必修二基因对性状的控制.ppt

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1、第二节第二节 基因对性状的控制基因对性状的控制第四章 基因的表达问题为什么使用基因为什么使用基因敲除技术能实现敲除技术能实现这种转变？这种转变？基因如何控制生基因如何控制生物性状？物性状？罂粟，它的花朵娇艳欲滴，但果实却可能给人带罂粟，它的花朵娇艳欲滴，但果实却可能给人带来了无穷的灾难与痛苦。为了得到观赏用罂粟，科学来了无穷的灾难与痛苦。为了得到观赏用罂粟，科学家目前利用家目前利用基因敲除基因敲除技术，去除某种吗啡合成酶基因，技术，去除某种吗啡合成酶基因，可以使罂粟不生成某种可以使罂粟不生成某种吗啡合成酶吗啡合成酶，阻断吗啡的合成，阻断吗啡的合成途径，获得途径，获得“安全的安全的”罂粟植株。罂

2、粟植株。基因的功能基因的功能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 控制控制温故知新温故知新基因指导蛋白质的合成基因指导蛋白质的合成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核糖糖体体DNAmRNA多多肽肽链链DNA复制

3、复制转录转录翻译翻译信息传递信息传递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）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一、中心法则的提出及发展 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：大大胆胆猜猜想想生物界是否还有其它的

4、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）1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，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。资料分析资料分析1 1、1965196

5、5年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，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。资料分析资料分析1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，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，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒中发现逆病毒中

6、发现逆转录酶，它能以转录酶，它能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。资料分析资料分析1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，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，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒中发现病毒中发现逆逆转录酶转录酶，它能以，它能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。资料分析资料分析1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA

7、病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，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，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒中发现病毒中发现逆逆转录酶转录酶，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，可能促使错误折叠而形成

8、的结构异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折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。叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。资料分析资料分析1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，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，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒中发现病毒中发现逆逆转录酶转录酶，它能以，它能以RNA

9、RNA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错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。资料分析资料分析转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录复复制制 DNA DNA DNA RNA 蛋白质内容

10、补充：内容补充：RNARNA RNARNA 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一、中心法则的提出及发展复复制制1.1.遗传信息传递过程包含五条线路遗传信息传递过程包含五条线路 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

11、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一、中心法则的提出及发展强调：1、5个过程都遵循碱基互补配对原则。2、表示生物界遗传信息的流动过程，不同生物只适合其中的一部分。例：人，没有RNA复制。思考感悟思考感悟艾艾滋滋病病是是人人类类第第一一大大杀杀手手，至至今今没没有有办办法法消消灭灭它它。你你知知道道它它的的遗遗传传物物质质是是什什么么吗吗？它它的的遗遗传传信息信息传递过传递过程是什么？程是什么？【提示】【提示】HIV的的遗传遗传物物质质是是2条条RNA。它的。它的遗传遗传信息信息传递过传递过程是：程是：RNA通通过过逆逆转录转录合成合

12、成DNA，DNA再通再通过转录过转录形成信使形成信使RNA，然后，然后通通过过翻翻译过译过程合成蛋白程合成蛋白质质。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中心法中心法则则体体现现了了DNA的两大基本功能的两大基本功能(1)对对遗遗传传信信息息的的传传递递功功能能，它它是是通通过过DNA复复制制完完成成的的，发发生生于于亲

13、亲代代产产生生子子代代的的生生殖殖过过程程或或细细胞增殖胞增殖过过程中。程中。(2)对遗传对遗传信息的信息的表达表达功能，它是通功能，它是通过转录过转录和翻和翻译译完成的，完成的，发发生在个体生在个体发发育育过过程中。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()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基因基因蛋白质蛋白质性状性状转录转录翻译翻译？生生命命

14、活活动动的的主主要要载载体体结构成分结构成分运输功能运输功能调节作用调节作用催化作用催化作用免疫作用免疫作用探究二、基因蛋白质与性状的关系探究二、基因蛋白质与性状的关系探究二探究二 基因、蛋白质与性状的关系基因、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_。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

15、DNA中插入了一段外来的中插入了一段外来的DNADNA序列，序列，打乱了编码淀粉分支酶的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，豌豆显淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓得圆鼓鼓（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

16、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：豌豆的与皱粒实例一：豌豆的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：白化病实例二：白化病Q:从这两个例子中我们能总结出什么样从这两个例子中我们能总结出什么样 的共同特点呢

17、？的共同特点呢？结论：结论：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性状性状控制控制跟踪练习跟踪练习 香豌豆的紫花对白花是一对相对性状，有两对等位基香豌豆的紫花对白花是一对相对性状，有两对等位基因（因（A A和和a a、B B和和b b）共同控制，其显性基因决定花色的过程）共同控制，其显性基因决定花色的过程如图所示。如图所示。（1 1）图示说明基因是如何控制性状的？）图示说明基因是如何控制性状的？（2 2）从图可见，紫花植株必需同时具有）从图可见，紫花植株必需同时具有 和和 基因，方基因，方可产生紫色物质。可产生紫色物质。基因通过控制基因通过控制酶的酶的合成来控制合成来控制代谢

18、过程代谢过程，进而控制生物体的性状，进而控制生物体的性状BACFTRCFTR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，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。

19、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

20、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Q Q：从这个例子中你又能总结出什么结论？：从这个例子中你又能总结出什么结论？基因基因控制控制结构蛋白结构蛋白性状性状结论：结论：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

21、：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二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系 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

22、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1011细胞质遗传细胞质遗传_和和_中的基因称为中的基因称为细胞质基因细胞质基因。线粒体线粒体叶绿体叶绿体 线粒体线粒体DNADNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这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。些疾病多与脑部和肌肉有关。Q:Q:这些疾病有什么特点？为什么？这些疾病有什么特点？为什么？受精过程中受精过程中,受精卵的细胞质几乎全部来自母亲受精卵的细胞质几乎全部来自母亲的卵细胞。的卵细胞。不符合不符合母本母本母本母本母系遗传：后代只表现出母系遗传：后代只表现出母系遗传：后代只表现出母系遗传：后代只表现出

23、 的性状。的性状。的性状。的性状。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。细胞质遗传细胞质遗传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,不遵循不遵循孟德尔遗传规律孟德尔遗传规律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、翻译细胞质遗传细胞质遗传

24、 同一株水毛茛同一株水毛茛,裸裸露在空气中的叶是露在空气中的叶是扁平的叶扁平的叶片片,而浸在水中的叶片深裂而浸在水中的叶片深裂成成丝状丝状。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：长翅果蝇幼虫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正常的培养温度为2525，将孵化后，将孵化后4-7d4-7d的长翅的长翅果蝇幼虫在果蝇幼虫在35

25、-3735-37处理处理6-24h6-24h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。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

26、温度、的活性受温度、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）相互作用的结果蒜黄和韭黄是在缺乏光照的环境下培育蒜黄和韭黄是在缺乏光照的环境下培育的蔬菜，对形成这种现象的最好解释是的蔬菜，对形成这种现象的最好解释是（）A A、环境因素限制了基因的表达、环境因素限制了基因的表达 B B、两种均为基因突变、两种均为基因突变C C、叶子中缺乏形成叶绿素的基因、叶子中缺乏形成叶绿素的基因 D D、黑暗中植物不进行光合作用、黑暗中植物不进行光合作用跟踪练习跟踪练习A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、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系复制复制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作业课本P71练习题练习册本节习题