5.1 基因突变的实例、原因以及意义（课时1）课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修二

5.1 课时1 基因突变的实例、原因以及意义 1. 通过对镰状细胞贫血形成原因的分析，能够阐明基因突变的概念。 2 .通过讨论结肠癌发生的原因，能够说出癌变与基因突变的关系 。 3. 能够阐明基因突变的原因、特点及意义。 学习目标 Learning Objectives 航天育种的生物学原理是什么？ 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。通过航天育种，我们已在水稻、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。 讨论 航天育种成果展 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。 3 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 一、基因突变实例—镰状细胞贫血症 新知讲解 Knowledge Explanation 【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。 新知讲解 Knowledge Explanation 阅读教材P81图5-2， 思考并完成“思考·讨论”中的3个问题， 分析镰状细胞贫血的直接原因和根本原因分别是什么？ 任务一 新知讲解 Knowledge Explanation GUGCACCUGACUCCUGUGGAGAAG GUGCACCUGACUCCUGAGGAGAAG 正常碱基序列片段（mRNA） 异常碱基序列片段（mRNA） 赖氨酸 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 缬氨酸 谷氨酸 直接病因 血红蛋白特定位置上的谷氨酸被缬氨酸取代，导致血红蛋白空间结构改变。 思考·讨论 镰状细胞贫血症 新知讲解 Knowledge Explanation GAG CTC GG CC GG GG DNA mRNA 氨基酸 谷氨酸 缬氨酸 蛋白质 正常 异常 T A U A 根本病因 编码血红蛋白的基因的碱基对发生替换 镰状细胞贫血 新知讲解 Knowledge Explanation 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 新知讲解 Knowledge Explanation 还有哪些情况会导致基因碱基序列的改变，进而导致蛋白质结构改变呢？ GUGCACCUGACUCCUGAGGAGAAG 赖氨酸 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 新知讲解 Knowledge Explanation 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 不相同，增加或缺失3个碱基对影响可减小。 增添（缺失）一个碱基和增添（缺失）三个碱基对性状的影响一样吗？ 新知讲解 Knowledge Explanation 二、基因突变 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 。 任务二 新知讲解 Knowledge Explanation 基因突变：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。 GAG CTC GAG CTC AG TC GAG CTC GAG CTC GAG CTC GAG CTC GAGA CTCT 替换 增添 缺失 1.概念 新知讲解 Knowledge Explanation （1）基因突变一定会改变蛋白质氨基酸序列，进而改变生物的性状吗？ （2）基因突变都会遗传给后代吗？ （3）由基因突变引起的镰状细胞贫血这一疾病，是医生通过显微镜观察发现细胞形态异常而得名的，那是否意味着基因突变可以直接用显微镜观察、检测？ （4）基因