5.1 基因突变和基因重组-【精讲课堂】2023-2024学年高一生物同步教学实用课件（人教版2019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 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。 问题探讨 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？ 在太空的特殊环境中，细胞分裂前进行DNA复制时，由于受到高辐射、微重力(或无重力)等的影响，配对的碱基容易出现差错而发生基因突变。 改变的性状对生物的生存可能有害、有利、也可能既无害也无益。 基因 RNA 蛋白质 转录 翻译 复制 遗传信息复制的过程中，会不会出错呢？ 一、基因突变的实例 资料1 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 镰状贫血的病因是什么？ ——镰状细胞贫血 一、基因突变的实例 任务：阅读教材图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？ ——镰状细胞贫血 直接病因：血红蛋白特定位置上的谷氨酸被缬氨酸取代。 一、基因突变的实例 ——镰状细胞贫血 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） 血红蛋白部分氨基酸序列及对应的mRNA的碱基序列 一、基因突变的实例 ——镰状细胞贫血 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。下图是镰状细胞贫血病因的图解，请完成图解，找出根本原因。 T A U 转 录 翻译 A 根本病因： 编码血红蛋白的基因的碱基对发生替换 一、基因突变的实例 ——镰状细胞贫血 如果一个基因发生碱基的增添或者缺失，氨基酸序列是否也会改变？对应的性状呢？ BRCAI基因 正常 乳腺癌 例如：碱基的缺失 因此碱基的增添或者缺失也会导致蛋白质结构的改变，从而引起性状的改变。 通常发生在有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期。 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.概念 2.时期 DNA分子中发生碱基的____、____或____而引起的基因_____ 的改变 替换 增添 缺失 碱基序列 二、基因突变 ——概念归纳 ①基因突变为什么易发生在细胞分裂前的间期？ 因为在细胞分裂前的间期要进行DNA复制，DNA复制时要解旋为单链，单链DNA的稳定性会大大降低，极易受到影响而发生碱基的改变。 3.拓展总结 二、基因突变 ——概念归纳 ②DNA分子中发生碱基的替换、增添和缺失是否一定导致基因突变？为什么？ 不一定，如果碱基的替换、增添和缺失发生于DNA分子的非基因片段中，则不会导致基因突变。 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 二、基因突变 ——概念归纳 碱基 影响范围 对氨基酸序列的影响 替换 增添 缺失 ③请分析基因突变对氨基酸序列的影响。 小 大 大 一般只改变一个氨基酸或不改变氨基酸序列 一般不影响插入位置前的序列，而影响插入位置后的序列 一般不影响缺失位置前的序列，而影响缺失位置后的序列 G U G C A 缬氨酸 组氨酸 C C U G A A A A A G G G G G U U C C C 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 A 谷氨酰胺 脯氨酸 天冬氨酸 丝氨酸 终止 密码子的简并性 二、基因突变 ——概念归纳 ④有同学认为，基因突变并不一定会导致生物性状的改变，你是否认同其观点？请阐述你的理由。 认同 (1)由于密码子的简并，基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸。 (2)基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。 (3)基因突变可能发生在非编码蛋白质的脱氧核苷酸序列中。 (4)改变蛋白质中个别氨基酸，但蛋白质的功能不变。 (5)性状表现是遗传物质和环境因素共同作