5.1《基因突变和基因重组》（第1课时） 课件 人教版高中生物必修二

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第五章基因突变及其他变异第1节 基因突变和基因重组(第一课时)目标通过分析癌症发生的原因和特点，认同癌症的危害和预防措施（社会责任）构建基因突变 的过程模型和基因突变对性状的影响。通过基因突变与生物性状的关系，提高归纳与概括的能力。（科学思维、科学探究）结合镰状细胞贫血的形成原因，理解基因突变导致合成蛋白质及其细胞功能的改变(生命观念)学习目标情景视频：太空育种南瓜子太空中中特殊环境诱导基因突变问题1: 航天育种的生物学原理是什么？基因突变问题2: 如何看待基因突变所造成的结果？请认真阅读课本内容，探究镰状贫血的病因是什么？总结出基因突变的定义。2341合作探究一：请同学们自主阅读教材P80-81，小组合作思考讨论完成问题。 基因突变一定改变生物体的性状吗？基因突变一定会遗传给后代吗？你还能举出基因突变的其他实例。一、基因突变的实例一、基因突变的实例正常红细胞 镰状细胞贫血（又称镰刀型细胞贫血症）是一种遗传病。1910年，一个黑人青年到医院看病，他的症状是发烧和肌肉疼痛，经过检查发现, 他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状。后来人们把这种病称为镰状细胞贫血。镰状红细胞问题3: 请认真阅读课本内容，探究镰状贫血的病因是什么？实例一：镰状细胞贫血正常碱基序列片段mRNA异常碱基序列片段mRNA血红蛋白特定位置上的谷氨酸被缬氨酸取代。一、基因突变的实例问题4: 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？直接原因 正常人镰状细胞贫血患者正常的血红蛋白谷氨酸缬氨酸异常血红蛋白一、基因突变的实例编码血红蛋白的基因的碱基对发生替换根本原因问题5: 除了碱基对的替换，基因中的碱基对否还会发生其他方式改变？DNA分子中发生碱基的_______、______或_____，而引起的基因_________的改变，叫作基因突变。替换增添缺失碱基序列增添缺失替换通常发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期一、基因突变的实例1.基因突变的定义2.基因突变的时间1.人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是（　　）A.红细胞变形，结合氧的功能不足B.血红蛋白的某条肽链的某个氨基酸被替换C.mRNA上某个碱基被替换D.有关基因中某个碱基对被替换2.下列不属于基因突变的是（　　）A.基因中碱基对的替换 B.基因中碱基对的增添C.基因中碱基对的缺失D.mRNA中碱基的替换、增添和缺失 　实战训练　3．二倍体水毛茛黄花基因q1中丢失3个相邻碱基对后形成基因q2，导致其编码的蛋白质中氨基酸序列发生了改变，下列叙述错误的是(　 　)A．正常情况下，q1和q2可存在于同一个配子中 B．光学显微镜下无法观测到q2的长度较q1短C．突变后翻译时碱基互补配对原则未发生改变 D．突变后水毛茛的花色性状不一定发生改变4. 原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况，有可能对其编码的蛋白质结构影响最小( )A.置换1个碱基对 B.增加1个碱基对C.缺失3个碱基对 D.缺失4个碱基对问题6: 基因突变一定改变生物体的性状吗？DNA异亮氨酸精氨酸异亮氨酸mRNA精氨酸（2）显性突变（aa→Aa），生物性状改变。（3）密码子的简并性,生物性状不一定改变。（1）隐性突变（AA→Aa），生物性状不改变。一、基因突变的实例问题6: 基因突变一定改变生物体的性状吗？问题7: 基因突变一定会遗传给后代吗？配子中发生基因突变体细胞中发生基因突变类型一、基因突变的实例问题7: 基因突变一定会遗传给后代吗？问题8: 你还能举出基因突变的实例吗？国家癌症中心2019年全国癌症报告数据显示：我国平均每天超过1万人被确诊为癌症，每分钟有7.5个人被确诊为癌症。近10多年来，恶性肿瘤发病率每年保持约3.9％的增幅，死亡率每年保持2.5％的增幅。从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？2341合作探究二：请同学们自主阅读教材P82，小组合作思考讨论完成问题。 健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？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？谈谈你对癌症的治疗方案了解？该如何预防呢？一、基因突变的实例 抑癌基因Ⅰ突变原癌基因突变抑癌基因Ⅲ突变癌癌细胞转移抑癌基因Ⅱ突变一、基因突变的实例结肠癌发生的原因思考.讨论问题8: 从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？实例二：细胞的癌变原癌基因和抑癌基因发生基因突变突变或过量表达突变一、基因突变的实例问题8: 从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？实例二：细胞的癌变 抑癌基因Ⅰ突变原癌基因突变抑癌基因Ⅲ突变癌癌细胞转移抑癌基因Ⅱ突变一、基因突变的实例结肠癌发生的原因思考.讨论问题9: 健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗？ 正常细胞的DNA分子中都有原癌基因和抑癌基因问题10: 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？实例二：细胞的癌变1.癌细胞的特征：(1)能够无限增殖来自名叫海拉的女性宫颈癌症患者。这位患者已在1951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。(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。分裂能力改变形态结构改变细胞膜改变一、基因突变的实例实例二：细胞的癌变无机化合物，如石棉；有机化合物，如黄曲霉素物理致癌因子主要指辐射，如紫外线、X射线病毒致癌因子化学致癌因子致癌病毒含有病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列2.致癌因子一、基因突变的实例实例二：细胞的癌变一、基因突变的实例实例二：细胞的癌变食物中的防癌物质： ①大豆、动物肝脏——含有的大量维生素A； ②蔬菜水果——富含的维生素C，维生素E，胡萝卜素； ③绿茶——富含多元酚预防为主——保持健康饮食，良好生活习惯一、基因突变的实例实例二：细胞的癌变5.关于癌症，下列叙述错误的是（ ）A.成纤维细胞癌变后变成球形，其结构和功能会发生相应改变B.癌症发生的频率不是很高，大多数癌症的发生是多个基因突变的累积 效应C.正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞，原因是抑癌基因突变成原癌基因D.乐观向上的心态、良好的生活习惯，可降低癌症发生的可能性6.下列有关癌细胞产生原因的叙述，错误的是A.由于原癌基因被激活B.细胞发生转化引起的C.一旦细胞的正常调节过程受阻，就必能使原癌基因转变成激活状态D.正常情况下，原癌基因处在抑制状态7.人体癌细胞中代谢比较活跃的细胞器是（ ）①线粒体 ②高尔基体③核糖体 ④中心体 ⑤内质网A.①②③ B.①③④ C.①③⑤ D.②③④8.下列哪种细胞最可能发生了癌变（ ） A.能连续分裂的细胞B.细胞膜上糖蛋白减少的细胞C.接触了致癌因子的细胞D.存在原癌基因的细胞问题11: 通过以上学习，你知道基因突变的原因吗？请总结出基因突变的原因。2341合作探究三：请同学们自主阅读教材P83，小组合作思考讨论完成问题。 请总结出基因突变的特点。请总结出基因突变的意义。请总结出基因突变的运用。二、基因突变的原因二、基因突变的原因【资料1】二战时，美国在日本的广岛、长崎投下两颗原子弹，导致以后大量畸形胎儿出生，畸形生物出现。【资料2】苏丹红的致癌原理：苏丹红进入人体后，在过氧化物酶的作用下形成苯和萘环羟基衍生物，进一步生成自由基，自由基可以与DNA、RNA等结合，从而产生致癌作用。【资料3】乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝细胞的基因，使肝细胞发生变异。肝脏炎症的不断刺激，使肝细胞进一步变异，肝细胞不凋亡，而且不断地再生，就形成了肿瘤。问题11: 通过以上学习，请总结出基因突变的原因？外因内因:自然条件下DNA复制出错自发产生突变物理因素:紫外线，X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA；化学因素:亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基；生物因素:某些病毒如Rous肉瘤病毒的遗传物质能影响宿主细胞DNA；提高突变频率二、基因突变的原因二、基因突变的原因——化学因素基因突变的外因碱基类似物参与DNA分子复制复制或转录出错基因突变TAT*AAT*TG 注：T*为胸腺嘧啶类似物亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基。二、基因突变的原因——物理因素基因突变的外因某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA。——①普遍性基因突变既有自发突变又有诱发突变且在生物界中普遍存在。二、基因突变的原因（一）基因突变的特点所有生物均可发生9. 下列细胞或生物中容易发生基因突变的是（ ）①洋葱根尖生长点细胞 ②洋葱表皮细胞 ③硝化细菌④T2噬菌体 ⑤人的神经细胞 ⑥人的骨髓细胞 ⑦蓝藻 ⑧人的精原细胞 A.①②③⑤⑥⑦ B.①③④⑥⑦⑧ C.①③④⑤⑥⑧ D.①②④⑤⑧10.下列有关基因突变的叙述，错误的是（ ）A.只有进行有性生殖的生物才能发生基因突变B.基因突变可发生于生物体发育的任何时期C.基因突变是生物进化的重要因素之一D.不会导致新性状出现的基因突变属于中性突变①发生时间的随机性：生物个体发育的任何时期均可发生。②发生部位的随机性：任何细胞的任何DNA分子的任何部位。——②随机性二、基因突变的原因（一）基因突变的特点基因可以发生不同的突变，产生一个以上等位基因——③不定向性二、基因突变的原因（一）基因突变的特点11.如图表示基因A与a1、a2、a3之间的关系，该图不能表明的是（ ）A.基因突变是不定向的B.等位基因的出现是基因突变的结果C.正常基因与致病基因可以通过突变而转化D.这些基因的转化遵循自由组合定律——④多害少利性二、基因突变的原因 所有生物都是长期进化过程的产物，基因突变可能破坏生物与现有环境的协调关系。为什么呢？（一）基因突变的特点12.一种果蝇的基因突变体在210C的气温下，生活能力很差，但是，当气温上升到25.50C时，突变体的生活能力大大提高了。这说明（ ） Ａ.突变是不定向的 Ｂ.突变是随机发生的 Ｃ.突变的有害或有利取决于环境条件 Ｄ.环境条件的变化对突变体都是有利的 13.突变的有利和有害是相对的，下列对这一问题的认识，哪一项是不正确的 （ ） A．突变的利与害可因生物的不同生存环境而异 B．突变的利与害可因人类的需求不同而异 C．有的突变对生物生存有害，但对生物进化有利 D．有的突变对生物生存有利，对生物进化也有利——⑤低频性二、基因突变的原因 在自然状态下，基因突变的频率是很低的。如高等生物中105~108个生殖细胞中有1个发生基因突变。（一）基因突变的特点产生新基因的途径二、基因突变的原因（二）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。诱变育种利用物理因素（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。用辐射方法处理大豆，选育出含油量高的大豆品种。二、基因突变的原因（三）基因突变的运用问题12: 试分析诱变育种的优缺点？优点：大幅改良品种的优良性状 缺点：盲目性高，需处理大量材料基因突变的实例基因突变分析镰状细胞贫血的病因以结肠癌为例分析细胞癌变基因的碱基序列改变产生等位基因内因、外因细胞分裂前的间期普遍性、随机性、不定向性、低频性新基因、根本来源、原始材料诱变育种课堂小结14.下列有关基因突变的说法正确的是（　　）①无论是低等生物还是高等生物都可能发生基因突变②生物在个体发育的特定时期才可发生基因突变③基因突变只定向形成新的等位基因④基因突变对生物的生存往往是有利的⑤不同基因突变的频率是相同的⑥基因突变的方向是由环境决定的⑦一个基因可以向多个方向突变A.①⑦ B.①③④ C.②⑤⑦ D.④⑥⑦ 　实战训练　15.豌豆子叶黄色对绿色为显性,由一对等位基因Y、y控制,下列有关叙述不正确的是(　　)A.基因Y或y产生的根本原因是基因突变B.基因Y和基因y的本质区别是核糖核苷酸序列不同C.基因Y和y的分离可能发生在减数第二次分裂中D.在豌豆的叶肉细胞中可检测到基因Y或y,但检测不到对应mRNA16．下列关于基因突变的说法，错误的是(　 　)A．没有外界因素诱导也可能发生基因突变 B．动植物的体细胞中的突变基因都不能遗传给后代C．基因突变不一定会引起性状改变 D．在细胞周期的有丝分裂间期最易发生基因突变17.下列关于基因突变的叙述，不正确的是（ ）A．基因的碱基序列发生的改变，不一定导致性状改变B．DNA分子中发生碱基的增添、缺失或替换，均属于基因突变C．分裂间期较分裂期更易发生基因突变D．基因突变一旦发生，改变的性状就会遗传给后代课程结束