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

第五章 基因突变和其他变异 第1节 基因突变和基因重组 新课导入 经典遗传、表观遗传、环境等对表型的影响 DNA mRNA 蛋白质 性状 转录 翻译 体现 经典遗传 表观遗传 调控 环境 影响 影响 2.表观遗传：碱基序列不变，引起的性状变化可遗传 3.仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传（表型模拟） 1.经典遗传：碱基序列改变，引起的性状变化可遗传 新课导入 可遗传变异：由遗传物质改变引起的变异。 生物变异 不可遗传变异 可遗传变异 基因突变 基因重组 染色体变异 生物的变异 【知识链接】 由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。 生殖细胞内的遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变。 ▲注意：基因中碱基序列不发生改变，有时候也可通过表观遗传影响下一代。 新课导入 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。 讨论： 2.如何看待基因突变所造成的结果？ 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。 1.航天育种的生物学原理是什么？ 一、基因突变的实例和概念 还记得这个细胞吗？ 异常红细胞 （镰状细胞贫血） 正常红细胞 （两面凹圆盘状） 一、基因突变的实例和概念 实例1： 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。 正常红细胞 镰状红细胞 镰状细胞贫血发生的原因 一、基因突变的实例和概念 正常碱基序列片段mRNA 异常碱基序列片段mRNA 任务一、观察上述两肽段部分氨基酸序列，找出两者之间的具体差别? ①直接病因： 血红蛋白特定位置上的谷氨酸被缬氨酸取代。 镰状细胞贫血发生的原因 一、基因突变的实例和概念 正常人 镰状细胞贫血患者 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 碱基对替换 ②根本病因： 镰状细胞贫血发生的原因 一、基因突变的实例和概念 DNA分子中的碱基对发生变化 mRNA分子中的碱基对发生变化 相应的氨基酸发生变化 相应的蛋白质结构发生变化 红细胞形态发生改变 直接原因 根本原因 镰状细胞贫血 分子水平 细胞水平 个体水平 基因突变实例—镰状细胞贫血症 镰状细胞贫血发生的原因 一、基因突变的实例和概念 镰状细胞贫血发生的原因 能否用光学显微镜检测出镰刀型细胞贫血症及其根本病因？ ①可通过光学显微镜观察红细胞形态是否发生改变，从而判断是否患镰刀型细胞贫血症。 ②基因突变是DNA分子中碱基对的变化，属于分子水平的变化，在染色体中只是一个位点上的改变，因此无法通过光学显微镜观察到。 一、基因突变的实例和概念 想一想这种疾病能否遗传？怎样遗传？ 讨论以下问题，展示学习成果： 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？ 这种疾病能够遗传，是亲代通过生殖过程把基因传给子代的。 镰状细胞贫血发生的原因 一、基因突变的实例和概念 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。 讨论以下问题，展示学习成果： 镰状细胞贫血发生的原因 一、基因突变的实例和概念 任务 根据镰状细胞贫血病因，及上述分析 尝试描述一下基因突变的概念 。 镰状细胞贫血发生的原因 一、基因突变的实例和概念 增添 缺失 替换 A A T T C G G C G A T C C G G C A A T T C G G C T A T A C G G C A T A A T T C G G C A T C G G C 替换 增添 缺失 碱基序列 1、概念：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。 若发生在基因间区不属于基因突变 基因突变 类型：碱基 结果：基因 的改变 一、基因突变的实例和概念 DNA ···A U C C G C··· ··· A U U C G C··· 异亮氨酸 精氨酸 异亮氨酸 mRNA ··· A T C C G C ··· ··· T A G G C G ··· 正常 ··· T A A G C G··· ··· A T T