第2节基因对性状的控制 (2)

RNARNA 蛋白质蛋白质翻译翻译DNADNA转录转录一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展1 1、19571957年克里克提出中心法则：年克里克提出中心法则：2 2、资料分析资料分析 ：中心法则的发展中心法则的发展RNARNA和和DNADNA一样一样,能进行自我复制：能进行自我复制：资料一资料一:资料二资料二:遗传信息能反过来从遗传信息能反过来从RNARNA流向流向DNADNA。RNARNA蛋白质蛋白质翻译翻译DNADNA转录转录RNARNA逆转录逆转录资料三：资料三：遗传信息也有可能从蛋白质流向蛋白质。遗传信息也有可能从蛋白质流向蛋白质。蛋白质蛋白质RNARNA1 1、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法则，为什么？则，为什么？没有，实验证据指出了原有的中心法则没包含没有，实验证据指出了原有的中心法则没包含的遗传信息的可能传递途径，是对中心法则的补充的遗传信息的可能传递途径，是对中心法则的补充而非否定。而非否定。中心法则的补充转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录 中心法则实质蕴涵着中心法则实质蕴涵着_和和_这两类生物大分子这两类生物大分子之间的相互之间的相互_和相互作用。和相互作用。核酸核酸蛋白质蛋白质联系联系 中心法则的地位：是生命体系中最核心、最简中心法则的地位：是生命体系中最核心、最简约、最本质的规律。约、最本质的规律。二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系DNADNA中插入了一段外来的中插入了一段外来的DNADNA序列，序列，打乱了编码淀粉分支打乱了编码淀粉分支酶的基因酶的基因淀粉分支酶淀粉分支酶不能不能正常合成正常合成蔗糖蔗糖不合成为淀粉不合成为淀粉，蔗糖含，蔗糖含量升高量升高淀粉含量低的豌豆由于失水淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（而显得皱缩（性状：皱粒性状：皱粒）编码淀粉分支酶的编码淀粉分支酶的基因正常基因正常淀粉分支酶淀粉分支酶正常正常合成合成蔗糖蔗糖合成为淀粉合成为淀粉，淀粉含量升高，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保留水分淀粉含量高，有效保留水分，豌，豌豆显得圆鼓鼓豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）（性状：圆粒）白化病白化病 白化病是一种较常见的皮肤及白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病。疾病。这类病人通常是全身皮肤、毛这类病人通常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏黑色素，表现出怕发、眼睛缺乏黑色素，表现出怕光等行为光等行为 控制酶形成的基因控制酶形成的基因异常异常控制酶形成的基因控制酶形成的基因正常正常酪氨酸酶酪氨酸酶不能不能正常合成正常合成酪氨酸酶酪氨酸酶正常正常合成合成酪氨酸酪氨酸不能不能正常转化为黑色素正常转化为黑色素酪氨酸酪氨酸能能正常转化为黑色素正常转化为黑色素缺乏黑色素而表现为缺乏黑色素而表现为白化病白化病表现表现正常正常 基因还能通过控制蛋白质的基因还能通过控制蛋白质的_而而 控制生物控制生物体的体的_ _ _。基因通过控制基因通过控制_的合成来控制代谢过程，进而控的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的制生物体的 。A、间接控制、间接控制B、直接控制、直接控制酶酶性状性状直接直接结构结构性状性状治疗方法治疗方法基因治疗基因治疗CFTR基因缺失了基因缺失了3个碱基个碱基结构蛋白结构蛋白(CFTR蛋白蛋白)异常，导致功能异常异常，导致功能异常患者支气管内黏液增多患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染控制血红蛋白形成的基因中一个控制血红蛋白形成的基因中一个碱基对变化碱基对变化 血红蛋白的结构血红蛋白的结构发生变化发生变化红细胞红细胞呈镰刀状呈镰刀状红细胞容易破裂红细胞容易破裂，患溶血性贫血，患溶血性贫血技能训练：技能训练：提出假说，得出结论提出假说，得出结论三、基因型与表现型的关系三、基因型与表现型的关系 翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、基因指导下合成的，酶的活性受温度、pHpH等条件等条件影响影响。基因控制生物体的性状，而性状的形成同基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。时还受到环境的影响。假说假说：结论结论：人的身高可能是由多个基因决人的身高可能是由多个基因决定的。后天营养和锻炼也很重要。定的。后天营养和锻炼也很重要。四、基因与性状关系四、基因与性状关系 基因与基因、基因与基因产物、基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。体的性状。五、细胞质基因五、细胞质基因DNA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 研究发现，线粒体和叶绿体都具有自身转录研究发现，线粒体和叶绿体都具有自身转录DNADNA和翻译蛋白质的体系，但它们中的绝大多数蛋白质是和翻译蛋白质的体系，但它们中的绝大多数蛋白质是由核基因编码，在细胞质中的核糖体上合成的，也就由核基因编码，在细胞质中的核糖体上合成的，也就是说，线粒体和叶绿体的自主程度是有限的，对细胞是说，线粒体和叶绿体的自主程度是有限的，对细胞核遗传有很大的依赖性，所以称其为核遗传有很大的依赖性，所以称其为半自主性细胞器半自主性细胞器。线粒体和叶绿体线粒体和叶绿体DNADNA都可以自我复制，也是以半保留都可以自我复制，也是以半保留复制方式进行复制，都受核的控制。复制方式进行复制，都受核的控制。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是否与蛋白质结合白质结合基因数量基因数量遗传方式遗传方式功能功能叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体细胞核中细胞核中否，否，DNADNA分子裸露分子裸露与蛋白质合成为染色与蛋白质合成为染色体体少少多多母系遗传母系遗传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、翻译复制复制转录、翻译转录、翻译一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展二、基因、蛋白质和性状的关系二、基因、蛋白质和性状的关系三、基因型和表现型的关系三、基因型和表现型的关系四、基因与性状的关系四、基因与性状的关系五、细胞质基因五、细胞质基因小结练习：基础题基础题1.A。2.（1）；（；（2）；（；（3）。拓展题拓展题1.红眼基因正常是形成红眼的必要而非充分条件红眼基因正常是形成红眼的必要而非充分条件。红眼基因正常，并且其他涉及红眼形成的基因。红眼基因正常，并且其他涉及红眼形成的基因也正常时，果蝇的红眼才能形成；如果红眼基因也正常时，果蝇的红眼才能形成；如果红眼基因不正常，即使所有其他涉及红眼形成的基因都正不正常，即使所有其他涉及红眼形成的基因都正常，果蝇的红眼也不能形成。常，果蝇的红眼也不能形成。2.提示：生物体内基因的数目多、作用方式复杂，难以单独提示：生物体内基因的数目多、作用方式复杂，难以单独对其进行研究，生物体的异常性状为科学家研究相关基因的对其进行研究，生物体的异常性状为科学家研究相关基因的作用提供了一个突破口，使科学家能够从异常性状入手，分作用提供了一个突破口，使科学家能够从异常性状入手，分析性状异常的个体的基因与正常个体的基因是否存在区别，析性状异常的个体的基因与正常个体的基因是否存在区别，存在哪些区别等问题，从而建立起性状与基因的对应关系。存在哪些区别等问题，从而建立起性状与基因的对应关系。因为性状是由基因控制的，如果某一性状发生异常，并且能因为性状是由基因控制的，如果某一性状发生异常，并且能够稳定遗传，说明控制该性状的基因发生了突变。根据异常够稳定遗传，说明控制该性状的基因发生了突变。根据异常性状的遗传方式，还可以分析出控制该性状的基因是位于性性状的遗传方式，还可以分析出控制该性状的基因是位于性染色体上还是常染色体上，是显性还是隐性，并且可以预测染色体上还是常染色体上，是显性还是隐性，并且可以预测这一性状将来的遗传规律。这一性状将来的遗传规律。自我检测的答案和提示自我检测的答案和提示一、概念检测一、概念检测 DNA双链双链 1 C G T 2 G C A mRNA G C A tRNA C G U 氨基酸氨基酸 丙氨酸（密码子为丙氨酸（密码子为GCA）选择题：选择题：1.D；2.D；3.A；4.C。识图作答题：识图作答题：（1）氢键断裂；解旋酶；能量；（）氢键断裂；解旋酶；能量；（2）ACUGAA；转录；（；转录；（3）2；（；（4）碱基互补配对。）碱基互补配对。画概念图画概念图二、知识迁移二、知识迁移核糖体、核糖体、tRNA和和mRNA的结合都是蛋白质的合成所不可缺少的结合都是蛋白质的合成所不可缺少的。抗生素通过干扰细菌核糖体的形成，或阻止的。抗生素通过干扰细菌核糖体的形成，或阻止tRNA与与mRNA的结合，来干扰细菌蛋白质的合成，抑制细菌的生长的结合，来干扰细菌蛋白质的合成，抑制细菌的生长。因此，抗生素可用于治疗因细菌感染而引起的疾病。因此，抗生素可用于治疗因细菌感染而引起的疾病。三、技能应用三、技能应用1.（略）。（略）。2.这种方法只能推测出可能的碱基序列，而不能写出确定的这种方法只能推测出可能的碱基序列，而不能写出确定的碱基序列。这种方法简便、快捷，不需要实验。碱基序列。这种方法简便、快捷，不需要实验。3.推测不能代替用测序仪进行的基因测序。因为推测只能得推测不能代替用测序仪进行的基因测序。因为推测只能得出几种可能的碱基序列，而不能得到确定的碱基序列。出几种可能的碱基序列，而不能得到确定的碱基序列。四、思维拓展四、思维拓展1.C。转录、翻译和DNA复制的区别转录转录翻译翻译DNADNA复制复制场所场所模板模板原料原料碱基配对碱基配对原则原则信息传递信息传递时间时间产物产物细胞核细胞核细胞质的核糖体细胞质的核糖体细胞核细胞核DNADNA的一条链的一条链mRNAmRNADNADNA的两条链的两条链核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸氨基酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸tRNAtRNA与与mRNAmRNADNADNA与与RNARNADNADNA与与DNADNADNA mRNA RNARNA 蛋白质蛋白质 DNA DNA生长发育过程中生长发育过程中细胞分裂间期细胞分裂间期mRNA有一定氨基酸有一定氨基酸顺序的蛋白质顺序的蛋白质2 2个相同个相同DNADNA遗传信息的传递过程遗传信息的传递过程DNA DNA 双链双链G组氨酸组氨酸CCAAAUA信使信使RNARNA转运转运RNARNA氨基酸氨基酸UTTG遗传密码遗传密码C A UC A U模板链m m氨基酸氨基酸结构蛋白质结构蛋白质正常正常异常异常缬氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酸突变突变 线粒体线粒体和和叶绿体叶绿体中的中的DNADNA中的基因都称为中的基因都称为细胞质细胞质基因。基因。线粒体线粒体DNADNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些疾病多与脑部和肌肉有关，如：这些疾病多与脑部和肌肉有关，如：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：乳酸中毒，中风样发作综合症，母系遗传病。表现为身材矮小、多毛、头痛、肌无力、运动诱发呕传病。表现为身材矮小、多毛、头痛、肌无力、运动诱发呕吐、癫痫发作、再发性脑损伤，并引起偏瘫、偏语。吐、癫痫发作、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：母系遗传或非遗传性，表现为骨骼肌异常及心肌病变。现为骨骼肌异常及心肌病变。不符合孟德尔的遗传规律，后代只表现出母本的性状。不符合孟德尔的遗传规律，后代只表现出母本的性状。细胞质遗传细胞质遗传受精过程中，受精卵的细胞质主要是来自母亲的卵细胞。受精过程中，受精卵的细胞质主要是来自母亲的卵细胞。