第5章基因突變及其他變異

第1節

基因突變和基因重組（第2課時）學習目標核心素養1.掌握基因突變的特征和原因。2.說明細胞癌變的原因。2.舉例說明基因重組類型及意義。1.通過分析基因突變的例子，從生命的物質觀角度來從分子層面對生物的變異和進化進行解讀。2.通過癌癥案例的解讀，增進學生關注生活的態度，引導健康生活3.通過理解基因突變的特點，讓學生辯證的認識生命活動過程中的變化，提高科學思維能力。所有生物白化苗高產青霉菌株資料一：基因突變具有普遍性性成熟的植株胚幼苗具根莖葉的植株分化出花芽的植株受精卵以植物的個體發育為例：任何時期、任何細胞、DNA的任何部位資料二：基因突變具有隨機性資料三：基因突變是不定向的灰色白色黑色黃色能產生一個或一個以上的等位基因生物表現型突變率肺炎球菌青霉素抗性1.0×10-7玉米皺縮種子1.0×10-6紫色種子1.0×10-5無色種子1.0×10-5甜粒種子2.0×10-6小鼠淺色毛皮3.0×10-5粉紅色眼3.5×10-6人血友病2.0×10-5視網膜色素瘤2.0×10-5軟骨發育不全5.0×10-5基因突變的頻率很低資料四：大多數突變是有害的資料五：高產大豆高產青霉菌株有利的基因突變5、多害少利性：突變性狀的有害性和有利性取決于是否適應環境。白化玉米苗畸形的雛鴨①有害突變：破壞生物體與現有環境的協調關系。②有利突變：比如抗病性、耐寒性、抗藥性突變等。③中性突變：不會導致新的性狀出現。6、基因突變的特點

1、普遍性：在生物界是普遍存在的，所有生物都可能發生。2、隨機性：時期隨機：可發生在生物個體發育的任何時期；部位隨機：可以發生在細胞內不同的DNA分子上，以及同一個DNA分子的不同部位。3、不定向性：表現為一個基因可以發生不同突變，產生一個以上的等位基因。4、低頻性：自然情況下突變頻率很低（10-5~10-8）。5、多害少利性：（打破對環境的適應性）多數有害，少數有利適應結果原因時間、部位直接結果整體評價7、基因突變的結果

AAaA基因新基因（等位基因）基因型（改變）表現型（可能改變）引發生物變異結果：產生的是它的等位基因，即產生了新基因改變：基因型、遺傳信息、密碼子不變：基因數目、遺傳規律可能改變：氨基酸、蛋白質、生物性狀8、基因突變的意義

1、對生物體的意義:大多有害:可能破壞生物體與現有環境的協調關系。個別有利:如植物的___________、___________，微生物的___________等。中性突變:有的突變不會導致__________出現，既無害也無益。2、對進化的意義:（1）產生_______的途徑；（2）生物變異的________；（3）為生物進化提供了_____________抗病性突變耐旱性突變抗病性突變新的性狀新基因根本來源豐富的原材料9應用分析為什么在強烈的日光下要涂抹防曬霜？醫療方面，做X射線透視的醫務人員要穿防護服？農業方面（誘變育種）利用物理因素或化學因素，誘發生物基因突變。優點：可以提高突變率，加速育種進程缺點：有利變異少，需處理大量實驗材料判斷練習：基因突變一定導致基因的結構改變；基因突變一定導致蛋白質改變；基因突變一定導致生物性狀改變；基因突變一定會遺傳給后代；基因突變一定發生在DNA上；只要DNA上有堿基發生增添，缺失或者替換都叫做基因突變。三、基因重組1.定義指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。概念拓展例如:肺炎雙球菌R型轉化為S型基因工程中人工轉移基因甘薯人類食用甘薯(紅薯)的歷史已經接近一萬年，但你知道嗎？甘薯居然是轉基因作物。2017年8月21日，上海辰山植物園（中科院上海辰山植物科學研究中心）和中國科學院上海植物生理生態研究所聯合德國馬克斯普朗克分子遺傳研究所和分子植物生理研究所的科研團隊在國際著名學術期刊《NaturePlants》上共同發表了揭示甘薯起源的重要論文。上海辰山植物園楊俊博士為該論文的第一作者。該研究發現，大約一百萬年前，甘薯基因組就被農桿菌轉基因了，插入了一段該細菌DNA。現代轉基因技術正是模擬利用了這一過程。楊俊博士告訴澎湃新聞()，2015年，比利時科學家首次發現甘薯中的T-DNA片段，首次證實甘薯天然地被轉基因了。這一發現被國內外媒體廣泛報道。楊俊等人的最新研究證實，甘薯的祖先種在百萬年前就已被轉基因。而人類食用甘薯已經近萬年，中國約在四百年前開始引進種植和食用甘薯，其安全性一直良好。這一最新發現或許能讓人們更理性地思考和認識轉基因食品的安全性。目前已被人類發現的天然轉基因作物除甘薯外還有煙草。補充：天然的轉基因細菌的接合作用（3）重組DNA型2.類型

⑴自由組合型AabBAaBbAb和aBAB和ab非同源染色體上的非等位基因自由組合（減數分裂Ⅰ后期）2類型（2）交換片段型同源染色體上的

非姐妹染色單體之間的交換（四分體時期）3、基因重組的特點1、變異概率高，幾乎100%2、基因重組中沒有新基因和新性狀產生3、基因重組會產生大量新的基因型和表現型組合有性生殖過程中的基因重組,使配子種類多樣化，進而產生基因組合多樣化的子代，出現各種不同的性狀組合的個體。有無新的基因型和表現型形成？基因重組中有無新基因和新性狀產生？

4.意義基因重組能夠產生基因組合多樣化的子代，有利于物種在一個無法預測將來變化的環境中生存。是生物變異的來源之一，對生物的進化具有重要意義。

據圖回答：①該圖為什么分裂什么時期？②該細胞叫什么？③分析造成B、b不同的原因？無同源染色體，著絲點分裂，減Ⅱ后細胞質均等分裂，次精母或第一極體基因突變或基因交叉互換5.基因突變與基因重組對比

項目基因突變基因重組本質發生時間及原因可能性意義聯系基因堿基序列發生改變，產生了新基因，出現了新的性狀。控制不同性狀的基因重新組合，產生新的基因型和表現型。生物變異的根本來源，是生物進化的原材料。生物變異的來源之一，是形成生物多樣性的重要原因.細胞分裂間期DNA分子復制時，由于外界理化因素或自身生理因素引起的堿基對的替換、增添或缺失。在有性生殖過程中,減數第一次分裂后期，非同源染色體的自由組合。四分體時期的交叉互換。可能性小，突變頻率低普遍發生在有性生殖過程中①都使生物產生可遺傳變異；②在長期進化過程中，基因突變為基因重組提供了大量可供自由組合的新基因，基因重組使突變的基因以多種形式傳遞；③兩者均產生新的基因型，可能產生新的表型與社會的聯系

我國是最早養殖和培育金魚的國家。金魚的祖先是野生鯽魚。在飼養過程中，野生鯽魚產生基因突變，人們選擇喜歡的品種培養，并進行人工雜交。例如，將透明鱗和正常鱗的金魚雜交，得到了五花魚；將朝天眼和水泡眼的金魚雜交，得到了朝天泡眼。正是因為基因突變、基因重組以及人工選擇，才會出現色彩斑斕、形態各異的金魚，極大地豐富了人們的生活。分析相關性

1、你認為能否從該調查中得出吸煙會導致肺癌患病率升高的結論？如果能，對不吸煙人群中仍有少數人患肺癌如何解釋？如果不能，對吸煙與肺癌患病率的高相關性該如何解釋？在“確診的肺癌患者1303人中，其中吸煙的有823人，占患者總數的63.16%”，這說明吸煙和肺癌患病率之間存在很高的相關性，但在此處并沒有證據表明，吸煙與肺癌患病率之間存在因果關系。要證明吸煙是肺癌的致病因素，還