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（2019）必修2

问题探讨 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。 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。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。 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？ 第5章 基因突变及其他变异 考点一 基因突变 白化病斑马会变白马吗？ 白化老虎还有王字吗？ 一、基因突变实例—镰状细胞贫血症 Part One 异常红细胞 （镰状细胞贫血） 正常红细胞 （两面凹圆盘状） 镰状细胞不灵活，不容易改变形状，许多穿过血管时会破裂，使人患溶血性贫血，通常只持续10到20天，而不是正常的90到120天。 镰状细胞也可能粘附在血管壁上，造成堵塞，从而减慢或停止血液流动。 1910年，芝加哥一位医生接待了一个严重贫血的黑人青年，检查发现他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，人们称这种病为镰状细胞贫血。这种病患者一旦缺氧，红细胞变成镰状。病重时，红细胞受机械损伤而破裂产生溶血现象，引起严重贫血而造成死亡。 正常红细胞 镰状红细胞 基因突变实例—镰状细胞贫血症 【资料1】美国化学家鲍林将正常人和镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白，分别放在一定的溶液中电泳，发现正常人和患者的血红蛋白的电泳图谱明显不同，鲍林推测镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白分子的缺陷造成的。经过分析，鲍林认为镰刀型细胞贫血症是一种分子病。 【资料2】1956年，英格拉姆等人用酶将正常的血红蛋白和镰刀型细胞的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不同。 基因突变实例—镰状细胞贫血症 正常 功能 原因？ 异常 形态 血红蛋白 结构 G U G C A C C U G A A A A A G G G G G U U C C C A A A G G G G G U G C A C C U G A G U U C C C U A 正常碱基序列片段（mRNA） 异常碱基序列片段（mRNA） A G G mRNA C T C A G G 模板链（DNA） 非模板链（DNA） U G G C C A G G T 正常 异常 链状细胞贫血形成原因分析： 碱基对替换 基因的改变 蛋白质异常 根本原因 直接原因 （1）镰状细胞贫血形成原因 ① 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。 ② 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）。 二、基因突变 Part Two 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 1、基因突变概念：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。 （1）基因突变不改变染色体上基因的位置和数目。 （2）DNA分子中碱基的增添、缺失或替换不一定引起基因突变， 非基因片段碱基改变不是基因突变。 基因碱基序列的改变一定会导致生物性状改变吗？ 基因2 基因1 基因3 基因4 基因5 基因6 基因7 若发生在基因间区不属于基因突变 DNA 异亮氨酸 精氨酸 ···A U C C G C··· mRNA ··· A T C C G C ··· ··· T A G G C G ··· 正常 异亮氨酸 精氨酸 ···A U U C G C··· ··· A T T C G C ··· ··· T A A G C G ··· 替换 蛋白质 结构未改变 异亮氨酸 丝氨酸 ···A U C U C G C··· ··· A T C T C G C ··· ··· T A G A G C G ··· 增添 蛋白质 结构改变 异亮氨酸 ···A U C G C··· ··· A T C G C ··· ··· T A G C G ··· 缺失 基因碱基序列的改变一定会导致生物性状改变吗？ 不一定 （3）基因突变不改变性状的主要原因 ① 密码子的简并性：基因突变后的密码子与原密码子决定同一种氨基酸。 ② 若为隐性突变：如AA→Aa，不会导致性状的