5.1基因突变和基因重组 ppt课件（0002）(4)-2023新人教版（2019）《高中生物》必修第二册.pptx

1、第五章第五章 基因突变基因突变及其他变异及其他变异 通过整形美容，单眼皮成为双眼皮，这种双眼皮能遗传吗？为什么？术后不可遗传生物性状是基因决定的，如果仅仅是性状改变，基因没有改变，那么后代仍然表现出原来的性状。遗传：生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的相似性。变异：生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞一母生九仔，连母十个样表现型=基因型+环境生物变异生物变异（环境引起，不改变遗传物质）（环境引起，不改变遗传物质）不可遗传的变异不可遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异（改变遗传物质）（改变遗传物质）基因突变基因突变基因重组基因重组注意：基因中碱基

2、序列不发生改变，有时候也可通过注意：基因中碱基序列不发生改变，有时候也可通过表观遗传表观遗传影响下一代。影响下一代。图示：上面是常规育种冬瓜，下面是太空育种冬瓜（重量为104公斤，高度为125厘米）。航天育种的生物学原理是什么？基因突变的实例镰状细胞贫血 19101910年一个黑人青年年一个黑人青年前往医院看病，症状为发前往医院看病，症状为发烧和肌肉疼痛，经过检查烧和肌肉疼痛，经过检查发现，他的红细胞不是正发现，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，这种病就被称为镰刀状，这种病就被称为镰刀型细胞贫血症，这是镰刀型细胞贫血症，这是人们第一次认识到这种特人们第一次认识

3、到这种特殊的贫血症。殊的贫血症。这种病的病因是什么呢？这种病的病因是什么呢？资料1：1949年年,美国鲍林博士首先意识到美国鲍林博士首先意识到,红细胞中红细胞中血红蛋白分子血红蛋白分子的异常的异常引起红细胞变形。引起红细胞变形。资料2：资料3：科学家科学家用酶将正常血红蛋白和镰状血红蛋白在相同条件用酶将正常血红蛋白和镰状血红蛋白在相同条件下切成肽段，通过电泳对二者进行分析，发现有一个肽段下切成肽段，通过电泳对二者进行分析，发现有一个肽段的位置明显不同。的位置明显不同。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赖氨酸赖氨酸缬氨酸缬氨酸组氨酸组氨酸亮氨酸亮

4、氨酸苏氨酸苏氨酸脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸赖氨酸赖氨酸缬氨酸缬氨酸正常血红蛋白异常血红蛋白直接原因：正常血红蛋白第正常血红蛋白第6 6位上的位上的谷氨酸谷氨酸被被缬氨酸缬氨酸取代。取代。基因突变的实例镰状细胞贫血为什么患者血红蛋白的氨基酸会被取代呢？结合基因表达的过程进行分析其根本原因？根本原因：基因中发生了一个碱基对的替换AGGmRNACT CAGGDNAUGGCCAGGT谷氨酸蛋白质异常氨基酸蛋白质缬氨酸蛋白质正常红细胞正常镰状转录翻译直接直接原因原因谷氨酸谷氨酸缬氨酸缬氨酸A AT TT TA A替换替换谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？基因突变的实例

5、镰状细胞贫血除了碱基对的替换，DNA分子的碱基对还会发生其他改变吗？DNA中插入了一段外来DNA序列 打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶出现异常，活性降低淀粉含量低，豌豆失水而皱缩编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基CFTR蛋白在508位缺少苯丙氨酸CFTR蛋白转运氯离子的功能异常CFTR蛋白空间结构发生变化资料1资料2缺失缺失增添增添基因突变的实例镰状细胞贫血通常发生在有丝分裂间期间期和减数第一次分裂前的间期间期(2)发生时间：(1)概念:DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，引起的基因结构的改变。一、基因突变(3 3)对氨基酸序列的影响对氨基酸序列的影响CCTG GGTCGGAC CC

6、AGCCTGTGGTCGGACACCAGCCTGACGGTCGGACTGCCAG(替换替换)(增添增添)(缺失缺失)CCTGAGGTCGGACTCCAG（正常基因）（正常基因）。影响影响小小，一般只影响，一般只影响一一个个或或不影响不影响氨基酸序列氨基酸序列影响影响大大，一般不影响，一般不影响插插入或缺失入或缺失位置位置前前的序列，的序列，而影响而影响插入或缺失插入或缺失位置位置后后的序列的序列注：插入或缺失注：插入或缺失3或或3的的倍数个碱基时影响较小。倍数个碱基时影响较小。一、基因突变(4 4)对生物性状的影响对生物性状的影响 。1.1.性状改变性状改变(1)(1)肽链不能合成、延长或缩短

7、肽链不能合成、延长或缩短(2)(2)肽链中氨基酸改变，导致蛋白质的功能改变肽链中氨基酸改变，导致蛋白质的功能改变2.2.性状不改变性状不改变(1)(1)密码子的密码子的简并性简并性(基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种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氨基酸)(2)(2)隐性突变隐性突变(3 3)突变可能发生在突变可能发生在基因的基因的非编码区中非编码区中(基因突变导致终止密码子移动基因突变导致终止密码子移动)(例如：例如：AAAa，仍表现为显性仍表现为显性)基因A基因B基因C含有3个基因的DNA片段的模式图一、基因突变(5 5)对后代的影响对后代的影响 。1.1.

8、若发生在若发生在配子配子中，则可通过中，则可通过有性生殖有性生殖遗传给后代；遗传给后代；2.2.若发生在若发生在体细胞体细胞中，中，一般一般不能遗传。不能遗传。特例：植物可通过无性繁殖特例：植物可通过无性繁殖(6 6)结果结果 1.1.基因突变基因突变一定一定会导致会导致基因的碱基序列改变基因的碱基序列改变；2.2.蛋白质蛋白质结构、性状结构、性状不一定不一定改变；改变；3.3.基因的数目、在染色体上的位置基因的数目、在染色体上的位置不变不变。产生产生新新基因，基因，与 原 基 因 形与 原 基 因 形成成等位基因等位基因；(隐性突变：隐性突变：AAAa)AAAa)(显性突变：显性突变：aaA

9、a)aaAa)一、基因突变情景视频：抑癌基因突变原癌基因突变抑癌基因突变抑癌基因突变癌癌细胞转移正常结肠上皮细胞 结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤。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，请观察下图是解释结肠癌发生的简化模型，请观察并回答问题。并回答问题。讨论讨论1.1.从基因角度看，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？讨论讨论2.2.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？吗？讨论讨论3.3.根据图示推测，癌细胞与正常细胞相比，具根据图示推测，癌细胞与正常细胞相比，具有哪些明显的特点？有哪些明显的特点？原

10、癌基因和抑癌基因发生基因突变 正常细胞的DNA分子中都有原癌基因和抑癌基因基因突变的实例细胞的癌变1.癌细胞的特征：能够无限增殖 来自名叫海拉的女性宫颈癌症患者。这位患来自名叫海拉的女性宫颈癌症患者。这位患者已在者已在19511951年死去，但从她身上取下的癌细年死去，但从她身上取下的癌细胞却在实验室一代代地传了下来。胞却在实验室一代代地传了下来。形态结构发生显著变化正常的成纤维成纤维细胞癌变后的成纤维细胞(球形球形)细胞膜上的糖蛋白等物质减少细胞之间的黏着性显著降低容易在体内分散和转移。基因突变的实例细胞的癌变原癌基因抑癌基因细胞正常生长、增殖细胞正常生长、增殖正常表达产物正常表达产物过量表

11、达过量表达突变突变表观遗传修饰表观遗传修饰不表达不表达正常表达产物正常表达产物抑制细胞生长、增殖抑制细胞生长、增殖或者或者促进细胞凋亡促进细胞凋亡表达产物表达产物活性过高活性过高表达产物表达产物的量过高的量过高表达产物表达产物的量过低的量过低表达产物表达产物活性过低活性过低可能可能致癌因子突变突变表观遗传修饰表观遗传修饰可能可能2.2.癌变的原因：癌变的原因：原癌基因和抑癌基因发生了基因突变基因突变的实例细胞的癌变健康生活提示健康生活提示：（1）不要买不新鲜或腐烂的蔬菜和水果。（2）咸菜、咸肉等食物中含有致癌物质亚硝酸盐，应少吃。（3）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。（

12、4）熏烤的鱼、肉、香肠等食物中含有致癌物质，应少吃。（5）发霉的食物不要吃。（6）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。（7）多吃富含纤维素的食物，如芹菜、韭菜、鲜枣、红薯等。（8）坚持锻炼身体，提高抵抗力（9）保持积极乐观的心态1.1.在一个在一个DNADNA分子中如果插入了一个碱基对，则分子中如果插入了一个碱基对，则A.A.不能转录不能转录B.B.不能翻译不能翻译C.C.在转录时造成插入点以前的遗传密码改变在转录时造成插入点以前的遗传密码改变D.D.在转录时造成插入点以后的遗传密码改变在转录时造成插入点以后的遗传密码改变当堂检测当堂检测2.2.若

13、某基因原为若某基因原为303303对碱基，现经过突变，成为对碱基，现经过突变，成为300300个个碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白碱基对，它合成的蛋白质分子与原来基因合成的蛋白质分子相比较，差异可能为质分子相比较，差异可能为A A只相差一个氨基酸，其他顺序不变只相差一个氨基酸，其他顺序不变B B长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变长度相差一个氨基酸外，其他顺序也有改变C C长度不变，但顺序改变长度不变，但顺序改变D DA A、B B都有可能都有可能当堂检测当堂检测3.3.人类能遗传给后代的基因突变常发生在人类能遗传给后代的基因突变常发生在A.A.减数第一次分裂减数第一次分裂B.

14、B.四分体时期四分体时期C.C.减数第一次分裂的间期减数第一次分裂的间期D.D.有丝分裂间期有丝分裂间期当堂检测当堂检测【自主学习自主学习】阅读书本阅读书本P83P83部分，寻找诱发基因突变的原因。部分，寻找诱发基因突变的原因。究竟是什么因素导致基因突变呢？1.物理因素：X射线 激光等2.化学因素：亚硝酸 碱基类似物3.生物因素：某些病毒的遗传物质如果没有这些因素，基因突变会不会发生？损伤细胞内的DNA改变核酸的碱基影响宿主细胞的DNADNA复制偶发错误二、基因突变的原因（1 1）外部因素（诱发突变）：）外部因素（诱发突变）：（2 2）内部因素（自发突变）：）内部因素（自发突变）：4.4.判断

15、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，（）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

16、人的基因组，从而人的细胞癌变而人的细胞癌变 （）A AA AB BB BC C当堂检测当堂检测阅读教材阅读教材8282页，总结基因突变的特点有哪些？页，总结基因突变的特点有哪些？三、基因突变的特点卷毛鸡白化病Aa5a4a6a3a1a2有害的基因突变有害的基因突变畸形的雏鸭畸形的雏鸭人类的并指人类的并指唇唇裂裂多害少利性多害少利性高产大豆高产大豆 高产青霉菌株高产青霉菌株有利的基因突变有利的基因突变（1）对生物体的意义（2）对进化的意义有害有害突变突变：可能破坏生物体与现有环境的协调关系。：可能破坏生物体与现有环境的协调关系。有利有利突变突变：如抗病性突变、耐旱性突变等。：如抗病性突变、耐旱性突

17、变等。中性突变中性突变：不会导致新的性状出现。：不会导致新的性状出现。产生新基因形成新性状生物进化的原始材料基因突变生物变异的根本来源4四、基因突变的意义 是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，生物进化的原始材料。利用物理因素(如紫外线、X射线等)或化学因素(如亚硝酸盐等)处理生物，使生物发生基因突变，可以提高突变率，创造人类需要的生物新品种。例如：用辐射方法处理大豆，选育出含油量高的大豆品种。辐射种植收获筛选油油多多黄黄豆豆五、基因突变的应用 诱变育种诱变育种5.有关基因突变的叙述，正确的是（）A不同基因突变的频率是相同的B基因突变一定会引起生物性状的改变C一个基因可以向多个方向突变D.

18、基因突变低频低，不具有普遍性6.6.生物变异的根本来源是生物变异的根本来源是 （）A A基因重组基因重组 B B染色体数目变异染色体数目变异 C C染色体结构变异染色体结构变异 D D基因突变基因突变D D当堂检测当堂检测纯种黄色圆粒豌豆纯种绿色皱粒豌豆 黄色圆粒豌豆 UUPF1F2黄色圆粒绿色圆粒 黄色皱粒绿色皱粒重组性状除了基因突变还有什么方式会导致性状的差异呢？“一母生九仔，连母十个样”1.什么是基因重组？2.基因重组发生的时间？3.基因重组的类型？4.基因重组的意义？六、基因重组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。有性生殖由亲本产生的生殖细胞(配子)，

19、经过两性生殖细胞的结合，成为受精卵，再发育成为新的个体的生殖方式。控制不同性状基因：非等位基因前提本质六、基因重组适用于真核生物进行有性生殖过程中细胞核遗传ADad减数分裂后期Ad和aDAD和adADad非同源染色体上的非等位基因可自由组合。2.类型：六、基因重组AABaabBbAABaabbB减数分裂前期可产生的 配子类型：AB和ab重组后新增的配子类型：Ab和aB 四分体时期同源染色体上的非姐妹染色单体的交换2.类型：六、基因重组 特例特例(1)(1)原核生物：原核生物：R R型型细菌细菌转化转化为为S S型型细菌细菌(2)(2)转基因技术（转基因技术（DNADNA重组技术）重组技术）2.

20、类型：不产生新基因不产生新基因，可形成新的，可形成新的基因型基因型3.结果：4.意义：为生物进化提供为生物进化提供原材料）；原材料）；六、基因重组 猫科动物的斑纹同样猫科动物的斑纹同样因为基因重组而各有差异。因为基因重组而各有差异。5、应用：杂交育种杂交水稻之父 袁隆平P：抗倒伏、易感稻瘟病水稻易倒伏、高抗稻瘟病水稻抗倒伏、高抗稻瘟病水稻选育选育F1杂交水稻杂交水稻5、应用：杂交育种以下哪些过程发生了基因重组？以下哪些过程发生了基因重组？、7 7.以下各项属于基因重组的是（以下各项属于基因重组的是（）A A基因型为基因型为AaAa的个体自交，后代发生性状分离的个体自交，后代发生性状分离 B B

21、雌雄配子随机结合，产生不同类型的子代个体雌雄配子随机结合，产生不同类型的子代个体 C CYyRrYyRr个体自交后代出现不同于亲本的新类型个体自交后代出现不同于亲本的新类型 D D同卵双生姐妹间性状出现差异同卵双生姐妹间性状出现差异C C当堂检测当堂检测比较项目比较项目基因突变基因突变基因重组基因重组定义定义时期时期类型类型结果结果意义意义应用应用碱基对的增添、缺失或替换碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变而引起的基因结构的改变有性生殖过程中，有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合控制不同性状的基因重新组合分裂间期复制过程分裂间期复制过程减数分裂减数分裂前期、后期前期、后期自发突

22、变、诱发突变自发突变、诱发突变自由组合、染色体互换自由组合、染色体互换产生产生新的基因新的基因产生产生新的基因型新的基因型生物变异的生物变异的根本来源根本来源生物变异的来源之一生物变异的来源之一诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种基因突变和基因重组的比较基因突变和基因重组的比较1.1.判断下列表述是否正确判断下列表述是否正确（1 1）基因突变是广泛存在的，并且对生物自身大多是）基因突变是广泛存在的，并且对生物自身大多是有害的有害的 （）（2 2）基因突变一定能够改变生物的表现型）基因突变一定能够改变生物的表现型 （）（3 3）基因重组可以产生新的性状）基因重组可以产生新的性状 （）当堂检测当堂检测

23、2.2.同无性生殖相比，有性生殖产生的后代具有同无性生殖相比，有性生殖产生的后代具有更大的变异性，其根本原因是（更大的变异性，其根本原因是（）A A基因突变频率更高基因突变频率更高B B产生新的基因组合机会多产生新的基因组合机会多C C产生许多新的基因产生许多新的基因D D更容易受环境影响而发生变异更容易受环境影响而发生变异B B3.3.下列关于基因重组的说法，不正确的是（）下列关于基因重组的说法，不正确的是（）A A基因重组是生物变异的根本来源基因重组是生物变异的根本来源B B基因重组能够产生多种基因型基因重组能够产生多种基因型C C基因重组发生在有性生殖是过程中基因重组发生在有性生殖是过程中D D非同源染色体上的非等位基因可以发生重组非同源染色体上的非等位基因可以发生重组A A当堂检测当堂检测课堂总结