高中生物会考第八讲基因对性状的控制

高中生物会考第八讲基因对性状的控制第一页，共三十三页，编辑于2023年，星期六一、认识基因（结构、功能）（一）基因的提出：孟德尔“遗传因子”；约翰逊“基因”（二）基因概念的发展（了解）：1.摩尔根：基因在染色体上的线性排列。2.比德尔和泰特姆：“一基因一酶说”另：“一基因一肽链说”3.艾弗里：基因本质为DNA。4.沃森、克里克：DNA的双螺旋结构。基因是DNA分子上的一段核苷酸序列，是遗传的功能单位，可编码一段肽链或者RNA。含义相同（果蝇）肺炎双球菌体外转化实验第二页，共三十三页，编辑于2023年，星期六5.雅各布、莫诺：大肠杆菌乳糖代谢的调节机制实验。基因功能上是可分的：结构基因：编码结构蛋白或酶调节基因：编码作用于结构基因的激活蛋白或阻遏蛋白启动基因/启动子：RNA聚合酶结合的部位操纵基因/操作子：激活蛋白或阻遏蛋白结合的部位另：转录而不翻译的基因：转录成tRNA和rRNA。转录且翻译不转录第三页，共三十三页，编辑于2023年，星期六（三）基因的现代含义1.断裂基因：真核生物外显子内含子2.重叠基因：3.可动基因：转座因子（四）基因的概念：小结基因是遗传的基本物质和功能单位，它携带了逐代传递的信息，是组成一个转录区域和转录调节的一段DNA序列。基因是DNA分子上有遗传功能的片段，是遗传的结构和功能的基本单位。有限的DNA序列储存更多的遗传信息第四页，共三十三页，编辑于2023年，星期六原核生物基因真核生物基因RNA聚合酶结合位点（启动子）非编码区非编码区编码区（连续的）非编码区非编码区编码区（不连续的）内含子外显子补：真、原核生物的基因结构第五页，共三十三页，编辑于2023年，星期六小结——染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系：染色体是DNA的载体，没有染色单体时，每一条染色体含一个DNA分子，间期DNA复制后，每条染色体含有两条姐妹染色单体，此时每条染色体含有两个DNA分子。基因是DNA分子上有遗传效应的片段。一个DNA分子上有很多基因。每个基因有成百上千个脱氧核苷酸组成。（DNA分子上还有很多没有遗传效应的片段。）基因分为编码区和非编码区。真核生物的编码区不连续，分为外显子和内含子。（非编码区和真核生物编码区的内含子不编码蛋白质，但有遗传效应，例如，调节等）第六页，共三十三页，编辑于2023年，星期六二、基因的表达（一）遗传信息的转录1.RNA的结构：（1）基本单位：核糖核苷酸（2）结构：单链（3）种类：核糖磷酸碱基：AUGCP核糖碱基信使RNA（mRNA）:接受遗传信息,作为蛋白质合成的模板转运RNA（tRNA）:转运特定的氨基酸核糖体RNA（rRNA）:核糖体的组成成分第七页，共三十三页，编辑于2023年，星期六（1）场所：（2）条件：（3）转录过程：模板：原料：能量：酶：基因的一条链游离的核糖核苷酸ATPDNA解旋酶、RNA聚合酶细胞核（主要）、线粒体、叶绿体2.转录：解旋

合成

释放

加工螺旋第八页，共三十三页，编辑于2023年，星期六（二）遗传信息的翻译1.翻译：（1）概念：（2）场所：核糖体（3）运载工具：tRNA（4）碱基配对:A-U;U-A;G-C;C-G（5）过程：2.密码子：（1）概念：？为什么是3个碱基组成一个密码子呢？（2）种类：64种；决定氨基酸的是61种；起始密码终止密码（3）密码子表：1.核糖体和mRNA结合2.两氨基酸依次进入位点（tRNA和mRNA配对）3.脱水缩合，形成肽键4.核糖体移动三个碱基（一个密码子）5.氨基酸进入位点mRNA上决定一个特定氨基酸的碱基三联体第九页，共三十三页，编辑于2023年，星期六（4）密码子的特点：①连续性：两密码子间无核苷酸隔开②简并性：多数氨基酸有几个密码子③转移性（摆动性）：密码子第三个碱基的改变常不引起氨基酸的改变④通用性：病毒、原核生物、真核生物通用。⑤特殊密码子：终止密码、起始密码第十页，共三十三页，编辑于2023年，星期六3.反密码子：（1）概念：（2）种类：61种第十一页，共三十三页，编辑于2023年，星期六注：中心法则：第十二页，共三十三页，编辑于2023年，星期六转录翻译信息传递时间场所原料模板碱基互补配对产物小结：DNA分子的复制、转录及翻译过程比较DNA→DNADNA→RNARNA→蛋白质细胞分裂间期整个生命过程整个生命过程细胞核细胞核细胞质中核糖体脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸DNA分子两条链DNA分子一条链信使RNAA-T，T-A

G-C，C-GA-U，T-A

G-C，C-GA-U，U-A

G-C，C-G两个双链DNA一条单链RNA多肽或蛋白质DNA分子复制第十三页，共三十三页，编辑于2023年，星期六三、基因与性状（一）基因与性状的关系1.基因控制性状，蛋白质体现性状2.基因控制性状的两种途径3.基因不是影响性状的唯一因素，性状还受环境影响（1）通过控制蛋白质的分子结构控制性状如：镰刀型细胞贫血症（2）通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控

制生物个体性状表现

如：黑色素的形成第十四页，共三十三页，编辑于2023年，星期六（二）基因突变1.概念：指基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或改变。？哪种改变对生物的影响最小？？说说基因突变与染色体结构变异的区别？2.原因：（1）外因（物理因素、化学因素、生物因素）

（2）内因（DNA复制时，碱基对的替换、插入和缺失）3.特征：普遍性、低频性、可逆性、多方向性、随机性、有害性4.时期：DNA复制时，即细胞分裂的间期5.种类：（1）自然突变：生物受自然界物理、化学、生物因素的影响，发生基因突变。

（2）人工诱变：人工使用物理、化学的方法处理生物，促使其发生基因突变。？区分依据是什么？人工诱变符合自然突变的六大特征吗第十五页，共三十三页，编辑于2023年，星期六（三）基因重组1.概念：生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。2.方式（原因）：非同源染色体上的非等位基因的自由组合：减Ⅰ后期同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换：减Ⅰ前期3.结果：产生新的基因型，产生新的性状组合4.应用：杂交育种6.结果：可能产生新的基因（等位基因），从而可能产生新性状。7.意义：生物进化；生物多样性8.应用：诱变育种第十六页，共三十三页，编辑于2023年，星期六补：染色体变异1.染色体变异的种类及特例：2.染色体组：3.单倍体、多倍体：特例：三倍体西瓜第十七页，共三十三页，编辑于2023年，星期六小结：变异的类型可遗传的变异：遗传物质发生了改变，其后代将继承这种改变。不可遗传的变异：由环境不同引起，遗传物质没有改变，不能进一步遗传给后代。如肥沃土壤与贫瘠土壤中的植物不同。染色体结构变异：染色体数目变异非整倍变异：整倍变异：整个染色体组增减（单倍体、多倍体）基因突变：单个的基因改变，基因

变成原基因的等位基因染色体变异基因重组：现有的基因分离后重新

组合。缺失、易位倒位、重复单个染色体的增减第十八页，共三十三页，编辑于2023年，星期六基因重组基因突变染色体变异概念因基因的重新组合而产生的变异基因结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失和替换染色体结构或数目变化而引起的变异类型①非同源染色体上的非等位基因自由组合②同源染色体上的非姐妹染色单体之间交叉互换①自然状态下发生的——自然突变②人为条件下发生的——诱发突变①染色体结构变异②染色体数目变异适用范围真核生物进行有性生殖产生配子时在核遗传中发生任何生物均可发生（包括原核、真核生物及非细胞结构的生物）真核生物核遗传中发生产生结果只改变基因型，未发生基因的改变，既无“质”的变化，也无“量”的变化产生新的基因，发生基因“种类”的改变或“质”的改变，但量未变可引起基因“数量”上的变化意义形成多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料对生物进化有一定意义育种应用杂交育种诱变育种单倍体、多倍体育种第十九页，共三十三页，编辑于2023年，星期六杂交育种诱变育种单倍体多倍体转基因依据原理基因重组基因突变染色体变异基因重组配子直接发育，再加倍成纯种染色体成倍增加常用方法（1）杂交→选优→自交→（选优→自交）n→纯种（2）杂交→杂种物理方法（辐射、激光）化学方法花药离体培养，再用秋水仙素加倍秋水仙素处理萌发的种子或幼苗重组DNA技术优点使位于不同个体的优良性状集中于一个个体上可以提高变异频率或出现新性状，加速育种进程明显缩短育种年限器官大，提高产量和营养成分目的性强，定向培育新品种;克服种间界限缺点时间长，需及时发现优良性状目的性差，有利变异少，技术复杂一些，须与杂交育种配合适用于植物，在动物方面难以开展技术要求高小结：几种育种方法的比较第二十页，共三十三页，编辑于2023年，星期六四、转基因生物和转基因食品

（一）重组DNA技术1.概念：2.步骤：3.意义：4.应用：基因工程育种第二十一页，共三十三页，编辑于2023年，星期六（二）转基因生物和转基因食品1.转基因生物：由于目的基因导入，引起原有遗传物质组成改变的生物2.转基因食品：用转基因生物生产或制造的食品、食品原料及食品添加剂等3.转基因生物、食品的优势：（1）转基因植物：抗虫、抗逆、耐储存、提高营养价值、改善食品风味（2）转基因动物：体型巨大品质优良、哺乳动物乳腺细胞表达出激素、抗体、酶等（3）转基因微生物：产生转基因药物（胰岛素、干扰素）3.转基因生物的风险：（1）有风险：生物多样性、生态环境、人类健康（2）无风险：加工过程基因活性丧失、人类消化第二十二页，共三十三页，编辑于2023年，星期六五、基因组和人类基因组1.基因组概念：一个单倍体细胞核中，一个细胞器（如线粒体、叶绿体）中或一个病毒中所包含的全部DNA（或RNA）分子的总称。2.基因组类型：核基因组、线粒体基因组、叶绿体基因组、病毒基因组第二十三页，共三十三页，编辑于2023年，星期六3.人类基因组：人类核基因组（1）概念：是指单倍体细胞中整套染色体，即22条常染色体，一条X染色体和一条Y染色体所具有的全部DNA分子。（2）特征：31.647亿个碱基对，约3～3.5万个基因。分为编码序列和非编码序列，能编码蛋白质的序列仅占3%？基因组和一个染色体组所含的DNA相同吗？？果蝇的基因组包含多少条染色体上的DNA？水稻？玉米？？编码序列、非编码序列的含义？第二十四页，共三十三页，编辑于2023年，星期六六、人类基因组计划1.启动：2.目标：3.意义：4.正负面效应分析：正面：（1）了解复杂疾病基因，从而进行基因诊断和基因治疗（2）出生时通过遗传分析进行遗传病的风险预测和预防（3）相关产业的发展负面：（1）带来“疾病基因组”和“正常基因组”的遗传歧视（2）利用人种基因差异制造“种族选择性生物灭绝武器”（3）发达国家可能争夺发展中国家的基因资源第二十五页，共三十三页，编辑于2023年，星期六七、人类常见遗传病的类型1.单基因遗传病（1）概念：受一对等位基因控制的遗传病（2）分类：常染色体显性病：常染色体隐形病：伴X染色体显性病：伴X染色体隐形病：伴Y染色体遗传病：多指、并指、软骨发育不全白化病、镰刀型细胞贫血症、苯丙酮尿症、先天聋哑抗VD佝偻病色盲、血友病外耳道多毛第二十六页，共三十三页，编辑于2023年，星期六2.多基因遗传病（1）概念：受两对以上的等位基因控制的人类遗传病（2）特点：与环境因素有关；发病有家族聚集倾向；群体发病率高。（3）类型：唇裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病3.染色体异常遗传病（1）概念：有染色体畸变引起的疾病（2）分类：染色体结构异常——猫叫综合征染色体数目异常——21三体第二十七页，共三十三页，编辑于2023年，星期六八、人类遗传病的预防、监测、治疗1.预防、监测、治疗的相应方法：1、以人群为检测对象2、以大的医院为检测对象1、群体普查和普防2、家族调查3、携带者检出4、婚姻和计划生育指导药物治疗、手术治疗、饮食治疗、基因治疗遗传病监测预防治疗第二十八页，共三十三页，编辑于2023年，星期六2.优生工作的主要措施：

禁止近亲结婚；进行遗传咨询；提倡“适龄生育”；产