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1、 基因对性状的控制基因对性状的控制第四第四章章 第第2 2节节知知识目目标1.1.解解释中心法中心法则。2.2.举例例说明基因与性状的关系明基因与性状的关系。DNA聚聚合合酶解旋解旋酶酶DNADNA聚聚合酶合酶RNA聚合聚合酶解旋解旋酶酶核核糖糖体体DNAmRNA多多肽肽链链DNA复制复制转录转录翻译翻译根据根据DNA复制、基因指导蛋白复制、基因指导蛋白质合成过程，画一张遗传信息质合成过程，画一张遗传信息的传递方向图的传递方向图动动手动动手转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质1 1、19571957年年 克里克克里克一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展体现：体现
2、： 遗传信息的传递（遗传信息的传递（DNADNA复制）、复制）、 遗传信息的表达（转录和翻译）遗传信息的表达（转录和翻译）复复制制l图解解:历史历史的步伐的步伐资料分析资料分析资料料1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA肿瘤病毒里瘤病毒里发现了一种了一种RNARNA复制复制酶，像，像DNADNA复制复制酶能能对DNADNA进行复制一行复制一样，RNARNA复制复制酶能能对RNARNA进行复制。行复制。RNA RNA RNA复制酶复制酶资料料2 2 19701970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒中病毒中发现逆逆转录酶，它能以，它能以RNARNA为模板合
3、成模板合成DNADNA。RNA DNA 逆转录酶逆转录酶历史历史的步伐的步伐资料分析资料分析逆逆转录图解解逆逆转录酶DNA聚合聚合酶资料料3 3、19821982年，科学家年，科学家发现疯牛病牛病是由一种是由一种结构异构异常的常的蛋白蛋白质在在脑细胞内胞内大量增大量增值引起的。引起的。这种因种因错误折叠而形成的折叠而形成的结构异常的蛋白构异常的蛋白质，可能可能促使促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同生同样的的折折叠叠错误，从而，从而导致大量致大量结构异常的蛋白构异常的蛋白质的形成。的形成。蛋白蛋白质 蛋白蛋白质 历史历史的步伐的步伐资料分析资料分析1 1、你认为
4、上述实验证据是否推翻了传统的、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法则，为什么？中心法则，为什么？2 2、根据上述资料，你认为传统的中心法则、根据上述资料，你认为传统的中心法则是否需要修改，如果需要，应如何修改是否需要修改，如果需要，应如何修改？没有，是没有，是补充而非否定充而非否定中心法中心法则可以修改可以修改如下：如下：转录DNADNARNARNA翻翻译蛋白蛋白质逆逆转录复制复制复复制制 中心法中心法则的适用范的适用范围1、以以DNA为遗传物物质的生物的生物转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质复复制制连续分裂的分裂的细胞胞 (根尖分生区根尖分生区细胞胞)转录转录DNADN
5、ARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质高度分化的高度分化的细胞（神胞（神经细胞）胞）探究一探究一2、以以RNA为遗传物物质的生物的生物流感病毒、流感病毒、肿瘤病毒瘤病毒HIV、致癌病毒、致癌病毒中心法中心法则的适用范的适用范围探究一探究一R RN NA A复复制制和和逆逆转转录录过过程程只只会会发发生生在在R RN NA A病病毒毒的的遗遗传传信信息息流流动动过过程程中中。艾滋病学名：获得性免疫缺陷综合症，由免疫缺陷病毒艾滋病学名：获得性免疫缺陷综合症，由免疫缺陷病毒(HIV(HIV）引起的。）引起的。HIVHIV是一种是一种RNARNA病毒病毒，主要入侵助人体，主要入侵助人体的免疫细胞的免疫细胞
6、T T细胞。病毒与细胞。病毒与T T细胞结合后，细胞结合后，把自己的把自己的RNARNA注入注入T T细胞内细胞内，利用，利用T T细胞里的原料（蛋白质细胞里的原料（蛋白质 tRNA tRNA 等），等），以它自身的以它自身的RNARNA为模板，为模板，逆转录生成它的逆转录生成它的DNADNA，它的它的DNADNA整合到整合到T T细胞的细胞的DNADNA上，随着上，随着T T细胞细胞DNADNA的复制和的复制和转录而进行复制和转录，生成它的转录而进行复制和转录，生成它的RNARNA和他的外壳蛋白和他的外壳蛋白质质，两者组合成新的病毒，就这样增殖，随着，两者组合成新的病毒，就这样增殖，随着T
7、T细胞内细胞内的的HIVHIV增多，增多，T T细胞裂解，病毒释放到细胞外，接着感染细胞裂解，病毒释放到细胞外，接着感染其他其他T T细胞，随着大量细胞，随着大量T T细胞的死亡，人体的免疫系统崩细胞的死亡，人体的免疫系统崩溃，一个小小的感冒都能让患者死亡。溃，一个小小的感冒都能让患者死亡。 材料材料阅读 丙丙乙乙甲甲蛋白质蛋白质RNA78910DNA蛋白质蛋白质RNA456蛋白质蛋白质DNA123（1）对三种类型的病毒分别举例：）对三种类型的病毒分别举例： 甲甲_；乙；乙_；丙；丙_。噬菌体噬菌体流感病毒流感病毒HIV（2）图中的）图中的3和和10表示遗传物质的表示遗传物质的_过程，图过程，
8、图中中2、5、9表示表示_过程，图中过程，图中1、8表示表示_过程。过程。DNA复制复制翻译翻译转录转录丙丙乙乙甲甲蛋白质蛋白质RNA78910DNA蛋白质蛋白质RNA456蛋白质蛋白质DNA123（3）图中哪两个标号所示的过程是对中心法则的）图中哪两个标号所示的过程是对中心法则的补充补充_。（4）图中甲、乙、丙病毒遗传信息的传递过程图式：）图中甲、乙、丙病毒遗传信息的传递过程图式： 甲甲_， 乙乙_， 丙丙_。4、6、7DNA转录转录mRNA翻译翻译蛋白质蛋白质RNA翻译翻译蛋白质蛋白质DNA转录转录mRNA翻译翻译蛋白质蛋白质RNA逆转录逆转录模板模板原料原料碱基互补碱基互补 产物产物生物
9、生物DNA复制复制DNA DNA DNA转录DNA RNA 翻翻译RNA 多多肽 RNA复制复制RNA RNA RNA逆逆转录RNA DNA DNA两条两条链DNA一条一条链信使信使RNA RNARNA含含A、T、G、C的四种脱的四种脱氧核苷酸氧核苷酸含含A、U、G、C的四种核的四种核糖核苷酸糖核苷酸含含A、U、G、C的四种核的四种核糖核苷酸糖核苷酸含含A、T、G、C的四种脱的四种脱氧核苷酸氧核苷酸20种氨基种氨基酸酸DNARNARNADNA多多肽绝大多数大多数生物生物绝大多数大多数生物生物所有生物所有生物以以RNA为遗传物物质的生物，的生物，如烟草花叶病如烟草花叶病毒毒某些致癌病某些致癌病毒
10、、艾滋病毒、艾滋病病毒病毒AT、TAGC、CGAU、TAGC、CGAU、UAGC、CGAU、UAGC、CGAT、UAGC、CGDNA;ATP;酶；脱氧核脱氧核苷酸苷酸DNA;ATP;酶；核糖核核糖核苷酸苷酸RNA;ATP;酶；核糖核核糖核苷酸苷酸RNA;ATP;酶；脱氧核脱氧核苷酸苷酸RNA;ATP;酶；氨基酸氨基酸 DNA复制复制转录RNA复制复制逆逆转录翻翻译基因指导基因指导_的合成的合成基因控制生物体的基因控制生物体的_蛋白质蛋白质性状性状蛋白质是生物性状的体现者，生命活动的主要蛋白质是生物性状的体现者，生命活动的主要_承担者承担者基因基因控制生物体的控制生物体的性状，性状，是通过是通过
11、控制控制蛋白质蛋白质的合成来实现的合成来实现二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系结构蛋白构蛋白 功能蛋白功能蛋白（酶和激素）和激素）编码淀粉分支酶的编码淀粉分支酶的基因基因正常正常淀粉分支酶淀粉分支酶正常合成正常合成淀粉含量升高淀粉含量升高淀粉含量高有效保水而圆淀粉含量高有效保水而圆蔗糖蔗糖 淀粉淀粉基因基因、蛋白质与性状的关系、蛋白质与性状的关系实例实例实例实例1 1编码淀粉分支酶的编码淀粉分支酶的基因基因异常异常淀粉分支酶淀粉分支酶不能合成不能合成淀粉含量降低淀粉含量降低淀粉含量低由于失水而皱淀粉含量低由于失水而皱蔗糖蔗糖 淀粉淀粉探究二探究二R Rr r控制控制酪氨酸
12、酪氨酸酶酶的的基因基因异常异常酪氨酸酶酪氨酸酶不能正常合成不能正常合成酪氨酸酪氨酸 黑色素黑色素缺乏黑色素表现为白化病缺乏黑色素表现为白化病实例实例实例实例2 2白化病白化病发生的直接原因和根本原因发生的直接原因和根本原因直接原因直接原因根本原因根本原因基因基因、蛋白质与性状的关系、蛋白质与性状的关系探究二探究二从上述两个实例中我们大家能总结出从上述两个实例中我们大家能总结出什么样的共同点呢什么样的共同点呢?结论结论间接控制间接控制问题问题问题问题基因基因、蛋白质与性状的关系、蛋白质与性状的关系探究二探究二基因基因通过控制通过控制酶或激素酶或激素的合成来控制的合成来控制代谢代谢过程过程，进而控
13、制生物体的，进而控制生物体的性状。性状。基因基因、蛋白质与性状的关系、蛋白质与性状的关系探究二探究二基因基因、蛋白质与性状的关系、蛋白质与性状的关系探究二探究二从上述两个实例中我们大家能总结出从上述两个实例中我们大家能总结出什么样的共同点呢什么样的共同点呢?结论结论直接直接控制控制问题问题问题问题基因基因通过通过控制控制结构蛋白质结构蛋白质的结构直接控制的结构直接控制生生物体的物体的性状。性状。 基因、蛋白质与性状的关系是基因、蛋白质与性状的关系是 基因基因结构蛋白构蛋白细胞胞结构构生物性状生物性状酶或激素或激素 细胞代胞代谢生物性状生物性状蛋白质蛋白质直接作用直接作用间接作用间接作用总之：总
14、之：a.a.生物性状主要是由蛋白质体现生物性状主要是由蛋白质体现 b.b.蛋白质的合成又受基因的控制蛋白质的合成又受基因的控制所以：生物的性状是由基因控制的所以：生物的性状是由基因控制的 阅读课本阅读课本70页第二、三段内容页第二、三段内容阅读阅读阅读阅读思考思考思考思考1 1基因与性状是不是简单的线性关系？基因与性状是不是简单的线性关系？一种一种生物生物性状可以由性状可以由一对一对基因基因决定的；决定的；一一种种生物生物性状也可以由性状也可以由多个多个基因决定的，如人的基因决定的，如人的身高身高影响基因决定形状的因素影响基因决定形状的因素分析分析一对等位基因能决定一种或多种性状。一对等位基因
15、能决定一种或多种性状。 如如图所所示示：红色色面面包包霉霉(一一种种真真菌菌)通通过一系列一系列酶将原料合成它所需要的氨基酸将原料合成它所需要的氨基酸。基因基因a基因基因b基因基因c 酶a酶b 酶c 原料原料鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸例例例例思考思考思考思考2 2生物性状除了受基因控制外，还受哪些生物性状除了受基因控制外，还受哪些因素的影响？因素的影响？环境环境基因型相同，表现型是否一定相同？基因型相同，表现型是否一定相同？不是不是不是不是表现型相同，基因型是否一定相同？表现型相同，基因型是否一定相同？不是不是不是不是表现型表现型 = =基因型基因型 + + 外界环境外界环境影响基因
16、决定性状的因素影响基因决定性状的因素1、一、一对等位基因能决定一种或多种性状；等位基因能决定一种或多种性状；2、有的性状受多、有的性状受多对基因的控制（身高）；基因的控制（身高）；3、基因控制性状、基因控制性状还受到受到环境的影响。境的影响。DNADNA的分布的分布主要在染色体上主要在染色体上细胞质内细胞质内细胞核遗传细胞核遗传细胞质遗传细胞质遗传生物的遗传生物的遗传（所以说，染（所以说，染色体是色体是DNADNA的主的主要载体）要载体）次要的在线粒体/叶绿体请阅读请阅读P70最后两段小字部分的内容，思考以下问题最后两段小字部分的内容，思考以下问题什么是细胞质基因？什么是细胞质基因？ 叶绿体叶
17、绿体、线粒体、线粒体中的基因，叫做中的基因，叫做细胞质基细胞质基因。因。其功能如何？其功能如何？ 半半自主复制自主复制遗传特点是什么？遗传特点是什么？ 不符合不符合孟德尔遗传定律孟德尔遗传定律 后代表现与后代表现与母本母本相同，即相同，即母系遗传母系遗传受精过程中，受精过程中，受精卵的细胞质受精卵的细胞质主要是接受自主要是接受自母亲的卵细胞母亲的卵细胞病例：病例：茉莉花叶的的颜色（叶绿体）、茉莉花叶的的颜色（叶绿体）、线粒体肌病、神经性肌肉衰弱、运动失调、眼视网膜炎线粒体肌病、神经性肌肉衰弱、运动失调、眼视网膜炎线粒体脑肌病线粒体脑肌病：乳酸中毒，中风样发作综合症，母系遗传：乳酸中毒，中风样发
18、作综合症，母系遗传病。病。表现为表现为身材矮小、多毛、头痛、肌无力、运动诱发呕身材矮小、多毛、头痛、肌无力、运动诱发呕吐、癫痫吐、癫痫发作发作、再发性脑损伤，并引起偏瘫、偏语、再发性脑损伤，并引起偏瘫、偏语线粒体肌病、肥厚性心肌病线粒体肌病、肥厚性心肌病：母系遗传或非遗传性，表现：母系遗传或非遗传性，表现为为骨骼肌异常骨骼肌异常及心肌病变。及心肌病变。细胞质基因细胞质基因细胞核基因细胞核基因存在部位存在部位是否与蛋白是否与蛋白质结合质结合基因数量基因数量遗传特点遗传特点功能功能细胞质基因与细胞核基因的区别细胞质基因与细胞核基因的区别叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体细胞核中细胞核中否，否，DNA分子
19、裸露分子裸露与蛋白质合成与蛋白质合成为染色体为染色体少少多多母系遗传母系遗传,不遵循不遵循孟德尔遗传规律孟德尔遗传规律遵循孟德尔遗传规律遵循孟德尔遗传规律半自主复制半自主复制转录、翻译转录、翻译复制、转录复制、转录、翻译、翻译细胞质遗传的特点：细胞质遗传的特点：1 1、DNADNA分子半自主性复制；分子半自主性复制；2 2、母系遗传：只能通过母亲遗传给后代。、母系遗传：只能通过母亲遗传给后代。1011细胞质遗传系谱细胞质遗传系谱实例实例 遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度为幼虫正常的培养温度为2525，将孵化后，将孵化后4-7d4-7d的的长翅果蝇幼虫在长翅果蝇幼虫在35-3735-37处理处理6-24h6-24h后，得到了后，得到了某些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度某些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。下产生的后代仍然是长翅果蝇。 技能训练技能训练长翅果蝇长翅果蝇残翅果蝇残翅果蝇请针对出现残翅请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，果蝇的原因提出假说，并进行解释。并进行解释。这个实验说明这个实验说明基因与性状的关基因与性状的关系是怎样的？系是怎样的？温度温度 酶的活性酶的活性代谢代谢翅的发育翅的发育
