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

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航天育种的生物学原理是什么？如何看待基因突变所造成的结果？
原理：在太空的特殊环境中，细胞分裂进行DNA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，改变的性状对生物的生存可能有害，可能有利，也可能既无害又无利。
一、基因突变的实例（P80）
资料：1910年，一个黑人青年到医院看病，检查发现他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，人们称这种病为镰状细胞贫血。这种病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型。病重时，红细胞受机械损伤而破裂的现象，引起严重贫血而造成死亡。
直接原因:蛋白质结构改变
mRNA分子中的碱基发生变化
DNA分子中的碱基对发生变化
A
这种变化可否遗传?如何遗传？
亲代通过生殖过程把基因传给子代
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，叫作基因突变。
基因突变发生的时间——主要在间期 A.有丝分裂间期 体细胞 （但一般不能传给后代）B.减数第一次分裂前的间期 生殖细胞（配子） （将遵循遗传规律通过受精作用传递给后代）有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性生殖遗传 （如：植物组织培养、块茎块根的繁殖，扦插、嫁接等。）
　　正常细胞染色体上的原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变为癌细胞。
人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因：原癌基因和抑癌基因。
癌细胞（图5-3)与正常细胞相比，具有以下特征：（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，易在体内分散和转移
为什么在强烈的日光下要涂抹防晒霜？做X射线透视的医务人员要穿防护衣？
　　易诱发突变并提高突变频率的因素（外因）：
DNA复制偶尔发生错误等原因自发产生。
　　（1）物理因素：紫外线、X射线及其他辐射，能损伤细胞内的DNA　　（2）化学因素：亚硝酸盐、碱基类似物，能改变核酸的碱基　　（3）生物因素：某些病毒的遗传物质能够影响宿主细胞的DNA
二、基因突变的原因（P83）
基因突变的应用:诱变育种
利用物理或化学因素，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。
　　（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。　　（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
从以下图片，你能归纳出基因突变的什么特点吗？
三、基因突变的特点（P83）
随机性表现为：可发生在个体发育的任何时期；可以发生在细胞内的不同DNA分子上、同一DNA分子的不同部位。
由于DNA碱基组成的改变是随机的、不定向的，因此，基因突变具有随机性和不定向性。
不定向性表现为：一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因
四、基因突变的意义（P83）
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，而对生物体有害。但有些基因突变对生物体是有利的，如植物的抗病性突变、耐旱性突变，微生物的抗药性突变等。还有些基因突变既无害也无益，是中性的。例如，有的基因突变不会导致新的性状出现，就属于中性突变。 基因突变是产生新基因的途径。对生物界的种族繁衍和进化来说，产生了新基因的生物有可能更好地适应坏境的变化，开辟新的生存空间，从而出现新的生物类型。因此，基因突变是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了丰富的原材料。
基因突变一定会使性状改变吗？
基因中增添一个碱基、两个碱基、三个碱基…会出现什么情况？若缺失呢？
只改变一个氨基酸或不变
不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列
不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列
基因突变不一定导致生物性状的改变，原因：
（1）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
与RNA聚合酶结合位点
（2）突变可能发生在基因的非编码蛋白质区域（非编码区、内含子）
（3）基因突变后若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变
1、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．基因突变的方向是由环境决定的 C．一个基因可以向多个方向突变 D．细胞分裂的中期不发生基因突变
2、某基因上的一个碱基发生了改变，不会出现的情况是（ ）A.该基因转录出的mRNA上的部分密码子的碱基排列顺序发生改变B.该基因控制合成的蛋白质的结构发生了改变C.该基因在染色体上的位置发生了改变D.该基因控制合成的蛋白质的肽链缩短
3、如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是 (　　)A．图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因B．结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果C．图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和定向的D．上述基因突变可传递给子代细胞，从而一定传给子代个体
五、基因重组（P84）
减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因自由组合
减数分裂I前期（四分体时期）同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组
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.
（1）减数分裂Ⅰ后期非同源染色体上的非等位基因自由组合
（2）减数分裂I前期（四分体时期）同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体之间的互换而发生交换，导致染色单体上的基因重组
（3）基因工程（P76）：把一种生物的某个基因提取出来，加以改造，转移到另一种生物的细胞里，创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品 肺炎双球菌的转化
控制不同性状的基因重新组合，不产生新基因，可形成新的基因型
有性生殖减数分裂过程中。（减数分裂I前期和后期）
基因重组也是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义。
我国是最早养殖和培育金鱼的国家。金鱼的祖先是野生鲫鱼。在饲养过程中，野生鲫鱼产生基因突变，人们选择喜欢的品种培养，并进行人工杂交。例如，将透明鳞和正常鳞的金鱼杂交，得到了五花鱼；将朝天眼和水泡眼的金鱼杂交，得到了朝天泡眼。正是因为基因突变、基因重组以及人工选择，才会出现色彩斑斓、形态各异的金鱼，极大地丰富了人们的生活。
杂交育种：原理——基因重组
碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变
有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合
基因突变和基因重组的比较