高中生物-第四章基因的表达-4.2-基因对性状的控制-新人教版必修2.ppt

探究一、生物体内遗传信息的流动探究一、生物体内遗传信息的流动请你根据请你根据DNA复制、基因指导蛋白质合成过程，复制、基因指导蛋白质合成过程，画出一张遗传信息的传递方向图。画出一张遗传信息的传递方向图。动动动动手手遗传信息：指核酸碱基的排列遗传信息：指核酸碱基的排列顺序顺序第第2节基因对性状的控制节基因对性状的控制DNA聚合聚合酶酶DNA解解旋酶旋酶DNADNA聚合聚合酶酶RNA聚合聚合酶酶RNA聚聚合酶合酶核核糖糖体体DNAmRNA多多肽肽链链DNA复制复制转录转录翻译翻译转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质复复制制一、中心法则的提出及发展一、中心法则的提出及发展 中心法则的发展中心法则的发展阅读资料分析：阅读资料分析：大大胆胆猜猜想想生物界是否还有其它的遗传信息传递途径呢？生物界是否还有其它的遗传信息传递途径呢？19571957年年克里克克里克的预测的预测：中心法则内容：表示遗传信息流动的方向中心法则内容：表示遗传信息流动的方向DNA DNA（DNA 的自我复制）的自我复制）DNA RNA 蛋白质蛋白质（遗传信息的转录和翻译）（遗传信息的转录和翻译）1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，像DNADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能对复制酶能对RNARNA进行复制。进行复制。资料分析资料分析1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，像DNADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能对复制酶能对RNARNA进行复制进行复制。资料分析资料分析1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，像DNADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能对复制酶能对RNARNA进行复制进行复制。2 2、19701970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒中发现逆病毒中发现逆转录酶，它能以转录酶，它能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。资料分析资料分析1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，像DNADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能对复制酶能对RNARNA进行复制进行复制。2 2、19701970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒中发现病毒中发现逆逆转录酶转录酶，它能以，它能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。资料分析资料分析1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，像DNADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能对复制酶能对RNARNA进行复制进行复制。2 2、19701970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒中发现病毒中发现逆逆转录酶转录酶，它能以，它能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。3 3、19821982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异年，科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质在脑细胞内大量增殖引起的。这种因常的蛋白质在脑细胞内大量增殖引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。资料分析资料分析1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，像DNADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能对复制酶能对RNARNA进行复制进行复制。2 2、19701970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒中发现病毒中发现逆逆转录酶转录酶，它能以，它能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。3 3、19821982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异年，科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质在脑细胞内大量增殖引起的。这种因常的蛋白质在脑细胞内大量增殖引起的。这种因错误折叠而形成的结构错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使异常的蛋白质，可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。资料分析资料分析转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录复复制制一、中心法则的提出及发展一、中心法则的提出及发展复复制制1.1.遗传信息传递过程包含五条线路遗传信息传递过程包含五条线路 DNADNADNADNA：DNADNARNARNA：RNARNA蛋白质：蛋白质：RNA RNA RNA RNA：RNA RNA DNA DNA：以以DNADNA作为遗传物质的生物的自我复制。作为遗传物质的生物的自我复制。细胞核中的转录过程。细胞核中的转录过程。细胞质中核糖体的翻译过程。细胞质中核糖体的翻译过程。以以RNARNA作为遗传物质的生物的自我复制作为遗传物质的生物的自我复制 个别病毒的逆转录过程个别病毒的逆转录过程 思考感悟思考感悟艾艾滋滋病病是是人人类类第第一一大大杀杀手手，至至今今没没有有办办法法消消灭灭它它。你你知知道道它它的的遗遗传传物物质质是是什什么么吗吗？它的？它的遗传遗传信息信息传递过传递过程是什么？程是什么？【提示提示】HIV的的遗传遗传物物质质是是RNA。它。它的的遗传遗传信息信息传递过传递过程是：程是：RNA通通过过逆逆转转录录合成合成DNA，DNA再通再通过转录过转录形成信使形成信使RNA，然后通，然后通过过翻翻译过译过程合成蛋白程合成蛋白质质。1、真核生物：2、原核生物：3、DNA病毒：4、RNA病毒：5、逆转录病毒：转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质RNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质RNARNA逆转录逆转录（遗传物质为DNA的生物）2.各类生物遗传信息传递过程各类生物遗传信息传递过程3中心法中心法则则体体现现了了DNA的两大基本功能的两大基本功能(1)对对遗遗传传信信息息的的传传递递功功能能，它它是是通通过过DNA复复制制完完成成的的，发发生生于于亲亲代代产产生生子子代代的生殖的生殖过过程或程或细细胞增殖胞增殖过过程中。程中。(2)对遗传对遗传信息的信息的表达表达功能，它是通功能，它是通过转过转录录和翻和翻译译完成的，完成的，发发生在个体生在个体发发育育过过程中。程中。中心法则内容：表示遗传信息流动的方向。中心法则内容：表示遗传信息流动的方向。1 1、下图所示的过程，正常情况下在动植、下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都物细胞中都不可能不可能发生的是（发生的是（）A、B、C、D、B课堂练习课堂练习二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系P69结构蛋白结构蛋白功能蛋白功能蛋白蛋蛋白白质质生生命命活活动动的的主主要要承承担担者者Q Q：蛋白质与生命性状特征有何关系：蛋白质与生命性状特征有何关系?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 DNA DNA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酶的，打乱了编码淀粉分支酶的基因基因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合成为淀粉蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（皱缩（性状：性状：皱粒皱粒）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蔗糖合成为淀粉蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓得圆鼓鼓（性状：（性状：圆粒圆粒）从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆实例一：豌豆的圆粒与皱粒实例一：豌豆的圆粒与皱粒课堂练习课堂练习1（多选多选）圆粒、皱粒豌豆是孟德尔在杂交实验中）圆粒、皱粒豌豆是孟德尔在杂交实验中用过的实验材料。与圆粒豌豆相比，皱粒豌豆中蔗用过的实验材料。与圆粒豌豆相比，皱粒豌豆中蔗糖含量相对较高，这是由于皱粒豌豆的淀粉分支酶糖含量相对较高，这是由于皱粒豌豆的淀粉分支酶发生了突变，造成该酶不能合成，从而影响了蔗糖发生了突变，造成该酶不能合成，从而影响了蔗糖向淀粉的转化。由此可推测，突变的淀粉分支酶基向淀粉的转化。由此可推测，突变的淀粉分支酶基因（因（）A不能遗传不能遗传 B可以遗传可以遗传C不再发生突变不再发生突变 D通过控制酶的合成而控制性状通过控制酶的合成而控制性状BD控制酪氨酸酶的控制酪氨酸酶的 异常异常控制酪氨酸酶的控制酪氨酸酶的 正常正常 不能正常合成不能正常合成 正常合成正常合成表现为表现为白化病白化病表现正常表现正常基因基因酪氨酸酶酪氨酸酶酪氨酸能转化为黑色素酪氨酸能转化为黑色素基因基因酪氨酸酶酪氨酸酶酪氨酸不能转化为黑色素酪氨酸不能转化为黑色素 基因基因酶酶代谢代谢过程过程 性状性状 你能仿照实例一你能仿照实例一,来来解释白化病的病因吗解释白化病的病因吗?实例二：白化病实例二：白化病Q:从这两个例子中我们能总结出什么样从这两个例子中我们能总结出什么样 的共同特点呢？的共同特点呢？结论：结论：基因基因控制控制酶的合成酶的合成细胞代谢细胞代谢控制控制性状性状控制控制CFTRCFTR基因缺失了基因缺失了3 3个碱基个碱基CFTRCFTR蛋白结构异常蛋白结构异常，导致功能异常，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 基因基因蛋白质蛋白质结构结构 性状性状实例三：囊性纤维病实例三：囊性纤维病 囊性纤维病是北美囊性纤维病是北美白种人中常见的一种白种人中常见的一种遗传病，患者汗液中遗传病，患者汗液中氯离子的浓度升高，氯离子的浓度升高，支气管被异常的黏液支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死堵塞，常于幼年时死于肺部感染。于肺部感染。课堂练习课堂练习1（多选）囊性纤维化病是一种致死性较高的常染（多选）囊性纤维化病是一种致死性较高的常染色体隐性遗传病，原因是正常基因中色体隐性遗传病，原因是正常基因中3 个核苷酸的缺个核苷酸的缺失导致了其编码的蛋白质中失导致了其编码的蛋白质中1 个对应氨基酸的缺失。个对应氨基酸的缺失。对此分析正确的是（对此分析正确的是（）A基因中基因中3个核苷酸的缺失属于基因突变个核苷酸的缺失属于基因突变B蛋白质中个别氨基酸的改变不会影响其功能蛋白质中个别氨基酸的改变不会影响其功能C基因通过控制蛋白质合成来控制生物体的性状基因通过控制蛋白质合成来控制生物体的性状D基因中碱基数目的改变会导致蛋白质结构变化基因中碱基数目的改变会导致蛋白质结构变化AC实例四：实例四：镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症镰刀型红细胞镰刀型红细胞 正常红细胞正常红细胞 镰刀型细胞贫血症患者的红镰刀型细胞贫血症患者的红细胞不是正常的圆饼状细胞不是正常的圆饼状,而是弯而是弯曲的镰刀状。症状是发烧和肌肉曲的镰刀状。症状是发烧和肌肉疼痛疼痛,疲劳、呼吸困难、咳嗽、疲劳、呼吸困难、咳嗽、心跳速率快速、生长及青春期迟心跳速率快速、生长及青春期迟缓。缓。你能仿照实例三，你能仿照实例三，来解释镰刀型细胞来解释镰刀型细胞贫血症这一现象吗贫血症这一现象吗?学以致用学以致用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控制血红蛋白控制血红蛋白的基因正常的基因正常血红蛋白结构正常血红蛋白结构正常正常红细胞正常红细胞控制血红蛋白的基因控制血红蛋白的基因中中一个碱基对一个碱基对变化变化血红蛋白结构血红蛋白结构发生变化发生变化红细胞呈镰刀状红细胞呈镰刀状Q Q：从这个例子中你又能总结出什么结论？：从这个例子中你又能总结出什么结论？基因基因控制控制结构蛋白结构蛋白性状性状结论：结论：控制控制基因控制生物的性状主要有以下两个途径：基因控制生物的性状主要有以下两个途径：基因基因结构蛋白结构蛋白细胞结构细胞结构生物性状生物性状酶或激素酶或激素 细胞代谢细胞代谢生物性状生物性状蛋白质蛋白质直接控制直接控制间接控制间接控制总之：总之：a.a.生物性状主要是由生物性状主要是由 体现体现 b.b.蛋白质的合成又受蛋白质的合成又受 的的控制控制所以：生物的性状是由所以：生物的性状是由 控制的控制的 蛋白质蛋白质基因基因基因基因 二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系 人的身高是由多个基因决定的，其中每一个基因对人的身高都有一定的作用。人的身高、血压、智人的身高、血压、智力、长相、记忆力、力、长相、记忆力、性格、自尊、等都由性格、自尊、等都由多个基因控制多个基因控制生物体性状的多因素生物体性状的多因素结论：结论：很多生物性状是由很多生物性状是由多个多个基因控制基因控制 的。的。生物的性状和基因之间生物的性状和基因之间_ _ 简单的线性关系，简单的线性关系，并不都是并不都是表现型表现型=基因型基因型+外界环境外界环境1011细胞质遗传细胞质遗传细胞质遗传细胞质遗传_孟德尔的遗传规律，孟德尔的遗传规律，后代只表现出后代只表现出_的性状的性状_和和_中的中的DNADNA中的基因都称为中的基因都称为细胞质基因细胞质基因 线粒体线粒体DNADNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这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：些疾病多与脑部和肌肉有关，如：线粒体脑肌病、乳酸中毒、中风样发作综合症等母系遗传病。表现线粒体脑肌病、乳酸中毒、中风样发作综合症等母系遗传病。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、偏语作、再发性脑损伤，并引起偏瘫、偏语这些疾病有什么特点？为什么？这些疾病有什么特点？为什么？受精过程中，受精卵的细胞质几乎全部来自母亲的卵细胞受精过程中，受精卵的细胞质几乎全部来自母亲的卵细胞线粒体线粒体叶绿体叶绿体不符合不符合母本母本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）例：紫茉莉例：紫茉莉叶色的遗传叶色的遗传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、翻译复制复制转录、翻译转录、翻译细胞质遗传细胞质遗传