5.1 基因突变和基因重组（名师精讲课件）-2022-2023学年高一生物同步精品课堂（人教版2019必修2）

新人教版必修2 《遗传与进化》 第1节 基因突变和基因重组 第5章 基因突变及其他变异 01 新课引入 02 新课引入 我国早在1987年就利用返回式卫星进行航天育种研究：将作物种子带入太空，利用太空中的特殊环境诱导基因发生突变，然后在地面选择优良的品种进行培育。思考： 1、航天育种的生物学原理是什么？ 航天育种 2、如何看待基因突变所造成的结果？ 【提示】通过太空高辐射、微重力（或无重力）的特殊环境提高作物基因突变的频率，从而筛选出人们需要的品种。具体而言，在太空的特殊环境中，细胞分裂进行DNA复制时，由于受到高辐射或微重力（或无重力）的影响，配对的碱基容易出现差错而发生基因突变。 【提示】基因突变的本质是基因的碱基序列发生改变，这种改变可以直接表现在性状上，改变的性状对生物的生存可能有害，可能有利，也可能既无害也无益。 基因突变的原因是什么？ 1 细胞癌变的原因是什么？ 2 基因突变和基因重组有哪些重要意义？ 3 本节聚焦 课本第80页 4 01 生物的变异 Part One 05 生物的变异 观察实验、提出问题 什么叫生物的变异？ 生物体亲代和子代之间以及子代个体之间性状的差异性。 6 06 生物的变异 变异是生物界普遍存在的一种现象。1901年，孟德尔定律的重新发现者之一、荷兰植物学家德弗里斯(H.de Vries)在一片月见草中发现有某些植株发生了明显变化，且这些变化可以延续到下一代，他将这类偶然出现的、明显的、可遗传的变化称为“突变”。随着突变概念的提出，人们得以将生物体中遗传物质变异引起的可遗传的变异与环境变化引起的不可遗传的变异严格区分开来。1927年，美国遗传学家缪勒（H.Muller)发现，被大剂量X射线 照射的果蝇变异概率比未受照射的果蝇高100多倍。除基因突变外，X射线照射还能造成大片段的染色体变异。他的工作让人们认识到X射线等辐射的危害，使科学家找到了高效诱导突变从而研究基因功能的方法，并为诱变育种奠定了理论基础。1946年，缪勒荣获诺贝尔生理学或医学奖。如今我们知道，基因突变、染色体变异和基因重组都能引起可遗传的变异，那其中机制是什么？对这些机制的理解和应用能解决哪些现实问题？ 7 07 生物的变异 表现型　　　 基因型　　　　 环境　　　 （不可遗传的变异） 诱因 （改变） （改变） （改变） 基因重组 染色体变异 基因突变 （遗传物质未发生改变） （遗传物质发生改变） （可遗传的变异） 基因突变 不可遗传的变异 可遗传的变异 基因重组 染色体变异 （生物体内遗传物质没有改变） （遗传物质的改变） 8 02 基因突变 Part Two 09 基因突变的实例——镰状细胞贫血 正常红细胞 镰状红细胞 镰状细胞贫血是一种常染色体隐性遗传病。正常人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰状细胞贫血患者的红细胞却是弯曲的镰刀状。这样的红细胞容易破裂，使人换溶血性贫血，严重时会导致死亡。 10 10 基因突变的实例——镰状细胞贫血 镰状贫血的病因是什么？ 直接病因：血红蛋白特定位置上的谷氨酸被缬氨酸取代。 11 11 基因突变的实例——镰状细胞贫血 镰状贫血的病因是什么？ G T C A G C C T G A C C T C T A G G A G G A A G 正常碱基序列片段（mRNA） 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 G T C A G C C T G A C C T C T T G G A G G A A G 异常碱基序列片段（mRNA） 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 缬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 血红蛋白分子的部分氨基酸序列及对应的mRNA的碱基序列 基因表达的过程 12 12 基因突变的实例——镰状细胞贫血 镰状贫血的病因是什么？ 根本病因： 正常 异常 正常的 血红蛋白 谷氨酸 缬氨酸 翻译 正常mRNA A 异常 血红蛋白 异常血红蛋白基因 转录 A T 异常mRNA 翻译 U 正常血红蛋白基因 转录 模板链 基因中碱基对替换 13 13 基因突变 如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列是否也会改变？ 正常 14 14 基因突变 正常 增添 缺失 如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列也会发生改变，从而蛋白质结构发生改变，对生物性状可能造成影响。 15 15 基因突变的影响 碱基对 影响范围 对氨基酸序列的影响 替换 小 只改变1个氨基酸或不改变 增添 大 不影响插入位置前的序列，影响插入位置后的序列 缺失 大 不影响缺失位置前的序列，影响缺失位置后的序列 基因突变时，增添一个碱基和增添三个碱基对性状的影响一样吗？ 不相同，增加或缺失3个碱基对影响可减小。 16 1