第三章 第二节 基因突变和基因重组（课件PPT）

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第节 二基因突变与基因重组高中生物 必修2第三章仅仅是由环境因素的影响造成的变异。遗传物质没有改变，变化的性状不能进一步遗传给后代。不可遗传变异：可遗传变异：是由于遗传物质的改变而引起的变异。变化的性状能遗传给后代。生物的变异类型 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。 思考： 1.航天育种的生物学原理是什么？2.如何看待基因突变所造成的结果？航天育种通过太空高辐射、微重力（或无重力）的特殊环境提高作物基因突变的频率，从而筛选出人们需要的品种。具体而言，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，也可能既无害也无益。（一）镰状细胞贫血 镰状细胞贫血（镰刀型细胞贫血症）是一种常染色体隐性遗传病。患者红细胞是弯曲的镰刀状，这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。 该病主要发生在黑色人种中，在非洲黑人中的发病率最高。正常红细胞镰刀状红细胞一、基因突变镰状细胞贫血是如何产生的？　　直接原因：正常血红蛋白第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代根本原因：DNA分子中碱基对发生了替换 基因突变若发生在配子中（减数分裂时产生），将遵循遗传规律传递给后代。若发生在体细胞（有丝分裂），一般不能遗传。但有些植物体细胞发生基因突变，可以通过无性繁殖遗传。缺失替换增添基因突变：由DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换等引起基因的碱基序列的改变， 称为基因突变。比较：基因突变产生的影响大小？（二）基因突变的概念基因突变对蛋白质的影响传声筒游戏：每组从前往后传递，传递结束后，请最后一位同学和 第一位同学进行对比1. 突变的基因不表达； 2.密码子具有简并性：多种密码子决定同样一种氨基酸。3.发生隐性突变（如AA→Aa,表现型不变）4.基因突变发生在非编码区。如果基因突变发生在体细胞而不是生殖细胞，突变基因不会遗传给后代。某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类，但并不影响 该蛋白质的功能。多数基因突变并不引起生物性状改变思考：基因突变一定引起生物性状改变？（三）基因突变的特点基因突变是新基因产生的重要途径，也是生物变异的根本来源，为生物进化提供原材料基因突变的外因提高突变频率X射线、激光等亚硝酸、碱基类似物等病毒、某些细菌等基因突变的内因自然条件下DNA复制偶尔出错、DNA的碱基组成发生改变诱发突变自发突变DNA分子复制期是发生基因突变的主要时期，场所主要在细胞核（四）基因突变的原因1. 基因突变的结果真核生物基因突变：产生新的基因（等位基因）真核生物基因突变：产生新的基因（不是等位基因）2. 基因突变的意义①新基因产生的途径②生物变异的根本来源③生物进化的原始材料（五）基因突变的原因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结肠癌发生的原因（六）基因突变可能导致细胞癌变癌变是一系列原癌基因与抑癌基因致癌突变的积累（累加效应）1. 细胞的癌变（1）与细胞癌变有关的基因 原癌基因：原癌基因表达的蛋白质能调控细胞周期，是细胞正常的生长和增殖所必需的； 抑癌基因：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。原癌基因发生突变或过量表达会导致相应蛋白活性过强，从而引起细胞癌变；抑癌基因发生突变会导致蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。（2）细胞癌变的内因 原癌基因突变或过量表达；抑癌基因突变（3）细胞癌变的外因 物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子（4）细胞癌变的特点 1.能够无限增殖； 2.细胞的形态结构发生显著变化； 3.细胞质膜上的糖蛋白等物质减少、细胞之间的黏着性降低、容易在体内扩散和转移，等等。2.癌症的预防与治疗①预防：一级预防：病因预防二级预防：临床前预防三级预防：临床期预防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.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自由组合。2.类型:①基因的自由组合:②基因的交叉互换:非同源染色体上的非等位基因的自由组合同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换 (交叉互换)(减I后期）(减I前期）③基因工程（DNA重组技术）“一母生九子（仔），九子各不同”这种差异怎么造成的？二、基因重组基因的自由组合:3.意义: 基因重组是生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化也具有重要的意义。4.结果: 基因重组是原有基因的重新组合，只能产生新的基因型和重组性状，不能产生新基因。基因结构改变,产生新的基因不同基因重新组合，产生新的基因型主要在细胞分裂间期由于外界理化因素或自身生理因素引起的基因碱基对的替换、缺失或增添减数第一次分裂前期的四分体时期的交叉互换；减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合。外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。新基因产生的途径，是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料。是生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因，对生物的进化也具有重要的意义突变频率低，但是普遍存在 有性生殖中非常普遍产生了新基因，出现了新性状。不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。24当堂巩固2526BC　解析：控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基对发生替换不一定引起贫血症；②过程是以α链为模板，合成的是mRNA，所用原料是核糖核苷酸；根据缬氨酸的密码子是GUA，可知对应的tRNA上的反密码子为CAU；人类患镰状细胞贫血的根本原因是基因上的碱基对被替换。2728C　解析：高等生物中基因突变可发生在任何细胞中，A项错误；基因突变不一定引起个体表型发生改变，如AA→Aa，生物性状不变，B项错误；环境中的某些物理因素(如X射线、紫外线)可引起基因突变，C项正确；根细胞的基因突变不能通过有性生殖传递，可以通过无性生殖传递，D项错误。2930B　解析：对癌前病变或早期肿瘤，采取“早发现、早诊断、早治疗”措施，阻止或减缓疾病的发展，为临床前预防，属于二级预防。3132C　解析：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称为基因重组。基因重组一般发生在减数第一次分裂的四分体时期和减数第一次分裂后期，即同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换引起染色单体上非等位基因的重组和非同源染色体自由组合导致非同源染色体上非等位基因的重组，A、B正确；纯合子自交，子代一般不会发生性状分离，若出现性状分离，最可能的原因是基因突变，C错误；常染色体上的基因和性染色体上的基因是非同源染色体上的非等位基因，能发生基因重组，D正确。33343536解析　(1)根据题图中物质之间的相互联系可推知，Ⅰ过程为翻译，该过程是在细胞质中的核糖体上进行的。Ⅱ过程是转录，其发生的场所主要是细胞核。 (2)比较赖氨酸和表中其他氨基酸的密码子可知：赖氨酸的密码子与异亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、精氨酸的密码子均只有一个碱基的差别，而赖氨酸的密码子与丝氨酸的密码子有两个碱基的差别，故图解中X表示丝氨酸的可能性最小。 (3)根据表中甲硫氨酸与赖氨酸的密码子可推知：②链与⑤链的碱基序列分别为TTC与TAC，故⑤链上不同于②链上的那个碱基是A。 (4)从增强密码容错性的角度来考虑，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子具有简并性，可能不会改变其对应的氨基酸；从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可以保证翻译的速度。37谢 谢！