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生物必修二新素養(yǎng)課件基因?qū)π誀畹目刂茀R報人：XX2024-01-14CATALOGUE目錄引言基因與性狀關(guān)系概述基因?qū)π誀钪苯涌刂谱饔没驅(qū)π誀铋g接控制作用人類遺傳病與基因?qū)π誀羁刂脐P(guān)系探討生物技術(shù)在基因?qū)π誀羁刂浦袘?yīng)用前景展望01引言本節(jié)課將探討基因如何控制生物的性狀，包括基因與性狀的關(guān)系、基因的表達(dá)和調(diào)控等方面。基因?qū)π誀畹目刂坪喴榻B遺傳學(xué)的發(fā)展歷程，包括孟德爾的遺傳定律、摩爾根的基因論等，引出基因?qū)π誀羁刂频闹匾浴＿z傳學(xué)的發(fā)展歷程主題介紹

學(xué)習(xí)目標(biāo)理解基因與性狀的關(guān)系掌握基因?qū)π誀畹目刂品绞?，理解基因型與表現(xiàn)型之間的關(guān)系。了解基因的表達(dá)和調(diào)控了解基因如何通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程表達(dá)為蛋白質(zhì)，以及基因表達(dá)的調(diào)控機制。培養(yǎng)科學(xué)思維和實驗?zāi)芰νㄟ^分析和解釋實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)科學(xué)思維和實驗?zāi)芰?，加深對基因?qū)π誀羁刂频睦斫狻?2基因與性狀關(guān)系概述基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是控制生物性狀的基本遺傳單位?；蛲ㄟ^指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來表達(dá)自己所攜帶的遺傳信息，從而控制生物的性狀。基因定義及功能基因功能基因定義生物體所表現(xiàn)出來的形態(tài)特征和生理特性，如身高、膚色、血型等。性狀表現(xiàn)性狀的遺傳是由基因控制的，基因通過遺傳物質(zhì)DNA的傳遞，將遺傳信息從親代傳遞給子代。遺傳基礎(chǔ)性狀表現(xiàn)與遺傳基礎(chǔ)基因與性狀關(guān)系的研究有助于揭示生命的本質(zhì)和生物多樣性的原因。揭示生命本質(zhì)通過了解基因與性狀的關(guān)系，可以指導(dǎo)動植物育種、醫(yī)學(xué)診斷和治療等生產(chǎn)生活實踐。指導(dǎo)生產(chǎn)生活基因與性狀關(guān)系的研究是生物技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，有助于推動基因工程、細(xì)胞工程等生物技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用。推動生物技術(shù)發(fā)展基因與性狀關(guān)系研究意義03基因?qū)π誀钪苯涌刂谱饔镁幋a基因控制結(jié)構(gòu)蛋白合成的基因，其突變或表達(dá)水平變化可直接影響生物體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)蛋白構(gòu)成生物體形態(tài)、結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，如膠原蛋白、角蛋白等。案例鐮刀型細(xì)胞貧血癥，由于基因突變導(dǎo)致血紅蛋白結(jié)構(gòu)異常，使得紅細(xì)胞形態(tài)改變，進(jìn)而影響血液運輸氧氣的能力。結(jié)構(gòu)蛋白編碼基因?qū)π誀钣绊懢哂刑囟ㄉ锘钚缘牡鞍踪|(zhì)，如酶、激素、受體等。功能蛋白控制功能蛋白合成的基因，其突變或表達(dá)水平變化可影響生物體的代謝、生理等功能。編碼基因囊性纖維化，由于基因突變導(dǎo)致CFTR蛋白（一種氯離子通道蛋白）功能缺陷，使得肺部等器官黏液分泌異常，引發(fā)嚴(yán)重的呼吸道疾病。案例功能蛋白編碼基因?qū)π誀钣绊懶誀罡淖儽憩F(xiàn)基因突變可導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能異常，進(jìn)而影響生物體的性狀表現(xiàn)。案例白化病，由于基因突變導(dǎo)致酪氨酸酶缺乏，使得黑色素合成受阻，表現(xiàn)為皮膚、毛發(fā)等部位的色素減退或缺失。基因突變類型包括點突變、插入突變、缺失突變等。基因突變導(dǎo)致性狀改變案例分析04基因?qū)π誀铋g接控制作用轉(zhuǎn)錄因子是一類能夠結(jié)合到基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)域，從而激活或抑制基因表達(dá)的蛋白質(zhì)。轉(zhuǎn)錄因子定義在生物體內(nèi)，轉(zhuǎn)錄因子之間以及轉(zhuǎn)錄因子與靶基因之間相互作用，形成了一個復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，對基因表達(dá)進(jìn)行精細(xì)的調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)錄因子的活性或表達(dá)量的改變可以影響靶基因的表達(dá)，從而影響生物的性狀表現(xiàn)。轉(zhuǎn)錄因子與性狀關(guān)系轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)介紹03表觀遺傳學(xué)與性狀關(guān)系表觀遺傳修飾可以通過影響基因的表達(dá)或染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)，從而影響生物的性狀表現(xiàn)。01表觀遺傳學(xué)定義表觀遺傳學(xué)是研究基因核苷酸序列不發(fā)生改變的情況下，基因表達(dá)的可遺傳的變化的一門遺傳學(xué)分支學(xué)科。02表觀遺傳修飾類型常見的表觀遺傳修飾包括DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑等。表觀遺傳學(xué)在性狀調(diào)控中作用環(huán)境因素定義01環(huán)境因素是指生物體外部的物理、化學(xué)和生物條件，如溫度、光照、營養(yǎng)、病原體等?；蚺c環(huán)境互作方式02環(huán)境因素可以通過影響基因的表達(dá)或修飾來改變生物的性狀表現(xiàn)；同時，基因也可以影響生物對環(huán)境因素的敏感性和適應(yīng)性。生物性狀表現(xiàn)結(jié)果03生物性狀的表現(xiàn)是基因和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，有時表現(xiàn)為基因型與環(huán)境型的獨立作用，有時表現(xiàn)為基因型與環(huán)境型的互作效應(yīng)。環(huán)境因素與基因互作共同影響性狀表現(xiàn)05人類遺傳病與基因?qū)π誀羁刂脐P(guān)系探討單基因遺傳病定義遺傳方式發(fā)病率與遺傳度典型病例單基因遺傳病及其特點01020304由單個基因突變引起的遺傳病。常染色體顯性、常染色體隱性、X連鎖顯性、X連鎖隱性和Y連鎖遺傳。發(fā)病率一般較低，但遺傳度高，即遺傳因素在發(fā)病中起主要作用。如鐮刀型細(xì)胞貧血癥、白化病等。多基因遺傳病定義遺傳方式發(fā)病率與遺傳度典型病例多基因遺傳病及其特點由多個基因突變和環(huán)境因素共同作用引起的遺傳病。發(fā)病率較高，遺傳度較低，即遺傳因素和環(huán)境因素共同影響發(fā)病。多個微效基因累加效應(yīng)，無顯隱性之分，受環(huán)境影響較大。如高血壓、糖尿病等。由染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)異常引起的遺傳病。染色體異常遺傳病定義包括染色體數(shù)目異常（如21三體綜合征）和染色體結(jié)構(gòu)異常（如貓叫綜合征）。類型發(fā)病率相對較低，但危害嚴(yán)重，常導(dǎo)致流產(chǎn)、死胎或嚴(yán)重畸形兒出生。發(fā)病率與危害可通過產(chǎn)前診斷進(jìn)行篩查和預(yù)防，如羊水穿刺、超聲檢查等。診斷與預(yù)防染色體異常遺傳病及其特點06生物技術(shù)在基因?qū)π誀羁刂浦袘?yīng)用前景展望基因編輯技術(shù)原理基因編輯技術(shù)如CRISPR-Cas9系統(tǒng)，通過特異性識別DNA序列并切割，實現(xiàn)基因敲除、插入或替換等操作，從而改變生物體的遺傳信息。在育種中應(yīng)用實例利用基因編輯技術(shù)，可以快速、精準(zhǔn)地改良作物和動物品種。例如，通過敲除影響作物產(chǎn)量或品質(zhì)的基因，培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的新品種；通過編輯動物基因組，提高其抗病性、生長速度等性狀?；蚓庉嫾夹g(shù)原理及在育種中應(yīng)用實例細(xì)胞工程在作物改良中的應(yīng)用通過細(xì)胞培養(yǎng)、原生質(zhì)體融合等技術(shù)，可以創(chuàng)造出具有優(yōu)良性狀的新作物品種。例如，利用細(xì)胞融合技術(shù)將不同作物的優(yōu)良性狀整合到一個品種中，實現(xiàn)多性狀改良。細(xì)胞工程在動物品種改良中的應(yīng)用細(xì)胞工程可用于動物克隆、轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)等領(lǐng)域。例如，通過核移植技術(shù)生產(chǎn)克隆動物，實現(xiàn)優(yōu)良品種的快速擴繁；利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將外源基因?qū)雱游锛?xì)胞，培育出具有特殊功能或性狀的新品種。細(xì)胞工程在改良作物和動物品種中應(yīng)用前景合成生物學(xué)在創(chuàng)造新性狀或功能方面潛力挖掘合成生物學(xué)是一門涉及多學(xué)科交叉的新興學(xué)科，旨在通過設(shè)計和構(gòu)建人工生物系統(tǒng)來實現(xiàn)對生命過程的精確控制和改造。它利用工程化原理和方法來設(shè)計和構(gòu)建基因、蛋白質(zhì)等生物分子，以及由這些分子組成的網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。合成生物學(xué)原理合成生物學(xué)為創(chuàng)造新性狀或功能提供了無限可能。