資源簡介

(共19張PPT)
基因突變
2015年8月28日，我國某野生動物園中的東北虎生出了三只白色幼崽。這只虎媽媽前六胎所生幼虎均是黃黑相間的正常東北虎，唯獨這次生下三胞胎白虎。性狀是由遺傳信息控制的，控制虎毛色的基因發生了什么改變導致該三胞胎出現白色性狀？環境中可能導致基因改變的因素有哪些？基因的改變會對生物體產生什么樣的影響呢？
新課導入
一、“基因堿基序列”的改變有多種類型
閱讀課本P82頁資料，根據閱讀獲得的信息，思考下列問題：
1.患者1和患者2的基因堿基序列分別發生了什么變化？
2.基因堿基序列的改變給生物體帶來什么效應？
3.基因堿基序列的改變有幾種方式？
尋找證據
閱
讀
1.患者1和患者2的基因堿基序列分別發生了什么變化？
患者1編碼酪氨酸酶的基因序列中的一個堿基G突變成了T，導致G-C被堿基對T-A替換；
患者2控制酪氨酸酶的基因堿基序列增添了一個G-C堿基對。
替換
插入
錯義突變
同義突變
無義突變
2.基因堿基序列的改變給生物體帶來什么效應？
引起酶結構的改變導致變異出現。
思考：堿基對改變一定會導致蛋白質的結構改變嗎？
DNA
···A
U
C
C
G
C···
···
A
U
U
C
G
C···
異亮氨酸
精氨酸
異亮氨酸
mRNA
···
A
T
C
C
G
C
···
···
T
A
G
G
C
G
···
正常
···
T
A
A
G
C
G···
···
A
T
T
C
G
C···
堿基替換
精氨酸
基因突變一定會導致基因結構改變，但蛋白質結構、性狀不一定改變。
基因堿基序列的改變可能會導致其編碼的蛋白質結構和功能發生改變，甚至帶來致命的后果。
鐮狀細胞貧血是一種常染色體隱性遺傳病。患者紅細胞是彎曲的鐮刀狀，這樣的紅細胞攜氧能力低且容易破裂，使人患溶血性貧血。
該病主要發生在黑色人種中，在非洲黑人中的發病率最高。
正常紅細胞
鐮狀紅細胞
不同基因的突變產生的效應不同?；蛲蛔兂３Ｒ鸬鞍踪|正常結構的改變而直接導致細胞形態、結構以及功能的改變，如鐮狀細胞貧血。
3.基因堿基序列的改變有幾種方式？
有3種，分別是堿基替換、缺失及插入引起的堿基序列變化。
思考：
（1）哪一種基因突變對生物性狀的影響最?。?br/>堿基的替換
①一種氨基酸可能有幾種密碼子
②顯性純合子突變成雜合子（AA→Aa）
（2）基因突變不改變生物性狀的原因有哪些？
基因突變
1.概念
基因內部由于堿基的替換、缺失、插入而導致的堿基排列順序的改變。
2.意義
基因突變是新基因產生的途徑，是生物變異的根本來源，為生物進化提供了的原始材料，同時也使人工誘變育種，改造生物成為可能。
產生新基因
生物變異的根本來源
形成新性狀　　　　
誘變育種的材料來源
生物進化的原始材料
二、基因突變有多種特點
基因突變在生物界是普遍存在的。
普遍性
基因突變的頻率是很低的。
低頻性
基因突變可以發生在生物個體發育的任何時期、細胞內不同的DNA分子上、同一個DNA分子的任意基因上。
隨機性
多方向性
一個基因可以發生不同的突變，產生一個以上的等位基因。
W+（紅眼）
白眼
血
紅
眼
象牙眼
櫻紅眼
杏紅眼
伊紅眼
淺
黃
色
眼
微色眼
蜜色眼
珍珠眼
珊瑚色眼
W
Wbl
Wi
Wc
Wa
We
Wb
Wt
Wh
Wp
Wco
三、基因突變大多是有害的
基因突變導致原有基因功能降低甚至喪失，進而導致原有的協調關系遭到破壞或削弱，所以大多數的基因突變是有害的。
多數有害
少數有利
有一些基因突變對生物的生存有利，如某些農作物出現的抗病性突變、某些微生物出現的抗藥性突變等。有一些基因突變對人類有利，如熱帶地區的雞出現的無毛突變。
四、環境因素可以誘發基因突變
誘發
突變
自發
突變
自然條件下DNA復制偶爾出錯、
DNA的堿基組成發生改變
提高突變頻率
內因
外因
生物因素：病毒和某些細菌
化學因素：亞硝酸鹽酸、堿基類似物等
物理因素：紫外線、X射線等
基因突變不只發生在間期
原癌基因：表達的蛋白質是細胞正常的生長和增殖所必需的。
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。
突變
可能引起癌變
癌變的原因
【激疑】某人長期吸煙，一定會引起細胞癌變嗎？
活動：思考討論
提示：
不一定。只有在致癌因子引起原癌基因和抑癌基因等多個基因發生突變時才會導致正常細胞的生長和增殖失控而變成癌細胞。
知識梳理
基因突變
“基因堿基序列”的改變有多種類型
環境因素可以誘發基因突變
基因突變有多種特點
基因突變大多是有害的
謝
謝基因突變
【學習目標】
1．舉例說明基因突變的原因。
2．說出基因突變的意義。
【學習重點】
1．基因突變的概念及特點。
2．基因突變的原因。
【學習難點】
基因突變的意義。
【學習過程】
一、自主學習
尋找證據——閱讀
閱讀課本P82頁資料，根據閱讀獲得的信息，思考下列問題：
1．患者1和患者2的基因堿基序列分別發生了什么變化？
2．基因堿基序列的改變給生物體帶來什么效應？
3．基因堿基序列的改變有幾種方式？
二、知識鞏固
1．下列關于基因突變的敘述，不正確的是(
)
A．紫外線、γ射線、亞硝酸都是誘發突變的誘變因素
B．基因突變是由于內外因素的干擾，使DNA復制發生差錯導致的
C．基因突變主要發生在DNA復制過程中的原因是此時DNA分子的穩定性降低
D．基因突變能產生新基因，但不能產生新基因型
2．在白花豌豆品種栽培園中，偶然發現了一株開紅花的豌豆植株，推測該紅花表現型的出現是花色基因突變的結果。為了確定該推測是否正確，應檢測和比較紅花植株與白花植株中(
)
A．花色基因的堿基組成
B．花色基因的DNA序列
C．細胞的DNA含量
D．細胞的RNA含量
3．人類發生鐮刀型細胞貧血癥的根本原因在于基因突變，其突變的方法是基因內(
)
A．氨基酸替換
B．堿基對替換
C．堿基對增添
D．堿基對缺失
4．原核生物中某一基因的編碼蛋白質的區段起始端插入了一個堿基對。在插入位點的附近，再發生下列哪種情況有可能對其編碼的蛋白質結構影響最小(
)
A．置換單個堿基對
B．增加4個堿基對
C．缺失3個堿基對
D．缺失4個堿基對
5．育種專家采用誘變育種的方法改良某些農作物的原有性狀，其原因是誘變育種(
)
A．提高了后代的出苗率
B．提高了后代的遺傳穩定性
C．產生的突變大多是有利的
D．能提高突變率以供育種選擇
答案
1．解析：選D．引起基因突變的因素包括內因和外因兩方面?；蛲蛔兪窃趦韧庖蛩氐淖饔孟拢笵NA分子的復制發生差錯而產生的；DNA復制過程中雙螺旋結構打開以后，DNA分子的穩定性降低，使其結構容易發生改變；基因突變能產生新基因，因此就能產生新基因型。
2．解析：選B．基因突變會導致DNA堿基對的增添、缺失或改變。分析花色基因是否突變，可比較花色基因的DNA序列。
3．解析：選B．人類鐮刀型細胞貧血癥產生的原因是控制合成血紅蛋白分子的遺傳物質DNA的堿基序列發生了改變，其中的一個堿基對發生了替換，從而使血紅蛋白結構異常，紅細胞的形態和功能異常。
4．解析：選D．在編碼區插入1個堿基對，因每相鄰的3個堿基決定1個氨基酸，必然造成插入點以后幾乎所有密碼子的改變，控制相應氨基酸發生變化，致使編碼的蛋白質差別很大。若插入1個堿基對，再增添2個、5個、8個堿基對，或缺失1個、4個、7個堿基對，恰好湊成3的倍數，則對后面密碼子不產生影響，能減少對蛋白質結構的影響。
5．解析：選D．誘變育種是用物理或化學的方法處理生物，提高突變率，獲得較多的突變個體，從中選擇具有所需性狀的突變個體?；蛲蛔兙哂卸喾较蛐裕叶鄶凳怯泻Φ??；蛲蛔?br/>【教學目標】
1．舉例說明基因突變的原因。
2．說出基因突變的意義。
【教學重點】
1．基因突變的概念及特點。
2．基因突變的原因。
【教學難點】
基因突變的意義。
【教學過程】
一、導入新課
2015年8月28日，我國某野生動物園中的東北虎生出了三只白色幼崽。這只虎媽媽前六胎所生幼虎均是黃黑相間的正常東北虎，唯獨這次生下三胞胎白虎。性狀是由遺傳信息控制的，控制虎毛色的基因發生了什么改變導致該三胞胎出現白色性狀？環境中可能導致基因改變的因素有哪些？基因的改變會對生物體產生什么樣的影響呢？（創設問題情境引起學生思考引入新課。）
二、講授新課
（一）“基因堿基序列”的改變有多種類型
尋找證據——閱讀
閱讀課本P82頁資料，根據閱讀獲得的信息，思考下列問題（每個學生先自己獨立完成，然后以組為單位進行討論，各組代表回答上述問題。教師點評。）：
1．患者1和患者2的基因堿基序列分別發生了什么變化？（患者1編碼酪氨酸酶的基因序列中的一個堿基G突變成了T，導致G-C被堿基對T-A替換；患者2控制酪氨酸酶的基因堿基序列增添了一個G-C堿基對。）
觀察由于堿基的替換和插入導致基因堿基序列的突變圖片，明確點突變、錯義突變、同義突變及無義突變的概念。
2．基因堿基序列的改變給生物體帶來什么效應？（引起酶結構的改變導致變異出現。）
思考：堿基對改變一定會導致蛋白質的結構改變嗎？
（不一定。當發生替換時，由于密碼子的簡并性，蛋白質中的氨基酸可能發生變化，也可能不發生變化。）
小結：基因突變一定會導致基因結構改變，但蛋白質結構、性狀不一定改變?；驂A基序列的改變可能會導致其編碼的蛋白質結構和功能發生改變，甚至帶來致命的后果。
基因突變的實例：鐮狀細胞貧血
3．基因堿基序列的改變有幾種方式？（有3種，分別是堿基替換、缺失及插入引起的堿基序列變化。）
思考：
（1）哪一種基因突變對生物性狀的影響最?。浚▔A基的替換）
（2）基因突變不改變生物性狀的原因有哪些？
①一種氨基酸可能有幾種密碼子
②顯性純合子突變成雜合子（AA→Aa）
基因突變概念：基因內部由于堿基的替換、缺失、插入而導致的堿基排列順序的改變。
基因突變意義：基因突變是新基因產生的途徑，是生物變異的根本來源，為生物進化提供了的原始材料，同時也使人工誘變育種，改造生物成為可能。
（二）基因突變有多種特點
學生閱讀課本P84-85頁“基因突變有多種特點”部分，總結基因突變的特點。
（三）基因突變大多是有害的
多數有害：基因突變導致原有基因功能降低甚至喪失，進而導致原有的協調關系遭到破壞或削弱，所以大多數的基因突變是有害的。
少數有利：有一些基因突變對生物的生存有利，如某些農作物出現的抗病性突變、某些微生物出現的抗藥性突變等。有一些基因突變對人類有利，如熱帶地區的雞出現的無毛突變。
（四）環境因素可以誘發基因突變
基因突變包括誘發突變和自發突變。誘發因素包括可分為三類：物理因素、化學因素和生物因素。例如，紫外線、X射線及其他輻射能損傷細胞內的DNA；亞硝酸鹽、堿基類似物等能改變核酸的堿基；某些病毒的遺傳物質能影響宿主細胞的DNA，等等。但是，在沒有這些外來因素的影響時，基因突變也會由于DNA復制偶爾發生錯誤等原因自發產生。
基因突變的實例：細胞的癌變
結合正常細胞和癌細胞的圖片，教師講細胞癌變的原因：人和動物細胞中的DNA上本來就存在與癌變相關的基因：原癌基因和抑癌基因。一般來說，原癌基因表達的蛋白質是細胞正常的生長和增殖所必需的，這類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。相反，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，這類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。
在癌癥發生的早期，患者往往不表現出任何癥狀，因而難以及時發現；而對于癌癥晚期的患者，目前還缺少有效的治療手段，因此，要避免癌癥的發生。致癌因子是導致癌癥的重要因素，在日常生活中應遠離致癌因子，選擇健康的生活方式。請你上網查一查，或請教防癌專家，生活中怎樣做才能遠離致癌因子？
活動：思考討論
【激疑】某人長期吸煙，一定會引起細胞癌變嗎？
【板書設計】

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