基因对性状的控制-PPT课件.ppt

同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸 在水中的叶，表现出了两种不同的形态。在水中的叶，表现出了两种不同的形态。 讨论：讨论：1.1.这两种叶形有什么区别？这两种叶形有什么区别？水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些2.2.这两种形态的叶，其细胞的基因组成这两种形态的叶，其细胞的基因组成 一样吗？一样吗？ 3.3.你能提出什么问题吗？你能提出什么问题吗？ 为什么细胞的基因组成相同，而性状却表为什么细胞的基因组成相同，而性状却表现出明显不同？现出明显不同？一样一样4.2 4.2 基因对性状的控制基因对性状的控制请据图画出一张流程图，简要的表示出其请据图画出一张流程图，简要的表示出其中遗传信息的流动方向。中遗传信息的流动方向。RNADNA 蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译中心法则内容中心法则内容中心法则图解中心法则图解遗传信息的传递规律（流动方向）遗传信息的传递规律（流动方向）转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质表示表示克里克克里克: :一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒病毒里发现了一种里发现了一种RNARNA复制酶复制酶，像，像DNADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能对复制酶能对RNARNA进行复制进行复制。2 2、19701970年，科学家在年，科学家在致癌的致癌的RNARNA病毒病毒中发现中发现逆转逆转录酶录酶，它能以，它能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。3 3、19821982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异年，科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质在脑细胞内大量增殖引起的。这种因常的蛋白质在脑细胞内大量增殖引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能可能促促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。2. 2. 历史的步伐历史的步伐中心法则的发展中心法则的发展转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录中心法则实质蕴涵着中心法则实质蕴涵着_和和_这两类这两类生物大分子之间的相互生物大分子之间的相互_和相互作用。和相互作用。核酸核酸蛋白质蛋白质联系联系 中心法则的地位：是生命体系中最核心、中心法则的地位：是生命体系中最核心、最本质的规律最本质的规律二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系基因指导基因指导_的合成的合成 基因控制生物体的基因控制生物体的_蛋白质蛋白质性状性状蛋白质是生命活动的蛋白质是生命活动的_者和者和_者者体现体现承担承担Q Q：蛋白质与生命性状特征有何关系：蛋白质与生命性状特征有何关系? ?Q Q：蛋白质如何承担生命活动？：蛋白质如何承担生命活动？运动运动( (如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白，助肌肉收缩如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白，助肌肉收缩) )运输运输( (如血红蛋白、协助扩散和主动运输时的载体蛋白如血红蛋白、协助扩散和主动运输时的载体蛋白) )调节调节( (如生长激素、胰岛素如生长激素、胰岛素) )防御防御( (如抗体如抗体) )催化催化（各种酶）（各种酶） DNA DNA中插入了一段外来的中插入了一段外来的DNADNA序序列，打乱了编码淀粉分支酶的列，打乱了编码淀粉分支酶的基因基因淀粉分支酶淀粉分支酶不能正常合成不能正常合成蔗糖不合成为淀粉蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（而显得皱缩（性状：皱粒性状：皱粒）编码淀粉分支酶的编码淀粉分支酶的基因基因正常正常淀粉分支酶淀粉分支酶正常合成正常合成蔗糖合成为淀粉蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高，淀粉含量升高淀粉含量高有效保留水分，豌淀粉含量高有效保留水分，豌豆显得圆圆胖胖豆显得圆圆胖胖（性状：圆粒）（性状：圆粒）白白化化病病 白化病是一白化病是一种较常见的皮肤种较常见的皮肤及其附属器官黑及其附属器官黑色素缺乏所引起色素缺乏所引起的疾病。的疾病。 这类病人通这类病人通常是全身皮肤、常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏毛发、眼睛缺乏黑色素，表现出黑色素，表现出怕光等行为怕光等行为 控制酶形成的控制酶形成的基因基因异常异常控制酶形成的控制酶形成的基因基因正常正常酪氨酸酶酪氨酸酶不能正常合成不能正常合成酪氨酸酶酪氨酸酶正常合成正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素酪氨酸不能正常转化为黑色素酪氨酸能正常转化为黑色素酪氨酸能正常转化为黑色素缺乏黑色素而表现为缺乏黑色素而表现为白化病白化病表现正常表现正常健康的人健康的人由这二个实例可以总结出什么共同点？由这二个实例可以总结出什么共同点？结论：结论：基因通过控制酶的合成来控制代基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状谢的过程，进而控制生物体的性状CFTRCFTR基因缺失了基因缺失了3 3个碱基个碱基结构蛋白结构蛋白(CFTR(CFTR蛋白蛋白) )异常，导致功能异常异常，导致功能异常患者支气管内黏液增多患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染治疗方法治疗方法基因治疗基因治疗m氨基酸氨基酸结构蛋白质结构蛋白质正常正常异常异常缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸突变突变异常异常控制血红蛋白形成的控制血红蛋白形成的基因中一个碱基对变化基因中一个碱基对变化血红蛋白的结构发生变化血红蛋白的结构发生变化红细胞红细胞呈镰刀状呈镰刀状红细胞容易破裂，患溶血性贫血红细胞容易破裂，患溶血性贫血由这二个实例大家可以总结出什么共同点？由这二个实例大家可以总结出什么共同点？结论结论2：基因：基因还能通过控制蛋白质的结构直接还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物控制生物 的性状的性状基因基因结构蛋白结构蛋白细胞结构细胞结构生物性状生物性状酶酶 细胞代谢细胞代谢生物性状生物性状蛋白质蛋白质直接作用直接作用间接作用间接作用总之：总之：a.a.生物性状主要是由蛋白质体现生物性状主要是由蛋白质体现 b.b.蛋白质的合成又受基因的控制蛋白质的合成又受基因的控制所以：生物的性状是由基因控制的所以：生物的性状是由基因控制的 遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度为遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度为2525，将孵化后，将孵化后47d47d的长翅果蝇幼虫在的长翅果蝇幼虫在35373537处理处理624h624h后，得后，得到了某些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代到了某些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。仍然是长翅果蝇。1 1、请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。、请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。提示：翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因的关系是怎样提示：翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因的关系是怎样的？酶与温度的关系是怎样的？的？酶与温度的关系是怎样的？ 2 2、这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？、这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？技能训练技能训练假设假设：翅的发育需要经过酶催化的反翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、的活性受温度、pHpH等条件影响等条件影响。结论结论：基因控制生物体的性状，而基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。性状的形成同时还受到环境的影响。性状性状 基因基因外界环境外界环境 性状的形成往往是内因（基因）与外因性状的形成往往是内因（基因）与外因（环境因素等）相互作用的结果（环境因素等）相互作用的结果三、基因型与表现型的关系三、基因型与表现型的关系人的身高可能是由多个基人的身高可能是由多个基因决定的。后天营养和锻因决定的。后天营养和锻炼也很重要。炼也很重要。四、生物体性状的多基因因素四、生物体性状的多基因因素 基因与基因、基因与基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间基因产物、基因与环境之间存存在着复杂的相互作用在着复杂的相互作用，这种相，这种相互作用形成了一个错综复杂的互作用形成了一个错综复杂的网络，网络，精细地精细地调控着生物体的调控着生物体的性状。性状。细胞质基因细胞质基因细胞核基因细胞核基因存在部位存在部位是否与蛋是否与蛋白质结合白质结合基因数量基因数量遗传方式遗传方式功能功能思维拓展：思维拓展： 细胞质基因与细胞核基因的区别细胞质基因与细胞核基因的区别叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体细胞核中细胞核中否，否，DNA分子裸露分子裸露与蛋白质合成与蛋白质合成为染色体为染色体少少多多母系遗传母系遗传遵循孟德尔遗传规律遵循孟德尔遗传规律半自主复制半自主复制转录、翻译转录、翻译复制复制转录、翻译转录、翻译第二节第二节 基因对性状的控制基因对性状的控制一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展二、基因、蛋白质和性状的关系二、基因、蛋白质和性状的关系三、基因型和表现型的关系三、基因型和表现型的关系四、生物性状是由多个基因控制的四、生物性状是由多个基因控制的五、细胞质基因五、细胞质基因DNADNA转录转录复复制制逆转录逆转录RNARNA蛋白质蛋白质翻译翻译RNARNA复制复制基因基因酶或激素酶或激素结构蛋白结构蛋白细胞代谢细胞代谢细胞结构细胞结构生物性状生物性状生物性状生物性状课堂巩固课堂巩固1 1果蝇长翅对残翅显性。用一定高温处理残翅果蝇长翅对残翅显性。用一定高温处理残翅基因纯合子的幼虫，其发育为成虫后，翅膀表现基因纯合子的幼虫，其发育为成虫后，翅膀表现为长翅。下列解释错误的是：（为长翅。下列解释错误的是：（ ）。）。A A翅膀基因在幼虫阶段就已经开始表达翅膀基因在幼虫阶段就已经开始表达 B B高温下相关蛋白质回复正常高温下相关蛋白质回复正常 C C这种长翅个体的基因型已经变为杂合子这种长翅个体的基因型已经变为杂合子D D表现型是基因与环境因素共同作用的结果表现型是基因与环境因素共同作用的结果2 2美国德克萨斯州科学家在美国德克萨斯州科学家在20192019年年2 2月月1414日宣布，日宣布，他们已经培育出世界上第一只克隆猫。这只名为他们已经培育出世界上第一只克隆猫。这只名为CCCC的小猫毛色花白，看上去完全不像生养它的花的小猫毛色花白，看上去完全不像生养它的花斑猫妈妈，也不完全像为它提供细胞核的基因妈斑猫妈妈，也不完全像为它提供细胞核的基因妈妈。对该克隆猫毛色的解释合理的是：（妈。对该克隆猫毛色的解释合理的是：（ ）（1 1）发生了基因重组所造成的结果）发生了基因重组所造成的结果（2 2）提供卵细胞的雌猫细胞质基因表达的结果）提供卵细胞的雌猫细胞质基因表达的结果（3 3）表现型是基因型与环境共同作用的结果）表现型是基因型与环境共同作用的结果（4 4）生养它的花斑猫妈妈的基因表达的结果）生养它的花斑猫妈妈的基因表达的结果A A（1 1） B B（2 2）（）（3 3） C C（2 2）（）（3 3）（）（4 4） D D（1 1）（）（2 2）（）（3 3）（）（4 4）3 3、如下图是设想的一条生物合成途径的示、如下图是设想的一条生物合成途径的示意图。若意图。若将缺乏此途径中必需的某种酶的微将缺乏此途径中必需的某种酶的微生物生物置于含置于含X X的培养基中生长，发现微生物的培养基中生长，发现微生物内有大量的内有大量的M M和和L L，但没有，但没有Z Z，试问基因突变，试问基因突变影响到哪种酶影响到哪种酶（ ）MYLXZB 酶酶C 酶酶E 酶酶D 酶酶A 酶酶A、 E酶酶 B、 B酶酶 C、 C酶酶 D、A酶和酶和D酶酶C4 4、下图所示的过程，正常情况下在动植、下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都物细胞中都不可能不可能发生的是（发生的是（ ） A、 B、 C、 D、 B5 5、甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，、甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两个相对基因共同由非同源染色体上的两个相对基因共同控制，只有当同时存在两个显性基因（控制，只有当同时存在两个显性基因（A A和和B B）时，花中的紫色素才能合成，下列）时，花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是（说法正确的是（ ）A A一种性状只能由一种基因控制一种性状只能由一种基因控制B B生物体的性状完全由基因控制生物体的性状完全由基因控制C C每种性状都是由两个基因控制的每种性状都是由两个基因控制的D D基因之间存在着相互作用基因之间存在着相互作用1.1.观赏植物藏报春，在观赏植物藏报春，在20-2520-25的条件下，红的条件下，红色（色（A A）对白色（）对白色（a a）为显性，基因型为）为显性，基因型为AAAA或或AaAa的藏报春开红花，基因型为的藏报春开红花，基因型为aaaa的藏报的藏报春开白花。但是，如果把开红花的藏报春春开白花。但是，如果把开红花的藏报春移到移到3030条件下，虽然基因型仍为条件下，虽然基因型仍为AAAA或或AaAa，但新开的花全是白花，这说明了什么？，但新开的花全是白花，这说明了什么？ 表现型是基因型与环境相互作用的结果表现型是基因型与环境相互作用的结果拔高练习拔高练习1. 形成果蝇红眼的直接原因是红色色素的形成果蝇红眼的直接原因是红色色素的形成，而红色色素的形成需要经历一系形成，而红色色素的形成需要经历一系列生化反应，每一个反应所涉及的酶都列生化反应，每一个反应所涉及的酶都与相应的基因有关，因此，红眼的形成与相应的基因有关，因此，红眼的形成实际上是多个基因协同作用的结果。但实际上是多个基因协同作用的结果。但是，科学家只将其中一个因突变而导致是，科学家只将其中一个因突变而导致红眼不能形成的基因命名为红眼不能形成的基因命名为红眼基因。红眼基因。请你根据上述事实，分析红眼的形成与请你根据上述事实，分析红眼的形成与红眼基因的关系。红眼基因的关系。l答案：红眼基因正常是形成红眼的必要而非答案：红眼基因正常是形成红眼的必要而非充分条件。红眼基因正常，并且其他涉及红充分条件。红眼基因正常，并且其他涉及红眼形成的基因也正常时，果蝇的红眼才能形眼形成的基因也正常时，果蝇的红眼才能形成；如果红眼基因不正常，即使所有其他涉成；如果红眼基因不正常，即使所有其他涉及红眼形成的基因都正常，果蝇的红眼也不及红眼形成的基因都正常，果蝇的红眼也不能形成。能形成。l2.摩尔根通过白眼这一异常性状发现了控制摩尔根通过白眼这一异常性状发现了控制果蝇眼色的基因。还有许多科学家也是从生果蝇眼色的基因。还有许多科学家也是从生物体异常性状入手，研究相关基因的作用。物体异常性状入手，研究相关基因的作用。想一想这是为什么？想一想这是为什么？l答案：生物体内的基因数目多、作用方式复答案：生物体内的基因数目多、作用方式复杂，难以单独对其进行研究，生物体的异常杂，难以单独对其进行研究，生物体的异常性状为科学家研究相关基因的作用提供了一性状为科学家研究相关基因的作用提供了一个突破口，使科学家能够从异常性状入手，个突破口，使科学家能够从异常性状入手，分析性状异常的个体的基因与正常个体的基分析性状异常的个体的基因与正常个体的基因是否存在区别，存在哪些区别等问题，从因是否存在区别，存在哪些区别等问题，从而建立起性状与基因的对应关系。因为性状而建立起性状与基因的对应关系。因为性状是由基因控制的，如果某一性状发生异常，是由基因控制的，如果某一性状发生异常，并且能够稳定遗传，说明控制该性状的基因并且能够稳定遗传，说明控制该性状的基因发生了突变。再据异常性状的遗传方式，分发生了突变。再据异常性状的遗传方式，分析该基因是位于常染色体上还是位于性染色析该基因是位于常染色体上还是位于性染色体上，是显性还是隐性，并预测这一性状将体上，是显性还是隐性，并预测这一性状将来的遗传规律。来的遗传规律。