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1、新课标人教版课件系列,高中生物必修2,第五章基因突变及其他变异,第一节基因突变和基因重组,教学目标,知识与技能举例说出基因重组及其意义。举例说明基因突变的特征和原因及其生物学意义。过程与方法采用镰刀型细胞贫血征的实例，从现象开始，追根溯源，让学生理解基因突变的根本原因是DNA分子的碱基对发生了变化。通过生活中的具体事例引导学生理解抽象的概念，归纳哪些因素会导致基因突变。,情感态度与价值观引导学生从生物学角度对基因突变和基因重组做科学了解，形成正确的科学价值观，激发学生的责任感。教学重点难点基因突变的概念及特点基因突变的原因教学方法手段类比推理法，问题情境导入法，自学，谈话法，归纳总结法,表现型
2、,基因型,+环境条件,不能遗传的变异（如：晒黑的脸色）,（改变）,可遗传的变异（如：色盲）,来源,基因突变,染色体变异,基因重组,诱因,（改变）,（改变）,思考：通过美容手术，纹成弯弯的柳叶眉，这种柳叶眉能遗传吗？,知识回顾：什么叫基因？基因的分子结构如何？基因与染色体、DNA关系如何？基因是具有遗传效应的DNA片段，基因中的脱氧核苷酸排列顺序（碱基顺序）就代表遗传信息。不同的基因，脱氧核苷酸的排列顺序（碱基顺序）不同DNA是染色体的组成成分，染色体是基因的载体。,如果由于DNA分子携带的遗传信息改变，而使其所编码的氨基酸改变,生物体的性状可能发生改变，改变的性状对生物体的生存可能有利，可能有
3、害，也可能既无害也无利。,(一)、基因突变的实例,积极思维：,镰刀型细胞贫血症的病因是什么?,圆饼型的红细胞,镰刀状的红细胞,实例：镰刀型细胞贫血症,脯氨酸谷氨酸谷氨酸,脯氨酸缬氨酸谷氨酸,正常,病人的血红蛋白的一条多肽链发生了什么变化？,镰刀型细胞贫血症的病因分析：,异常,谷氨酸,缬氨酸,正常,异常,直接原因,根本原因,镰刀型细胞贫血症是由基因突变引起的一种遗传病，是由于基因的分子结构发生了改变产生的。,病因：,相应性状的改变,相应蛋白质的改变,相应氨基酸的改变,mRNA分子中的碱基发生变化,DNA分子中的碱基对发生变化,具体变化过程:,这种变化可否遗传?如何遗传？,可以遗传,突变后的DNA
4、分子复制,通过减数分裂形成带有突变基因的生殖细胞,并将突变基因传给下一代.,指发生在基因水平上的变异,是由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变。,（二）、基因突变的概念:,（三）、基因突变的类型:,缺失,（正常）,改变,增添,（四）、基因突变发生的时期？,细胞分裂的分裂间期。,DNA在进行复制时发生错误或由于某种原因断裂后进行修复时发生错误。,A.有丝分裂间期,B.减数第一次分裂间期,（但一般不能传给后代）,（可以通过受精作用直接传给后代）,其实基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞；突变发生的时期越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，
5、表现突变的部分越少。,U,天冬氨酸,U U,天冬氨酸,缬氨酸,（1）基因突变，是否一定会引起蛋白质的改变？,请思考：,由于碱基对的改变，是否一定会引起蛋白质的改变？,基因突变都会遗传给后代吗？取决于？,(五)、基因突变的原因和特点,物理因素：,化学因素：,病毒因素：,紫外线,X射线,其它各种辐射,亚硝酸碱基类似物苯环类似物,致癌物质有：亚硝酸胺，石棉，3,4-苯并芘，黄曲霉素，苯，甲苯，二甲苯，甲醛，苏丹红，丙烯酰胺，孔雀石绿、萘、铅，硫酸钴，硝基苯，硝基甲烷等。,复制偶发错误碱基组成改变,内部因素：,外部因素,1、引起基因突变的因素,A.自然突变:自然发生的突变,B.诱发突变:在人为条件下发
6、生的突变,如:正常绵羊突变产生短腿安康羊,如:中子照射不抗锈病的燕麦种子,变成 抗锈病个体,(1)按来源分：,2、基因突变的种类：,(2)按突变后对生物个体的影响分 与,对生物体而言，多数_。,有利突变,有害突变,有害突变,3、基因突变的特点,普遍性:自然界的物种中广泛存在(所有生物都可能发生)随机性:可发生在任何时期 突变率低:自然界突变率很低：10 5-10-8 有害性:(打破对环境的适应性)多数有害,少数有利 不定向性：Aa1或A a2,基因突变的结果：,产生它的等位基因,（六）、基因突变的意义,基因突变在生物进化中有重要意义。是生物变异的根本来源，也为生物进化提供了最初的原材料。,原因
7、：基因突变能够产生前所未有的新基因，从而出现前所未有的新性状。,打破对环境的适应性,为何基因突变对生物体而言，多数为有害突变?如此的话基因突变对生物岂不是没有意义?,产生新基因,引发生物变异,为进化提供原始材料,化学因素：有亚硝酸、硫酸二乙酯等。,（1）人工诱导基因突变常用方法：,物理因素：包括X射线、紫外线、激光等；,生物因素：病毒、细菌等。,（七）、人工诱变在育种上的应用,（4）诱变意义:,是创造动、植物新品种和微生物新类型的重要方法（举例）,（七）、人工诱变在育种上的应用,成功率低,有利变异个体往往不多，处理的材料量大（育种规模大）诱变的各种因素都是致癌因素，如有泄漏将造成人体伤害或环境
8、污染,（2）优点：,（3）缺点:,据报载：十几年来，我国从航天搭载的60多种、500多个品种的植物种子中，筛选培育出了多个在农业生产上发挥作用的新品种。据不完全统计，空间诱变育成的高产、优质新品种（品系），在全国种植的面积已超过100万亩。与此同时太空动物的培育也取得了初步的成效。,“一猪生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的?,二 基因重组,（一）、概念:,是指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。,二、基因重组,（二）、类型:,基因的自由组合:减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的组合，非等位基因也自由组合。,例子,基因的互换:减数分裂的四分体时期
9、，同源染色体上的等位基因随姐妹染色单体之间发生局部互换而互换，导致基因重组。,例子,发生时期：,减数分裂四分体时期减数第一次分裂后期,同源染色体之间交换示意图,两个亲本的杂合性越高，遗传物质差距越大，基因重组的类型就越多，后代产生的变异就越多。基因重组是通过有性生殖过程实现的。,产生多样化基因组合的后代，为生物变异提供丰富的来源，是生物变异来源之一，是形成生物多样性的重要原因之一，对生物的进化具有重要意义。,（三）、特点:,（四）、意义:,优点：使不同个体的优良性状集中到 一个个体上。,缺点：育种年限长。,（五）、应用：杂交育种:,基因重组能否产生新的基因？,基因突变和基因重组引起的变异有什么
10、区别?,1基因突变：基因_改变，它_新的基因 发生时期：_ 特点：普遍性、随机性、_、多数有害、不定向性。2基因重组：控制不同性状的_，_新基因，可 形成新的_。发生时期：_ 特点：_,内部结构,能产生,细胞分裂间期（DNA复制时）,突变率低,基因重新组合,不产生,基因型,有性生殖过程中,非常丰富,对比基因突变与基因重组：,对比基因突变与基因重组：,对比基因突变与基因重组：,对比基因突变与基因重组：,对比基因突变与基因重组：,对比基因突变与基因重组：,（四）旁栏思考题因为紫外线和X射线易诱发基因突变，使人患癌症。,（五）批判性思维这种看法不正确。对于生物个体而言，发生自然突变的频率是很低的。但
11、是，一个物种往往是由许多个体组成的，就整个物种来看，在漫长的进化历程中产生的突变还是很多的，其中有不少突变是有利突变，对生物的进化有重要意义。因此，基因突变能够为生物进化提供原材料。,练习基础题1.（1）；（2）；（3）。2.C。3.B。4.A。拓展题1.放疗或化疗的作用是通过一定量的辐射或化学药剂干扰肿瘤细胞和癌细胞进行DNA分子的复制，使其产生基因突变，从而抑制其分裂的能力，或者杀死癌细胞。放疗的射线或化疗的药剂，既对癌细胞有作用，也对正常的体细胞有作用，因此，放疗或化疗后病人的身体是非常虚弱的。2.镰刀型细胞贫血症患者对疟疾具有较强的抵抗力，这说明，在易患疟疾的地区，镰刀型细胞的突变具有
12、有利于当地人生存的一方面。虽然这个突变体的纯合体对生存不利，但其杂合体却有利于当地人的生存。,正常绵羊和短腿安康羊（中）,(普遍性),基因突变既可发生在植物的种子期,也可发生在幼苗期,还可发生在开花期；既能在动物体的体细胞中发生，也能在动物体的生殖细胞中发生。,（随机性）,这里的“随机”是针对生物个体而言的,指的是可随机发生在生物体的不同生长(生活)时段;但是对细胞来说,却只能发生在正进行DNA分子复制的细胞中.,一个正常基因A可能突变成a1也可能突变成a2或a3。如小鼠毛色的灰色基因可突变为黄色基因或黑色基因,（不定向性）,太空南瓜,太空南瓜王,这种太空南瓜王最大能长到200多公斤，在生长繁殖期高峰时，南瓜每天能增大5公斤。,神奇的太空育种(八两),普通青椒,非同源染色体自由组合,（三）思考与讨论二1.223种精子；223种卵细胞。3.提示：可以从染色体上基因的多样性、减数分裂过程中配子形成的过程以及基因重组等角度思考。生物体的性状是由基因控制的。在减数分裂形成生殖细胞的过程中，随着同源染色体的分离，位于非同源染色体上的非等位基因进行重新组合。人的基因约有3万多个，因此，形成生殖细胞的类型也非常多，由生殖细胞通过受精作用形成的受精卵的类型也就非常多。所以，人群中个体性状是多种多样的。,同源染色体的非姐妹染色单体间发生交换现象。,再见,
