基因对性状的控制 (2)优秀PPT.ppt

基因对性状的控制第1页，本讲稿共30页第第2 2节节 基因对性状的控制基因对性状的控制第2页，本讲稿共30页19571957年克里克的预测年克里克的预测：DNADNARNARNA蛋白蛋白 质质转录转录翻译翻译复复制制一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展 概括了生物遗传信息的主要概括了生物遗传信息的主要传递方向。传递方向。第3页，本讲稿共30页资料分析：资料分析：并写出遗传信息的传递方向并写出遗传信息的传递方向1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA肿瘤病毒肿瘤病毒里里发现了一种发现了一种RNARNA复制酶复制酶，像，像DNADNA复制酶复制酶能对能对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。RNA RNA RNA RNA RNARNA复制酶复制酶第4页，本讲稿共30页2 2、19701970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒病毒中发现中发现逆转录酶逆转录酶，它能以，它能以RNARNA为模板为模板合合成成DNADNA。RNA DNA RNA DNA 逆转录酶逆转录酶第5页，本讲稿共30页3 3、19821982年，科学家发现年，科学家发现疯牛病疯牛病是由一种结构异是由一种结构异常的常的蛋白质蛋白质在脑细胞内在脑细胞内大量增值大量增值引起的。这引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可可能能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发促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生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质的形成。的蛋白质的形成。蛋白质蛋白质 蛋白质蛋白质 第6页，本讲稿共30页1 1、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法则，为什、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法则，为什么？么？2 2、请根据讨论结果，修改原中心法则图解，建议用实线表示、请根据讨论结果，修改原中心法则图解，建议用实线表示确信无疑的结论，用虚线表示可能正确的结论。确信无疑的结论，用虚线表示可能正确的结论。没有，实验证据指出了原有的中心法则没包含的遗没有，实验证据指出了原有的中心法则没包含的遗传信息的可能传递途径，是对中心法则的补充而非否定传信息的可能传递途径，是对中心法则的补充而非否定第7页，本讲稿共30页 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_这两类生物这两类生物大分子之间的相互大分子之间的相互_和相互作用。和相互作用。核酸核酸蛋白质蛋白质联系联系第8页，本讲稿共30页 中心法则是对遗传信息的传递过程的概括。中心法则是对遗传信息的传递过程的概括。根据上述图，你能找出遗传信息传递的几条途径？根据上述图，你能找出遗传信息传递的几条途径？1 1、DNA DNA DNA DNA（DNADNA自我复制自我复制）2 2、DNA RNA DNA RNA 蛋白质蛋白质3 3、RNA RNA RNA RNA （RNARNA自我复制自我复制）4 4、RNA RNA DNADNA转录转录翻译翻译逆转录逆转录转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录 中心法则的地位中心法则的地位：是生命体系中：是生命体系中最核心最核心、最简约最简约、最本质最本质的规律的规律第9页，本讲稿共30页第10页，本讲稿共30页二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系 基因控制蛋白质的合成到底与基因控基因控制蛋白质的合成到底与基因控制生物的性状有什么关系呢？制生物的性状有什么关系呢？请阅读请阅读P69 P69 P70P70的内容的内容:1 1、豌豆的圆粒与皱粒豌豆的圆粒与皱粒（第（第1 1、2 2组）组）2 2、人的白化病人的白化病（第（第3 3、4 4组）组）3 3、囊性纤维病囊性纤维病（第（第5 5、6 6组）组）4 4、镰刀型贫血症镰刀型贫血症（第（第7 7、8 8组）组）第11页，本讲稿共30页豌豆的圆粒与皱粒：豌豆的圆粒与皱粒：DNADNA中插入了一段中插入了一段外来的外来的DNADNA序列序列，打乱了编码，打乱了编码淀粉分支酶的基淀粉分支酶的基因因淀粉分支酶淀粉分支酶不能正常合成不能正常合成淀粉含量低，蔗糖含量高淀粉含量低，蔗糖含量高淀粉含量低的豌豆由于失水而淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（显得皱缩（性状：皱粒性状：皱粒）编码淀粉分支酶的基因正常编码淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成淀粉分支酶正常合成淀粉含量高，而蔗糖含量低淀粉含量高，而蔗糖含量低淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓圆鼓鼓（性状：圆粒性状：圆粒）第12页，本讲稿共30页人的白化病人的白化病控制控制酪氨酸酶酪氨酸酶形成的形成的基因基因异常异常酪氨酸酶酪氨酸酶不能正常合成不能正常合成酪氨酸不能正常转化为酪氨酸不能正常转化为黑色素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 这两个例子来看，大家可以总结出基因是如这两个例子来看，大家可以总结出基因是如何控制生物的性状的？何控制生物的性状的？基因通过控制基因通过控制酶的结构酶的结构来控制来控制代谢代谢过过程，从而控制生物程，从而控制生物性状性状。第13页，本讲稿共30页囊性纤维病囊性纤维病编码跨膜蛋白（编码跨膜蛋白（CFTRCFTR）的基因）的基因缺失缺失了了3 3个碱基对个碱基对导致导致CFTRCFTR蛋白蛋白缺少苯丙氨酸缺少苯丙氨酸，影响了，影响了CFTRCFTR蛋白结蛋白结构构使使CFTRCFTR转运氯离子的功能异常，患者支气管内黏转运氯离子的功能异常，患者支气管内黏液增多液增多黏液增多，支气管管腔受阻，细菌大量繁殖，肺黏液增多，支气管管腔受阻，细菌大量繁殖，肺部功能严重受损部功能严重受损第14页，本讲稿共30页镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症 控制控制血红蛋白血红蛋白形成的基因中一形成的基因中一个个碱基变化碱基变化血红蛋白血红蛋白的的结构结构发生变化发生变化红细胞呈红细胞呈镰刀型镰刀型，运输氧的能，运输氧的能力降低力降低容易破裂，患溶血性贫血容易破裂，患溶血性贫血正常红细胞正常红细胞镰刀型细胞镰刀型细胞第15页，本讲稿共30页 基因通过控制基因通过控制蛋白质的结构蛋白质的结构直直接控制生物体的接控制生物体的性状性状。这两个例子来看，大家可以总结出基因是如何控这两个例子来看，大家可以总结出基因是如何控制生物的性状的？制生物的性状的？第16页，本讲稿共30页 控制控制酶的合成酶的合成来来控制代谢控制代谢 生物性状生物性状基因基因 控制控制蛋白质结构蛋白质结构直接控制直接控制 生物性状生物性状 上述涉及的性状都是由上述涉及的性状都是由单个基因单个基因控制的，生物控制的，生物体的体的很多性状很多性状都是由都是由多个基因多个基因共同决定的，如共同决定的，如人人的身高、的身高、血压、智力、长相、记忆力、性格、自尊、血压、智力、长相、记忆力、性格、自尊、对社会的态度等对社会的态度等。直接作用直接作用间接作用间接作用第17页，本讲稿共30页 性状只是由基因决定的吗？还与其他性状只是由基因决定的吗？还与其他因素有关系吗？因素有关系吗？基因对性状的基因对性状的控制受控制受环境因素环境因素的影响。的影响。第18页，本讲稿共30页基因基因酶的合成酶的合成细胞代谢细胞代谢蛋白结构蛋白结构性性状状环境环境影响影响决定决定第19页，本讲稿共30页基因、蛋白质、性状的关系基因、蛋白质、性状的关系1.基因基因酶酶细胞代谢细胞代谢性状性状2.基因基因蛋白质的结构蛋白质的结构性状性状3.环境对性状有一定的影响环境对性状有一定的影响 表现型表现型=基因型基因型+环境环境第20页，本讲稿共30页 基因与性状之间基因与性状之间并不是并不是简单的简单的一一对应一一对应关系，关系，有些性状是由多个基因决定的，有的有些性状是由多个基因决定的，有的基因可决定或影响多个性状。基因可决定或影响多个性状。基因与基因基因与基因、基因与环境基因与环境、基因与基因产基因与基因产物物之间存在复杂的相互关系，精细的调控着生之间存在复杂的相互关系，精细的调控着生物性状。物性状。第21页，本讲稿共30页细胞质遗传细胞质遗传_孟德尔的遗传规律，孟德尔的遗传规律，后代只表现出后代只表现出_的性状的性状_和和_的的DNADNA中基因都称为细胞质基因中基因都称为细胞质基因 线粒体线粒体DNADNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些疾病多与脑部和肌肉有关，如：疾病多与脑部和肌肉有关，如：线粒体脑肌病：乳酸中毒，中风样发作综合症，母系遗传病。表现线粒体脑肌病：乳酸中毒，中风样发作综合症，母系遗传病。表现 为身材矮小、多毛、头痛、肌无力、运动诱发呕吐、癫痫发为身材矮小、多毛、头痛、肌无力、运动诱发呕吐、癫痫发 作、再发性脑损伤，并引起偏瘫、偏语作、再发性脑损伤，并引起偏瘫、偏语这些疾病有什么特点？为什么？这些疾病有什么特点？为什么？受精过程中，受精卵的细胞质几乎全部来自母亲的卵细胞受精过程中，受精卵的细胞质几乎全部来自母亲的卵细胞线粒体线粒体叶绿体叶绿体不符合不符合母本母本第22页，本讲稿共30页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、线粒体细胞核细胞核否，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 转转录、翻译录、翻译第23页，本讲稿共30页下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都中都不可能不可能发生的是（发生的是（）A、B、C、D、第24页，本讲稿共30页下列对基因型与表现型关系的叙述，错误的是（下列对基因型与表现型关系的叙述，错误的是（）A A、表现型相同，基因型不一定相同、表现型相同，基因型不一定相同 B B基因型相同，表现型一定相同基因型相同，表现型一定相同 C C在相同的生活环境中，基因型相同，表现型在相同的生活环境中，基因型相同，表现型一定相同一定相同 D D在相同的生活环境中，表现型相同，基因型不在相同的生活环境中，表现型相同，基因型不一定相同一定相同第25页，本讲稿共30页金鱼草的纯合红花植株与白花植株杂交，金鱼草的纯合红花植株与白花植株杂交，F1F1在强光低温在强光低温条件下开红花，在遮阳高温条件下开白花，这个实例条件下开红花，在遮阳高温条件下开白花，这个实例说明（说明（）A A、基因型是性状表现的内在因素、基因型是性状表现的内在因素 B B表现型是基因型的表现形式表现型是基因型的表现形式 C C基因型相同，表现型一定相同基因型相同，表现型一定相同 D D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第26页，本讲稿共30页 甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由非同源染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对基因共同控制，只有当同时存在两个显性色体上的两对基因共同控制，只有当同时存在两个显性基因（基因（A A合合B B），花中的紫色素才能合成。下列说法中，正），花中的紫色素才能合成。下列说法中，正确的是（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、基因在控制生物体的性状上是互不干扰的、基因在控制生物体的性状上是互不干扰的 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基因之间存在相互作用基因之间存在相互作用第27页，本讲稿共30页 下列关于细胞质基因的说法，不正确的是（下列关于细胞质基因的说法，不正确的是（）A、细胞质基因存在于所有的细胞器中、细胞质基因存在于所有的细胞器中 B细胞质基因存在于线粒体和叶绿体中细胞质基因存在于线粒体和叶绿体中 C细胞质基因能进行半自主自我复制细胞质基因能进行半自主自我复制 D、细胞质基因控制的遗传病只能通过母亲传递给、细胞质基因控制的遗传病只能通过母亲传递给子代子代第28页，本讲稿共30页 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25，将孵化后，将孵化后47d的长翅果蝇幼虫在的长翅果蝇幼虫在3537处理处理624h后，得到了某些后，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仍然是长翅残翅果蝇，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。果蝇。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的？酶提示：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？与温度的关系是怎样的？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？第29页，本讲稿共30页假设假设：翅的发育需要经过酶催化的反应，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，酶的活性受而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、温度、pH等条件影响等条件影响。结论结论：基因控制生物体的性状，而性状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。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（环性状的形成往往是内因（基因）与外因（环境因素等）相互作用的结果境因素等）相互作用的结果第30页，本讲稿共30页