必修二基因对性状的控制

1、第第4 4章章 基因的表达基因的表达第第2 2节节 基因对性状的控制基因对性状的控制人教版必修人教版必修2 2 请你根据请你根据DNA复制、转录、翻复制、转录、翻译译的内容，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。 中心法则的提出 (1)提出者：克里克。 (2)内容： 遗传信息可以从_流向_，即DNA的_；也可以从DNA流向_，进而流向_，即遗传信息的_。DNADNA复制复制RNA蛋白质蛋白质转录和翻译转录和翻译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

2、一、中心法则的提出及其发展 概括了生物遗传信息的主要传递方向。概括了生物遗传信息的主要传递方向。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，科学家在某种年，科学家在某种RNARNA病毒病毒里发现里发现了一种了一种RNARNA复制酶复制酶，像，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进行复进行复制制。如：。如：烟草花叶病毒、狂犬病毒等烟草花叶病毒、狂犬病毒等RNA RNA RNA复制酶复制酶 2 2、19701970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病病

3、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构异常的是由一种结构异常的蛋白蛋白质质在脑细胞内在脑细胞内大量增值大量增值引起的。这种因错误折叠而形引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，成的结构异常的蛋白质，可能可能促使与其具有相同氨基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的形成。结构异常的蛋白质的形成。蛋白质蛋白质 蛋白质蛋白质 疯牛病疯牛病

4、学名为学名为“牛海绵状脑病，是一种发生在牛身上牛海绵状脑病，是一种发生在牛身上的进行性中枢神经系统病变，病牛脑组织呈海绵状病变，的进行性中枢神经系统病变，病牛脑组织呈海绵状病变，并出现步态不稳、平衡失调、搔痒、烦燥不安等症状，并出现步态不稳、平衡失调、搔痒、烦燥不安等症状，通常在至天内死亡。通常在至天内死亡。 受疯牛病危害的不仅是牛，受疯牛病危害的不仅是牛，人若食用了被污染了的牛肉、牛脊髓等，也有可能染上人若食用了被污染了的牛肉、牛脊髓等，也有可能染上致命的新型致命的新型克雅氏症克雅氏症 。患者脑部会出现海绵状空洞，。患者脑部会出现海绵状空洞，先是表现为焦躁不安，后导致记忆丧失，身体功能失调，

5、先是表现为焦躁不安，后导致记忆丧失，身体功能失调，最终精神错乱甚至死亡。最终精神错乱甚至死亡。1 1、你认为上述实验证据是否推翻了传统的、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法则，为什么？中心法则，为什么？2 2、根据上述资料，你认为传统的中心法则、根据上述资料，你认为传统的中心法则是否需要修改，如果需要，应如何修改是否需要修改，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（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。）可能正确的结论。）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蛋白质蛋白质 DNA DNA逆

6、转录逆转录 RNA翻译翻译转录转录 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、DNA DNA （DNA自我复制自我复制）2、DNA RNA 蛋白质蛋白质3、RNA RNA （RNA自我复制自我复制）4、RNA DNA转录转录翻译翻译逆转录逆转录 基因控制蛋白质的合成到底与基因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？控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: : 蛋白质的功能蛋白质的功能基因基因 蛋白质蛋白质

7、性状性状尝试描述基因、蛋白质与性状之间分别有什么关系尝试描述基因、蛋白质与性状之间分别有什么关系：基因指导蛋白质合成：基因指导蛋白质合成：基因控制生物体的性状：基因控制生物体的性状 ：蛋白质是生命活动的承担者和体现者：蛋白质是生命活动的承担者和体现者基因控制生物体性状的途径：基因控制生物体性状的途径：事例一：事例一：从从基因的角度基因的角度来解释孟德尔的来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆圆粒与皱粒豌豆DNADNA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基因打乱了编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶不能淀粉分支酶不能蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖含量

8、升高蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩失水而显得皱缩编码淀粉分支酶的编码淀粉分支酶的 基因正常基因正常淀粉分支酶正常合成淀粉分支酶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，有效保持淀粉含量高，有效保持 水分，豌豆显得圆鼓鼓水分，豌豆显得圆鼓鼓正常合成正常合成控制酪氨酸酶的基因异常控制酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素酪氨酸不能正常转化为黑色素缺乏黑色素表现为白化病缺乏黑色素表现为白化病事例二事例二 ：白化病：白化病这只大猩猩名为雪花，这只大猩猩名为雪花，1964年出年出生，生，

9、1966入住巴塞罗那动物园，入住巴塞罗那动物园，一生都生活在那里，一生都生活在那里，2003年死于年死于皮肤癌。它是现今发现的唯一的皮肤癌。它是现今发现的唯一的白化病大猩猩。白化病大猩猩。 这只大猩猩名为雪花，这只大猩猩名为雪花，1964年出年出生，生，1966入住巴塞罗那动物园，入住巴塞罗那动物园，一生都生活在那里，一生都生活在那里，2003年死于年死于皮肤癌。它是现今发现的唯一的皮肤癌。它是现今发现的唯一的白化病大猩猩。白化病大猩猩。 这只大猩猩名为雪花，这只大猩猩名为雪花，1964年出年出生，生，1966入住巴塞罗那动物园，入住巴塞罗那动物园，一生都生活在那里，一生都生活在那里，2003

10、年死于年死于皮肤癌。它是现今发现的唯一的皮肤癌。它是现今发现的唯一的白化病大猩猩。白化病大猩猩。 这只大猩猩名为雪花，这只大猩猩名为雪花，1964年出年出生，生，1966入住巴塞罗那动物园，入住巴塞罗那动物园，一生都生活在那里，一生都生活在那里，2003年死于年死于皮肤癌。它是现今发现的唯一的皮肤癌。它是现今发现的唯一的白化病大猩猩。白化病大猩猩。 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代谢谢过程，进而控制生物体的过程，进而控制生物体的性状性状。间接控制间接控制导致导致CFTR蛋白蛋白缺少苯丙氨酸缺少苯丙氨酸，影响了影响了CFTR蛋白结构蛋白结构使使CFTR转运氯离子的功能异常

11、转运氯离子的功能异常患者支气管内黏液增多，支气管管腔受阻，患者支气管内黏液增多，支气管管腔受阻，细菌大量繁殖，肺部功能严重受损细菌大量繁殖，肺部功能严重受损编码跨膜蛋白（编码跨膜蛋白（CFTR）的基因）的基因缺失缺失了了3个碱基对个碱基对 血红蛋白形成的血红蛋白形成的基因中碱基对变化基因中碱基对变化血红蛋白的结构血红蛋白的结构发生变化发生变化红细胞呈红细胞呈镰刀状镰刀状容易破裂，患溶血性贫血容易破裂，患溶血性贫血控制血红蛋白形成的控制血红蛋白形成的基因正常基因正常血红蛋白的结构正常血红蛋白的结构正常红细胞呈红细胞呈圆饼状圆饼状不容易破裂不容易破裂 基因通过控制基因通过控制蛋白质的结构蛋白质的结

12、构直直接控制生物体的接控制生物体的性状性状。直接控制直接控制 控制控制酶的合成酶的合成来控制代谢来控制代谢 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单个基因控制的，上述涉及的性状都是由单个基因控制的，生物体性状都是由单个基因决定的吗？生物体性状都是由单个基因决定的吗？基因控制生物体性状的途径：基因控制生物体性状的途径：（1）甜豌豆的紫花和白花是一对相对性状，其基因决定花色过程甜豌豆的紫花和白花是一对相对性状，其基因决定花色过程如下：如下： 基因基因A 基因基因B 酶酶A 酶酶B 前体物质（白色）前体物质（白色）中间物质（白色

13、）中间物质（白色）紫色素紫色素（紫色）（紫色）（2）孟德尔孟德尔曾记载过两个曾记载过两个豌豆豌豆品种：一个品品种：一个品种的性状是开紫色的花，结褐色的种子，叶腋种的性状是开紫色的花，结褐色的种子，叶腋上有一个黑斑；另一个品种的性状是开白色的上有一个黑斑；另一个品种的性状是开白色的花，结淡色的种子，叶腋上没有黑斑。这两个花，结淡色的种子，叶腋上没有黑斑。这两个品种的两组性状总是一起出现品种的两组性状总是一起出现. 有些性状是由多个基因决定的，有的基因可决定或影响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。多个性状。单个基因单个基因对性状的控制：对性状的控制：多个基因对性状的控制：多

14、个基因对性状的控制：1. 1.豌豆的圆粒和皱粒豌豆的圆粒和皱粒 2.2.人的白化症人的白化症3.3.囊性纤维病囊性纤维病 4.4.镰刀型贫血症镰刀型贫血症人的身高：人的身高：不完全由基因决定，不完全由基因决定，后天的营养和体育后天的营养和体育锻炼也有重要作用锻炼也有重要作用如图同一株水毛茛，裸露在空气中的叶是如图同一株水毛茛，裸露在空气中的叶是扁平的叶片，而浸在水中的叶片深扁平的叶片，而浸在水中的叶片深 成丝状。成丝状。(1)这两种形态的叶，其细胞的基因组成有这两种形态的叶，其细胞的基因组成有何关系？何关系？水毛茛水毛茛(gn) 基因型与表现型的关系基因型与表现型的关系(2)这两种叶片的不同形

15、态是什么因素造成的？这两种叶片的不同形态是什么因素造成的？(3)由由(1)(2)你能得出什么结论？你能得出什么结论？基因型基因型 + + 环境因素环境因素表现型表现型 = =即表现型是基因型与环境相互作用的结果即表现型是基因型与环境相互作用的结果3 3、基因与基因、基因与基因产物、基因与环境基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的综复杂而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的性状性状1 1、表现型（性状）是基因型与环境相、表现型（性状）是基因型与环境相

16、互作用的结果互作用的结果基因对性状控制的复杂性：基因对性状控制的复杂性： 海龟产卵后会将卵埋海龟产卵后会将卵埋在沙中，卵埋的深度在沙中，卵埋的深度和温度的不同，决定和温度的不同，决定了小海龟的性别。了小海龟的性别。 母亲患病，所有后代都患病。母亲患病，所有后代都患病。属于母系遗传属于母系遗传观察两个家系图，这两种病有什么遗传特点？观察两个家系图，这两种病有什么遗传特点？ 细胞质中的细胞质中的叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体内含有少量内含有少量的的DNA，其上的基因，叫做细胞质基因。其上的基因，叫做细胞质基因。 细胞质基因能进行细胞质基因能进行半自主自我复制半自主自我复制。 DNADNA的分布的分布

17、主要在染色体上主要在染色体上细胞质内细胞质内细胞核遗传细胞核遗传细胞质遗传细胞质遗传生物的遗传生物的遗传（所以说，染（所以说，染色体是色体是DNADNA的主的主要载体）要载体）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 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，如：些疾病多与脑部和肌肉有关，如：线粒体脑肌病线粒体脑肌病：乳酸中毒，中风样发作综合症，母系遗传病。表现：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

18、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，受精卵的细胞质主要是接受来自母亲的卵细胞受精过程中，受精卵的细胞质主要是接受来自母亲的卵细胞不符合不符合母本母本特点：只能通过母亲遗传给后代（母系遗传）特点：只能通过母亲遗传给后代（母系遗传）知识整合知识整合练习：练习：1、下列对基因型与表现型关系的叙述，错、下列对基因型与表现型关系的叙述，错误的是误的是（ ） 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基因型相同，表现型一定相同基因型

19、相同，表现型一定相同 C在相同的生活环境中，基因型相同，表在相同的生活环境中，基因型相同，表现型一定相同现型一定相同 D在相同的生活环境中，表现型相同，基在相同的生活环境中，表现型相同，基因型不一定相同因型不一定相同2、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，F1在在强光低温条件下开红花，在遮阳高温条件下开白花，强光低温条件下开红花，在遮阳高温条件下开白花，这个实例说明（这个实例说明（ ） 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 3、 甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由非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基因（在两个显性基因（A合合B），花中的紫色素才能合），花中的紫色素才能合成。下列说法中，正确的是（成。下列说法中，正确的是（ ） 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、基因在控制生物体的性状上是互不干扰的、基