高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第5章 基因突变及其他变异第1节 基因突变和基因重组多媒体教学ppt课件

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我国早在1987年就利用返回式卫星进行航天育种研究：将作物种子带入太空，利用太空中的特殊环境诱导基因发生突变，然后在地面选择优良的品种进行培育。航天育种的生物学原理是什么？
镰状细胞贫血①外形对比正常：中央微凹的圆饼状患病：弯曲的镰刀状（易破裂）②氨基酸序列对比：正常：谷氨酸-谷氨酸-赖氨酸患病：缬氨酸-谷氨酸-赖氨酸（发生替换）
镰状细胞贫血形成的原因：编码血红蛋白的基因的碱基序列发生改变，导致翻译出来的氨基酸出现改变。镰状细胞贫血的遗传：突变后的DNA分子复制，通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞，并将突变基因遗传给后代。
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。发生时间：通常发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
基因突变对蛋白质的影响
基因突变不一定导致生物性状的改变主要原因：①突变可能发生在没有遗传效应的DNA片段上。②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。③基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。
结果：产生新的等位基因。遗传特性：若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。若发生在体细胞中，一般不能遗传。特殊情况：植物体细胞发生基因突变，可通过无性生殖遗传。
基因突变产生的发现：1927年，美国遗传学家缪勒发现，用X射线照射果蝇，后代发生突变的个体数大大增加。同年，又有科学家用X射线和γ射线照射玉米和大麦的种子，也得到了类似的结论。
基因突变的产生原因：自然突变：自然条件下，由于DNA复制发生错误而自发产生。诱发突变（提高突变频率）①物理因素：X射线，激光等②化学因素：亚硝酸、碱基类似物等③生物因素：病毒、某些细菌等
1、普遍性：在生物界普遍存在。无论是病毒，原核生物和真核生物都会发生基因突变。2、随机性：可以发生在生物个体发育的任何时期；可以发生在不同的DNA分子，也可以发生在同一个DNA分子的不同部位。3、不定向性：一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。4、低频性：在自然状态下，基因突变的频率很低（105~108→1）。5、多害少利性：多数突变对生物体有害。
医疗方面（避免）X光、胸透、CT等检查利用的射线属于诱发基因突变的物理因素，门外多放警示性标志。农业方面（诱变育种）利用物理因素或化学因素，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。
基因突变对生物体的关系①有害突变：破坏生物体与现有环境的协调关系。②有利突变：比如抗病性突变、耐寒性突变、抗药性突变等。③中性突变：不会导致新的性状出现。基因突变的意义①基因突变是产生新基因的途径。②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。
1．基因突变是生物变异的根本来源和生物进化的重要因素，其原因是(　　)A.能产生大量有利变异B.发生的频率大C.能产生新基因D.能改变生物的表现型
2．下列有关基因突变的叙述，正确的是( 　 )A.基因突变必须用物理因素诱发B.基因突变可发生在个体发育的不同时期C.体细胞发生基因突变，一定能传给后代D.DNA分子上的碱基对的替换、增添和缺失一定能引起基因突变
癌症是威胁人类健康最严重的疾病之一。结肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤。我们以结肠癌（如图）为例来探讨细胞的癌变。
原癌基因 主要负责调解细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。抑癌基因 主要是阻止细胞不正常的增殖。癌症/癌变机理 一系列原癌基因与抑癌基因的突变逐渐积累的结果。
癌细胞有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的，连续进行分裂的恶性增殖细胞。癌细胞的特点①能够无限增殖（正常细胞只能分裂50-60次）②形态结构发生显著变化。③表面发生变化（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）
致癌因子①物理致癌因子：主要指辐射，如紫外线、X射线。②化学致癌因子：无机化合物，如石棉、砷化物、铬化物、镉化物等；有机化合物，如联苯胺、烯环烃、亚硝胺、黄曲霉素等。③病毒致癌因子：致癌病毒能够引起细胞发生癌变，主要是因为它们含有病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列。
癌症的预防与治疗①预防：远离致癌因子，保持良好的心理状态，养成健康的生活方式。②诊断：病理切片的显微观察、CT、核磁共振以及癌基因检测等。③治疗：手术切除、化疗和放疗等。
1．下列关于细胞癌变的说法，错误的是（　　）A. 原癌基因和抑癌基因是细胞中不正常的基因B. 癌变的细胞在适宜条件下可以无限增殖C. 癌细胞与正常细胞相比，遗传信息有所不同D. 癌细胞的转移与细胞间黏着性下降有关
2．引起细胞癌变的内在因素是（　　）A. 原癌基因和抑癌基因发生突变B. 细胞中线粒体数量减少C. 长期受到电离辐射和X射线照射D. 长期食用霉变或熏制食品
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。发生时期：减数分裂时期（减Ⅰ）
猫由于基因重组而产生的毛色变异
类型一：基因的自由组合发生时期：减数第一次分裂后期现象：非同源染色体自由组合结果：非等位基因自由组合
类型二：基因的交叉互换发生时期：减数第一次分裂前期现象：同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换结果：等位基因之间发生交叉互换
基因重组的特点：①只产生新的基因型，并未产生新的基因→无新蛋白质→无新性状产生。②发生在有性生殖的遗传中。③亲本杂合度越高→遗传物质相差越大→基因重组类型越多→后代类型越多
有性生殖过程中的基因重组使产生的配子种类多样化，进而产生基因组合多样化的子代，其中一些子代可能会含有适应某种变化的、生存所必需的基因组合，因此有利于物种在一个无法预测将会发生什么变化的环境中生存。意义：基因重组是生物变异的来源之一，是生物多样性的原因之一，对生物的进化具有重要意义。
1．我国大面积栽培的水稻有粳稻（主要种植在北方）和籼稻（主要种植在南方）。研究发现，粳稻的bZIP73基因通过一系列作用，增强了粳稻对低温的耐受性。与粳稻相比，籼稻的bZIP73基因中有1个脱氧核苷酸不同，从而导致两种水稻的相应蛋白质存在1个氨基酸的差异。判断下列表述是否正确。（1）bZIP73基因的1个核苷酸的差异是由基因突变导致的。（ ）（2）bZIP73蛋白质的1个氨基酸的差异是由基因重组导致的。（ ）
2．某一基因的起始端插入了2个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其指导合成的蛋白质结构影响最小(　　)A.置换单个碱基对B.增加3个碱基对C.缺失3个碱基对D.缺失5个碱基对
3．对基因突变的叙述，错误的是(　　)A．基因突变在生物界中是普遍存在的B．在自然状态下，基因突变的频率是很低的C．基因突变是随机发生的、不定向的D．基因突变对生物大多是有利的
4．基因重组发生在(　　)A.减数分裂形成配子的过程中B.受精作用形成受精卵的过程中C.有丝分裂形成子细胞的过程中D.通过嫁接，砧木和接穗愈合的过程中
5．关于“一母生九子，九子各不同”的解释错误的是(　　)A.这种现象会出现在所有生物中B.与减数分裂过程中的交叉互换有关C.与精子和卵细胞结合的随机性有关D.与减数分裂过程中非同源染色体的自由组合有关