第四章基因对性状的控制-PPT.pptx

第四章基因对性状的控制19571957年克里克得预测年克里克得预测:一、中心法则得提出及其发展一、中心法则得提出及其发展中心法则概括了生中心法则概括了生物遗传信息得主要物遗传信息得主要传递方向。传递方向。人与动植物及绝大多人与动植物及绝大多数微生物得遗传信息数微生物得遗传信息传递都遵循这一法则。传递都遵循这一法则。1 1、19651965年年,科学家在科学家在RNARNA肿瘤病毒里发现肿瘤病毒里发现了一种了一种RNARNA复制酶复制酶,像像DNADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复进行复制一样制一样,RNARNA复制酶能对复制酶能对RNARNA进行复制。进行复制。RNARNARNA复制酶复制酶RNARNA一、中心法则得提出及其发展一、中心法则得提出及其发展资料分析资料分析RNA复制复制RNA复制复制通过通过RNARNA复制复制,繁殖出大量得繁殖出大量得RNARNA型病毒！型病毒！2 2、19701970年年,科学家在致癌得科学家在致癌得RNARNA病毒中发现病毒中发现逆转录酶逆转录酶,它能以它能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。RNARNA逆转录酶逆转录酶DNADNA一、中心法则得提出及其发展一、中心法则得提出及其发展逆转录逆转录科学家们同时还发现科学家们同时还发现,在环境适宜得夏季只有在环境适宜得夏季只有RNA得得烟草花叶病病毒到了环境严酷得冬季烟草花叶病病毒到了环境严酷得冬季,它们体内又它们体内又具有具有DNA了。显然了。显然,这些这些DNA就是以就是以RNA为模板合为模板合成得。成得。以以RNA为模板合成为模板合成DNA得过程叫得过程叫“逆转录逆转录”,这这,需要需要逆转录酶来催化它。逆转录酶来催化它。以以RNARNA为模板合成得为模板合成得DNADNA单链单链逆转录逆转录科学家们同时还发现科学家们同时还发现,在环境适宜得夏季只有在环境适宜得夏季只有RNA得得烟草花叶病病毒到了环境严酷得冬季烟草花叶病病毒到了环境严酷得冬季,它们体内又有它们体内又有DNA了。显然了。显然,这些这些DNA就是以就是以RNA为模板合成得为模板合成得以以RNA为模板合成为模板合成DNA得过程叫得过程叫“逆转录逆转录”,这这,需要需要逆转录酶来催化它。逆转录酶来催化它。逆转录逆转录科学家们同时还发现科学家们同时还发现,在环境适宜得夏季只有在环境适宜得夏季只有RNA得得烟草花叶病病毒到了环境严酷得冬季烟草花叶病病毒到了环境严酷得冬季,它们体内又有它们体内又有DNA了。显然了。显然,这些这些DNA就是以就是以RNA为模板合成得为模板合成得以以RNA为模板合成为模板合成DNA得过程叫得过程叫“逆转录逆转录”,这这,需要需要逆转录酶来催化它。逆转录酶来催化它。DNADNA双螺旋双螺旋逆转录逆转录通过通过DNADNA复制复制,繁殖出大量繁殖出大量DNADNA型病毒。型病毒。3 3、19821982年年,科学家发现疯牛病就是由一种科学家发现疯牛病就是由一种结构异常得蛋白质在脑细胞内大量结构异常得蛋白质在脑细胞内大量“增殖增殖”引引起得。这种因错误折叠而形成得结构异常得蛋起得。这种因错误折叠而形成得结构异常得蛋白质白质,可能促使与其具有相同氨基酸序列得蛋可能促使与其具有相同氨基酸序列得蛋白质发生同样得折叠错误白质发生同样得折叠错误,从而导致大量结构从而导致大量结构异常得蛋白质得形成。异常得蛋白质得形成。蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质一、中心法则得提出及其发展一、中心法则得提出及其发展12大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流1 1、您认为上述实验证据就是否推翻了传统得中、您认为上述实验证据就是否推翻了传统得中心法则心法则,为什么？为什么？2 2、根据上述资料、根据上述资料,您认为传统得中心法则就是您认为传统得中心法则就是否需要修改否需要修改,如果需要如果需要,应如何修改？应如何修改？(建议用实线表示确信无疑得结论,用虚线表示可能正确得结论。)一、中心法则得提出及其发展一、中心法则得提出及其发展DNADNA转录转录复复制制逆转录逆转录蛋白质蛋白质翻译翻译RNARNA复制复制RNARNA一、中心法则得提出及其发展一、中心法则得提出及其发展特别提醒特别提醒:并非所有得生物均能发生中心法则得五大并非所有得生物均能发生中心法则得五大 生理过程。生理过程。DNADNA转录转录复复制制蛋白质蛋白质翻译翻译RNARNA细胞生物细胞生物:真核生物、原核生物真核生物、原核生物DNADNA转录转录复复制制蛋白质蛋白质翻译翻译RNARNA病毒病毒:(1)DNA病毒病毒(2)RNA病毒病毒蛋白质蛋白质翻译翻译复复制制RNARNADNADNA转录转录复复制制逆转录逆转录蛋白质蛋白质翻译翻译RNARNARNARNA 中心法则就是对遗传信息得传递过程得概括。中心法则就是对遗传信息得传递过程得概括。根据中心法则及其补充根据中心法则及其补充,您能找出遗传信息传递得几您能找出遗传信息传递得几条途径？条途径？转录转录翻译翻译逆转录逆转录(DNADNA自我复制自我复制)(RNARNA自我复制自我复制)一、中心法则得提出及其发展一、中心法则得提出及其发展3、RNARNA1、DNADNA2 DNARNA蛋白质蛋白质4、RNADNAl例例1、中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达得过程。请回答下列问题。l(1)a、b、c、d所表示得四个过程依次分别就是 、与 。l(2)需要tRNA与核糖体同时参与得过程就是l (用图中得字母回答)。l(3)a过程发生在真核细胞分裂得 期。DNA复制复制转录转录翻译翻译逆转录逆转录c间间(S)l(4)在真核细胞中,a与b两个过程发生得主要场所就是 。l(5)能特异性识别信使RNA上密码子得分子就是 ,后者所携带得分子就是 。l(6)RNA病毒得遗传信息传递与表达得途径有(用类似本题图中得形式表述):;。细胞核细胞核tRNA氨基酸氨基酸二、基因、蛋白质与性状得关系二、基因、蛋白质与性状得关系(一一)基因通过控制酶得合成来控制代谢过程基因通过控制酶得合成来控制代谢过程,进而进而(间接间接)控制生物体得性状。控制生物体得性状。实例实例1 1、豌豆得圆粒与皱粒、豌豆得圆粒与皱粒皱粒豌豆皱粒豌豆单个基因控制得性状单个基因控制得性状,显性为圆粒显性为圆粒,隐性为皱粒。隐性为皱粒。豌豆得圆粒与皱粒相对形状形成得原因豌豆得圆粒与皱粒相对形状形成得原因编码淀粉分支酶得基因正常编码淀粉分支酶得基因正常淀粉分支酶正常合成淀粉分支酶正常合成淀粉含量高有效保水而圆鼓淀粉含量高有效保水而圆鼓淀粉含量升高淀粉含量升高DNADNA中插入一段外来中插入一段外来DNADNA序列序列打乱了编码淀粉分支酶得基因打乱了编码淀粉分支酶得基因淀粉分支酶不能正常合成淀粉分支酶不能正常合成淀粉含量降低淀粉含量降低,蔗糖含量升高蔗糖含量升高淀粉含量低淀粉含量低,失水而皱缩失水而皱缩二、基因、蛋白质与性状得关系二、基因、蛋白质与性状得关系形成圆粒豌豆形成圆粒豌豆形成皱粒豌豆形成皱粒豌豆实例实例2 2、人得白化病、人得白化病二、基因、蛋白质与性状得关系二、基因、蛋白质与性状得关系 单个基因控制得常染单个基因控制得常染色体隐性遗传病。显性为色体隐性遗传病。显性为正常正常,隐性为白化症状。隐性为白化症状。主要症状为全身皮肤呈主要症状为全身皮肤呈白色或粉红色白色或粉红色,毛发为白色毛发为白色或淡黄色或淡黄色,畏光畏光,皮肤对光皮肤对光高度敏感高度敏感,晒后易发生皮炎。晒后易发生皮炎。人得白化病得病因人得白化病得病因酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素酪氨酸不能正常转化为黑色素控制酶形成得基因异常控制酶形成得基因异常缺乏黑色素而表现为白化病缺乏黑色素而表现为白化病二、基因、蛋白质与性状得关系二、基因、蛋白质与性状得关系控制酶形成得基因正常控制酶形成得基因正常酪氨酸酶正常合成酪氨酸酶正常合成酪氨酸能正常转化为黑色素酪氨酸能正常转化为黑色素表现正常表现正常思维激活思维激活 白化病与老人白化病与老人头发变白得原因相同白得原因相同吗？不相同。白化病就是由于控制酪氨酸酶不相同。白化病就是由于控制酪氨酸酶得基因异常导致细胞不能合成酪氨酸酶而得基因异常导致细胞不能合成酪氨酸酶而缺乏黑色素缺乏黑色素;而老年人头发变白就是由于而老年人头发变白就是由于细胞衰老时酪氨酸酶活性下降而缺乏黑色细胞衰老时酪氨酸酶活性下降而缺乏黑色素。素。二、基因、蛋白质与性状得关系二、基因、蛋白质与性状得关系实例实例1 1、囊性纤维病、囊性纤维病 一种常染色体隐一种常染色体隐性遗传病性遗传病,多见于北美多见于北美白种人白种人,主要症状表现主要症状表现为反复咳嗽为反复咳嗽,长期腹泻。长期腹泻。常于幼年时死于肺部常于幼年时死于肺部感染。感染。(二二)基因通过控制蛋白质得结构直接控制基因通过控制蛋白质得结构直接控制 生物体得性状。生物体得性状。囊性纤维病得病因囊性纤维病得病因编码跨膜蛋白编码跨膜蛋白(CFTRCFTR)得基因缺失了得基因缺失了3 3个碱基对个碱基对导致导致CFTRCFTR蛋白缺少蛋白缺少1 1个苯丙氨酸个苯丙氨酸,影响了影响了CFTR蛋白结构蛋白结构使使CFTR转运氯离子得功能异常转运氯离子得功能异常,患者支气管内黏液增多患者支气管内黏液增多支气管管腔受阻支气管管腔受阻,细菌大量繁殖细菌大量繁殖,肺部功能严重受损肺部功能严重受损二、基因、蛋白质与性状得关系二、基因、蛋白质与性状得关系实例实例2 2、镰刀型细胞贫血症、镰刀型细胞贫血症二、基因、蛋白质与性状得关系二、基因、蛋白质与性状得关系 一种常染色体隐性遗传一种常染色体隐性遗传病病,主要症状就是贫血。病主要症状就是贫血。病人衰弱、头晕、气短、心脏人衰弱、头晕、气短、心脏有杂音与脉搏增高有杂音与脉搏增高;血液血血液血红蛋白含量仅及正常人得一红蛋白含量仅及正常人得一半半;红细胞数量少而且异常红细胞数量少而且异常;出现许多长而薄出现许多长而薄,瞧起来像瞧起来像镰刀得新月形红细胞。镰刀得新月形红细胞。正常红细胞正常红细胞镰刀形红细胞镰刀形红细胞镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症得形成原因得形成原因得形成原因得形成原因控制血红蛋白形成得基因中一对碱基变化控制血红蛋白形成得基因中一对碱基变化血红蛋白得结构发生变化血红蛋白得结构发生变化红细胞呈镰刀状红细胞呈镰刀状容易破裂容易破裂容易破裂容易破裂,患溶血性贫血患溶血性贫血患溶血性贫血患溶血性贫血二、基因、蛋白质与性状得关系二、基因、蛋白质与性状得关系正常基因正常基因基因突变基因突变异常基因异常基因谷氨酸谷氨酸红细胞呈圆饼状红细胞呈圆饼状缬氨酸缬氨酸红细胞呈镰刀状红细胞呈镰刀状 基因与性状得关系并不都就是简单得线性关系基因与性状得关系并不都就是简单得线性关系,有些性状就是由多个基因决定得有些性状就是由多个基因决定得,有得基因可决定或有得基因可决定或影响多个性状。影响多个性状。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂得相互作用存在着复杂得相互作用,这种相互作用形成了一个复这种相互作用形成了一个复杂得网络杂得网络,精细地调控着生物性状。精细地调控着生物性状。三、基因型与表现型得关系三、基因型与表现型得关系 遗传学家曾经做过这样得实验遗传学家曾经做过这样得实验:长翅果蝇幼虫正常长翅果蝇幼虫正常得培养环境温度为得培养环境温度为2525,将孵化后将孵化后4 47d7d得长翅果蝇幼得长翅果蝇幼虫放在虫放在35353737得环境中处理得环境中处理6 624h后后,得到了一些得到了一些残翅果蝇残翅果蝇,这些残翅果蝇在正常温度下繁殖得后代仍这些残翅果蝇在正常温度下繁殖得后代仍然就是长翅果蝇。然就是长翅果蝇。问问:请针对出现残翅果蝇请针对出现残翅果蝇得原因提出假说得原因提出假说,进行解进行解释。释。(环境如何影响基因环境如何影响基因得对性状得控制得得对性状得控制得)环境环境(如温度与如温度与pHpH值值)通过影响酶得活性通过影响酶得活性,来影响基来影响基因对性状得控制。因对性状得控制。