高中生物會考第八講基因?qū)π誀畹目刂芲第1頁
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文檔簡介

1、高中生物會考第八講基因?qū)π誀畹目刂频?頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四一、認(rèn)識基因(結(jié)構(gòu)、功能)(一)基因的提出:孟德爾“遺傳因子”;約翰遜“基因”(二)基因概念的發(fā)展(了解):1.摩爾根:基因在染色體上的線性排列。2.比德爾和泰特姆:“一基因一酶說” 另:“一基因一肽鏈說”3.艾弗里:基因本質(zhì)為DNA。4.沃森、克里克:DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 基因是DNA分子上的一段核苷酸序列,是遺傳的功能單位,可編碼一段肽鏈或者RNA。含義相同(果蠅)肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗第2頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四5.雅各布、莫諾:大腸桿菌乳糖代謝的調(diào)節(jié)機(jī)制實驗

2、。 基因功能上是可分的: 結(jié)構(gòu)基因:編碼結(jié)構(gòu)蛋白或酶 調(diào)節(jié)基因:編碼作用于結(jié)構(gòu)基因的 激活蛋白或阻遏蛋白 啟動基因/啟動子:RNA聚合酶結(jié)合的部位 操縱基因/操作子:激活蛋白或阻遏蛋白結(jié)合的部位 另:轉(zhuǎn)錄而不翻譯的基因:轉(zhuǎn)錄成tRNA和rRNA。轉(zhuǎn)錄且翻譯不轉(zhuǎn)錄第3頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四(三)基因的現(xiàn)代含義1.斷裂基因:真核生物 外顯子 內(nèi)含子2.重疊基因:3.可動基因:轉(zhuǎn)座因子(四)基因的概念:小結(jié)基因是遺傳的基本物質(zhì)和功能單位,它攜帶了逐代傳遞的信息,是組成一個轉(zhuǎn)錄區(qū)域和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的一段DNA序列?;蚴荄NA分子上有遺傳功能的片段,是遺傳的結(jié)構(gòu)和功能的基

3、本單位。有限的DNA序列儲存更多的遺傳信息第4頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四原核生物基因真核生物基因RNA聚合酶結(jié)合位點(啟動子)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)(連續(xù)的)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)(不連續(xù)的)內(nèi)含子外顯子補:真、原核生物的基因結(jié)構(gòu)第5頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四小結(jié)染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系:染色體是DNA的載體,沒有染色單體時,每一條染色體含一個DNA分子,間期DNA復(fù)制后,每條染色體含有兩條姐妹染色單體,此時每條染色體含有兩個DNA分子。基因是DNA分子上有遺傳效應(yīng)的片段。一個DNA分子上有很多基因。每個基因有成百上

4、千個脫氧核苷酸組成。 (DNA分子上還有很多沒有遺傳效應(yīng)的片段。)基因分為編碼區(qū)和非編碼區(qū)。真核生物的編碼區(qū)不連續(xù),分為外顯子和內(nèi)含子。 (非編碼區(qū)和真核生物編碼區(qū)的內(nèi)含子不編碼蛋白質(zhì),但有遺傳效應(yīng),例如,調(diào)節(jié)等)第6頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四二、基因的表達(dá)(一)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1.RNA的結(jié)構(gòu):(1)基本單位:核糖核苷酸(2)結(jié)構(gòu):單鏈(3)種類:核糖磷酸堿基:A U G CP核糖堿基信使RNA(mRNA):接受遺傳信息,作為蛋白質(zhì)合成的模板轉(zhuǎn)運RNA(tRNA):轉(zhuǎn)運特定的氨基酸核糖體RNA(rRNA):核糖體的組成成分第7頁,共33頁,2022年,5月20日

5、,10點39分,星期四(1)場所:(2)條件:(3)轉(zhuǎn)錄過程:模板: 原料: 能量: 酶: 基因的一條鏈游離的核糖核苷酸ATPDNA解旋酶、RNA聚合酶 細(xì)胞核(主要)、線粒體、葉綠體 2.轉(zhuǎn)錄: 解旋 合成 釋放 加工 螺旋第8頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四(二)遺傳信息的翻譯1.翻譯:(1)概念:(2)場所:核糖體(3)運載工具:tRNA(4)堿基配對: A-U;U-A;G-C;C-G(5)過程:2.密碼子:(1)概念: ?為什么是3個堿基組成一個密碼子呢?(2)種類:64種;決定氨基酸的是61種; 起始密碼 終止密碼(3)密碼子表:1.核糖體和mRNA結(jié)合2.

6、兩氨基酸依次進(jìn)入位點(tRNA和mRNA配對)3.脫水縮合,形成肽鍵4.核糖體移動三個堿基(一個密碼子)5.氨基酸進(jìn)入位點mRNA上決定一個特定氨基酸的堿基三聯(lián)體第9頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四(4)密碼子的特點:連續(xù)性:兩密碼子間無核苷酸隔開簡并性:多數(shù)氨基酸有幾個密碼子轉(zhuǎn)移性(擺動性):密碼子第三個堿基的改變 常不引起氨基酸的改變通用性:病毒、原核生物、真核生物通用。特殊密碼子:終止密碼、起始密碼第10頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四3.反密碼子:(1)概念:(2)種類:61種第11頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,

7、星期四注:中心法則:第12頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四轉(zhuǎn) 錄翻 譯 信息傳遞時 間場 所原 料模 板堿基互補配 對產(chǎn) 物小結(jié):DNA分子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯過程比較DNADNADNARNARNA蛋白質(zhì)細(xì)胞分裂間期整個生命過程整個生命過程細(xì)胞核細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)中核糖體脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸DNA分子兩條鏈DNA分子一條鏈信使RNAA-T,T-AG-C,C-GA-U,T-AG-C,C-GA-U,U-AG-C,C-G兩個雙鏈DNA一條單鏈RNA多肽或蛋白質(zhì)DNA分子復(fù)制第13頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四三、基因與性狀(一)基因與性狀的關(guān)系

8、1.基因控制性狀,蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀2.基因控制性狀的兩種途徑3.基因不是影響性狀的唯一因素,性狀還受環(huán)境影響(1)通過控制蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)控制性狀 如:鐮刀型細(xì)胞貧血癥(2)通過控制酶的合成來控制代謝過程,從而控 制生物個體性狀表現(xiàn) 如:黑色素的形成第14頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四(二)基因突變1.概念:指基因結(jié)構(gòu)的改變,包括堿基對的增添、缺失或改變。 ?哪種改變對生物的影響最小? ?說說基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異的區(qū)別?2.原因:(1)外因(物理因素、化學(xué)因素、生物因素) (2)內(nèi)因(DNA復(fù)制時,堿基對的替換、插入和缺失)3.特征:普遍性、低頻性、可逆性、多方向

9、性、隨機(jī)性、有害性4.時期:DNA復(fù)制時,即細(xì)胞分裂的間期5.種類:(1)自然突變:生物受自然界物理、化學(xué)、生物因素的影響,發(fā)生基因突變。 (2)人工誘變:人工使用物理、化學(xué)的方法處理生物,促使其發(fā)生基因突變。?區(qū)分依據(jù)是什么 ?人工誘變符合自然突變的六大特征嗎第15頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四(三)基因重組1.概念: 生物體進(jìn)行有性生殖的過程中,控制不同性狀的 基因的重新組合。2.方式(原因): 非同源染色體上的非等位基因的自由組合:減后期 同源染色體非姐妹染色單體的交叉互換:減前期3.結(jié)果: 產(chǎn)生新的基因型,產(chǎn)生新的性狀組合4.應(yīng)用:雜交育種6.結(jié)果:可能產(chǎn)生

10、新的基因(等位基因),從而可能產(chǎn) 生新性狀。7.意義:生物進(jìn)化;生物多樣性8.應(yīng)用:誘變育種第16頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四補:染色體變異1.染色體變異的種類及特例:2.染色體組:3.單倍體、多倍體:特例:三倍體西瓜第17頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四小結(jié):變異的類型可遺傳的變異:遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變,其后代將繼承這種改變。不可遺傳的變異:由環(huán)境不同引起,遺傳物質(zhì)沒有改變,不能進(jìn)一步遺傳給后代。如肥沃土壤與貧瘠土壤中的植物不同。染色體結(jié)構(gòu)變異:染色體數(shù)目變異非整倍變異:整倍變異:整個染色體組增減(單倍體、多倍體)基因突變:單個的基因改變

11、,基因變成原基因的等位基因染色體變異基因重組:現(xiàn)有的基因分離后重新組合。缺失、易位倒位、重復(fù)單個染色體的增減第18頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四基因重組基因突變?nèi)旧w變異概念因基因的重新組合而產(chǎn)生的變異基因結(jié)構(gòu)的改變,包括DNA堿基對的增添、缺失和替換染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目變化而引起的變異類型非同源染色體上的非等位基因自由組合同源染色體上的非姐妹染色單體之間交叉互換自然狀態(tài)下發(fā)生的自然突變?nèi)藶闂l件下發(fā)生的誘發(fā)突變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)變異染色體數(shù)目變異適用范圍真核生物進(jìn)行有性生殖產(chǎn)生配子時在核遺傳中發(fā)生任何生物均可發(fā)生(包括原核、真核生物及非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物)真核生物核遺傳中發(fā)生產(chǎn)生結(jié)

12、果只改變基因型,未發(fā)生基因的改變,既無“質(zhì)”的變化,也無“量”的變化產(chǎn)生新的基因,發(fā)生基因“種類”的改變或“質(zhì)”的改變,但量未變可引起基因“數(shù)量”上的變化意義形成多樣性的重要原因,對生物進(jìn)化有十分重要的意義生物變異的根本來源,提供生物進(jìn)化的原始材料對生物進(jìn)化有一定意義育種應(yīng)用雜交育種誘變育種單倍體、多倍體育種第19頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四雜交育種誘變育種單倍體多倍體轉(zhuǎn)基因依據(jù)原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異基因重組配子直接發(fā)育,再加倍成純種染色體成倍增加常用方法(1)雜交選優(yōu)自交(選優(yōu)自交)n純種(2)雜交雜種物理方法(輻射、激光)化學(xué)方法花藥離體培養(yǎng),再用秋水

13、仙素加倍秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗重組DNA技術(shù)優(yōu)點使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中于一個個體上可以提高變異頻率或出現(xiàn)新性狀,加速育種進(jìn)程明顯縮短育種年限器官大,提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分目的性強(qiáng),定向培育新品種;克服種間界限缺點時間長,需及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀目的性差,有利變異少,技術(shù)復(fù)雜一些,須與雜交育種配合適用于植物,在動物方面難以開展技術(shù)要求高小結(jié):幾種育種方法的比較第20頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四四、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品(一)重組DNA技術(shù)1.概念:2.步驟:3.意義:4.應(yīng)用:基因工程育種第21頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四(二)轉(zhuǎn)基因

14、生物和轉(zhuǎn)基因食品1.轉(zhuǎn)基因生物:由于目的基因?qū)?,引起原有遺傳物質(zhì)組成改變的生物2.轉(zhuǎn)基因食品:用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)或制造的食品、食品原料及食品添加劑等3.轉(zhuǎn)基因生物、食品的優(yōu)勢:(1)轉(zhuǎn)基因植物:抗蟲、抗逆、耐儲存、提高 營養(yǎng)價值、改善食品風(fēng)味(2)轉(zhuǎn)基因動物:體型巨大品質(zhì)優(yōu)良、哺乳動 物乳腺細(xì)胞表達(dá)出激素、抗體、酶等(3)轉(zhuǎn)基因微生物:產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因藥物(胰島 素、干擾素)3.轉(zhuǎn)基因生物的風(fēng)險:(1)有風(fēng)險:生物多樣性、生態(tài)環(huán)境、人類健康(2)無風(fēng)險:加工過程基因活性喪失、人類消化第22頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四五、基因組和人類基因組1.基因組概念:一個單倍體細(xì)胞核

15、中,一個細(xì)胞器(如線粒體、葉綠體)中或一個病毒中所包含的全部DNA(或RNA)分子的總稱。2.基因組類型: 核基因組、 線粒體基因組、 葉綠體基因組、 病毒基因組第23頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四3.人類基因組:人類核基因組(1)概念:是指單倍體細(xì)胞中整套染色體,即22條常染色體,一條X染色體和一條Y染色體所具有的全部DNA分子。(2)特征:31.647億個堿基對,約33.5萬個基因。分為編碼序列和非編碼序列,能編碼蛋白質(zhì)的序列僅占3%?基因組和一個染色體組所含的DNA相同嗎?果蠅的基因組包含多少條染色體上的DNA? 水稻?玉米?編碼序列、非編碼序列的含義?第24

16、頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四六、人類基因組計劃1.啟動:2.目標(biāo):3.意義:4.正負(fù)面效應(yīng)分析:正面:(1)了解復(fù)雜疾病基因,從而進(jìn)行基因診斷和基因治療(2)出生時通過遺傳分析進(jìn)行遺傳病的風(fēng)險預(yù)測和預(yù)防(3)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展負(fù)面:(1)帶來“疾病基因組”和“正?;蚪M”的遺傳歧視(2)利用人種基因差異制造“種族選擇性生物滅絕武器”(3)發(fā)達(dá)國家可能爭奪發(fā)展中國家的基因資源第25頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四七、人類常見遺傳病的類型1.單基因遺傳病(1)概念:受一對等位基因控制的遺傳病(2)分類:常染色體顯性?。撼H旧w隱形?。喊閄染色體顯

17、性病:伴X染色體隱形?。喊閅染色體遺傳病:多指、并指、軟骨發(fā)育不全白化病、鐮刀型細(xì)胞貧血癥、苯丙酮尿癥、先天聾啞 抗VD佝僂病 色盲、血友病 外耳道多毛第26頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四2.多基因遺傳?。?)概念 :受兩對以上的等位基因控制的人類遺傳病 (2)特點:與環(huán)境因素有關(guān); 發(fā)病有家族聚集傾向 ; 群體發(fā)病率高。 (3)類型 :唇裂、無腦兒、 原發(fā)性高血壓、 青少年型糖尿病3.染色體異常遺傳病(1)概念:有染色體畸變引起的疾?。?)分類 :染色體結(jié)構(gòu)異常貓叫綜合征 染色體數(shù)目異常21三體第27頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四八、人

18、類遺傳病的預(yù)防、監(jiān)測、治療1.預(yù)防、監(jiān)測、治療的相應(yīng)方法:1、以人群為檢測對象2、以大的醫(yī)院為檢測對象1、群體普查和普防2、家族調(diào)查3、攜帶者檢出4、婚姻和計劃生育指導(dǎo)藥物治療、手術(shù)治療、飲食治療、基因治療遺傳病監(jiān)測預(yù)防治療第28頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四2.優(yōu)生工作的主要措施: 禁止近親結(jié)婚; 進(jìn)行遺傳咨詢; 提倡“適齡生育”; 產(chǎn)前診斷?近親?遺傳咨詢的主要步驟?產(chǎn)前診斷的主要措施? B超、羊水、孕婦血細(xì)胞、基因診斷3.基因治療:運用重組DNA技術(shù)糾正或彌補患者細(xì)胞中有缺陷的基因,使細(xì)胞恢復(fù)正常功能。身體檢查、了解家庭病史,診斷是否患某種遺傳病分析遺傳病的傳遞方式推算出后代的再發(fā)風(fēng)險率向咨詢對象提出防治對策和建議第29頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四鞏固:1、轉(zhuǎn)錄過程中,下列片段中包含的堿基種類、核苷酸種類依次是: 4,5 5,4 5,5 5,8第30頁,共33頁,2022年,5月20日,10點39分,星期四、下列對轉(zhuǎn)運RNA的描述,正確的是: 每種轉(zhuǎn)運RNA能識別并轉(zhuǎn)運多

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