高中生物《42基因对性状的控制》课件新人教版必修2.ppt

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1、第二节 基因对性状的控制第四章第四章 基因的表达基因的表达n通过复制把遗传信息传递给下一代，即通过复制把遗传信息传递给下一代，即传递传递遗传遗传信息信息n使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子上，使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子上，从而使后代表现出与亲代相似的性状，即从而使后代表现出与亲代相似的性状，即表达表达遗遗传信息（基因的表达）传信息（基因的表达）亲代信息亲代信息复制复制子代信息子代信息表达表达子代性状子代性状 传递传递 控制控制DNA聚合聚合酶酶解旋解旋酶酶DNADNA聚合聚合酶酶RNA聚合聚合酶酶解旋解旋酶酶核糖体核糖体DNAmRNA多肽链多肽链DNA复制复制转录转录翻译翻译信

2、息传递信息传递DNADNA上的遗传信息上的遗传信息（脱氧核苷酸的排列顺序）（脱氧核苷酸的排列顺序）转录转录细胞核细胞核mRNA(mRNA(核糖核苷核糖核苷酸的排列顺序酸的排列顺序) )翻译翻译细胞质细胞质蛋白质蛋白质（特定的氨基（特定的氨基酸顺序）酸顺序） 请你根据请你根据转录、翻译、转录、翻译、DNA复复制制的内容，画出一张能表示出的内容，画出一张能表示出遗遗传信息传递传信息传递过程的流程图。过程的流程图。 克里克于1957年提出中心法则，用“中心”二字显示了这一法则在生物学中的地位一、中心法则的提出及发展转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质复复制制一、中心法则的提出及发展

3、中心法则的发展中心法则的发展阅读资料分析：阅读资料分析：大胆猜大胆猜想想生物界是否还有其它的遗传信息传递途径呢？生物界是否还有其它的遗传信息传递途径呢？19571957年克里克的预测年克里克的预测中心法则内容：表示遗传信息流动的方向中心法则内容：表示遗传信息流动的方向DNA DNA（DNA 的自我复制）的自我复制）DNA RNA 蛋白质蛋白质 （遗传信息的转录和翻译）（遗传信息的转录和翻译）资料分析：n1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA肿瘤病毒肿瘤病毒里发现了一种里发现了一种RNARNA复制酶复制酶，像，像DNADNA复复制酶能对制酶能对DNADNA进行复制一样，进行

4、复制一样，RNARNA复复制酶能对制酶能对RNARNA进行复制进行复制。RNA RNA RNA复制酶复制酶n2 2、19701970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病病毒毒中发现中发现逆转录酶逆转录酶，它能以，它能以RNARNA为模为模板板合成合成DNADNA。RNA DNA 逆转录酶逆转录酶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是由一种结构异常的构异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引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，的蛋白质，可能可能促使与其具有相同氨基酸促使与其具有相同

5、氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而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的形成。导致大量结构异常的蛋白质的形成。蛋白质蛋白质 蛋白质蛋白质 1 1、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法则，为什么？则，为什么？ 没有推翻中心法则，实验证据指出了原有中没有推翻中心法则，实验证据指出了原有中心法则所没有包含的遗传信息的可能传递途径，心法则所没有包含的遗传信息的可能传递途径，是对原有中心法则的补充而非否定。是对原有中心法则的补充而非否定。2 2、根据上述资料，你认为传统的中心法则是否需、根据上述资料，你认为传统的中心法则是否需

6、要修改，如果需要，应如何修改要修改，如果需要，应如何修改？ （建议用实线表示确信无疑的结论，用虚线表示可能正（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。）确的结论。）蛋白质蛋白质 DNA DNA逆转录逆转录 RNA翻译翻译中心法则的补充中心法则的补充转录转录笔记笔记转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录复制复制 DNA DNA DNA RNA 蛋白质内容补充：内容补充： RNARNARNARNA RNADNA RNADNA 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质 （可能）（可能） 逆转录酶一、中心法则的提出及发展复制复制1.1.遗传信息传递过程包含五条线路遗传信息传递

7、过程包含五条线路 DNADNADNADNA： DNADNARNARNA： RNARNA蛋白质：蛋白质： RNA RNA RNA RNA： RNA RNA DNA DNA： 以以DNADNA作为遗传物质的生物的自我复制。作为遗传物质的生物的自我复制。 细胞核中的转录过程。细胞核中的转录过程。 细胞质中核糖体的翻译过程。细胞质中核糖体的翻译过程。 以以RNARNA作为遗传物质的生物的自我复制作为遗传物质的生物的自我复制 个别病毒的逆转录过程个别病毒的逆转录过程 一、中心法则的提出及发展思考感悟思考感悟 艾滋病是人类第一大杀手，至今没有办法消艾滋病是人类第一大杀手，至今没有办法消灭它。你知道它的遗传

8、物质是什么吗？它的灭它。你知道它的遗传物质是什么吗？它的遗传信息传递过程是什么？遗传信息传递过程是什么？【提示提示】HIV的遗传物质是的遗传物质是2条条RNA。它的。它的遗传信息传递过程是：遗传信息传递过程是：RNA通过逆转录合成通过逆转录合成DNA，DNA再通过转录形成信使再通过转录形成信使RNA，然后，然后通过翻译过程合成蛋白质。通过翻译过程合成蛋白质。1、真核生物：2、原核生物：3、DNA病毒：4、RNA病毒：5、逆转录病毒：转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质RNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质RNARNA逆转录逆转录（遗

9、传物质为DNA的生物）2.各类生物遗传信息传递过程各类生物遗传信息传递过程3中心法则体现了中心法则体现了DNA的两大基本功能的两大基本功能(1)对遗传信息的对遗传信息的传递传递功能，它是通过功能，它是通过DNA复制复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。胞增殖过程中。(2)对遗传信息的对遗传信息的表达表达功能，它是通过转录和翻功能，它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。译完成的，发生在个体发育过程中。中心法则内容：表示遗传信息流动的方向中心法则内容：表示遗传信息流动的方向跟踪练习跟踪练习 如图所示的过程，下列说法错误的是()

10、A正常情况下，在动植物细胞中都不可能发生 B过程的产物相同，催化的酶也相同 C真核细胞中，进行的场所有细胞核、线粒体、叶绿体；进行的场所为核糖体 D所需的原料分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸B 基因控制蛋白质的合成到底与基因控制生物的性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？状有什么关系呢？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_。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?蛋白质是生命活动的蛋白质是生命活动的_者和者和_者。者。Q：蛋白质如何承担生命活动？：蛋白质如何承担生命活动？蛋白质蛋白质性状性状承担承担体现体现催化功

11、能催化功能运输功能运输功能 调节功能调节功能组成功能组成功能免疫功能免疫功能 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而显得淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（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，豌豆淀粉含量高，有效保留水分，豌

12、豆显得圆鼓鼓显得圆鼓鼓（性状：圆粒）（性状：圆粒）从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆实例一：豌豆的圆粒与皱粒实例一：豌豆的圆粒与皱粒控制酪氨酸酶的控制酪氨酸酶的 异常异常控制酪氨酸酶的控制酪氨酸酶的 正常正常 不能正常合成不能正常合成 正常合成正常合成表现为表现为白化病白化病表现正常表现正常基因基因酪氨酸酶酪氨酸酶酪氨酸能转化为黑色素酪氨酸能转化为黑色素基因基因酪氨酸酶酪氨酸酶酪氨酸不能转化为黑色素酪氨酸不能转化为黑色素 基因基因酶酶代谢代谢过程过程 性状性状 你能仿照实例一你能仿照实例一,来来解释白化病的病因吗解释白化病的病因吗?实例二：白化病实

13、例二：白化病 基因通过控制基因通过控制酶的合成酶的合成来控制来控制代谢代谢的过程，进而控制生物体的的过程，进而控制生物体的性状性状。基因基因控制控制酶的合成酶的合成细胞代谢细胞代谢控制控制控制控制性状性状CFTRCFTR基因缺失了基因缺失了3 3个碱基个碱基CFTRCFTR蛋白结构异常，导致功能异常蛋白结构异常，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 基因基因蛋白质蛋白质结构结构 性状性状实例三：囊性纤维病实例三：囊性纤维病 囊性纤维病是北美囊性纤维病是北美白种人中常见的一种白种人中常见的一种遗传病，患者汗液中遗传病

14、，患者汗液中氯离子的浓度升高，氯离子的浓度升高，支气管被异常的黏液支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死堵塞，常于幼年时死于肺部感染。于肺部感染。你能从基因控制你能从基因控制蛋白质合成的角度来蛋白质合成的角度来解释囊性纤维病解释囊性纤维病这一现象吗这一现象吗?实例四：实例四： 镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症镰刀型红细胞镰刀型红细胞 正常红细胞正常红细胞 镰刀型细胞贫血症患者的红镰刀型细胞贫血症患者的红细胞不是正常的圆饼状细胞不是正常的圆饼状, ,而是弯而是弯曲的镰刀状。症状是发烧和肌肉曲的镰刀状。症状是发烧和肌肉疼痛疼痛, ,疲劳、呼吸困难、咳嗽、疲劳、呼吸困难、咳嗽、心跳速率快速、生长及青春

15、期迟心跳速率快速、生长及青春期迟缓。缓。 你能仿照实例三，你能仿照实例三，来解释镰刀型细胞来解释镰刀型细胞贫血症这一现象吗贫血症这一现象吗?学以致用学以致用控制血红蛋白控制血红蛋白的基因正常的基因正常血红蛋白结构正常血红蛋白结构正常正常红细胞正常红细胞控制血红蛋白的基因控制血红蛋白的基因中一个碱基对变化中一个碱基对变化血红蛋白结构发生变化血红蛋白结构发生变化红细胞呈镰刀状红细胞呈镰刀状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 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。基因基因控制控制结构蛋白结构蛋白性状性

16、状控制控制基因控制生物的性状主要有以下两个途径：基因控制生物的性状主要有以下两个途径：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或激素酶或激素 细胞代谢细胞代谢生物性状生物性状蛋白质蛋白质直接控制直接控制间接控制间接控制总之：总之：a.a.生物性状主要是由生物性状主要是由 体现体现 b.b.蛋白质的合成又受蛋白质的合成又受 的的控制控制所以：生物的性状是由所以：生物的性状是由 控制的控制的 蛋白质蛋白质基因基因基因基因 人的身高是由多个基因决定的，其中每一个基因对人的身高都有一定的作用。 人的身高、血压、智人的身高、血压、智力、长相、记忆力、力、长相、记忆力、性格、自尊、等都由

17、性格、自尊、等都由多个基因控制多个基因控制生物体性状的多因素生物体性状的多因素结论：结论： 很多生物性状是由很多生物性状是由多个多个基因控制基因控制 的。的。 生物的性状和基因之间生物的性状和基因之间_ _ 简单的线性关系，简单的线性关系， 并不都是并不都是 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一一对应应关系，关系，有些性状是由多个基因决定的，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。有的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、基因与基基因与基因产物因产物之间存在复杂的相互关系，精细的之间存在复杂的相互关系，精细的调控着生物

18、性状。调控着生物性状。 同一株水毛茛,裸露在空气中的叶是扁平的叶片,而浸在水中的叶片深裂成丝状。延伸：延伸：性状还与其他因素有关系吗？性状还与其他因素有关系吗？这两种这两种叶片的叶片的基因组成一样吗？基因组成一样吗？为什么基因一样，却呈现出不同为什么基因一样，却呈现出不同的性状呢的性状呢?表现型表现型 = 基因型基因型 + 外界环境外界环境环境与性状的关系环境与性状的关系 遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼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虫正常的培养温度为2525，将孵化后，将孵化后4-7d4-7d的长的长翅果蝇幼虫在翅果蝇幼虫在35-3735-37处理处理6-24h6

19、-24h后，得到了某后，得到了某些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度下些残翅果蝇，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。产生的后代仍然是长翅果蝇。 技能训练技能训练长翅果蝇长翅果蝇残翅果蝇残翅果蝇请针对出现残翅请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，果蝇的原因提出假说，并进行解释。并进行解释。这个实验说明这个实验说明基因与性状的关基因与性状的关系是怎样的？系是怎样的？温度温度 酶的活性酶的活性代谢代谢翅的发育翅的发育假设假设：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、pH等条件影响

20、等条件影响。结论结论：基因控制生物体的性状，而性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。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）相互作用的结果细胞质基因（细胞质遗传） 细胞质基因：指存在于细胞质结构中的遗传物质。与细胞质基因：指存在于细胞质结构中的遗传物质。与核基因一样具有稳定性、连续性和变异性。核基因一样具有稳定性、连续性和变异性。功能：控制一些蛋白质的合成，线粒体功能：控制一些蛋白质的合成，线粒体DNA缺陷会引起遗缺陷会引起遗 传病。传病。

21、特点：特点： 1、DNA分子半自主性复制；分子半自主性复制； 2、母系遗传：只能通过母亲遗传给后代。、母系遗传：只能通过母亲遗传给后代。1011DNA分子半自主性复制n因为自主性是完全自己发挥的特性。考察这些细胞器的时候，发现他们的复制与后代的产生都要依赖细胞核基因的调控，不能完全独立运行。打个比方，细胞器只有在细胞内部可以复制分裂产生后代，但是离体的细胞器不会发生任何的复制分裂行为。它的行为受到核的控制，所以是半自主的细胞器。具体到DNA上和RNA上。细胞器DNA是可以自我复制的，但也要受到细胞核基因控制，它的复制也是半自主的。 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

22、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与蛋白质合成为染色体成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、蛋白质与性状的关二、基因、蛋白质与性状的关系系复制复制DNA转录转录逆转录逆转录复制复制RNA翻译翻译蛋白质基因基因环境环境影响影响性性状状控制控制控制控制酶的合成酶的合成细胞代谢细胞代谢蛋白结构蛋白结构知识小结知识小结