人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因突变和基因重组说课ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 基因突变和基因重组说课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了知识概览，答案C，答案B，归纳总结1癌变机理，答案D，答案A等内容，欢迎下载使用。
目 标 素 养1.基于基因突变的实例,分析基因突变的机理、细胞癌变的原因,归纳基因突变的概念、原因及意义。2.学习与了解癌变的机理,认识癌变细胞的特征及危害,积极宣传癌症的预防方法。3.依据自由组合定律和减数分裂的过程,归纳基因重组的类型,分析造成有性生殖后代遗传物质组成多样性的原因,归纳、概述基因重组的概念及其意义。
一、基因突变的实例1.镰状细胞贫血(1)病因
2.基因突变(1)概念: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。(2)基因突变的遗传性①若发生在配子中,将遵循遗传规律传递给后代。②若发生在体细胞中,一般不能遗传。但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。
3.细胞的癌变(1)细胞癌变的机理
(2)癌细胞的特征①能够无限增殖。②形态结构发生显著变化。③细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移。
微思考用光学显微镜观察某同学的红细胞,能不能判断其患有镰状细胞贫血?提示:能,用显微镜观察红细胞的形状即可作出判断。
微判断1 下图表示双链DNA分子上的若干片段,请据图判断下列表述是否正确。
(1)DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的DNA碱基序列的改变,叫作基因突变。(　　)(2)基因突变改变了基因的数量和位置。(　　)(3)基因突变的结果一定是产生等位基因。(　　)(4)基因突变在光学显微镜下不可见。(　　)
二、基因突变的原因和特点1.原因
(2)内因:DNA复制偶尔发生错误等。2.特点:普遍性、随机性、不定向性、低频性等。
三、基因突变的意义1.突变对生物体的影响(1)有害:对生物体来说,基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系。(2)有利:有些基因突变如植物的抗病性突变、耐旱性突变,微生物的抗药性突变等有利于生物更好地适应环境。(3)中性:有的基因突变不会导致新的性状出现,既无害也无益。
2.意义(1)是产生新基因的途径。(2)是生物变异的根本来源。(3)为生物的进化提供了丰富的原材料。
微判断2判断下列关于基因突变特点的描述是否正确。(1)基因突变的方向是由环境决定的。(　　)(2)基因突变可以发生在细胞内不同的DNA分子上和同一个DNA分子的不同部位,体现了基因突变的不定向性。(　　)(3)一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因,这体现了基因突变的随机性。(　　)(4)任何生物都有可能发生基因突变。(　　)(5)虽然基因突变的频率很低,但仍能提供丰富的可遗传的变异。(　　)
微训练 基因突变的特点[连线]
四、基因重组1.概念(1)范围:生物体进行有性生殖的过程中。(2)实质:控制不同性状的基因的重新组合。
3.结果:不产生新基因,但产生新的基因组合。4.意义(1)是生物变异的来源之一。(2)对生物的进化具有重要意义。
微判断3基于基因重组的类型和特点,判断下列表述是否正确。(1)基因型为Aa的个体自交后代出现性状分离与基因重组有关。(　　)(2)一对同源染色体可能存在基因重组。(　　)(3)基因重组会产生新的性状。(　　)(4)基因重组在光学显微镜下是可见的。(　　)(5)基因重组产生的新的基因型不一定会表达为新表型。(　　)
一 基因突变问题探究
注可能用到的密码子:天冬氨酸(GAC),甘氨酸(GGU、GGG),甲硫氨酸(AUG),终止密码子(UAG)。
1.a~d 4种基因突变分别属于哪种基因突变类型?除此之外,基因突变还有哪种类型?提示:a属于基因突变中的缺失,b、c、d属于替换,基因突变还有增添。2.图中基因的不同位点都可能发生基因突变,这体现了基因突变的什么特点?除此之外,基因突变还有哪些特点?提示:体现了基因突变的随机性。基因突变还有普遍性、不定向性和低频性等特点。
3.b突变后合成的多肽链中氨基酸顺序是怎样的?由此推断,基因突变一定会导致生物性状的改变吗?这有什么意义?提示:天冬氨酸—亮氨酸—色氨酸—酪氨酸。不一定。有利于维持生物遗传性状的相对稳定。4.基因突变通常发生在细胞周期的哪个时期?为什么?提示:分裂间期。间期进行DNA的复制,DNA分子复制过程中,DNA双链解旋,使碱基暴露出来,此时DNA分子结构不稳定,碱基的数量或排列顺序易发生改变,从而使遗传信息发生改变。
5.基因突变是否一定能遗传给后代?为什么?提示:否,基因突变若发生在配子中,可遗传给后代,若发生在体细胞中,一般不能遗传给后代。
归纳总结1.基因突变的过程(1)图解
(2)实质:基因中碱基序列的改变,即基因结构的改变。
(3)基因突变的类型和影响
增添或缺失的位置不同,影响结果也不一样:在序列最前端则氨基酸序列全部改变或不能表达(形成终止密码子);在中间某个位置会造成肽链提前中断(形成终止密码子)或插入(或缺失)点后氨基酸序列改变;在该序列最后则不影响表达或使肽链延长。
2.基因突变的“一定”和“不一定”(1)基因突变一定会引起基因中碱基序列的改变。(2)基因突变不一定会引起生物性状的改变。(3)基因突变不一定都产生等位基因。病毒和原核细胞中的遗传物质结构简单,基因数目少,而且一般是单个存在的,不存在等位基因。因此,病毒和原核生物内,基因突变产生的是一个新基因,而不是等位基因。
(4)基因突变不一定都能遗传给后代。①基因突变如果发生在有丝分裂过程中,一般不能遗传,但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。②基因突变如果发生在减数分裂过程中,可以通过配子传递给后代。
3.基因突变对性状的影响
方法规律 如何判断基因突变是显性突变还是隐性突变可以选择突变体与其他已知基因型的未突变体杂交,通过观察后代变异性状的比例来判断基因突变的类型。对于植物还可以利用突变体自交的方法观察后代有无性状分离来进行显性突变与隐性突变的判定。
典例剖析【例1】 研究发现,若改变果蝇体内一组特定基因,其昼夜节律会发生变化,这组基因被命名为周期基因。下列叙述正确的是(　　)A.可用光学显微镜观察到果蝇细胞内周期基因的碱基序列B.周期基因突变是由基因的替换、增添或缺失而引起的C.若果蝇体内周期基因中的碱基序列改变,其昼夜节律不一定发生变化D.基因突变具有不定向性,因此周期基因能突变为白眼基因或长翅基因
解析:基因的结构变化在光学显微镜下是无法观察到的,A项错误。周期基因突变是由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,B项错误。若果蝇体内周期基因中的碱基序列改变,由于密码子的简并等原因,生物性状不一定发生改变,C项正确。基因突变具有不定向性,但基因突变往往是突变为其等位基因,周期基因不能突变为白眼基因或长翅基因,D项错误。
学以致用1.下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生了突变,导致1 169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是(　　)A.①处插入碱基对G—CB.②处碱基对A—T被替换为G—CC.③处缺失碱基对A—TD.④处碱基对G—C被替换为A—T
解析:根据题图中1 168位的甘氨酸的密码子GGG,可知WNK4基因是以其DNA分子下方的一条脱氧核苷酸链为模板转录形成mRNA的,1 169位的赖氨酸的密码子是AAG,因此取代赖氨酸的谷氨酸的密码子最可能是GAG,从而推知该基因发生的突变是②处碱基对A—T被替换为G—C。
二 细胞的癌变问题探究结肠癌是一种消化道恶性肿瘤。请结合下列结肠癌发生的简化模型,讨论分析下列问题。
1.从结肠癌发生的简化模型可知,癌变是细胞中原癌基因和抑癌基因发生基因突变的结果。原癌基因和抑癌基因各有什么作用?健康人体细胞中是否存在这两类基因?提示: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,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变;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,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变。是,健康人体内本来就存在原癌基因和抑癌基因。
2.原癌基因和抑癌基因是否属于一对等位基因?其中任意一个基因发生突变都会发生细胞癌变吗?提示:否,原癌基因和抑癌基因不属于一对等位基因。癌变的发生不是单一基因突变的结果,一个细胞中发生多个基因突变,才可能导致细胞癌变的发生。
2.原癌基因与抑癌基因的关系(1)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;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) 原癌基因和抑癌基因都是维持机体正常活动所必需的基因,共同对细胞的生长和分化起着调节作用。(3)癌变是由原癌基因和抑癌基因发生突变,导致细胞异常分裂,机体对这种异常分裂又无法阻止而造成的。
方法技巧 判断细胞发生癌变的方法(1)从基因方面:原癌基因、抑癌基因发生突变。(2)从形态结构方面:细胞癌变后,形态结构发生显著变化。(3)从代谢方面:线粒体和核糖体活动旺盛,为癌细胞分裂提供能量和蛋白质。
典例剖析【例2】 为研究人原癌基因Myc和Ras的功能,科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc+Ras,基因均大量表达),发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如下图所示)。下列叙述正确的是(　　)A.原癌基因的作用是阻止细胞正常增殖B.三组小鼠的肿瘤细胞均没有无限增殖的能力C.两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质D.两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应
解析: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,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,A项错误。无限增殖是肿瘤细胞的特征之一,B项错误。原癌基因的正常表达对于细胞正常的生长和增殖是必需的,原癌基因Myc和Ras在人体细胞内编码功能正常的蛋白质,C项错误。由题图可知,同时转入Myc和Ras的小鼠中肿瘤小鼠的比例大于只转入Myc或Ras的小鼠中肿瘤小鼠的比例,说明两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应,D项正确。
学以致用2.在致癌因子的作用下,正常动物细胞可转变为癌细胞,下列有关癌细胞特点的叙述,错误的是(　　)A.细胞中可能发生单一基因突变,细胞间黏着性增加B.细胞中可能发生多个基因突变,细胞的形态发生变化C.细胞中的染色体可能受到损伤,细胞的增殖失去控制D.细胞中遗传物质可能受到损伤,细胞表面的糖蛋白减少答案:A
解析:细胞癌变的发生并不是单一基因突变的结果,而是一系列的原癌基因与抑癌基因的变异逐渐积累的结果,癌细胞的形态结构发生显著变化,其细胞膜上的糖蛋白减少,细胞间的黏着性降低,A项错误,B项正确。如果细胞中的染色体受到损伤,导致原癌基因或抑癌基因随着它们所在的染色体片段一起丢失,则细胞的增殖可能会失去控制,C项正确。癌细胞中遗传物质可能会受到损伤,从而使细胞表面的糖蛋白减少,D项正确。
三 基因重组问题探究下图a、b为减数分裂Ⅰ不同时期的细胞图像,据图回答下列问题。
1.图a和图b所示的都是基因重组,两种类型的基因重组分别发生在减数分裂Ⅰ的哪个时期?提示:图a发生在减数分裂Ⅰ的前期(四分体时期),图b发生在减数分裂Ⅰ后期。2.图a和图b所示的基因重组发生的原因分别是什么?提示:图a发生基因重组的原因是同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了互换。图b发生基因重组的原因是非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合。
3.基因重组产生了新基因和新性状吗?提示:没有。基因重组只是将原有的基因进行了重新组合;基因控制性状,由于基因重组没有产生新基因,因此一般不会产生新性状,只是产生了新的性状组合。
三 基因重组归纳总结1.基因重组的类型
2.基因突变和基因重组的区别和联系
3.“四看法”判断基因突变与基因重组
典例剖析【例3】 下列关于基因重组的叙述,错误的是(　　)A.基因型为Dd的个体自交后代性状出现3∶1的分离比,不是基因重组的结果B.减数分裂时同源染色体上非姐妹染色单体间的互换会导致基因重组C.基因重组会导致后代产生新的表型,对生物进化有重要意义D.基因重组会导致同卵双胞胎之间的性状差异
解析:基因型为Dd的个体自交后代性状出现3∶1的分离比,不是基因重组的结果,而是等位基因分离的结果,A项正确。减数分裂的四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体间发生互换,会导致基因重组,B项正确。基因重组会导致后代产生新的表型,为生物进化提供原材料,对生物进化有重要意义, C项正确。同卵双胞胎的基因型应该相同,所以他们之间性状的差异不是基因重组导致的,可能是基因突变或环境因素导致的,D项错误。
学以致用3.下列配子产生的过程不是通过基因重组导致的是(　　)
解析:基因重组有两种类型,一是四分体时期同源染色体上非姐妹染色单体的互换,二是减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上非等位基因的自由组合。A项中是基因突变,B项中是互换,C、D两项中是非同源染色体上非等位基因的自由组合。
1.若基因中部的某个碱基被其他碱基替换,可能的后果不包括(　　)A.其控制合成的蛋白质不变B.翻译过程在替换位置终止C.翻译过程中,替换处的氨基酸种类发生改变D.翻译过程中,替换处后面的氨基酸序列发生改变答案:D
解析:基因中部的碱基替换后转录出的密码子存在简并,可以决定同一种氨基酸,也可能形成终止密码子,还有可能形成决定不同氨基酸的密码子,但只会改变这一种氨基酸,其后的氨基酸种类和顺序不会发生改变。
2.基因突变是生物变异的根本来源。下列关于基因突变特点的叙述,正确的是(　　)A.生物在个体发育的特定时期才可发生基因突变B.基因突变能定向形成新的等位基因C.低等生物和高等生物均可发生基因突变D.体细胞发生的基因突变一定不能遗传答案:C
解析:生物个体发育的任何时期,都可能发生基因突变,说明基因突变具有随机性,A项错误。一个基因可以发生不同的突变,产生一个以上的等位基因,即基因突变具有不定向性,B项错误。无论是低等生物还是高等生物,无论是体细胞还是生殖细胞,都可能发生基因突变,说明基因突变具有普遍性,C项正确。某些植物的体细胞发生的基因突变可以通过无性生殖遗传,D项错误。
3.下列有关人的正常皮肤细胞及癌细胞的叙述,错误的是(　 )A.癌细胞有细胞周期B.癌变后细胞膜上的糖蛋白减少C.紫外线是致癌因子D.正常皮肤细胞中没有原癌基因答案:D解析:癌细胞可以无限增殖,故有细胞周期,A项正确。癌变后细胞膜上的糖蛋白减少,容易分散和转移,B项正确。紫外线是致癌因子,C项正确。正常皮肤细胞中有原癌基因和抑癌基因,D项错误。