(课件网) 主讲老师： §5-1 基因突变和基因重组 高中生物必修二 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 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。 航天育种成果展 如何看待基因突变所造成的结果？ 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 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。 航天育种成果展 基因突变的病例 镰状细胞贫血（镰刀型细胞贫血症） 症状：是一种遗传病，红细胞由中央微凹的圆饼状变成了弯曲的镰刀状，这样的红细胞易破裂、使人患溶血性贫血，严重时会导致死亡。 基因突变的病例 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 缬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 异常血红蛋白部分氨基酸序列 正常血红蛋白和异常血红蛋白中的部分氨基酸序列发生了什么变化？ 正常血红蛋白部分氨基酸序列 血红蛋白分子的部分氨基酸序列 缬氨酸 组氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酸 赖氨酸 红细胞的主要成分是血红蛋白，对患者红细胞中血红蛋白分子的分析发现： 谷氨酸→缬氨酸 思考 Thinking 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。请查密码子表，对比找出谷氨酸转变成缬氨酸时密码子发生的变化，并推导出基因的变化。 基因突变的病例 思考 Thinking 21种氨基酸的密码子表 第一个碱基 第二个碱基 第三个碱基 U C A G U 苯丙氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 亮氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 丝氨酸 酪氨酸 酪氨酸 终止 终止 半胱氨酸 半胱氨酸 终止、硒代半胱氨酸 色氨酸 U C A G C 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 亮氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 脯氨酸 组氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 谷氨酰胺 精氨酸 精氨酸 精氨酸 精氨酸 U C A G A 异亮氨酸 异亮氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸（起始） 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 苏氨酸 天冬酰胺 天冬酰胺 赖氨酸 赖氨酸 丝氨酸 丝氨酸 精氨酸 精氨酸 U C A G G 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸 缬氨酸、甲硫氨酸 (起始) 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 谷氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 甘氨酸 U C A G 基因突变的病例 缬氨酸的密码子 GUA、GUC、GUA、GUG 谷氨酸的密码子 GAA、GAG GAA→GUA 或GAG→GUG G A G G U G C C T A G G C C A G G T DNA mRNA 谷氨酸 缬氨酸 氨基酸 正常 异常 蛋白质 若编码蛋白质的基因的碱基发生替换，一定会引起氨基酸的种类发生改变吗？为什么？ 基因突变 思考 Thinking 除上述情况外，编码蛋白质的基因的碱基发生替换，还会引起哪些后果？ 基因突变 思考 Thinking 基因突变 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？ 思考 Thinking G U G C A C C U G A C U C C U G G G A G G A A A … … G T G C A C C T G A C T C C T G G G A G G A A A T G ... ...
