資源簡介

(共24張PPT)
第二節 基因突變和基因重組
第三章 生物的變異
第2課時
情境導入
現在人們已知，一定量的黃曲霉素能引起肝癌，過度的紫外線照射會導致皮膚癌。在當今的生活環境中，每個人都可能接觸各種各樣的藥品、化妝品、食品防腐劑、殺蟲劑、工業用試劑、污染物等，它們中的很多化合物被證明具有致癌性，即能通過誘發基因突變而致癌。因而科學地治理環境、保護環境，盡量避免接觸致癌物，就是保護人類自身。
基因突變
癌癥主要是由攜帶遺傳信息的DNA的病理變化而引起的疾病。人體的正常細胞中存在著原癌基因和抑癌基因。在正常情況下，原癌基因編碼產生的蛋白質能調控細胞周期，控制細胞分裂和生長的進程；抑癌基因編碼產生的蛋白質可抑制細胞異常增殖，從而潛在抑制細胞癌變。
知識鏈接——癌細胞的主要特征
與正常細胞相比，癌細胞具有以下主要特征。
在適宜的條件下，癌細胞能夠無限地增殖。目前，世界上許多實驗室仍在使用的海拉(Hela)細胞，就是一種癌細胞，它源自一位患宮頸癌的美國婦女。這位婦女在 1951 年死于宮頸癌。
癌細胞容易在體內分散和轉移。癌細胞質膜上的糖蛋白減少，引起表面結構發生了變化，使得癌細胞之間的黏著性顯著降低，結果癌細胞容易通過血液和淋巴分散和轉移到健康組織。這是癌癥引起死亡的主要原因。
癌細胞之間無接觸抑制現象。正常細胞生長到彼此接觸，就會停止分裂，而癌細胞在彼此接觸后仍繼續分裂。
癌細胞有哪些明顯的特點？
③細胞膜上的糖蛋白等物質減少，細胞之間的黏著性顯著降低，容易在體內分散和轉移。
①能夠無限增殖。
②形態結構發生顯著變化。
基因突變
有人認為，沒有致癌因子的作用，DNA復制過程的差錯也能引發癌癥。這種觀點對嗎？
有可能。健康人體內也有原癌基因和抑癌基因。
原癌基因——抑癌基因——
“油門”
“剎車”
原癌基因
蛋白質
＋
細胞正常的生長和增殖
表達
抑癌基因
表達
蛋白質
細胞不正常的生長和增殖
促進細胞凋亡
－
基因突變
原癌基因
抑癌基因
蛋白質
蛋白質
細胞正常的
生長和增殖
細胞癌變
突變
突變
活性
活性
表達
表達
＋
－
致癌因子
細胞不正常的生長和增殖
促進細胞凋亡
基因突變
癌癥發生的根本原因：
邊做邊學：搜集癌癥防治方面的資料
人類在與癌癥的抗爭中，逐步積累了防治癌癥的經驗，形成了多種科學的防治方法。
實踐：
1.根據自己的生活經歷，選擇一個感興趣的主題。
2.通過互聯網或圖書館，搜集有關主題的資料。資料最好包括文字、圖片、視頻。注明來源、
3.整理和分析所搜集的資料，提出自己的觀點。
討論：
1.當前有哪些醫療手段用于治療癌癥？
2.在日常生活中，有哪些措施可以預防癌癥的發生？
基因突變：癌癥防治在于早發現、早診斷、早治療
清淡飲食，多吃新鮮蔬菜水果，不吃垃圾食品。
經常參加體育運動。
作息時間正常，不抽煙、不酗酒。
飲食
生活習慣
運動
遠離致癌因子，選擇健康的生活方式。
基因突變：癌癥防治在于早發現、早診斷、早治療
手術切除
放射治療
免疫療法
在2013 年美國《科學》評選出來的十大科學突破排行榜中，癌癥的免疫療法高居榜首。2018 年美國科學家艾利森(圖3-2-7)和日本科學家本庶佑(圖3-2-8)因在癌癥免疫治療方面的突出貢獻，榮獲諾貝爾生理學或醫學獎。
基因突變：治療癌癥已有一定的方法
時期：減Ⅰ后
1
現象：非同源染色體自由組合
2
結果： 非等位基因自由組合
3
分裂
間期
減數
分裂后
基因重組
概念：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。
A
a
D
E
非等位基因
位于同源染色體上的非等位等位基因
位于非同源染色體上的非等位等位基因
基因重組
位于同源染色體上的非姐妹染色單體 交叉互換
基因重組
A A
a a
B B
b b
A A
a a
B b
B b
無交叉互換
配子
A
B
a
b
有交叉互換
A
B
a
b
A
b
a
B
重組類型
MⅠ前期（四分體時期），位于同源染色體上的等位基因有時會隨著非姐妹染色單體之間的交叉互換而發生交換，導致染色單體上的基因發生重組。
基因重組
肺炎鏈球菌的轉化
細菌轉化
轉基因技術（DNA重組技術 ）
基因重組
基因重組會有新的基因產生嗎？會出現新的性狀嗎？
只產生新的基因型，不產生新的基因
1
只出現原有性狀的重新組合，不出現新的性狀。
2
結果：
產生的配子種類多樣化
子代基因組合多樣化
環境變化
適應
基因重組
不產生新基因
產生多樣化的配子
產生基因組和多樣化的子代
生物變異的來源之一：基因突變（產生新基因） 基因重組
應用：雜交育種
×
鶴頂紅
草金
基因重組
3.雜合高莖豌豆（Dd）自交，子代出現高莖和矮莖。
4.攜帶A基因精子和攜帶B基因的卵子結合形成受精卵。
不屬于
不屬于
基因重組
基因突變 基因重組
本質
結果
時間 原因
條件
意義
發生 可能
基因結構改變,產生新的基因
不同基因重新組合，產生新的基因型
主要在細胞分裂間期
由于外界理化因素或自身生理因素引起的基因堿基對的替換、缺失或增添
減數第一次分裂前期的四分體時期的交叉互換；減數第一次分裂后期，非同源染色體上的非等位基因自由組合。
外界環境條件的變化和內部因素的相互作用。
有性生殖過程中進行減數分裂形成生殖細胞。
新基因產生的途徑，是生物變異的根本來源,是生物進化的原始材料。
是生物變異的重要來源，是形成生物多樣性的重要原因，對生物的進化也具有重要的意義
突變頻率低，但普遍存在
有性生殖中非常普遍
產生了新基因，出現了新性狀。
不產生新基因，而是產生新的基因型，使不同性狀重新組合。
基因重組和基因突變的比較
課堂小結
1.放射性輻射是致癌的重要因素，下列關于細胞癌變的敘述，錯誤的是( )
A.放射性輻射會使正常基因突變成原癌基因和抑癌基因，從而引發細胞癌變
B.原癌基因表達的蛋白質是細胞正常生長和增殖所必需的
C.癌變的細胞形態結構通常會發生顯著變化，并且可以無限增殖
D.癌細胞的細胞膜上的糖蛋白等物質減少導致癌細胞容易轉移分散
√
隨堂小測
2.統計表明，人類壽命約為80歲，每年會發生20~50個基因突變；長頸鹿壽命約為24歲，每年大約會發生99次基因突變；裸鼴鼠壽命約為25歲，每年大約會發生93次基因突變。這些突變大多數是無害的，但也有一些可能會使細胞發生癌變或損害細胞的正常功能。下列說法錯誤的是( )
A.推測正常情況下基因突變發生的速度越慢，每年發生的基因突變數量越少，物種的壽命越長
B.基因突變可以發生在生物體發育的任何時期
C.無害突變是由顯性基因突變成隱性基因導致的
D.一個基因可以發生不同的突變產生一個以上的等位基因，體現了基因突變的不定向性
√
隨堂小測
3.下列有關基因重組的敘述，正確的是( )
A.非同源染色體的自由組合能導致基因重組
B.姐妹染色單體間相同片段的交換導致基因重組
C.基因重組導致純合子自交后代出現性狀分離
D.同卵雙生兄弟間的性狀差異是基因重組導致的
隨堂小測
√

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