5.1基因突变和基因重组第1课时课件2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

第5章　基因突变及其他变异 人教版高中生物 必修2 第1节 基因突变和基因重组 （第1课时） 1 说明基因突变是由于DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变（重、难点，第1课时）。 2 分析基因突变的原因，阐明基因突变的特点及意义（重点，第2课时）。 3 分析细胞癌变的机理，概括癌细胞的主要特征（重点，第2课时）。 阐明基因重组的意义（重点，第2课时）。 4 参照教材P80-P81，完成课时练P122-P123《探索一 基因突变的实例》填空 自主预习 南瓜子 太空中中特殊环境诱导基因突变 5 问题探讨 2021年神州十三号载人飞船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 讨论： 1.航天育种的生物学原理是什么？ 2.如何看待基因突变所造成的结果？ 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。 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。 基因突变的实例和概念 镰状细胞贫血（镰刀型细胞贫血症） 症状：是一种遗传病，红细胞由中央微凹的圆饼状变成了弯曲的镰刀状，这样的红细胞易破裂、使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。 资料1 基因突变的实例和概念 资料2、3 资料2：1949年，美国化学家鲍林将镰状细胞贫血患者和正常人的血红蛋白分别进行电泳，结果如图。 资料3：1956年，英格拉姆等科学家用酶将正常血红蛋白和镰状血红蛋白在相同条件下切成肽段，通过电泳对二者进行分析，发现有一个肽段的位置明显不同。 正常碱基序列片段（mRNA） 异常碱基序列片段（mRNA） 正常碱基序列片段（mRNA） 异常碱基序列片段（mRNA） 思考1 图中氨基酸发生了什么变化？ 谷氨酸 缬氨酸 镰状细胞贫血形成直接原因：正常血红蛋白特定位置上的谷氨酸被缬氨酸取代，导致蛋白质结构异常。 正常碱基序列片段（mRNA） 异常碱基序列片段（mRNA） 思考2 什么原因导致图中的氨基酸发生了变化？ 编码氨基酸的的密码子（mRNA中）不同 编码正常血红蛋白和异常血红蛋白的基因发生了变化 第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基 U C A G U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终止 终止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止、硒代半胱氨酸 色氨酸 U C A G C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U C A G A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U C A G G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸、甲硫氨酸 (原核起始) 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 U C A G 21种氨基酸的密码子表 缬氨酸的密码子 GUU、GUC、 GUA、GUG 谷氨酸的密码子 GAA、GAG 　GAA→GUA 或GAG→GUG G A G G U G C C T A G G C C A G G T DNA mRNA 谷氨酸 缬氨酸 氨基酸 蛋白质 缬氨酸的密码子 GUU、GUC、 GUA、GUG 谷氨酸的密码子 GAA、GAG 　GAA→GUA 或GAG→GUG 镰状细胞贫血形成根本原因：编码血红蛋白基因的碱基序列发生改变（碱基对的替换），使翻译出来的氨基酸发生改变。 除上述情况外，编码蛋白质的基因的碱基发生替换，还会引起哪些后果？ 思考3 一个碱基对的替换 转录后mRNA中密码子编码的氨基酸发生改变 转录后mRNA中密码子编码的氨基酸不发生改变（简并） 转录后mRNA中终止密码子改变（提前、后移），肽链变长或变短 转录后mRNA中起始密码子改变（提前、后移），肽链变长或变短 导致转录水平升高或降低（甚至不转录） 14 若编码蛋白质的基因的碱基发生替换，一定会引起生物性状发生改变吗？为什么？ 思考4 不一定， ①如果是内含子部位发生突变，不影响蛋白质的序列； ②因为密码子存在简并性，碱基改变不一定改变氨基酸种类。 ③若为隐性突变：如AA→Aa，不会导致性状的改变。 ④基因的选择性表达：突变基因在该细胞中不表达。 ⑤某些环境中，突变的基因可能不会在性状上表现出来。 碱基对替换 基因的改变 蛋白质异常 思考5 如果这个基因发生碱基对的增添或缺失，氨基酸序列是否也会改变？所对应的性状呢？ 基因除了会发