序列影响最大的是(不考虑终止密码子不考虑终止密码子)()A第第6位的位的C被替换为被替换为TB第第9位与第位与第10位之间插入位之间插入1个个TC第第100、101、102位被替换为位被替换为TTTD第第103、104位被替换为位被替换为CG解析:解析:A项,第项,第6位的位的C被替换为被替换为T,可能影响一个氨基酸。,可能影响一个氨基酸。B项,第项,第9位与第位与第10位之间插入位之间插入1个个T,第,第9位以后的氨基酸序列可能都发生变化;位以后的氨基酸序列可能都发生变化;C项,第项,第100、101、102位被替换为位被替换为TTT,氨基酸序列中可能有一个氨基酸发生改变;
15、,氨基酸序列中可能有一个氨基酸发生改变;D项,项,第第103、104位被替换为位被替换为CG,氨基酸序列中可能有一个氨基酸发生改变。,氨基酸序列中可能有一个氨基酸发生改变。答案:答案:B2有关基因突变的随机性的叙述,正确的是有关基因突变的随机性的叙述,正确的是()A无论是低等生物,还是高等动植物以及人都可能会发生无论是低等生物,还是高等动植物以及人都可能会发生B可以发生在生物个体发育的任何时期可以发生在生物个体发育的任何时期C发生的概率非常高发生的概率非常高D可以向各种不同的方向发生突变可以向各种不同的方向发生突变解析:解析:基因突变具有以下特点:普遍性、随机性、低频性和不定向性。基因突变具有
16、以下特点:普遍性、随机性、低频性和不定向性。A项项所述为普遍性,所述为普遍性,B项所述为随机性,项所述为随机性,D项所述为不定向性。基因突变的概率是项所述为不定向性。基因突变的概率是很低的,因此具有低频性。很低的,因此具有低频性。答案:答案:B3肿瘤是肿瘤是21世纪人类最主要的杀手,它是一种由环境因素与遗传因素相互作世纪人类最主要的杀手,它是一种由环境因素与遗传因素相互作用所产生的复杂性疾病,下列有关癌细胞的叙述错误的是用所产生的复杂性疾病,下列有关癌细胞的叙述错误的是()A癌变的内在因素是致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变癌变的内在因素是致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变B减少癌细胞的营
17、养供应可以抑制癌细胞的增殖减少癌细胞的营养供应可以抑制癌细胞的增殖C所有癌细胞中所有癌细胞中DNA的含量都相同的含量都相同D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解析:解析:癌变的内在因素是致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变,癌变的内在因素是致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变,A正确;正确;癌细胞的增殖需要大量的营养物质,所以减少癌细胞的营养供应可以抑制癌癌细胞的增殖需要大量的营养物质,所以减少癌细胞的营养供应可以抑制癌细胞的增殖,细胞的增殖,B正确;有的癌细胞进入分裂周期,正确;有的癌细胞进入分裂周期,DNA经过复制后有暂时加经过复制后有暂时加倍的情况,所以不同癌细胞中
18、倍的情况,所以不同癌细胞中DNA的含量可能不同,的含量可能不同,C错误;癌细胞的形态错误;癌细胞的形态结构常常会发生显著变化,这是癌细胞的特征之一,结构常常会发生显著变化,这是癌细胞的特征之一,D正确。正确。答案:答案:C(1)a图和图和b图所示的都是基因重组,两种类型的基因重组分别发生于减数分裂图所示的都是基因重组,两种类型的基因重组分别发生于减数分裂的哪个时期?的哪个时期?提示提示:a发生于减数分裂发生于减数分裂的前期的前期(四分体时期四分体时期),b发生于减数分裂发生于减数分裂的后期。的后期。(2)a图和图和b图所示的基因重组发生的原因分别是什么?图所示的基因重组发生的原因分别是什么?提
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