基因對性狀控制

1、 同一株水毛茛裸露在空氣中的葉和浸泡在水中的葉表現同一株水毛茛裸露在空氣中的葉和浸泡在水中的葉表現出兩種不同的形態(tài)。出兩種不同的形態(tài)。2、這兩種形態(tài)的葉，其細胞的基因、這兩種形態(tài)的葉，其細胞的基因組成一樣嗎？組成一樣嗎？3、你還能提出什么問題？、你還能提出什么問題？ 水中的葉比空氣中的葉要狹小一些。水中的葉比空氣中的葉要狹小一些。 基因組成應該一樣，由一個受精基因組成應該一樣，由一個受精卵發(fā)育而來。卵發(fā)育而來。 為什么葉片細胞的基因組成相同，為什么葉片細胞的基因組成相同，而葉片卻表現出明顯的不同？而葉片卻表現出明顯的不同？ 1、這兩種葉形有什么不同？、這兩種葉形有什么不同？問題探討問題探討根據

2、根據DNA復制、基因指導蛋白復制、基因指導蛋白質合成過程，畫一張遺傳信息質合成過程，畫一張遺傳信息的傳遞方向圖的傳遞方向圖動動手動動手以DNA自身為模板合成子代DNA，以DNA的一條鏈為模板合成RNA，以信使RNA為模板合成蛋白質從而決定生物的性狀表現，叫中心法則。 人和動植物及絕大多數微生物的遺傳信息傳遞都遵循這一法則。一、中心法則一、中心法則DNADNARNARNA蛋白質蛋白質轉錄轉錄翻譯翻譯復復制制的提出及其發(fā)展的提出及其發(fā)展?1、1965年，科學家在年，科學家在RNA病毒里發(fā)現了一種病毒里發(fā)現了一種RNA復制酶，像復制酶，像DNA復制酶能對復制酶能對DNA進行復制進行復制一樣，一樣，R

3、NA復制酶能對復制酶能對RNA進行復制。進行復制。2、1970年，科學家在致癌的年，科學家在致癌的RNA病毒中發(fā)現逆病毒中發(fā)現逆轉錄酶，它能以轉錄酶，它能以RNA為模板合成為模板合成DNA。3、1982年，科學家發(fā)現瘋牛病是由一種結構異年，科學家發(fā)現瘋牛病是由一種結構異常的蛋白質在腦細胞內大量增殖引起的。這種因常的蛋白質在腦細胞內大量增殖引起的。這種因錯誤折疊而形成的結構異常的蛋白質，錯誤折疊而形成的結構異常的蛋白質，可能可能促使促使與其具有相同氨基酸序列的蛋白質發(fā)生同樣的折與其具有相同氨基酸序列的蛋白質發(fā)生同樣的折疊錯誤，從而導致大量結構異常的蛋白質形成。疊錯誤，從而導致大量結構異常的蛋白質

4、形成。2. 歷史的步伐歷史的步伐中心法則的發(fā)展中心法則的發(fā)展 先閱讀書本先閱讀書本P P6969頁的三個資料并回答后面的問題。頁的三個資料并回答后面的問題。1 1、沒有推翻中心法則，實驗證據指出了原有中心法則所、沒有推翻中心法則，實驗證據指出了原有中心法則所沒有包含的遺傳信息的可能傳遞途徑，是對原有中心法則的沒有包含的遺傳信息的可能傳遞途徑，是對原有中心法則的補充而非否定。補充而非否定。 2 2、補充：、補充：遺傳信息可以從遺傳信息可以從RNARNA反過來流向反過來流向DNADNA，如致癌，如致癌RNARNA病毒；病毒；遺傳信息可以從遺傳信息可以從RNARNA流向流向RNARNA，如，如RNA

5、RNA腫瘤病毒；腫瘤病毒；遺傳信息可以從蛋白質流向蛋白質，如瘋牛病病毒。遺傳信息可以從蛋白質流向蛋白質，如瘋牛病病毒。 說明：前面兩個已經完全確認，后面一個沒有完全確認。說明：前面兩個已經完全確認，后面一個沒有完全確認。中心法則是生命體系中中心法則是生命體系中最核心、最簡最核心、最簡約、最本質約、最本質的規(guī)律，掌握中心法則對生命的規(guī)律，掌握中心法則對生命本質的把握有著重要作用。本質的把握有著重要作用。3、補充修正的中心法則、補充修正的中心法則DNADNA轉錄轉錄復復制制蛋白質蛋白質翻譯翻譯RNARNA復制復制RNARNA二、基因、蛋白質與性狀的關系二、基因、蛋白質與性狀的關系蛋白質是生命活動的

6、主要承擔者和蛋白質是生命活動的主要承擔者和體現者。體現者。 蛋白質是如何承擔生命活動的呢？蛋白質是如何承擔生命活動的呢？ 結構功能，催化功能；運輸載體功能；結構功能，催化功能；運輸載體功能；調節(jié)功能；免疫功能。調節(jié)功能；免疫功能。 下面我們再通過具體的實例來看基因、下面我們再通過具體的實例來看基因、蛋白質與生物性狀之間的關系。蛋白質與生物性狀之間的關系。1 1、豌豆的圓粒和皺粒這一對相對性狀。、豌豆的圓粒和皺粒這一對相對性狀。編碼淀粉分支酶的基因正常。編碼淀粉分支酶的基因正常。淀粉分支酶淀粉分支酶正常合成。正常合成。蔗糖合成淀粉，淀粉含量升高。蔗糖合成淀粉，淀粉含量升高。淀粉含量高，有效保留水

7、分，豌淀粉含量高，有效保留水分，豌豆顯得圓鼓鼓（性狀：圓粒）。豆顯得圓鼓鼓（性狀：圓粒）。 DNA DNA中插入了一段外來的中插入了一段外來的DNADNA序列，打序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因亂了編碼淀粉分支酶的基因( (基因增添基因增添) )淀粉分支酶淀粉分支酶不能正常合成。不能正常合成。蔗糖不能合成淀粉，蔗糖含量升高。蔗糖不能合成淀粉，蔗糖含量升高。淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮（性狀：皺粒）?？s（性狀：皺粒）。白白化化病病 白化病是一白化病是一種較常見的皮膚種較常見的皮膚及其附屬器官黑及其附屬器官黑色素缺乏所引起色素缺乏所引起的疾病。的疾病。 這類病

8、人通這類病人通常是全身皮膚、常是全身皮膚、毛發(fā)、眼睛缺乏毛發(fā)、眼睛缺乏黑色素，表現出黑色素，表現出怕光等行為怕光等行為 控制酶形成的基因異控制酶形成的基因異常。常。酪氨酸酶不能酪氨酸酶不能正正常合成。常合成。酪氨酸不能轉化成酪氨酸不能轉化成黑色素。黑色素。缺乏黑色素而表現缺乏黑色素而表現為白化病。為白化病。2 2、白化病。、白化病?？刂泼感纬傻幕蚩刂泼感纬傻幕蛘！Ｕ?。酪氨酸酶酪氨酸酶正常合正常合成。成。酪氨酸正常轉化成酪氨酸正常轉化成黑色素。黑色素。表現正常。表現正常。 這兩個例子來看，大家可以總結出基因是如何控制生物的這兩個例子來看，大家可以總結出基因是如何控制生物的性狀的？性狀的？

9、CFTRCFTR基因缺失了三個堿基基因缺失了三個堿基( (堿基缺失堿基缺失) )CFTRCFTR蛋白缺少一個蛋白缺少一個丙苯氨酸丙苯氨酸，結構結構異異常，導致功能異常。常，導致功能異常?；颊咧夤軆瑞ひ涸龆唷；颊咧夤軆瑞ひ涸龆唷ｐひ呵宄щy，細菌繁殖，肺部感染。黏液清除困難，細菌繁殖，肺部感染。3 3、囊性纖維病。、囊性纖維病。控制血紅蛋白形成基因的控制血紅蛋白形成基因的一個堿基一個堿基發(fā)生變化。（堿基替換）發(fā)生變化。（堿基替換）血紅蛋白的血紅蛋白的結構結構發(fā)生變化。發(fā)生變化。紅細胞呈鐮刀狀。紅細胞呈鐮刀狀。紅細胞容易破裂，患溶血性貧血紅細胞容易破裂，患溶血性貧血 這兩個例子來看，大家可以總

10、結出基因是如何控制生物的這兩個例子來看，大家可以總結出基因是如何控制生物的性狀的？性狀的？4 4、鐮刀型貧血癥。、鐮刀型貧血癥?？刂瓶刂频鞍踪|分子的結構蛋白質分子的結構來直接控來直接控制生物的性狀。制生物的性狀。 基因、蛋白質與性狀的關系總結：基因、蛋白質與性狀的關系總結：基因基因酶或激素酶或激素結構蛋白結構蛋白細胞代謝細胞代謝細胞結構細胞結構生物性狀生物性狀生物性狀生物性狀三、基因型和表現型的關系三、基因型和表現型的關系表現型表現型=基因型基因型 +環(huán)境條件環(huán)境條件 遺傳學家曾經做過這樣的實驗：長翅果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)遺傳學家曾經做過這樣的實驗：長翅果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)環(huán)境溫度為環(huán)境溫度為252

11、5，將孵化后，將孵化后4 47d7d的長翅果蠅幼蟲放在的長翅果蠅幼蟲放在35353737的環(huán)境中處理的環(huán)境中處理6 624h后，得到了一些殘翅果蠅，這些殘后，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。翅果蠅在正常溫度下繁殖的后代仍然是長翅果蠅。問：請針對出現殘翅果蠅的問：請針對出現殘翅果蠅的原因提出假說，進行解釋。原因提出假說，進行解釋。（環(huán)境如何影響基因的對性（環(huán)境如何影響基因的對性狀的控制的）狀的控制的） 環(huán)境環(huán)境( (如溫度和如溫度和pHpH值值) )通過通過影響酶的活性影響酶的活性，來影響基，來影響基因對性狀的控制。因對性狀的控制。四、生物體性狀的多基因因素

12、四、生物體性狀的多基因因素 基因與性狀并不是都是一一對應的基因與性狀并不是都是一一對應的簡單的線性關系，一種性狀由多個基簡單的線性關系，一種性狀由多個基因控制。而還受到環(huán)境因素的影響。因控制。而還受到環(huán)境因素的影響。 基因與基因、基因與基因產物，基基因與基因、基因與基因產物，基因和環(huán)境之間存在這復雜的相互作用，因和環(huán)境之間存在這復雜的相互作用，共同精細地調控生物的性狀。共同精細地調控生物的性狀。 所以要用系統的觀點來看待生物體。所以要用系統的觀點來看待生物體。五、細胞質基因（細胞質遺傳）五、細胞質基因（細胞質遺傳） 細胞質基因：指存在于細胞質結構中的遺傳物質。與細胞質基因：指存在于細胞質結構中

13、的遺傳物質。與核基因一樣具有穩(wěn)定性、連續(xù)性和變異性。核基因一樣具有穩(wěn)定性、連續(xù)性和變異性。功能：控制一些蛋白質的合成，線粒體功能：控制一些蛋白質的合成，線粒體DNA缺陷會引起遺缺陷會引起遺傳病。傳病。特點：特點： 1、DNA分子半自主性復制；分子半自主性復制； 2、母系遺傳：只能通過母親遺傳給后代。、母系遺傳：只能通過母親遺傳給后代。1011細胞質基因細胞質基因細胞核基因細胞核基因存在部位存在部位是否與蛋是否與蛋白質結合白質結合基因數量基因數量遺傳方式遺傳方式功能功能五、細胞質基因與細胞核基因的區(qū)別五、細胞質基因與細胞核基因的區(qū)別葉綠體、線粒體葉綠體、線粒體細胞核中細胞核中否，否，DNA分子裸

14、露分子裸露與蛋白質合成與蛋白質合成為染色體為染色體少少多多母系遺傳母系遺傳遵循孟德爾遺傳規(guī)律遵循孟德爾遺傳規(guī)律半自主復制半自主復制轉錄、翻譯轉錄、翻譯復制復制轉錄、翻譯轉錄、翻譯第二節(jié)第二節(jié) 基因對性狀的控制基因對性狀的控制一、中心法則的提出及其發(fā)展一、中心法則的提出及其發(fā)展二、基因、蛋白質和性狀的關系二、基因、蛋白質和性狀的關系三、基因型和表現型的關系三、基因型和表現型的關系四、生物性狀是由多個基因控制的四、生物性狀是由多個基因控制的五、細胞質基因五、細胞質基因DNADNA轉錄轉錄復復制制逆轉錄逆轉錄RNARNA蛋白質蛋白質翻譯翻譯RNARNA復制復制基因基因酶或激素酶或激素結構蛋白結構蛋白

15、細胞代謝細胞代謝細胞結構細胞結構生物性狀生物性狀生物性狀生物性狀1、揭示生物體內揭示生物體內遺傳信息傳遞遺傳信息傳遞一般一般規(guī)律的是（規(guī)律的是（ ） A基因的遺傳定律基因的遺傳定律 B堿基互補配對原則堿基互補配對原則 C中心法則中心法則 D自然選擇學說自然選擇學說C2 2、如下圖是設想的一條生物合成途徑的示、如下圖是設想的一條生物合成途徑的示意圖。若意圖。若將缺乏此途徑中必需的某種酶的微將缺乏此途徑中必需的某種酶的微生物生物置于含置于含X X的培養(yǎng)基中生長，發(fā)現微生物的培養(yǎng)基中生長，發(fā)現微生物內有大量的內有大量的M M和和L L，但沒有，但沒有Z Z，試問基因突變，試問基因突變影響到哪種酶影響

16、到哪種酶（ ）MYLXZB 酶酶C 酶酶E 酶酶D 酶酶A 酶酶A、 E酶酶 B、 B酶酶 C、 C酶酶 D、A酶和酶和D酶酶C3 3、下圖所示的過程，正常情況下在動植、下圖所示的過程，正常情況下在動植物細胞中都物細胞中都不可能不可能發(fā)生的是（發(fā)生的是（ ） A、 B、 C、 D、 B4 4、甜豌豆的紫花對白花是一對相對性狀，、甜豌豆的紫花對白花是一對相對性狀，由非同源染色體上的兩個相對基因共同由非同源染色體上的兩個相對基因共同控制，只有當同時存在兩個顯性基因（控制，只有當同時存在兩個顯性基因（A A和和B B）時，花中的紫色素才能合成，下列）時，花中的紫色素才能合成，下列說法正確的是（說法正

17、確的是（ ）A A一種性狀只能由一種基因控制一種性狀只能由一種基因控制B B生物體的性狀完全由基因控制生物體的性狀完全由基因控制C C每種性狀都是由兩個基因控制的每種性狀都是由兩個基因控制的D D基因之間存在著相互作用基因之間存在著相互作用基因基因酶或激素酶或激素結構蛋白結構蛋白細胞代謝細胞代謝細胞結構細胞結構生物性狀生物性狀生物性狀生物性狀逆轉錄逆轉錄科學家們同時還發(fā)現，在環(huán)境適宜的夏季只有科學家們同時還發(fā)現，在環(huán)境適宜的夏季只有RNA的的煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴酷的冬季，它們體內又煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴酷的冬季，它們體內又具有具有DNA了。顯然，這些了。顯然，這些DNA是以是以RNA為模

18、板合為模板合成的。成的。以以RNA為模板合成為模板合成DNA的過程叫的過程叫“逆轉錄逆轉錄”，這，這，需要逆轉錄酶來催化它。需要逆轉錄酶來催化它。以以RNARNA為模板合成的為模板合成的DNADNA單鏈單鏈逆轉錄逆轉錄科學家們同時還發(fā)現，在環(huán)境適宜的夏季只有科學家們同時還發(fā)現，在環(huán)境適宜的夏季只有RNA的的煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴酷的冬季，它們體內又煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴酷的冬季，它們體內又有有DNA了。顯然，這些了。顯然，這些DNA是以是以RNA為模板合成的為模板合成的以以RNA為模板合成為模板合成DNA的過程叫的過程叫“逆轉錄逆轉錄”，這，需，這，需要逆轉錄酶來催化它。要逆轉錄酶來催化它。逆轉錄逆轉錄科學家們同時還發(fā)現，在環(huán)境適宜的夏季只有科學家們同時還發(fā)現，在環(huán)境適宜的夏季只有RNA的的煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴酷的冬季，它們體內又煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴酷的冬季，它們體內又有有DNA了。顯然，這些了。顯然，這些DNA是以是以RNA為模板合成的為模板合成的以以RNA為模板合成為模板合成DNA的過程叫的過程叫“逆轉錄逆轉錄”，這，需，這，需要逆轉錄酶來催化它。要逆轉錄酶來催化它。DNADNA雙螺旋雙螺旋逆轉錄逆轉錄通過通過DNADNA復制，