1、基因突變和基因重組基因突變和基因重組學習目標1.結合鐮狀細胞貧血的形成原因，理解基因突變導致合成蛋白質及其細胞功能的改變。（生命觀念）2.通過分析癌癥發生的原因和特點，認同癌癥的危害和預防措施。（社會觀念）3.基于減數分裂的過程，理解基因重組形成的原因和對生物進化的意義。（科學思維）學習目標黃磊和女兒多多田亮和女兒Cindy黃磊和女兒多多田亮和女兒Cindy性 狀基 因型 +（改變）（改變）（改變）生物的變異1.不可遺傳的變異2.可遺傳的變異環境基因突變染色體變異基因重組 什么是生物變異？變異的類型？來源性 狀基 因型 +（改變）（改變）（改變）生物的變異1.不一、基因突變的實例鐮狀細胞貧血細

2、胞的癌變正常紅細胞鐮狀紅細胞一、基因突變的實例鐮狀細胞貧血細胞的癌變正常紅細胞鐮狀紅細胞（一）鐮狀細胞貧血2、危害：鐮狀紅細胞容易破裂，使人患溶血性貧血，嚴重時會導致死亡。正常紅細胞鐮狀紅細胞正常紅細胞形狀：中央微凹的圓餅狀患者紅細胞形狀：彎曲的鐮刀狀1、紅細胞的區別（一）鐮狀細胞貧血2、危害：鐮狀紅細胞容易破裂，使人患溶血性血紅蛋白中一個氨基酸發生替換（一個谷氨酸被纈氨酸取代）。纈氨酸組氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸纈氨酸組氨酸亮氨酸蘇氨酸脯氨酸纈氨酸谷氨酸1 2 3 4 5 6 7（正常血紅蛋白）（異常血紅蛋白）直接原因3、鐮狀細胞貧血病因人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人

3、教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1血紅蛋白中一個氨基酸發生替換（一個谷氨酸被纈氨酸取代）。纈氨3、鐮狀細胞貧血病因TAAU控制血紅蛋白合成的基因中一個堿基發生替換根本原因人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件13、鐮狀細胞貧血病因TAAU控制血紅蛋白合成的基因中一個堿基（二）細胞的癌變 結腸癌是一種常見的消化道惡性腫瘤。右圖是解釋結腸癌發生的簡化模式圖。 討論 1、從基因角度看，結腸癌發生的原因是什么？ 2、健康人的細胞中存在原癌基因和抑癌基因嗎？ 3、根據圖示推測，癌細胞與正常細胞相比，具有哪些明顯的特點？ 人教版生物新教材基因突變和基

4、因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1（二）細胞的癌變 結腸癌是一種常見的消化道惡性思考與討論：1、細胞癌變的根本原因是什么？原癌基因和抑癌基因發生基因突變 (1)原癌基因一旦突變或過量表達而導致相應蛋白質活性過強，就可能引起細胞癌變。抑癌基因一旦突變而導致相應蛋白質活性減弱或失去活性，也可能引起細胞癌變。（2）癌癥的發生并不是單一基因突變，至少在一個細胞中發生56個基因突變，才能賦予癌細胞所有的特征。（原癌基因和抑癌基因都是一類基因，不是一個基因）人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1思考與討論：原癌基因和抑癌基因發生基

5、因突變 (1)原癌基因一（3）原癌基因和抑癌基因的作用原癌基因：表達的蛋白質是細胞正常的生長和增殖所必須的。抑癌基因：表達的蛋白質能抑制細胞的生長和增殖，或者促進細胞凋亡。 正常細胞的DNA分子中都有原癌基因和抑癌基因（4）細胞癌變的外因致癌因子：物理致癌因子、化學致癌因子、病毒致癌因子人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1（3）原癌基因和抑癌基因的作用人教版生物新教材基因突變和基腫瘤細胞癌細胞正常細胞原癌基因抑癌基因突變突變癌基因失去抑制作用不能控制（致癌因子的作用）不受控制，惡性增殖人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教

6、材基因突變和基因重組優秀課件1腫瘤細胞癌細胞正常細胞原癌基因抑癌基因突變突變癌基因失去抑制例1、判斷下列事例中的致癌因子分別屬于哪一類？ A：物理致癌因子 B：化學致癌因子 C：病毒致癌因子紫外線使全球皮膚癌患者增加 （ ）居里夫人長期被射線損傷致白血病 （ ） 煙草中含有尼古丁、焦油等物質，吸煙致癌比例達30% （ ）腌制蔬菜、肉類含有亞硝酸鹽，不宜多吃， （ ）Rous肉瘤病毒感染人的細胞后，將其基因組整合進人的基因組，從而人的細胞癌變 （ ）人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新例1

7、、判斷下列事例中的致癌因子分別屬于哪一類？ A：物理致癌因子 B：化學致癌因子 C：病毒致癌因子紫外線使全球皮膚癌患者增加 （ ）居里夫人長期被射線損傷致白血病 （ ） 煙草中含有尼古丁、焦油等物質，吸煙致癌比例達30% （ ）腌制蔬菜、肉類含有亞硝酸鹽，不宜多吃， （ ）Rous肉瘤病毒感染人的細胞后，將其基因組整合進人的基因組，從而人的細胞癌變 （ ）AABBC人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1AABBC人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人2、癌細胞的特征： （1）能夠無限增殖; （2）細胞形態發生顯著變化; （3）細胞膜上的

8、糖蛋白等物質減少，細胞之間的黏著性顯著降低，容易在體內分散和轉移。人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件12、癌細胞的特征：人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀除了堿基對的替換以外,還有什么情況可能導致基因結構的改變？增添缺失替換 二.基因突變的概念： DNA分子中發生堿基的替換、增添或缺失，而引起的基因堿基序列的改變，叫做基因突變。 基因堿基序列改變產生新基因（原基因的等位基因）人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1除了堿基對的替換以外,還有什么情況可能導致基因結構的改變？增編碼淀粉分支酶的基

9、因被插入的DNA序列打亂淀粉分支酶異常，活性大大降低淀粉合成受阻，含量降低淀粉含量低的豌豆由于失水而皺縮CFTR基因缺失3個堿基CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，空間結構異常，轉運氯離子功能異常患者支氣管粘液增多黏液清除困難，細菌繁殖，肺部感染實例二：豌豆皺粒的形成 實例三：囊性纖維病的病因人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1編碼淀粉分支酶的基因被插入的DNA序列打亂淀粉分支酶異常，活1、基因突變與生物性狀的關系(1)基因突變引起生物性狀的改變某些堿基增添、缺失和替換后會引起遺傳信息改變，使蛋白質的氨基酸序列發生改變，蛋白質的結構和功能隨

10、之改變，從而引起生物性狀的改變。(如下表)堿基影響范圍對氨基酸的影響替換小只改變1個氨基酸或不改變蛋白質中氨基酸序列或改變蛋白質中氨基酸數量增添大n或2n：不影響插入位置前的氨基酸序列，只影響插入位置后的氨基酸序列。3n：只影響插入位置的氨基酸序列或只增加一個或幾個氨基酸缺失大n或2n：不影響缺失位置前的氨基酸序列，只影響缺失位置后的氨基酸序列。3n：只影響缺失位置的氨基酸序列或只缺失一個或幾個氨基酸人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件11、基因突變與生物性狀的關系(1)基因突變引起生物性狀的改變(2)基因突變未引起生物性狀改變的原因基因突變發

11、生在基因的非編碼區。基因突變發生后，轉錄產生的mRNA上的密碼子與原密碼子對應的是同一種氨基酸，此時突變基因控制的性狀不改變。基因突變為隱性突變，如AA中的一個A突變為a，此時性狀也不改變。基因突變種類顯性突變：例如：a突變為A，該突變一旦發生 即可表現相應性狀。隱性突變：例如：A突變為a，該突變性狀一旦在生物個體中表現出來，該性狀即可穩定遺傳。人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1(2)基因突變未引起生物性狀改變的原因基因突變種類顯性突變：（1）有絲分裂前的間期（體細胞）（2）減數分裂前的間期（生殖細胞）一般不能傳給后代。但是有些植物的體細胞

12、發生了基因突變，可以通過無性生殖遺傳。可以通過受精作用，遵循遺傳規律傳遞給后代。2.基因突變的主要時期：在個體發育中，基因突變發生得越早，影響范圍越大，以植物為例人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1（1）有絲分裂前的間期（體細胞）（2）減數分裂前的間期（生殖3、基因突變的原因： 外因（誘發突變）生物因素：某些病毒能影響宿主細胞的DNA物理因素：紫外線、X射線、其他輻射能損傷細胞內的DNA化學因素：亞硝酸鹽、堿基類似物等能改變核酸的堿基 內因 （自發突變）DNA復制時偶爾發生錯誤，DNA的堿基組成發生改變等原因作用機理例子基因突變種類人教版生物

13、新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件13、基因突變的原因： 外因生物因素：某些病毒能影響 為什么在強烈的日光下要涂抹防曬霜，做X射線透視的醫務人員要穿防護服？人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1 為什么在強烈的日光下要涂抹防曬霜，做X射線透視的醫務 為什么在強烈的日光下要涂抹防曬霜，做X射線透視的醫務人員要穿防護服？ 因為紫外線和X射線易誘發基因突變，使人患癌癥。人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1 為什么在強烈的日光下要涂抹防曬霜，做X射線透視的醫務

14、4基因突變的特點(1) 性：所有生物均可發生基因突變。(2) 性：基因突變可以發生在生物個體發育的任何時期、發生 在細胞內不同DNA分子上、發生在同一DNA分子的不同部位。(3) 性：自然狀態下，突變頻率很低。(4) 性：一個基因可以向不同方向發生突變產生復等位基因，還可能發生回復突變。(如圖所示)(5) 性：突變性狀大多有害少數有利。普遍不定向隨機低頻多害少利人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件14基因突變的特點普遍不定向隨機低頻多害少利人教版生物新教材5、基因突變的結果產生新的基因（1）對于真核生物來說，基因突變產生的基因是原來基因的等位基

15、因，染色體上基因的數目和位置不變。（只是“以舊換新”，并非“基因缺失”或“基因增加”） （2）對于原核生物和病毒來說，基因突變產生一個新的基因，但是和原基因之間不是等位基因。人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件15、基因突變的結果產生新的基因（1）對于真核生物來說，基因突思考：能否用光學顯微鏡檢測鐮狀細胞貧血？（3）基因突變屬于分子水平的改變，在光學顯微鏡下不可見。人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1思考：能否用光學顯微鏡檢測鐮狀細胞貧血？（3）基因突變屬于分思考：能否用光學顯微鏡檢測鐮狀細胞

16、貧血？ 可以，雖然無法用光學顯微鏡觀察到基因突變，但是可以觀察到人的紅細胞形態是否發生變化，進而判斷是否患鐮狀細胞貧血。人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1思考：能否用光學顯微鏡檢測鐮狀細胞貧血？ 可以，雖然無產生新基因形成新性狀生物進化的原始材料基因突變生物變異的根本來源6、基因突變的意義人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1產生新基因基因突變生物變異的根本來源6、基因突變的意義人教版6、意義：（1）產生新基因的途徑（2）生物變異的根本來源（3）為生物進化提供了豐富的原材料注意： 基因突變對

17、生物體來說，可能有害，可能有利，可能既無害也無利（中性突變），這取決于生物體生存的環境人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件16、意義：（1）產生新基因的途徑注意：人教版生物新教材基因7、應用：（1）誘變育種原理：基因突變方法：物理因素（X射線、射線、紫外線等） 化學因素（亞硝酸鹽等）過程：選擇理想生物誘發基因突變選擇理想類型培育優點：能提高突變率，加速育種進程缺點：有利變異少，需要大量處理實驗材料（2）航天育種（屬于誘變育種）原理：通過太空高輻射、微重力（或無重力）的特殊環境提高作物基因突變的頻率，從而篩選出人們需要的新品種。人教版生物新教材基

18、因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件17、應用：（1）誘變育種原理：基因突變（2）航天育種（屬于基因突變的“一定”和“不一定”(1)基因突變一定會引起基因結構的改變，即基因中堿基排列順序的改變。(2)基因突變不一定會引起生物性狀的改變。(3)基因突變不一定都產生等位基因。病毒和原核細胞的基因組結構簡單，基因數目少，而且一般是單個存在的，不存在等位基因。因此，真核生物基因突變可產生它的等位基因，而原核生物和病毒基因突變產生的是一個新基因。(4)基因突變不一定都能遺傳給后代。基因突變如果發生在有絲分裂過程中，一般不遺傳，但有些植物可能通過無性生殖傳遞給后代。如果發生

19、在減數分裂過程中，可以通過配子傳遞給后代。人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1基因突變的“一定”和“不一定”人教版生物新教材基因突變和基例2.若某基因原為303對堿基，現經過突變，成為300個堿基對，它合成的蛋白質分子與原來基因合成的蛋白質分子相比較，差異可能為A只相差一個氨基酸，其他順序不變B長度相差一個氨基酸外，其他順序也有改變C長度不變，但順序改變DA、B都有可能人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1例2.若某基因原為303對堿基，現經過突變，成為300個堿基例2.若某基因原為303對堿

20、基，現經過突變，成為300個堿基對，它合成的蛋白質分子與原來基因合成的蛋白質分子相比較，差異可能為A只相差一個氨基酸，其他順序不變B長度相差一個氨基酸外，其他順序也有改變C長度不變，但順序改變DA、B都有可能人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1例2.若某基因原為303對堿基，現經過突變，成為300個堿基變異的根本來源，為生物的進化提供原材料DNA中堿基替換、增添、缺失基因結構的改變（基因堿基序列的改變）基因突變新基因誘發突變自發突變概念意義原因蛋白質結構、功能改變性狀改變（產生新性狀）蛋白質結構未改變性狀不改變密碼的簡并等原因結果人教版生物新

21、教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1變異的根本來源，為生物的進化提供原材料DNA中堿基替換、增添“一豬生九仔，連母十個樣人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1“一豬生九仔，連母十個樣人教版生物新教材基因突變和基因重組1.概念： 在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。三、基因重組適用于真核生物進行有性生殖過程中細胞核遺傳人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件11.概念： 在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀（1）自由組合型（減數分裂

22、后期）（2）交叉互換型（減數分裂前期或四分體時期）：非同源染色體上的非等位基因的自由組合同源染色體上的等位基因有時會隨著非姐妹染色體之間的互換而發生互換2.類型：（3）重組DNA技術（基因工程)：三、基因重組人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1（1）自由組合型（減數分裂后期）（2）交叉互換型（減數分裂ADad自由組合型 減后期Ad和aDAD和adADad非同源染色體上的非等位基因可自由組合。人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1ADad自由組合型 減后期Ad和aDAD和adADadAABaab

23、BbAABaabbB交叉互換型 減前期可產生的 配子類型： AB和ab重組后新增的配子類型：Ab和aB 四分體時期同源染色體上的非姐妹染色單體的交換帶來的等位基因的交換。人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1AABaabBbAABaabbB交叉互換型 減前期可產同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換AaAaBbAabBAaBb配子：AB、ab AB、Ab、aB、ab 人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1同源染色體的非姐妹染色單體之間的局部交換AaAaBbAabB不產生新基因，可形成新的基因型

24、3.結果：4.意義：.生物變異的來源之一；.對生物進化有重要意義（為生物進化提供原材料）；形成生物多樣性的原因之一。人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1不產生新基因，可形成新的基因型3.結果：4.意義：.生物變 基因重組只是“原有基因間的重新組合”，它既未改變基因的“質”(未產生“新基因”)也未改變基因的“量”，只是產生了“新基因型”，其所產生的性狀應稱作“重組性狀”而不是“新性狀”。注意事項：人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1 基因重組只是“原有基因間的重新組合”，它既未改變(2)含一對

25、等位基因的雜合子自交，后代發生性狀分離，是否屬于基因重組？(3)“肺炎雙球菌的轉化實驗”中R型細菌轉化成S型細菌是否屬于基因重組？（1）多種精子和多種卵細胞之間有多種結合方式，導致后代性狀多種多樣，是否屬于基因重組？思考：人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1(2)含一對等位基因的雜合子自交，后代發生性狀分離，是否屬于(2)含一對等位基因的雜合子自交，后代發生性狀分離，根本原因是等位基因的分離，而不是基因重組。(3)“肺炎雙球菌的轉化實驗”中R型細菌轉化成S型細菌、轉基因技術等屬于基因重組。（1）多種精子和多種卵細胞之間有多種結合方式，導致后代

26、性狀多種多樣，不屬于基因重組。思考：人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1(2)含一對等位基因的雜合子自交，后代發生性狀分離，根本原因基因突變基因重組概念類型適用范圍意義人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1基因突變基因重組概念類型適用范圍人教版生物新教材基因突變和基因突變基因重組概念類型適用范圍所有生物真核生物有性生殖中意義DNA中堿基替換、增添、缺失，基因結構改變非同源染色體的非等位基因自由組合四分體的非姐妹染色單體交叉互換有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因重新組合是產生新基因的途徑是生物變異的根本來源是生物的進化的原始材料 誘發突變自發突變產生新的基因型是生物變異的來源之一為生物進化提供原材料（對生物進化有重要意義） 人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1人教版生物新教材基因突變和基因重組優秀課件1基因突變基因重組概念類型適用范圍所有生物真核生物有性生殖中D1、在一個DNA分子中如果插入了一個堿基對，則 A.不能轉錄 B.不能翻譯 C.在轉錄時造成