5.1 基因突变和基因重组（第1课时）-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

课堂导入 思 考 航天育种的生物学原理是什么？ 航天育种成果展 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。 第5章 基因突变及其他突变 第1节 基因突变和基因重组 第1课时 一、镰状细胞贫血 1、症状 正常红细胞 镰状红细胞 症状：是一种遗传病，镰状细胞贫血患者的红细胞是弯曲的 ，这样的红细胞 、使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。 镰刀状 易破裂 （也叫镰刀型细胞贫血症） 正常碱基序列 片段(mRNA) 2、病因 异常碱基序列 片段(mRNA) 谷氨酸→缬氨酸 患病的直接原因：发生了氨基酸的替换（蛋白质空间结构改变） 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 赖氨酸 思考1：图中氨基酸发生了什么变化？ 一、镰状细胞贫血 （也叫镰刀型细胞贫血症） 谷氨酸 缬氨酸 DNA mRNA 氨基酸 蛋白质 正常 异常 G C C G A T G C C G G G G G 转录 翻译 A U A T 思考2：第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代的根本原因是什么？ 编码血红蛋白的基因发生碱基的替换，引起基因碱基序列发生改变 2、病因 一、镰状细胞贫血 （也叫镰刀型细胞贫血症） A T G T T C G T C C A A G C A G C G T A G T T C G T C C A A G C A G A T A T 替换 增添 缺失 思考3：除了碱基的替换，还有什么情况可能导致基因碱基序列的改变？ G T T C G T C C A A G C A G A T A T G T T C G T C C A A G C A G A T 二、基因突变 7 基因1 基因2 基因3 非基因片段 非基因片段 非基因片段 非基因片段 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。 定 义 思考4 DNA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？ 若发生在非基因片段，则不属于基因突变 不一定 二、基因突变 8 思考6 基因突变是可遗传的变异，那么是不是一定会遗传给后代呢？ ③有些植物体细胞发生基因突变，可以通过无性繁殖传递。 ①基因突变若发生在配子中（减数分裂），将遵循遗传规律传递给后代。 ②基因突变若发生在体细胞（有丝分裂），一般不能遗传。 思考5 基因突变主要发生在什么时期？为什么？ DNA复制时期 DNA分子复制过程中，DNA双链解旋，此时结构不稳定，易导致碱基的数量或排列顺序发生改变。 二、基因突变 G T T C G T C C A A G C A G A T A T G 思考7 基因突变一定会导致蛋白质的结构改变吗？ DNA mRNA 氨基酸 正 常 替 换 赖氨酸 亮氨酸 谷氨酰胺 赖氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 A T G T T C G T C C A A G C A G A T U C A A G C A G A C A A G C A G A A 二、基因突变 10 G T T C G T C C A A G C A G A T A T G 思考7 基因突变一定会导致蛋白质的结构改变吗？ DNA mRNA 氨基酸 正 常 替 换 赖氨酸 亮氨酸 谷氨酰胺 A T G T T C G T C C A A G C A G A T A A C A A G C A G U U 赖氨酸 亮氨酸 谷氨酰胺 U C A A G C A G A 替换：蛋白质中的氨基酸序列只改变1个或不改变。 二、基因突变 11 A T G T T C G T C C A A G C A G C G T A 思考7 基因突变一定会导致蛋白质的结构改变吗？ DNA mRNA 氨基酸 正 常 A T G T T C G T C C A A G C A G A T 赖氨酸 亮氨酸 谷氨酰胺 U C A A G C A G A 增 添 U C A A G C A G G A 赖氨酸 亮氨酸 苏氨酸 增添：增添位置前不影响，影响增添位置后的氨基酸序列。 二、基因突变 思考7 基因突变一定会导致蛋白质的结构改变吗？ DNA mRNA 氨基酸 正 常 A T G T T C G T C C A A G C A G A T 赖氨酸 亮氨酸 谷氨酰胺 U C A A G C A G A 缺 失 缺失：增添位置前不影响，影响增添位置后的氨基酸序列。 G T T C G T C C A A G C A G A T A 赖氨酸 组氨酸 C A A G C