基因与性状的关系讲稿.ppt

关于基因与性状的关系第一页，讲稿共十八页哦顺序与标注与新顺序与标注与新课标考纲相同课标考纲相同（3）基因与性）基因与性状的关系状的关系 第二页，讲稿共十八页哦1、基因与性状的概念基因与性状的概念（1）性状性状性状是生物体所表现的形态特征和生理生化特征。例茎干的高与性状是生物体所表现的形态特征和生理生化特征。例茎干的高与矮、花的红与白等是生物体所表现的形态特征；小麦的抗锈病、矮、花的红与白等是生物体所表现的形态特征；小麦的抗锈病、仙人掌的抗旱等则是生物体所表现的生理生化特征。仙人掌的抗旱等则是生物体所表现的生理生化特征。一、一、考点整合与提升考点整合与提升（2）基因基因基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位，是基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位，是DNA分子分子上有遗传效应的片断，在染色体上呈线性排列。它是由染色体携带着从上有遗传效应的片断，在染色体上呈线性排列。它是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，并且核基因和染色体行为存在着明显的平行关系。亲代传递给下一代的，并且核基因和染色体行为存在着明显的平行关系。第三页，讲稿共十八页哦染染色色体体在在配配子子的的形形成成和和受受精精过过程程中中，有有相相对对稳稳定定的的形形态态结结构构。而而基基因因在在杂交过程中也保持完整性和独立性。杂交过程中也保持完整性和独立性。在在体体细细胞胞中中有有来来自自父父方方和和母母方方两两两两配配对对的的同同源源染染色色体体，而而基基因因也也是是一一个个来来自自父父方方，一一个个来来自自母母方方成成对对存存在在。在在配配子子中中成成对对的的染染色色体体只只有有一一条条，同样成对的基因也只有一个。同样成对的基因也只有一个。等等位位基基因因在在形形成成配配子子时时随随同同源源染染色色体体的的分分开开而而分分离离，非非同同源源染染色色体体上上的的非非等等位位基基因因也也随随着着非非同同源源染染色色体体的的自自由由组组合合而而组组合合，这这过过程程发发生生在在减减数数第第一一次次分裂后期，这也是孟德尔遗传定律的细胞学基础。分裂后期，这也是孟德尔遗传定律的细胞学基础。基因和染色体行为的平行关系表现在基因和染色体行为的平行关系表现在下列几个方面下列几个方面:第四页，讲稿共十八页哦基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状，不同的基因控制不同的性状。性状，不同的基因控制不同的性状。基因控制性状的基因控制性状的两种方式两种方式间接途径：间接途径：基因通过控制酶的基因通过控制酶的 合成来控制代谢过合成来控制代谢过 程，从而控制生物程，从而控制生物 的性状。的性状。直接途径：直接途径：基因通过控制蛋白基因通过控制蛋白 质分子的结构来直质分子的结构来直 接影响性状接影响性状2、基因控制性状的方式和实例基因控制性状的方式和实例第五页，讲稿共十八页哦实例：镰刀型细胞贫血症实例：镰刀型细胞贫血症控制血红蛋白形成控制血红蛋白形成的基因中一个碱基的基因中一个碱基变化变化直接途经直接途经血红蛋白的结构发血红蛋白的结构发生变化生变化红细胞呈镰红细胞呈镰刀型刀型容量破裂，患溶血容量破裂，患溶血性贫血性贫血正常红细胞正常红细胞镰刀型红细胞镰刀型红细胞第六页，讲稿共十八页哦实例：白化病实例：白化病控制酪氨酸酶合成的控制酪氨酸酶合成的基因异常基因异常间接途经间接途经酪氨酸酶不能正酪氨酸酶不能正常合成常合成酪氨酸酶不能正常酪氨酸酶不能正常转化为黑色素转化为黑色素因缺乏黑色素而表因缺乏黑色素而表现白化症状现白化症状白化病患者白化病患者第七页，讲稿共十八页哦（2）生物有些性状是受多个基因决定的，如人的身高。）生物有些性状是受多个基因决定的，如人的身高。（1）生物的大多数性状是受单基因控制的（如豌豆的高茎与）生物的大多数性状是受单基因控制的（如豌豆的高茎与矮茎，是由一对等位基因控制。矮茎，是由一对等位基因控制。3、基因与性状间的对应关系基因与性状间的对应关系（3）生物的性状还受环境条件的影响，是生物的基因型和环境）生物的性状还受环境条件的影响，是生物的基因型和环境条件共同作用的结果，即表现型基因型环境条件。条件共同作用的结果，即表现型基因型环境条件。（4）基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，基因与基因，基）基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，基因与基因，基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互关系，这种相互因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互关系，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络。作用形成了一个错综复杂的网络。第八页，讲稿共十八页哦4、等位、等位基因与性状的关系基因与性状的关系基因基因性状性状等位基因等位基因相对性状相对性状性状分离性状分离等位基因分离等位基因分离显性基因显性基因隐性基因隐性基因显性性状显性性状隐性性状隐性性状控制控制控制控制第九页，讲稿共十八页哦顺序性表达：顺序性表达：细胞内的基因顺序表达，同一细胞的不同发育时期表达不同的基因。细胞内的基因顺序表达，同一细胞的不同发育时期表达不同的基因。1、个体发育是从受精卵的有丝分裂开始到性成熟个体形成的过程，在这、个体发育是从受精卵的有丝分裂开始到性成熟个体形成的过程，在这一过程中，生物个体的各种性状得以逐步表现。个体发育过程是受遗传一过程中，生物个体的各种性状得以逐步表现。个体发育过程是受遗传物质控制的，发育过程是细胞内基因表达的结果。物质控制的，发育过程是细胞内基因表达的结果。2、个体发育过程中产生的众多体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因、个体发育过程中产生的众多体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因而含有相同的遗传物质或基因，但生物体不同部位细胞表现出的性状不而含有相同的遗传物质或基因，但生物体不同部位细胞表现出的性状不同，而且不同性状是在不同时期表现的。所以在个体发育中，生物体内同，而且不同性状是在不同时期表现的。所以在个体发育中，生物体内的基因表达有如下特点：的基因表达有如下特点：选择性表达：选择性表达：虽然不同的细胞含有相同的基因，但不同的细胞表达虽然不同的细胞含有相同的基因，但不同的细胞表达不同的基因，即选择性表达如胰岛细胞能表达胰岛素基因，但不能不同的基因，即选择性表达如胰岛细胞能表达胰岛素基因，但不能表达血红蛋白基因。表达血红蛋白基因。4、基因表达与个体发育之间的关系基因表达与个体发育之间的关系第十页，讲稿共十八页哦对应例题：对应例题：1、镰刀型细胞贫血症是一种遗传病，在对患者红细胞的血红蛋白分子镰刀型细胞贫血症是一种遗传病，在对患者红细胞的血红蛋白分子进行分析研究时发现，在组成血红蛋白分子的多肽链上，发生了氨基酸的转换，进行分析研究时发现，在组成血红蛋白分子的多肽链上，发生了氨基酸的转换，发生替换的根本原因是在于控制其结构的基因中发生了个别碱基的替换。分析以发生替换的根本原因是在于控制其结构的基因中发生了个别碱基的替换。分析以上材料可得出（上材料可得出（）A、基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位、基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位B、基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状、基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状C、基因结构发生变化，性状不一定发生变化、基因结构发生变化，性状不一定发生变化D、如果生物体性状发生变化，则控制其性状的基因也一定产生了变化、如果生物体性状发生变化，则控制其性状的基因也一定产生了变化B解析：解析：基因结构中的个别碱基发生了替换，导致氨基酸的转换，致基因结构中的个别碱基发生了替换，导致氨基酸的转换，致使血红蛋白不正常，所以表现出镰刀型细胞贫血症。因此，经过推使血红蛋白不正常，所以表现出镰刀型细胞贫血症。因此，经过推理可知，基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状。而没理可知，基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状。而没的体现基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位，也没有的体现基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位，也没有体现基因变化与性状变化之间的关系。体现基因变化与性状变化之间的关系。第十一页，讲稿共十八页哦对应例题：对应例题：2、在牧草中，白花三叶草有两个稳定遗传的品种，叶片内含在牧草中，白花三叶草有两个稳定遗传的品种，叶片内含氰（氰（HCN）和不含氰的。现已研究查明，白花三叶草的叶片内的氰化物是经）和不含氰的。现已研究查明，白花三叶草的叶片内的氰化物是经下列生化途径产生的：下列生化途径产生的：前体物基因D氰酸酶含氰糖苷氰产氰糖苷酶基因H叶片表现型基因型提取液中加入产氰糖苷提取液中加入氰酸酶产氰 含氰产氰产氰不产氰不含氰不产氰产氰不产氰不含氰产氰不产氰不产氰不含氰不产氰不产氰基因基因D、H分别决定产氰糖苷和氰酸酶的合成，分别决定产氰糖苷和氰酸酶的合成，d、h无此功能。现有两个不产氰的品种杂交，无此功能。现有两个不产氰的品种杂交，F1全部产全部产氰，氰，F1自交得自交得F2，F2中有产氰的，也有不产氰的。中有产氰的，也有不产氰的。用用F2各表现型的叶片的提取液做实验，实验时在各表现型的叶片的提取液做实验，实验时在提取液中分别加入含氰糖苷和氰酸酶，然后观察提取液中分别加入含氰糖苷和氰酸酶，然后观察产氰的情况，结果记录于右上表：产氰的情况，结果记录于右上表：（1）由生化途径可以看出基因与生物性状的关系是：）由生化途径可以看出基因与生物性状的关系是：多个基因决定一个性状，基因通过控制酶的合成控制生物的代谢进而控多个基因决定一个性状，基因通过控制酶的合成控制生物的代谢进而控制生物的性状。制生物的性状。第十二页，讲稿共十八页哦（2）两个不产氰品种的基因型是）两个不产氰品种的基因型是 ，在，在F2中产氰和中产氰和不产氰的的理论比为不产氰的的理论比为 。（3）叶片）叶片叶肉细胞中缺乏叶肉细胞中缺乏 酶，叶片里可能的基因型是酶，叶片里可能的基因型是 。（4）从代谢的角度考虑，怎样使叶片）从代谢的角度考虑，怎样使叶片的提取液产的提取液产氰？氰？、说明理由说明理由 。ddHH或或ddHhDDhh或或ddHH9：7氰酸氰酸同是加入含氰糖苷和氰酸酶同是加入含氰糖苷和氰酸酶含氰糖苷在氰酸酶的作用下能产氰含氰糖苷在氰酸酶的作用下能产氰解析：解析：（1）可根据生化途径进行判断，但要注意全面。）可根据生化途径进行判断，但要注意全面。（2）由两个不产氰）由两个不产氰的品种杂交，的品种杂交，F1全产氰，可知两个不产氰的品种是纯合子，亲本的基因型全产氰，可知两个不产氰的品种是纯合子，亲本的基因型DDhh或或ddHH，F1基因型为基因型为DdHh，F2中产氰类型中产氰类型9 D H ，不产氰类型为，不产氰类型为3 D hh、3 ddH 、1ddhh，故比值为，故比值为9：7。（3）叶片）叶片叶肉细胞提取液中加入氰酸酶后叶肉细胞提取液中加入氰酸酶后能够产氰，故含有产氰糖苷，缺乏的是氰酸酶；叶片能够产氰，故含有产氰糖苷，缺乏的是氰酸酶；叶片因加入含氰糖苷后能产氰，因加入含氰糖苷后能产氰，故缺乏的是故缺乏的是D控制的产氰糖苷酶，所以基因型为控制的产氰糖苷酶，所以基因型为ddHH或或ddHh。（4）依据提取液中）依据提取液中加入含氰糖苷和氰酸酶其中之一都不产生氰，推测基因型为加入含氰糖苷和氰酸酶其中之一都不产生氰，推测基因型为ddhh，只有同时加入含氰，只有同时加入含氰糖苷和氰酸酶才能产氰。糖苷和氰酸酶才能产氰。第十三页，讲稿共十八页哦对应例题：对应例题：3、（多选）人的肝细胞内可由多选）人的肝细胞内可由DNADNA控制合成的物质是（控制合成的物质是（）、胰岛素、胰岛素、rnRNArnRNA、酶、氨基酸、酶、氨基酸转录转录翻译翻译B B、C C解析：解析：本题综合考查基因的表达过程为：本题综合考查基因的表达过程为：DNA（基因）（基因）rnRNA蛋白质蛋白质即在人的肝细胞中即在人的肝细胞中DNA可控制合成出可控制合成出rnRNA、蛋白质。尽管人体内的、蛋白质。尽管人体内的酶和胰岛素都是蛋白质，且肝细胞中也有胰岛素基因，但因基因表酶和胰岛素都是蛋白质，且肝细胞中也有胰岛素基因，但因基因表达的选择性，使肝细胞不能合成胰岛素（胰岛素达的选择性，使肝细胞不能合成胰岛素（胰岛素B细胞中合成），但细胞中合成），但可合成自身代谢所需要的酶，氨基酸的合成无需可合成自身代谢所需要的酶，氨基酸的合成无需DNA控制。因此，正控制。因此，正确答案为确答案为B、C。第十四页，讲稿共十八页哦1、（、（2010高考海南卷）高考海南卷）下列叙述中，不能说明下列叙述中，不能说明“核基因和染色体核基因和染色体行为存在平行关系行为存在平行关系”的是（的是（）A、基因发生突变而染色体没有发生变化、基因发生突变而染色体没有发生变化B、非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合、非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合C、二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半、二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半D、Aa杂合体发生染色体缺失后，可表现出杂合体发生染色体缺失后，可表现出a基因的性状基因的性状A解析：解析：核基因和染色体行为存在着明显的平行关系，主要表现为：等位基因核基因和染色体行为存在着明显的平行关系，主要表现为：等位基因在形成配子时随同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因也在形成配子时随同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因也随着非同源染色体的自由组合而组合，这过程发生在减数第一次分裂后期，随着非同源染色体的自由组合而组合，这过程发生在减数第一次分裂后期，减数分裂结果染色体和基因数目均减半，染色体缺失后位于缺失部位的基因减数分裂结果染色体和基因数目均减半，染色体缺失后位于缺失部位的基因也随之丢失。所以也随之丢失。所以B、C和和D都充分说明了核基因和染色体行为存在平行关都充分说明了核基因和染色体行为存在平行关系，系，A不能说明。不能说明。二、二、近两年高考真题示例近两年高考真题示例第十五页，讲稿共十八页哦3、（、（2009高考江苏卷）高考江苏卷）下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，下图为某种真菌线粒体中蛋白质的生物合成示意图，请据图回答下列问题。请据图回答下列问题。（1）完成过程）完成过程需需要要 等物质从细胞等物质从细胞质进入细胞核。质进入细胞核。（2）从图中分析，核糖体的分布场所有）从图中分析，核糖体的分布场所有 。ATP、核糖核苷酸、酶、核糖核苷酸、酶细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体（3）已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程）已知溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程、，将该真菌分别，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中RNA聚合酶聚合酶均保持很高活性。由此可推测该均保持很高活性。由此可推测该RNA聚合酶聚合酶由由 中的基因指导合成。中的基因指导合成。（4）用一鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中）用一鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，那含量显著减少，那么推测一鹅膏蕈碱抑制的过程是么推测一鹅膏蕈碱抑制的过程是 （填序号），线粒体功能（填序号），线粒体功能 （填（填“会会”或或“不会不会”）受到影响。）受到影响。核核DNA会会第十六页，讲稿共十八页哦解析：解析：（1）过程是在细胞核内，以过程是在细胞核内，以DNA为模板合成为模板合成RNA的过程，需要核糖核的过程，需要核糖核苷酸作为原料，同时需要苷酸作为原料，同时需要ATP提供能量和酶的催化；提供能量和酶的催化；（2）据图分析，）据图分析，过程都合成了蛋白质，蛋白质是在核糖体内合成的，所过程都合成了蛋白质，蛋白质是在核糖体内合成的，所以细胞质基质和线粒体都有核糖体的分布；以细胞质基质和线粒体都有核糖体的分布；（3）溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程）溴化乙啶、氯霉素分别抑制图中过程、，这两个过程是线粒体内合成蛋，这两个过程是线粒体内合成蛋白质的过程，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线白质的过程，将该真菌分别接种到含溴化乙啶、氯霉素的培养基上培养，发现线粒体中粒体中RNA聚合酶均保持很高活性。说明该聚合酶均保持很高活性。说明该RNA聚合酶是由核聚合酶是由核DNA中的中的基因指导合成。基因指导合成。（4）用一鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中）用一鹅膏蕈碱处理细胞后发现，细胞质基质中RNA含量显著减少，可以推含量显著减少，可以推测鹅膏蕈碱抑制的过程是测鹅膏蕈碱抑制的过程是转录过程，间接影响转录过程，间接影响翻译过程，蛋白质合成减翻译过程，蛋白质合成减少，进入线粒体的蛋白质也减少，会影响线粒体的功能。少，进入线粒体的蛋白质也减少，会影响线粒体的功能。第十七页，讲稿共十八页哦感感谢谢大大家家观观看看第十八页，讲稿共十八页哦