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第2節(jié)基因?qū)π誀畹目刂?一 中心法則的提出及其發(fā)展 二 基因 蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系 三 基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系 重點 難點 教學重難點 1 基因表達過程中基因 信使RNA 轉(zhuǎn)移RNA 氨基酸 蛋白質(zhì)之間的關(guān)系 2 基因控制性狀的原理 基因控制性狀的原理 一 中心法則的提出及其發(fā)展 閱讀P68想考以下問題 1 中心法則的提出者 3 畫出中心法則圖解 轉(zhuǎn)錄 DNA RNA 翻譯 蛋白質(zhì) 克里克 2 中心法則的主要內(nèi)容 1 遺傳信息可以從DNA流向DNA 即DNA是自我復制 2 也可以從DNA流向RNA 即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 3 進而流向蛋白質(zhì) 即遺傳信息的翻譯 4 遺傳信息不能從蛋白質(zhì)傳遞到蛋白質(zhì) 也不能從蛋白質(zhì)流向RNA或DNA 4 中心法則是指 以DNA自身為模板合成 以DNA的一條鏈為模板合成以信使RNA為模板合成從而決定生物的叫中心法則 資料分析 閱讀P69頁 1965年 科學家發(fā)現(xiàn)RNA可復制 1970年 科學家發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶 以RNA為模板合成DNA 1982年 科學家發(fā)現(xiàn)瘋牛病是由一種結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)大量 增值 引起的疾病 子代DNA RNA 蛋白質(zhì) 性狀表現(xiàn) 5 中心法則的發(fā)展 6 對原有中心法則進行補充 如何補充 說明 前面兩個已經(jīng)完全確認 后面一個沒有完全確認 轉(zhuǎn)錄 DNA RNA 翻譯 蛋白質(zhì) 遺傳信息可以從RNA反過來流向DNA 如致癌RNA病毒 遺傳信息可以從RNA流向RNA 如RNA腫瘤病毒 遺傳信息可以從蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì) 如瘋牛病病毒 逆轉(zhuǎn)錄 生物的一切遺傳性狀都是受基因控制的 二 基因 蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系 DNA分子 基因 的脫氧核苷酸的排列順序 信使RNA中核糖核苷酸的排列順序 多肽鏈中氨基酸的排列順序 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的特異性 決定生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀 DNA中插入了一段外來的DNA序列 打亂了編碼淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶不能 蔗糖不能合成為淀粉 蔗糖含量升高 淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮 正常合成 皺粒 淀粉分支酶正常合成 淀粉含量高 有效保持水分 豌豆顯得圓鼓鼓 圓粒 編碼淀粉分支酶的基因正常 蔗糖合成為淀粉 淀粉含量升高 基因是如何控制性狀的 閱讀P69頁 從基因的角度來解釋豌豆的圓粒與皺粒 控制酪氨酸酶的基因異常 酪氨酸酶不能正常合成 酪氨酸不能轉(zhuǎn)化為黑色素 缺乏黑色素表現(xiàn)為白化病 從基因的角度來解釋人的白化病現(xiàn)象 控制酶形成的基因正常 酪氨酸酶正常合成 酪氨酸能轉(zhuǎn)化為黑色素 表現(xiàn)正常 基因控制性狀的途徑一是 基因通過控制酶的合成來控制代謝過程 進而控制生物的性狀 閱讀P70頁了解鐮刀型細胞貧血癥的病因 正常型紅細胞 鐮刀型細胞貧血癥紅細胞 途徑二 基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀 從基因的角度來解釋鐮刀型細胞貧血癥 編碼血紅蛋白的基因中一個堿基變化 血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化 紅細胞成鐮刀型 容易破裂 患溶血性貧血 CFTR蛋白基因缺失了三個堿基 堿基缺失 CFTR蛋白缺少一個丙苯氨酸 結(jié)構(gòu)異常 導致功能異常 患者支氣管內(nèi)黏液增多 黏液清除困難 細菌繁殖 肺部感染 從基因的角度來解釋囊性纖維病 小組討論 請構(gòu)建基因 蛋白質(zhì) 性狀三者關(guān)系的概念圖 基因 酶的合成 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 性狀 控制 控制 直接控制 控制 間接控制 結(jié)構(gòu)基因 直接控制作用 調(diào)節(jié)基因 間接控制作用 結(jié)構(gòu)蛋白 細胞結(jié)構(gòu) 酶或激素 細胞代謝 細胞代謝 遺傳學家曾經(jīng)做過這樣的實驗 長翅果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)環(huán)境溫度為25 將孵化后4 7d的長翅果蠅幼蟲放在35 37 的環(huán)境中處理6 24h后 得到了一些殘翅果蠅 這些殘翅果蠅在正常溫度下繁殖的后代仍然是長翅果蠅 環(huán)境 如溫度和pH值 通過影響酶的活性 來影響基因?qū)π誀畹目刂?三 基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系 說明什么 表現(xiàn)型 基因型 環(huán)境條件 基因與性狀并不是都是一一對應的簡單的線性關(guān)系 一種性狀由多個基因控制 而還受到環(huán)境因素的影響 四 細胞質(zhì)基因 細胞質(zhì)遺傳 指存在于細胞質(zhì)結(jié)構(gòu)中的遺傳物質(zhì) 與核基因一樣具有穩(wěn)定性 連續(xù)性和變異性 如葉綠體 線粒體 特點 1 DNA分子半自主性復制 2 能轉(zhuǎn)錄和翻譯某些蛋白質(zhì)的合成 3 母系遺傳 只能通過母親遺傳給后代 閱讀P70頁了解基因與性狀的關(guān)系 細胞質(zhì)基因 如何判斷遺傳方式為 細胞質(zhì)遺傳 2008上海 中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)傳遞與表達的過程 請回答下列問題 1 a b c d所表示的四個過程依次分別是 和 2 需要tRNA和核糖體同時參與的過程是 用圖中的字母回答 DNA復制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 逆轉(zhuǎn)錄 c 3 a過程發(fā)生在真核細胞分裂的 期 4 在真核細胞中 a和b兩個過程發(fā)生的主要場所是 5 能特異性識別信使RNA上密碼子的分子是 后者所攜帶的分子是 6 RNA病毒的遺傳信息傳遞與表達的途徑有 間 細胞核 tRNA 氨基酸 3 在A B C D四支試管內(nèi)都加入一定量的水和ATP 都加入若干種酶 另外 A 加入DNA 脫氧核苷酸B 加入RNA 脫氧核苷酸C 加入DNA 核糖核苷酸D 加入RNA 核糖核苷酸請根據(jù)實驗結(jié)果回答下列問題 1 據(jù)分析 A B管內(nèi)產(chǎn)物相同 但A管內(nèi)是 過程 B管內(nèi)是過程 2 據(jù)分析 C D管內(nèi)產(chǎn)物相同 但C管內(nèi)是 過程 D管內(nèi)是過程 3 加入C管內(nèi)DNA有60對堿基 那么 C管內(nèi)產(chǎn)物中最多含有個堿基 有密碼子個 4 B與A相比 必須有酶 DNA復制 逆轉(zhuǎn)錄 轉(zhuǎn)錄 RNA復制 60 20 逆轉(zhuǎn)錄 2 某種牧草體內(nèi)形成氰的途徑為 前體物質(zhì) 產(chǎn)氰糖苷 氰 基因A控制前體物質(zhì)生成產(chǎn)氰糖苷 基因B控制產(chǎn)氰糖苷生成氰 表現(xiàn)型與基因型之間的對應關(guān)系如下表 1 在有氰牧草 AABB 后代中出現(xiàn)的突變個體 AAbb 因缺乏相應的酶而表現(xiàn)無氰性狀 如果基因b與B的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物之間只有一個密碼子的堿基序列不同 則翻譯至mRNA的該點時發(fā)生的變化可能是 編碼的氨基酸 或者是 種類 不同 合成終止 或翻譯終止 2 與氰形成有關(guān)的二對基因自由組合 若兩個無氰的親本雜交 F1均表現(xiàn)為氰 則F1與基因型為aabb的個體雜交 子代的表現(xiàn)型及比例為 有氰 無氰 1 3 或有氰 有氰糖苷 無氰 無氰糖苷 無氰 1 1 2 1 B和b基因控制翻譯出的蛋白質(zhì)不同 是因為轉(zhuǎn)錄的mRNA上的一個密碼子不同 突變后 可能編碼另外一種氨基酸 或者直接突變?yōu)榻K止密碼 使肽鏈合成終止 2 兩個無氰的親本基因型是A bb和aaB 或aabb 又知道F1均表現(xiàn)為氰 A B 所以推知親本的基因型為AAbb和aaBB F1為AaBb AaBb和aabb進行測交 后代的基因型為AaBb Aabb aaBb aabb四種 表現(xiàn)型為有氰 無氰 1 3 或有氰 有產(chǎn)氰糖苷 無氰 無產(chǎn)氰糖苷 無氰 1 1 2 2009上海 甲型H1N1流感病毒能在宿主細胞內(nèi)繁殖 其主要原因是該病毒 A 基因組變異過快B 基因復制和表達過程過于簡單C 基因和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與宿主的相似性很高D 利用宿主細胞的酶完成基因復制和表達 D 2 基因控制性狀表現(xiàn)的主要途徑及途徑是 A RNA蛋白質(zhì) 性狀 B DNA蛋白質(zhì) 性狀 C RNADNA蛋白質(zhì) 性狀 D DNARNA蛋白質(zhì) 性狀 D 習題答案 一 基礎(chǔ)題 1 A 2 1 2 3 二 拓展題 1 提示 紅眼基因正常是形成紅艷的必要而非充分條件 紅眼基因正常 而且其他涉及紅眼形成的基因也正常時 過硬的紅眼才能形成 如果紅眼基因不正常 即使所有其他涉及紅眼形成的基因都正常 果蠅的紅眼也不能形成 2 提示 生物體內(nèi)基因的數(shù)目多 作用方式復雜 難以單獨對其進行研究 生物體的異常性狀為科學家研究相關(guān)基因的作用提供了一個突破口 是科學家能夠從異常性狀入手 分析性狀異常的個體的基因與正常個體的基因是否存在區(qū)別 存在哪些區(qū)別等問題 從而建立起性狀與基因的對應關(guān)系 因為性狀是有基因控制的 如果某一性狀發(fā)生異常 并且能夠穩(wěn)定遺傳 說明控制該形狀的基因發(fā)生了突變 根據(jù)異常性狀的遺傳方