5.1 基因突变和基因重组（第1课时）（教学课件）-2023-2024学年高一生物下学期任务型教学课件（2019人教版必修2）

第5章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组（第1课时） 学习目标 1. 分析镰状细胞贫血的形成原因，阐明基因突变的概念。 2. 分析结肠癌发生的原因，说明细胞癌变与基因突变之间的关系。 3. 阐明基因突变产生的原因和意义。 问题探讨引新课 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。通过航天育种，我国已在水稻、小麦、棉花、番茄、南瓜和青椒等作物上培育出一系列优质品种，取得了极大的经济效益。 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。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。 航天育种的生物学原理是什么? 巩固旧知探新知 变异： 指亲代与子代、子代与子代个体之间性状的差异性。 表现型　　　 基因型　　　　 环境　　　 （不遗传的变异） （改变） （遗传物质未发生改变） （改变） （改变） （改变） （遗传物质发生改变） （可遗传的变异） 注意：表观遗传可遗传，基因碱基序列不变，但甲基化，表型变 基因突变 基因重组 染色体变异 巩固旧知建构概念 1910年，一个黑人青年到医院看病，他的症状是发烧和肌肉疼痛，经检查发现, 他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，而且其运输氧气的能力大大降低，人们把这种病称为镰状细胞贫血。 任务一：阅读资料结合“结构与功能的关系”，分析该病的病因，阐述分析思路。 这种病的病因是什么呢?对患者红细胞的血红蛋白分子的分析研究发现，在组成血红蛋白分子的肽链上，发生了氨基酸的替换。 血红蛋白 运输氧气 结构改变 运输氧气 能力降低 一：基因突变的实例 回归课本探新知 任务二：读课本81页图5-2，小组讨论，完成以下问题 G U C A G C C U G A C C U C U 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 U C A G C C U G A C C U C U U 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 图5-2 血红蛋白分子的部分氨基酸序列及对应的mRNA的碱基序列 一个谷氨酸被缬氨酸替换了。(直接原因） 1.图中氨基酸发生了什么变化？ 2.图中mRNA中的碱基发生了什么变化？ A---U 3.完成右图图解，明确镰状细胞贫血形成的根本原因？ 编码血红蛋白的基因的一对碱基发生替换（A-T替换为T-A）(基因突变). 4.研究发现，这个氨基酸的变化是编码血红蛋白的基因的碱基序列发生改变所引起的。想一想这种疾病能否遗传？怎样遗传？ 能，是亲代通过生殖过程把基因传给子代的。 U A G A T G C C 谷氨酸 缬氨酸 G C T A G G G G DNA mRNA 氨基酸 血红蛋白 C G 5.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？所对应的性状呢？ 会发生改变，所对应性状一般也会改变。 回归课本探新知 任务三：小组合作，尝试建构基因突变概念 DNA分子中的（基因）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，叫做基因突变。 任务四：小组合作，探究以下问题 2.基因突变产生的新基因是否能遗传给后代？ 1.基因突变之后，编码的氨基酸序列一定发生改变吗？原因？ 不一定 （结合基因结构及密码表回答） 若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代， 若发生在体细胞中，一般不能遗传。 有些植物体细胞中的基因突变可通过无性繁殖传递。 回归课本探新知 A T C G A C A A C G A A C T T A G C T G T T G C T T G A DNA1 DNA2 U A G C U G U U G C U U G A mRNA 精氨酸 半胱氨酸 亮氨酸 缺失（增添）1或2个碱基对，会导致从缺失（增添）位点后mRNA上多个密码子发生改变，导致蛋白质中多个氨基酸发生改变。 汉水丑生侯伟作品 汉水丑生侯伟作品 甲硫氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 3.插入或缺失一、二个碱基，对氨基酸序列影响有何不同？ 回归课本探新知 4.插入或缺失三个碱基，对氨基酸序列影响有何不同？ A T C G A C A A C G A A C T T A G C T G T T G C T T G A DNA1 DNA2 U A G C U G U U G C U U G A mRNA 汉水丑生侯伟作