第五章基因突變及其他變異第1節(jié) 基因突變和基因重組(第一課時(shí))目標(biāo)通過分析癌癥發(fā)生的原因和特點(diǎn)，認(rèn)同癌癥的危害和預(yù)防措施（社會(huì)責(zé)任）構(gòu)建基因突變 的過程模型和基因突變對(duì)性狀的影響。通過基因突變與生物性狀的關(guān)系，提高歸納與概括的能力。（科學(xué)思維、科學(xué)探究）結(jié)合鐮狀細(xì)胞貧血的形成原因，理解基因突變導(dǎo)致合成蛋白質(zhì)及其細(xì)胞功能的改變(生命觀念)學(xué)習(xí)目標(biāo)情景視頻：太空育種南瓜子太空中中特殊環(huán)境誘導(dǎo)基因突變問題1: 航天育種的生物學(xué)原理是什么？基因突變問題2: 如何看待基因突變所造成的結(jié)果？請(qǐng)認(rèn)真閱讀課本內(nèi)容，探究鐮狀貧血的病因是什么？總結(jié)出基因突變的定義。2341合作探究一：請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P80-81，小組合作思考討論完成問題。 基因突變一定改變生物體的性狀嗎？基因突變一定會(huì)遺傳給后代嗎？你還能舉出基因突變的其他實(shí)例。一、基因突變的實(shí)例一、基因突變的實(shí)例正常紅細(xì)胞 鐮狀細(xì)胞貧血（又稱鐮刀型細(xì)胞貧血癥）是一種遺傳病。1910年，一個(gè)黑人青年到醫(yī)院看病，他的癥狀是發(fā)燒和肌肉疼痛，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn), 他的紅細(xì)胞不是正常的圓餅狀，而是彎曲的鐮刀狀。后來(lái)人們把這種病稱為鐮狀細(xì)胞貧血。鐮狀紅細(xì)胞問題3: 請(qǐng)認(rèn)真閱讀課本內(nèi)容，探究鐮狀貧血的病因是什么？實(shí)例一：鐮狀細(xì)胞貧血正常堿基序列片段mRNA異常堿基序列片段mRNA血紅蛋白特定位置上的谷氨酸被纈氨酸取代。一、基因突變的實(shí)例問題4: 為什么患者血紅蛋白的氨基酸會(huì)被取代呢？結(jié)合基因表達(dá)的過程進(jìn)行分析其根本原因？直接原因 正常人鐮狀細(xì)胞貧血患者正常的血紅蛋白谷氨酸纈氨酸異常血紅蛋白一、基因突變的實(shí)例編碼血紅蛋白的基因的堿基對(duì)發(fā)生替換根本原因問題5: 除了堿基對(duì)的替換，基因中的堿基對(duì)否還會(huì)發(fā)生其他方式改變？DNA分子中發(fā)生堿基的_______、______或_____，而引起的基因_________的改變，叫作基因突變。替換增添缺失堿基序列增添缺失替換通常發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期一、基因突變的實(shí)例1.基因突變的定義2.基因突變的時(shí)間1.人類鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本原因是（　?。〢.紅細(xì)胞變形，結(jié)合氧的功能不足B.血紅蛋白的某條肽鏈的某個(gè)氨基酸被替換C.mRNA上某個(gè)堿基被替換D.有關(guān)基因中某個(gè)堿基對(duì)被替換2.下列不屬于基因突變的是（　　）A.基因中堿基對(duì)的替換 B.基因中堿基對(duì)的增添C.基因中堿基對(duì)的缺失D.mRNA中堿基的替換、增添和缺失 　實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練　3．二倍體水毛茛黃花基因q1中丟失3個(gè)相鄰堿基對(duì)后形成基因q2，導(dǎo)致其編碼的蛋白質(zhì)中氨基酸序列發(fā)生了改變，下列敘述錯(cuò)誤的是(　 　)A．正常情況下，q1和q2可存在于同一個(gè)配子中 B．光學(xué)顯微鏡下無(wú)法觀測(cè)到q2的長(zhǎng)度較q1短C．突變后翻譯時(shí)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則未發(fā)生改變 D．突變后水毛茛的花色性狀不一定發(fā)生改變4. 原核生物中某一基因的編碼區(qū)起始端插入了一個(gè)堿基對(duì)。在插入位點(diǎn)的附近，再發(fā)生下列哪種情況，有可能對(duì)其編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)影響最小( )A.置換1個(gè)堿基對(duì) B.增加1個(gè)堿基對(duì)C.缺失3個(gè)堿基對(duì) D.缺失4個(gè)堿基對(duì)問題6: 基因突變一定改變生物體的性狀嗎？DNA異亮氨酸精氨酸異亮氨酸mRNA精氨酸（2）顯性突變（aa→Aa），生物性狀改變。（3）密碼子的簡(jiǎn)并性,生物性狀不一定改變。（1）隱性突變（AA→Aa），生物性狀不改變。一、基因突變的實(shí)例問題6: 基因突變一定改變生物體的性狀嗎？問題7: 基因突變一定會(huì)遺傳給后代嗎？配子中發(fā)生基因突變體細(xì)胞中發(fā)生基因突變類型一、基因突變的實(shí)例問題7: 基因突變一定會(huì)遺傳給后代嗎？問題8: 你還能舉出基因突變的實(shí)例嗎？國(guó)家癌癥中心2019年全國(guó)癌癥報(bào)告數(shù)據(jù)顯示：我國(guó)平均每天超過1萬(wàn)人被確診為癌癥，每分鐘有7.5個(gè)人被確診為癌癥。近10多年來(lái)，惡性腫瘤發(fā)病率每年保持約3.9％的增幅，死亡率每年保持2.5％的增幅。從基因角度看，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是什么？2341合作探究二：請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P82，小組合作思考討論完成問題。 健康人的細(xì)胞中存在原癌基因和抑癌基因嗎？根據(jù)圖示推測(cè)，癌細(xì)胞與正常細(xì)胞相比，具有哪些明顯的特點(diǎn)？談?wù)勀銓?duì)癌癥的治療方案了解？該如何預(yù)防呢？一、基因突變的實(shí)例 抑癌基因Ⅰ突變?cè)┗蛲蛔円职┗颌笸蛔儼┌┘?xì)胞轉(zhuǎn)移抑癌基因Ⅱ突變一、基因突變的實(shí)例結(jié)腸癌發(fā)生的原因思考.討論問題8: 從基因角度看，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是什么？實(shí)例二：細(xì)胞的癌變?cè)┗蚝鸵职┗虬l(fā)生基因突變突變或過量表達(dá)突變一、基因突變的實(shí)例問題8: 從基因角度看，結(jié)腸癌發(fā)生的原因是什么？實(shí)例二：細(xì)胞的癌變 抑癌基因Ⅰ突變?cè)┗蛲蛔円职┗颌笸蛔儼┌┘?xì)胞轉(zhuǎn)移抑癌基因Ⅱ突變一、基因突變的實(shí)例結(jié)腸癌發(fā)生的原因思考.討論問題9: 健康人的細(xì)胞中存在原癌基因和抑癌基因嗎？ 正常細(xì)胞的DNA分子中都有原癌基因和抑癌基因問題10: 根據(jù)圖示推測(cè)，癌細(xì)胞與正常細(xì)胞相比，具有哪些明顯的特點(diǎn)？實(shí)例二：細(xì)胞的癌變1.癌細(xì)胞的特征：(1)能夠無(wú)限增殖來(lái)自名叫海拉的女性宮頸癌癥患者。這位患者已在1951年死去，但從她身上取下的癌細(xì)胞卻在實(shí)驗(yàn)室一代代地傳了下來(lái)。(2)形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化(3)細(xì)胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少→細(xì)胞之間的黏著性顯著降低→容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移。分裂能力改變形態(tài)結(jié)構(gòu)改變細(xì)胞膜改變一、基因突變的實(shí)例實(shí)例二：細(xì)胞的癌變無(wú)機(jī)化合物，如石棉；有機(jī)化合物，如黃曲霉素物理致癌因子主要指輻射，如紫外線、X射線病毒致癌因子化學(xué)致癌因子致癌病毒含有病毒癌基因以及與致癌有關(guān)的核酸序列2.致癌因子一、基因突變的實(shí)例實(shí)例二：細(xì)胞的癌變一、基因突變的實(shí)例實(shí)例二：細(xì)胞的癌變食物中的防癌物質(zhì)： ①大豆、動(dòng)物肝臟——含有的大量維生素A； ②蔬菜水果——富含的維生素C，維生素E，胡蘿卜素； ③綠茶——富含多元酚預(yù)防為主——保持健康飲食，良好生活習(xí)慣一、基因突變的實(shí)例實(shí)例二：細(xì)胞的癌變5.關(guān)于癌癥，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）A.成纖維細(xì)胞癌變后變成球形，其結(jié)構(gòu)和功能會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變B.癌癥發(fā)生的頻率不是很高，大多數(shù)癌癥的發(fā)生是多個(gè)基因突變的累積 效應(yīng)C.正常細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂失控變成癌細(xì)胞，原因是抑癌基因突變成原癌基因D.樂觀向上的心態(tài)、良好的生活習(xí)慣，可降低癌癥發(fā)生的可能性6.下列有關(guān)癌細(xì)胞產(chǎn)生原因的敘述，錯(cuò)誤的是A.由于原癌基因被激活B.細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化引起的C.一旦細(xì)胞的正常調(diào)節(jié)過程受阻，就必能使原癌基因轉(zhuǎn)變成激活狀態(tài)D.正常情況下，原癌基因處在抑制狀態(tài)7.人體癌細(xì)胞中代謝比較活躍的細(xì)胞器是（ ）①線粒體 ②高爾基體③核糖體 ④中心體 ⑤內(nèi)質(zhì)網(wǎng)A.①②③ B.①③④ C.①③⑤ D.②③④8.下列哪種細(xì)胞最可能發(fā)生了癌變（ ） A.能連續(xù)分裂的細(xì)胞B.細(xì)胞膜上糖蛋白減少的細(xì)胞C.接觸了致癌因子的細(xì)胞D.存在原癌基因的細(xì)胞問題11: 通過以上學(xué)習(xí)，你知道基因突變的原因嗎？請(qǐng)總結(jié)出基因突變的原因。2341合作探究三：請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P83，小組合作思考討論完成問題。 請(qǐng)總結(jié)出基因突變的特點(diǎn)。請(qǐng)總結(jié)出基因突變的意義。請(qǐng)總結(jié)出基因突變的運(yùn)用。二、基因突變的原因二、基因突變的原因【資料1】二戰(zhàn)時(shí)，美國(guó)在日本的廣島、長(zhǎng)崎投下兩顆原子彈，導(dǎo)致以后大量畸形胎兒出生，畸形生物出現(xiàn)?！举Y料2】蘇丹紅的致癌原理：蘇丹紅進(jìn)入人體后，在過氧化物酶的作用下形成苯和萘環(huán)羥基衍生物，進(jìn)一步生成自由基，自由基可以與DNA、RNA等結(jié)合，從而產(chǎn)生致癌作用?！举Y料3】乙肝病毒的致癌原理：肝炎病毒的基因融合于肝細(xì)胞的基因，使肝細(xì)胞發(fā)生變異。肝臟炎癥的不斷刺激，使肝細(xì)胞進(jìn)一步變異，肝細(xì)胞不凋亡，而且不斷地再生，就形成了腫瘤。問題11: 通過以上學(xué)習(xí)，請(qǐng)總結(jié)出基因突變的原因？外因內(nèi)因:自然條件下DNA復(fù)制出錯(cuò)自發(fā)產(chǎn)生突變物理因素:紫外線，X射線及其他輻射能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA；化學(xué)因素:亞硝酸鹽、堿基類似物等能改變核酸的堿基；生物因素:某些病毒如Rous肉瘤病毒的遺傳物質(zhì)能影響宿主細(xì)胞DNA；提高突變頻率二、基因突變的原因二、基因突變的原因——化學(xué)因素基因突變的外因堿基類似物參與DNA分子復(fù)制復(fù)制或轉(zhuǎn)錄出錯(cuò)基因突變TAT*AAT*TG 注：T*為胸腺嘧啶類似物亞硝酸鹽、堿基類似物等能改變核酸的堿基。二、基因突變的原因——物理因素基因突變的外因某些病毒的遺傳物質(zhì)能影響宿主細(xì)胞的DNA?！倨毡樾曰蛲蛔兗扔凶园l(fā)突變又有誘發(fā)突變且在生物界中普遍存在。二、基因突變的原因（一）基因突變的特點(diǎn)所有生物均可發(fā)生9. 下列細(xì)胞或生物中容易發(fā)生基因突變的是（ ）①洋蔥根尖生長(zhǎng)點(diǎn)細(xì)胞 ②洋蔥表皮細(xì)胞 ③硝化細(xì)菌④T2噬菌體 ⑤人的神經(jīng)細(xì)胞 ⑥人的骨髓細(xì)胞 ⑦藍(lán)藻 ⑧人的精原細(xì)胞 A.①②③⑤⑥⑦ B.①③④⑥⑦⑧ C.①③④⑤⑥⑧ D.①②④⑤⑧10.下列有關(guān)基因突變的敘述，錯(cuò)誤的是（ ）A.只有進(jìn)行有性生殖的生物才能發(fā)生基因突變B.基因突變可發(fā)生于生物體發(fā)育的任何時(shí)期C.基因突變是生物進(jìn)化的重要因素之一D.不會(huì)導(dǎo)致新性狀出現(xiàn)的基因突變屬于中性突變①發(fā)生時(shí)間的隨機(jī)性：生物個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期均可發(fā)生。②發(fā)生部位的隨機(jī)性：任何細(xì)胞的任何DNA分子的任何部位。——②隨機(jī)性二、基因突變的原因（一）基因突變的特點(diǎn)基因可以發(fā)生不同的突變，產(chǎn)生一個(gè)以上等位基因——③不定向性二、基因突變的原因（一）基因突變的特點(diǎn)11.如圖表示基因A與a1、a2、a3之間的關(guān)系，該圖不能表明的是（ ）A.基因突變是不定向的B.等位基因的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果C.正?；蚺c致病基因可以通過突變而轉(zhuǎn)化D.這些基因的轉(zhuǎn)化遵循自由組合定律——④多害少利性二、基因突變的原因 所有生物都是長(zhǎng)期進(jìn)化過程的產(chǎn)物，基因突變可能破壞生物與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系。為什么呢？（一）基因突變的特點(diǎn)12.一種果蠅的基因突變體在210C的氣溫下，生活能力很差，但是，當(dāng)氣溫上升到25.50C時(shí)，突變體的生活能力大大提高了。這說明（ ） Ａ.突變是不定向的 Ｂ.突變是隨機(jī)發(fā)生的 Ｃ.突變的有害或有利取決于環(huán)境條件 Ｄ.環(huán)境條件的變化對(duì)突變體都是有利的 13.突變的有利和有害是相對(duì)的，下列對(duì)這一問題的認(rèn)識(shí)，哪一項(xiàng)是不正確的 （ ） A．突變的利與害可因生物的不同生存環(huán)境而異 B．突變的利與害可因人類的需求不同而異 C．有的突變對(duì)生物生存有害，但對(duì)生物進(jìn)化有利 D．有的突變對(duì)生物生存有利，對(duì)生物進(jìn)化也有利——⑤低頻性二、基因突變的原因 在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的。如高等生物中105~108個(gè)生殖細(xì)胞中有1個(gè)發(fā)生基因突變。（一）基因突變的特點(diǎn)產(chǎn)生新基因的途徑二、基因突變的原因（二）基因突變的意義是新基因產(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來(lái)源，生物進(jìn)化的原始材料。誘變育種利用物理因素（如紫外線、X射線等）或化學(xué)因素（如亞硝酸鹽等）處理生物，使生物發(fā)生基因突變?？梢蕴岣咄蛔兟剩瑒?chuàng)造人類需要的生物新品種。用輻射方法處理大豆，選育出含油量高的大豆品種。二、基因突變的原因（三）基因突變的運(yùn)用問題12: 試分析誘變育種的優(yōu)缺點(diǎn)？?jī)?yōu)點(diǎn)：大幅改良品種的優(yōu)良性狀 缺點(diǎn)：盲目性高，需處理大量材料基因突變的實(shí)例基因突變分析鐮狀細(xì)胞貧血的病因以結(jié)腸癌為例分析細(xì)胞癌變基因的堿基序列改變產(chǎn)生等位基因內(nèi)因、外因細(xì)胞分裂前的間期普遍性、隨機(jī)性、不定向性、低頻性新基因、根本來(lái)源、原始材料誘變育種課堂小結(jié)14.下列有關(guān)基因突變的說法正確的是（　?。贌o(wú)論是低等生物還是高等生物都可能發(fā)生基因突變②生物在個(gè)體發(fā)育的特定時(shí)期才可發(fā)生基因突變③基因突變只定向形成新的等位基因④基因突變對(duì)生物的生存往往是有利的⑤不同基因突變的頻率是相同的⑥基因突變的方向是由環(huán)境決定的⑦一個(gè)基因可以向多個(gè)方向突變A.①⑦ B.①③④ C.②⑤⑦ D.④⑥⑦ 　實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練　15.豌豆子葉黃色對(duì)綠色為顯性,由一對(duì)等位基因Y、y控制,下列有關(guān)敘述不正確的是(　　)A.基因Y或y產(chǎn)生的根本原因是基因突變B.基因Y和基因y的本質(zhì)區(qū)別是核糖核苷酸序列不同C.基因Y和y的分離可能發(fā)生在減數(shù)第二次分裂中D.在豌豆的葉肉細(xì)胞中可檢測(cè)到基因Y或y,但檢測(cè)不到對(duì)應(yīng)mRNA16．下列關(guān)于基因突變的說法，錯(cuò)誤的是(　 　)A．沒有外界因素誘導(dǎo)也可能發(fā)生基因突變 B．動(dòng)植物的體細(xì)胞中的突變基因都不能遺傳給后代C．基因突變不一定會(huì)引起性狀改變 D．在細(xì)胞周期的有絲分裂間期最易發(fā)生基因突變17.下列關(guān)于基因突變的敘述，不正確的是（ ）A．基因的堿基序列發(fā)生的改變，不一定導(dǎo)致性狀改變B．DNA分子中發(fā)生堿基的增添、缺失或替換，均屬于基因突變C．分裂間期較分裂期更易發(fā)生基因突變D．基因突變一旦發(fā)生，改變的性狀就會(huì)遺傳給后代課程結(jié)束

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

第1節(jié) 基因突變和基因重組

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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