高中生物 第五章 基因突變及其他變異 第01節(jié) 基因突變課件 新人教版必修2

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1、 1904 1904年年, ,一位美國(guó)醫(yī)生一位美國(guó)醫(yī)生在芝加哥首次發(fā)現(xiàn)一名貧在芝加哥首次發(fā)現(xiàn)一名貧血患者，他的血液里充滿血患者，他的血液里充滿著鐮刀狀的紅細(xì)胞，而正著鐮刀狀的紅細(xì)胞，而正常人紅細(xì)胞是中央微凹的常人紅細(xì)胞是中央微凹的圓餅狀的。這種疾病因此圓餅狀的。這種疾病因此被稱為被稱為鐮刀型細(xì)胞貧血癥。鐮刀型細(xì)胞貧血癥。問(wèn)題：1.鐮刀型細(xì)胞貧血癥的發(fā)病原理是什么？ 2.遺傳物質(zhì)發(fā)生怎樣的變化會(huì)引起生物發(fā)生可遺傳的變異？學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1.通過(guò)圖解分析，說(shuō)出鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因。 2.通過(guò)解讀DNA分子結(jié)構(gòu)和復(fù)制的圖解信息，解釋基因突變的概念。 3.通過(guò)小組討論，說(shuō)明基因突變的原因。 4.通過(guò)資料

2、分析，舉例說(shuō)出基因突變的特征。在在DNA復(fù)制過(guò)程中，子鏈和復(fù)制過(guò)程中，子鏈和母鏈的堿基是母鏈的堿基是嚴(yán)格配對(duì)嚴(yán)格配對(duì)的。的。在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，DNA模板鏈通過(guò)堿基的模板鏈通過(guò)堿基的嚴(yán)格配對(duì)嚴(yán)格配對(duì)形成信使形成信使RNA（mRNA）。）。在翻譯過(guò)程中，也是通過(guò)密碼子與反密碼子之間在翻譯過(guò)程中，也是通過(guò)密碼子與反密碼子之間堿基的堿基的嚴(yán)格配對(duì)嚴(yán)格配對(duì)決定多肽鏈中氨基酸的順序。決定多肽鏈中氨基酸的順序。一、鐮刀型細(xì)胞貧血癥的病因根本原因根本原因DNADNA分子中堿基對(duì)被替換分子中堿基對(duì)被替換基因的分子結(jié)構(gòu)基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變發(fā)生了改變病因：病因：兩面凹的圓餅狀兩面凹的圓餅狀性狀性狀谷氨

3、酸谷氨酸 CTTGAADNAGAAmRNA正常蛋白質(zhì)正常蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)G U A 纈氨酸纈氨酸異常蛋白質(zhì)異常蛋白質(zhì)鐮刀型鐮刀型CA TG T A直接原因直接原因增增添添缺缺失失替替換換由由DNADNA分子中分子中堿基對(duì)堿基對(duì)的的 增添增添 、 缺失缺失 或或 替換替換 ，而引起的而引起的 基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu) 的改變。的改變。 二、基因突變的概念三、基因突變的原因1.1.自發(fā)突變：沒(méi)有人為因素干預(yù)而自發(fā)突變：沒(méi)有人為因素干預(yù)而自發(fā)自發(fā)產(chǎn)生產(chǎn)生2.2.人工誘變：人為因素干預(yù)下而人工誘變：人為因素干預(yù)下而誘變誘變產(chǎn)生產(chǎn)生物理因素：物理因素：化學(xué)因素：化學(xué)因素：生物因素：生物因素：紫外線、紫外線、X

4、 X射線、激光等射線、激光等亞硝酸和堿基類似物等亞硝酸和堿基類似物等病毒和某些細(xì)菌等病毒和某些細(xì)菌等干預(yù)因素干預(yù)因素請(qǐng)對(duì)課本資料進(jìn)行閱讀分析，嘗試請(qǐng)對(duì)課本資料進(jìn)行閱讀分析，嘗試歸納出突變的特點(diǎn)歸納出突變的特點(diǎn)基基 因因突變率突變率大腸桿菌組氨酸缺陷型基因大腸桿菌組氨酸缺陷型基因2 21010-6-6果蠅的白眼基因果蠅的白眼基因4 41010-5-5果蠅的褐眼基因果蠅的褐眼基因3 31010-5-5玉米的皺縮基因玉米的皺縮基因1 11010-6-6小鼠的白化基因小鼠的白化基因1 11010-5-5人類色盲基因人類色盲基因3 31010-5-51.1.自發(fā)突變頻率很低（低頻性）自發(fā)突變頻率很低（低

5、頻性）四、基因突變的特征2.2.方向不確定（不定向性）方向不確定（不定向性）Aa1a2a33.3.隨機(jī)發(fā)生（隨機(jī)性）隨機(jī)發(fā)生（隨機(jī)性）可以發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期可以發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同的可以發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)不同的DNA分子上分子上可以發(fā)生在同一可以發(fā)生在同一DNA分子的不同部位分子的不同部位4.4.普遍性普遍性正常山羊有時(shí)生下短腿正常山羊有時(shí)生下短腿“安康羊安康羊”5.5.多數(shù)有害多數(shù)有害, ,少數(shù)有利少數(shù)有利五、基因突變的意義 基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來(lái)源根本來(lái)源，為生物進(jìn)化提供了的原始材料，為生物進(jìn)化提供了的

6、原始材料產(chǎn)生產(chǎn)生新基因新基因 生物變異的根本來(lái)源生物變異的根本來(lái)源形成新性狀形成新性狀誘變育種的材料來(lái)源誘變育種的材料來(lái)源生物進(jìn)化的原始材料生物進(jìn)化的原始材料1.基因突變的低頻性和普遍性矛盾嗎？不矛盾，因?yàn)橐粋€(gè)基因的突變頻率雖然很不矛盾，因?yàn)橐粋€(gè)基因的突變頻率雖然很低，但一個(gè)種群中個(gè)體數(shù)可以很多，一個(gè)細(xì)胞低，但一個(gè)種群中個(gè)體數(shù)可以很多，一個(gè)細(xì)胞中也有許多基因。中也有許多基因。學(xué)習(xí)的延伸甲甲 乙乙 丙丙 丁丁DNADNA堿基對(duì)替換，堿基對(duì)替換，不一定不一定引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。結(jié)論結(jié)論:2.由于堿基對(duì)的替換，是否一定會(huì)引起蛋白質(zhì)的改變？ 基因突變發(fā)生在基因突變發(fā)生在體細(xì)胞中

7、體細(xì)胞中，一般，一般不能不能遺傳遺傳。對(duì)人體來(lái)說(shuō)，存在基因突變的體。對(duì)人體來(lái)說(shuō)，存在基因突變的體細(xì)胞有可能轉(zhuǎn)變成癌細(xì)胞。細(xì)胞有可能轉(zhuǎn)變成癌細(xì)胞。3. 基因突變形成的新基因一定能遺傳嗎？可遺傳的變異可遺傳的變異不可遺傳的變異不可遺傳的變異基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組（后續(xù)學(xué)習(xí)）由于由于遺傳物質(zhì)發(fā)遺傳物質(zhì)發(fā)生改變生改變，其后代，其后代將繼承這種改變將繼承這種改變4.生物變異的類型1.1.在進(jìn)行有性生殖的生物后代中，個(gè)體之間總在進(jìn)行有性生殖的生物后代中，個(gè)體之間總是存在一定的性狀差異。造成這些差異的主是存在一定的性狀差異。造成這些差異的主要原因是（）要原因是（）A.A.基因突變基因突

8、變B.B.基因重組基因重組C.C.染色體數(shù)目改變?nèi)旧w數(shù)目改變D.D.染色體結(jié)構(gòu)改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)改變課堂鞏固課堂鞏固2.2.鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本病因是發(fā)生了基因鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本病因是發(fā)生了基因突變。這一遺傳病基因突變的情況是（）突變。這一遺傳病基因突變的情況是（）A.A.堿基增添堿基增添B.B.堿基替換堿基替換C.C.缺失一個(gè)堿基缺失一個(gè)堿基D.D.缺失幾個(gè)堿基缺失幾個(gè)堿基3.3.下列有關(guān)基因突變的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（）下列有關(guān)基因突變的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（）A.A.在自然條件下，基因自發(fā)突變頻率低在自然條件下，基因自發(fā)突變頻率低B.B.遺傳物質(zhì)發(fā)生改變引起基因突變遺傳物質(zhì)發(fā)生改變引起基因突

9、變C.C.基因突變能產(chǎn)生新的基因基因突變能產(chǎn)生新的基因D.D.人工誘變的基因突變都是有利的人工誘變的基因突變都是有利的4.4.生物變異的根本來(lái)源是（）生物變異的根本來(lái)源是（）A.A.基因重組基因重組B.B.染色體數(shù)目變異染色體數(shù)目變異C.C.染色體結(jié)構(gòu)變異染色體結(jié)構(gòu)變異D.D.基因突變基因突變類別類別DNA模板鏈的堿基序列模板鏈的堿基序列蛋白質(zhì)的氨基酸序列蛋白質(zhì)的氨基酸序列正常正常TAC CAT TAG GAT CCC ATT甲硫氨酸甲硫氨酸 纈氨酸纈氨酸 異亮氨酸異亮氨酸 亮氨酸亮氨酸 甘氨酸甘氨酸 終止密碼終止密碼基因基因突變突變類型類型TAC CCA TTA GGA TCC CAT TT

10、AC CAT AGG ATC CCA TTTAC CAT TAA GAT CCC ATT結(jié)論結(jié)論5.5.技能增進(jìn)題，列表比較。技能增進(jìn)題，列表比較。歸納兩種及兩種以上事實(shí)的異同點(diǎn)，常用列表比較的方法。歸納兩種及兩種以上事實(shí)的異同點(diǎn)，常用列表比較的方法。生命活動(dòng)是通過(guò)蛋白質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。不同基因決定了不同蛋白質(zhì)的氨基酸生命活動(dòng)是通過(guò)蛋白質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。不同基因決定了不同蛋白質(zhì)的氨基酸序列，進(jìn)而決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。如果發(fā)生了基因突變，蛋白質(zhì)的序列，進(jìn)而決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。如果發(fā)生了基因突變，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生怎樣的改變呢？通過(guò)列表比較，分析下列信息，也許能幫助你結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生怎樣的改變呢？通過(guò)列表

11、比較，分析下列信息，也許能幫助你找到問(wèn)題的答案。找到問(wèn)題的答案。類別類別DNA模板鏈的堿基序列模板鏈的堿基序列蛋白質(zhì)的氨基酸序列蛋白質(zhì)的氨基酸序列正常正常TAC CAT TAG GAT CCC ATT甲硫氨酸甲硫氨酸 纈氨酸纈氨酸 異亮氨酸異亮氨酸 亮氨酸亮氨酸 甘氨酸甘氨酸 終止密碼終止密碼基因基因突變突變類型類型增添增添TAC CCA TTA GGA TCC CAT T甲硫氨酸甲硫氨酸 甘氨酸甘氨酸 天冬酰胺天冬酰胺脯氨酸脯氨酸 精氨酸精氨酸 纈氨酸纈氨酸缺失缺失TAC CAT AGG ATC CCA TT甲硫氨酸甲硫氨酸 纈氨酸纈氨酸 絲氨酸絲氨酸終止密碼終止密碼替換替換TAC CAT

12、TAA GAT CCC ATT甲硫氨酸甲硫氨酸 纈氨酸纈氨酸 異亮氨酸異亮氨酸亮氨酸亮氨酸 甘氨酸甘氨酸 終止密碼終止密碼結(jié)論結(jié)論發(fā)生了基因突變，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)有可能改變；如果是替換發(fā)生了基因突變，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)有可能改變；如果是替換引起的基因突變，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可能不會(huì)改變。引起的基因突變，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可能不會(huì)改變。5.5.技能增進(jìn)題，列表比較。技能增進(jìn)題，列表比較。歸納兩種及兩種以上事實(shí)的異同點(diǎn)，常用列表比較的方法。歸納兩種及兩種以上事實(shí)的異同點(diǎn)，常用列表比較的方法。生命活動(dòng)是通過(guò)蛋白質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。不同基因決定了不同蛋白質(zhì)的氨基酸生命活動(dòng)是通過(guò)蛋白質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。不同基因決定了不同蛋白質(zhì)的氨基酸序列，進(jìn)而決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。如果發(fā)生了基因突變，蛋白質(zhì)的序列，進(jìn)而決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。如果發(fā)生了基因突變，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生怎樣的改變呢？通過(guò)列表比較，分析下列信息，也許能幫助你結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生怎樣的改變呢？通過(guò)列表比較，分析下列信息，也許能幫助你找到問(wèn)題的答案。找到問(wèn)題的答案。