选修部分第三章第二节细胞质遗传、基因的结构.ppt

一、细胞核遗传和细胞质遗传 1.细胞核遗传 (1)概念：由细胞核 控制的遗传现象。 (2)物质基础： ，其载体是 。,2.细胞质遗传 (1)概念：由 遗传物质控制的遗传现象。 (2)物质基础： ，其载体是 、 。,遗传物质,核基因,染色体,细胞质,质基因,线粒体,叶绿体,二、细胞质遗传特点 1.母系遗传 (1)概念：具 的亲本杂交，F1总是表现出 性 状的现象。 (2)原因：受精卵中的细胞质几乎全部来自 ，因此， 细胞质中遗传物质几乎全部来自 。 (3)实例：紫茉莉 的遗传，藏报春、玉米等 的 遗传，高粱、水稻等 的遗传，链孢霉 的遗传。,相对性状,母本,卵细胞,母方,质体,叶绿体,雄性不育,线粒体,2.杂交后代不出现一定的性状分离比 (1)原因：减数分裂形成配子时，细胞质中的遗传物质 地分配到子细胞中去。 (2)实例：紫茉莉花斑枝条的雌蕊受精后，F1会出现 表现型，即出现了 ，但是各个性状之 间 固定的比例。,随机地不均等,三种,性状分离,没有,三、原核细胞的基因结构 1.组成： 和 。,2.特点：编码区是 。,3.功能 (1)编码区：转录出 ，进而指导 的合成， 即能够编码 。,编码区,非编码区,连续的,信使RNA,蛋白质,蛋白质,(2)非编码区 位于编码区的上游和下游，有调控 的 核苷酸序列。 最重要的是位于编码区上游的 的结合位点。 不能转录为 ，即不能编码 。,遗传信息表达,RNA聚合酶,mRNA,蛋白质,4.RNA聚合酶的作用 (1)识别 ，并与之结合。 (2)催化 。,RNA聚合酶的结合位点,DNA转录为RNA,四、真核细胞的基因结构 1.组成：编码区和非编码区。,2.特点 (1)编码区是 、 。 (2)编码区都含有若干个 与 。 (3)不同的基因所含的 与 数目不同。 占的比例小，大部分是由 组成。,间隔,不连续的,外显子,内含子,外显子,内含子,外显子碱基对,非编码区和内含子,五、人类基因组计划 1.人类基因组：指人体 所携带的全部遗传信息。,2.人类单倍体基因组：由 条双链DNA分子组成(包括 122号常染色体DNA与 染色体DNA)。,3.基因组计划：分析测定人类基因组的 序列，主 要内容是绘制人类基因组四张图，即 、物理图、 序列图和转录图。,DNA分子,24,X、Y,核苷酸,遗传图,1.细胞质遗传与细胞核遗传的比较,2.细胞质遗传与细胞核遗传的判断 判断生物的遗传方式是否为细胞质遗传的三种方法： (1)从来源角度分析，遗传物质来自细胞质，则为细胞质 遗传。 (2)从杂交后代分离比分析，没有固定分离比的，可能为 细胞质遗传。 (3)从正反交结果分析 方法：正交和反交。,结果：正交反交F1(种子或植株)结果相同细胞核遗传。正交反交F1(种子或植株)结果不同可能是细胞质遗传或细胞核遗传。 注意：细胞核遗传正反交结果可能不同，判断时注意是否有性状与性别相联系的现象。若观察的性状不是F1的，也容易使判断结果发生错误，如F1种皮性状需要在F1植株上观察，而非在当年杂交母本植株上观察。,3.紫茉莉质体的遗传分析,不呈现一定的分离比不等于无性状分离 由于减数分裂产生卵细胞时，细胞质是随机地、不均等地分配至子细胞中，而不像细胞核内染色体那样“平均分配”。因此，受精卵内细胞质基因的种类与数量并无规律，从而造成子代由质基因控制的性状无“一定的”分离比。这与核基因遗传所导致的子代性状规律性分离比(如31,11,9331等)有显著不同。,然而无规律性性状分离比，并不意味着无性状分离，细胞质遗传所产生的子代也会出现多种性状类型，如花斑枝条接受花粉时，其子代可出现白枝条、绿枝条及花斑枝条三种类型，只是三种类型并无特定分离比。,藏报春的叶片有绿色、白色、花斑三种类型，属于细胞质遗传；花色由一对核基因R、r控制，基因型RR为红色，Rr为粉红色，rr为白色。,(1)白花、花斑叶片植株接受花粉，红花、绿色叶片植株提供花粉，杂交情况如图a所示。根据细胞质遗传和细胞核遗传的特点，向传递 ，而向传递 。的叶片类型可能是 。 (2)假设图b中个体自交，后代出现绿色叶片植株花斑叶片植株白色叶片植株的比例是 ，这是因为细胞质遗传物质的分离具有 的特点；后代出现红花、花斑叶片植株白花、花斑叶片植株的比例是 。,解题指导 对于藏报春来说，细胞质和细胞核的遗传物质都是DNA分子，但是其分布的位置不同，细胞核遗传的遗传物质在细胞核中的染色体上，细胞质中的遗传物质在细胞质中的线粒体和叶绿体中，各自有不同的遗传规律。细胞质和细胞核的遗传都是通过配子传递给子代，但是细胞核遗传雌雄配子的核遗传物质相等，而细胞质遗传物质主要存在于卵细胞中。核遗传物质的载体(染色体)有均分机制，遵循三大遗传定律；细胞质遗传物质(具有DNA的细胞器如线粒体、叶绿体等)没有均分机制，是随机分配的。,细胞核遗传时，正反交相同，即子一代均表现显性亲本的性状；细胞质遗传时，正反交结果不同，子一代性状均与母本相同，即母系遗传。本题中花色是不完全显性遗传，计算性状比例应注意这一点，即红花杂合子自交时，后代比例应为红花粉红花白花121。,答案 (1)细胞核和细胞质遗传物质 细胞核遗传物质 绿色叶片、花斑叶片、白色叶片 (2)不定的 随机不均等 11,1.原核细胞基因结构与真核细胞基因结构的比较,原核细胞基因结构中编码区所含的碱基对数编码的氨基酸数3。真核细胞基因结构中外显子所含的碱基对数编码的氨基酸数3(不考虑终止密码)，而编码区所含的碱基对数不等于外显子所含的碱基对数，还应加上内含子的碱基对数；真核细胞基因结构中外显子数内含子数1。,2.人类基因组的研究 (1)人类基因组：是指人体DNA分子所携带的全部遗传信息。 (2)人的单倍体基因组：由24条双链DNA分子组成(22条常 染色体DNAX和Y2条性染色体DNA)。,(3)人类基因组计划：分析测定人类基因组的核苷酸序列。 (4)人类基因组计划主要内容：主要绘制遗传图、序列图、 转录图和物理图。 (5)研究人类基因组的意义：对于各种疾病，尤其是各种 遗传病的诊断、治疗具有划时代的意义；对于进一步 了解基因表达的调控机制、细胞的生长、分化和个体 发育的机制，以及生物的进化等具有重要的意义。,(2009宁夏高考)多数真核生物基因中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开，每一个不编码蛋白质的序列称为一个内含子。这类基因经转录、加工形成的mRNA中只含有编码蛋白质的序列。某同学为检测某基因中是否存在内含子，进行了下面的实验：,步骤：获取该基因的双链DNA 片段及其mRNA； 步骤：加热DNA双链使之成为 单链，并与步骤所获得的mRNA 按照碱基互补配对原则形成双链分子； 步骤：制片、染色、电镜观察， 可观察到右图中结果。,(1)图中凸环形成的原因是 ，说明该基因有 个内含子。 (2)如果先将步骤所获得的mRNA逆转录得到DNA单链，然后该DNA单链与步骤中的单链DNA之一按照碱基配对原则形成双链分子，理论上也能观察到凸环，其原因是逆转录得到的DNA单链中不含有 序列。 (3)DNA与mRNA形成的双链分子中碱基配对类型 有 种，分别是 。,解题指导 内含子是真核生物基因中的一部分，但不进行控制蛋白质的合成，所以信使RNA中没有对应部分。,答案 (1)DNA中有内含子序列，mRNA中没有与其对应序列。变性后形成的DNA单链之一与mRNA形成双链分子时，该单链DNA中无法与mRNA配对的序列能形成凸环 7 (2)内含子 (3)3 AU TA CG,区分非编码区与非编码序列 非编码区位于原核细胞基因和真核细胞基因的编码区的上游和下游，而非编码序列除非编码区碱基序列外，还包括真核细胞基因编码区中的内含子的碱基序列。,1.如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，根据 图示下列叙述正确的是 ( ),S基因中编码区是连续的，其编码区上游含RNA聚合酶结合位点 R基因中的全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质 R、S、N、O中只有部分脱氧核苷酸序列被转录 每个基因(如：R片段)是由成百上千个核糖核苷酸组成的 N基因应由编码区与非编码区组成，其编码区中存在非编码序列 每个基因中有一个碱基对的替换，都会引起生物性状的改变 A. B. C. D.,解析：果蝇为真核生物，其基因结构的编码区中含外显子与内含子，基因的非编码区及编码区中的内含子均不编码蛋白质，因此，R，S、N、O中只有部分脱氧核苷酸序列被转录，选项中“核糖核苷酸”应为“脱氧核糖核苷酸”，而选项中若一个碱基对发生替换，则未必会引起生物性状的改变。,答案：B,2.如图示真核生物染色体组成。1、2、3、4分别表 示 ( ),A.非编码区、编码区、非编码序列、编码序列 B.内含子、外显子、调控序列、编码序列 C.内含子、外显子、非编码区、编码区 D.非编码序列、编码序列、RNA聚合酶的结合位点、编 码区,解析：图示中3与4构成基因，而为基因中具调控作用的区段，故应为基因的非编码区，为编码区。编码区又分为与，且直接编码蛋白质，故为外显子，为内含子(均含若干脱氧核苷酸对)。,答案：C,下面是某基因的部分碱基序列，序列为内含子的一部分，序列为外显子的一部分。 上列片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“甲硫氨酸精氨酸谷氨酸丙氨酸天冬氨酸缬氨酸”(甲硫氨酸的密码子是AUG)。,(1)该基因表达过程中，RNA的合成在 中完成，此过程称为 。 (2)请写出编码上述氨基酸序列的mRNA序列： 。 (3)如果序列中箭头所指碱基对GC被替换为TA，该基因上列片段编码的氨基酸序列为： 。 (4)如果序列中箭头所指碱基对GC缺失，该基因上列片段编码的氨基酸序列为： 。,解题指导 RNA的合成(即转录)过程主要在细胞核中进行，由第一个氨基酸(甲硫氨酸)密码子为AUG可推知DNA两条链中，外显子的下面那条链为模板链，据碱基互补配对原则即可写出mRNA序列(mRNA序列应与外显子非模板链序列相同，只是将“T”换为“U”即可)。由于直核细胞基因结构中，内含子并不参与蛋白质的编码，故当其碱基对发生替换时，并不引起氨基酸序列改变。若序列中箭头所指碱基对GC缺失，则该基因转录产生的mRNA是“AUGCGGGAGCGGAUGUC”所决定的多肽链发生了改变：“甲硫氨酸精氨酸谷氨酸精氨酸甲硫氨酸”。,答案 (1)细胞核 转录 (2)AUGCGGGAGGCGGAUGUC (3)甲硫氨酸精氨酸谷氨酸丙氨酸天冬氨酸缬氨酸 (4)甲硫氨酸精氨酸谷氨酸精氨酸甲硫氨酸,1.有关基因结构的说法正确的是 ( ) A.乳酸菌和酵母菌基因结构中都不存在内含子和外显子 B.与mRNA上的终止密码子相对应的DNA片段位于编码 区下游的非编码区中 C.小麦细胞基因的编码区中存在非编码序列 D.基因中一个碱基对的替换就会引起生物性状的改变,解析：乳酸菌是原核生物，基因结构中没有内含子与外显子之分，酵母菌是真核生物，其基因中有内含子与外显子；与mRNA上的终止密码子相对应的DNA片段位于编码区；小麦是真核生物，编码区的内含子属于非编码序列；如果替换的是基因中内含子的碱基对，或者是外显子的但没有改变对应的氨基酸，或者是非编码区的碱基对，则不会引起生物性状的改变。,答案：C,2.若 表示正交，则能表示其反交的 是 ( ),解析：反交时应以正交的母方为父方，父方为母方，与正交相比，其核遗传状况相同，但质遗传不同细胞质遗传性状总与母方一致，表现为母系遗传。,答案：B,3.请同学们通过分析下列细胞核遗传与细胞质遗传的比 较表，与表中所代表的意思相符的一项 是 ( ),A.DNA；母系遗传；不同；有，无一定分离比 B.染色体；母系遗传；不同；有，无一定分离比 C.染色体；母系遗传；相同；有，有一定分离比 D.染色体；父系遗传；不同；有，无一定分离比,解析：细胞核遗传中遗传物质的载体是染色体；细胞质遗传的特点包括：母系遗传，正、反交的结果不同；两个亲本杂交，后代的性状会出现性状分离，但无一定的分离比。,答案：B,4.如图为果蝇染色体图， 若要对此果蝇进行染色体的脱 氧核苷酸序列的测定，那么需 要测定的染色体是 ( ) A.、Y B.、X C.、X、Y D.、X、Y,解析：由果蝇的染色体图示可知，果蝇的一个染色体组包含3条常染色体(、)和1条性染色体(X或Y)，由于X、Y性染色体上所携带的基因种类、数目及碱基序列有差异，因此需分别测定。,答案：C,5.人类神经性肌肉衰弱症是线粒体基因控制的遗传病， 如图所示的遗传图谱中，若1为患者(3表现正常)， 图中患此病的个体是 ( ) A.4、5、7 B.4、5、8 C.4、7、8 D.5、7、8,解析：线粒体基因控制的遗传病，属细胞质遗传，1患病，它可以遗传给4、5个体，5个体可以遗传给8个体。,答案：B,6.如图是真核细胞基因结构示意图。请据此回答：,(1)能编码蛋白质的核苷酸序列是 ，称为 ，它们所含的碱基比不编码蛋白质的序列的碱基数要 。 (2)若ci段中的任意三个连续的碱基发生变化，带来的结果是 。 (3)肽链是在 中形成的，信使RNA是在 中形成的。 (4)若该细胞发生分化，则是 的结果，通常分化是 的(“可逆”“不可逆”)。,(5)若此基因是血红蛋白基因，a发生异常，带来的后果 是 。 (6)若c中的一个碱基对发生变化