高中生物--基因对性状的控制

转录DNARNA翻译蛋白质克里克一、中心法则的提出及其发展（2）、中心法则图解（1）、提出者：1、中心法则的提出复制注意：不要写成mRNA1、1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。2、1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。3、1982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叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。2、中心法则的发展资料体现了：①流向：遗传信息可以从RNA流向RNA，实例：RNA肿瘤病毒；②流向：遗传信息可以从RNA反过来流向DNA，实例：致癌RNA病毒；③流向：遗传信息可以从蛋白质流向蛋白质，实例：如疯牛病病毒说明：前面两个已经完全确认，后面一个没有完全确认。1、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法则，为什么？2、作为生物学的核心规律之一，中心法则应该全面地反映遗传信息的传递规律。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，应该怎样修改？3、请根据讨论结果，修改原中心法则图解，用虚线表示补充。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而非否定需要；遗传信息可以从RNA流向RNA，还可以从RNA反过来流向DNA；修改后的中心法则：转录DNARNA翻译蛋白质逆转录aedcbDNA的复制转录，以DNA为模板转录为RNA翻译，以mRNA为模板翻译为蛋白质RNA的复制逆转录，以RNA为模板逆转录为DNAa_____________________________________b_____________________________________c_____________________________________d_____________________________________e_____________________________________思考：其中哪些过程遵循碱基互补配对原则？a、b、c、d、e复制复制中心法则的实质：遗传信息的传递方向虚线的含义：RNA生物遗传信息的传递方向3、各过程适用范围转录DNARNA翻译蛋白质生物DNA生物细胞生物DNA病毒真核生物原核生物RNA生物:RNA病毒或RNARNA蛋白质翻译转录DNARNA翻译蛋白质逆转录复制复制•要点分析：a、RNA病毒中，能进行RNA复制的不能进行逆转录，能进行逆转录的不能进行RNA复制b、逆转录病毒在寄主细胞逆转录为双链DNA后，可以整合到寄主细胞基因组中，整合状态长期持续并传给子代细胞，也可以转录RNA，产生子代病毒。c、RNA病毒的表达过程：RNA蛋白质RNADNARNA蛋白质过程模板原料碱基互补产物实例DNA复制DNA→DNADNA的两条链A、T、C、G四种脱氧核苷酸A—TT—AC—GG—CDNA绝大多数生物DNA转录DNA→RNADNA的一条链A、U、C、G四种核糖核苷酸A—UT—AC—GG—CRNA绝大多数生物翻译RNA→多肽mRNA20余种氨基酸A—UU—AC—GG—C多肽所有生物(病毒依赖宿主细胞)RNA复制RNA→RNARNAA、U、C、G四种核糖核苷酸A—UU—AC—GG—CRNA以RNA为遗传物质的生物RNA逆转录RNA→DNARNAA、T、C、G四种脱氧核苷酸A—TU—AC—GG—CDNA某些致癌病毒、HIV等解读：(1)图示中1、8为转录过程；2、5、9为翻译过程；3、10为DNA复制过程；4、6为RNA复制过程；7为逆转录过程。(2)若甲、乙、丙为病毒，则甲为DNA病毒，如噬菌体；乙为RNA病毒，如烟草花叶病毒；丙为逆转录病毒，如HIV。实例1：豌豆粒型淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）蔗糖合成为淀粉，淀粉含量升高淀粉分支酶正常合成编码淀粉分支酶的基因正常DNA中插入了一段外来的DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因淀粉分支酶不能正常合成蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（性状：皱粒）二、基因、蛋白质与性状的关系（一）、基因控制生物性状的两种途径实例2：人的白化病及苯丙酮尿症控制酶形成的基因正常酪氨酸酶正常合成酪氨酸能正常转化为黑色素表现正常控制酶形成的基因异常酪氨酸酶不能正常合成酪氨酸不能正常转化为黑色素缺乏黑色素而表现为白化病以上两个实例，说明基因是如何控制生物性状的？这是一个（直接/间接）过程；基因通过控制______的合成来控制_____过程，进而控制生物体的_____酶性状代谢实例3：囊性纤维病CFTR基因缺失了3个碱基CFTR蛋白结构异常，导致功能异常患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染实例4：镰刀型细胞贫血症血红蛋白形成的基因中碱基对变化血红蛋白的结构发生变化红细胞呈镰刀状容易破裂，患溶血性贫血控制血红蛋白形成的基因正常血红蛋白的结构正常红细胞呈圆饼状不容易破裂以上两个实例，说明基因是如何控制生物性状的？这是一个（直接/间接）过程；基因通过控制______控制生物体的_______蛋白质的结构直接性状酶或激素细胞代谢生物性状蛋白质结构细胞结构生物性状基因总结：基因控制性状的两条途径注意表述（如：豌豆皱粒、苯丙酮尿症及白化病）（如：囊性纤维病、镰刀型贫血症）（结构蛋白）（二）、基因与性状的对应关系•基因的改变仅仅引起生物体单一性状的改变吗？所有性状都是由单个基因控制的吗？1、一般而言，一个基因对应一种性状2、生物体的一个性状有时受多个基因的影响，如：①玉米叶绿素的形成至少与50多个不同基因有关。②身高3、有的基因能控制多个性状4、性状的表现还受环境的影响。如后天的营养和体育锻炼等对身高也有重要作用。苯丙氨酸缺少酪氨酸酶黑色素白化病缺少苯丙氨酸羟化酶酪氨酸苯丙酮酸苯丙酮尿症苯丙氨酸羟化酶酪氨酸酶思考：由上图能得出什么结论？要点分析1、DNA—蛋白质—性状的关系2、基因表达的特点①选择性表达；②顺序性表达；（有关秃顶基因40岁以后表达）③有些基因表达与性别相关；（如：有关秃顶基因只在男性中表达）④环境因素可影响基因表达；（表现型=基因型+环境）表现型=基因型+环境遗传学家曾经做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养环境温度为25℃，将孵化后4～7d的长翅果蝇幼虫放在35～37℃的环境中处理6～24h后，得到了一些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常温度下繁殖的后代仍然是长翅果蝇。问：请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。（环境如何影响基因的对性状的控制的）环境(如温度和pH值)通过影响酶的活性，来影响基因对性状的控制。表现型=基因型+环境水毛茛性状的表现还受环境因素的影响。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作用，这种相互作用形成了一个错综复杂而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的性状三、细胞质基因（细胞质遗传）细胞质基因：指存在于细胞质结构中的遗传物质。与核基因一样具有稳定性、连续性和变异性。功能：控制一些蛋白质的合成，线粒体DNA缺陷会引起遗传病。特点：1、DNA分子半自主性复制；2、母系遗传：只能通过母亲遗传给后代。１２３４５６７８９1011DNA的分布主要在染色体上细胞质内细胞核遗传细胞质遗传生物的遗传（所以说，染色体是DNA的主要载体）例：线粒体肌病细胞质基因细胞核基因存在部位是否与蛋白质结合基因数量遗传方式功能细胞质基因与细胞核基因的比较叶绿体、线粒体细胞核中否，DNA分子裸露与蛋白质合成为染色体少多母系遗传遵循孟德尔遗传规律半自主复制转录、翻译复制转录、翻译1、揭示生物体内遗传信息传递一般规律的是（）A．基因的遗传定律B．碱基互补配对原则C．中心法则D．自然选择学说课堂巩固C2．果蝇长翅对残翅显性。用一定高温处理长翅基因纯合子的幼虫，其发育为成虫后，翅膀表现为残翅。下列解释错误的是：（）。A．翅膀基因在幼虫阶段就已经开始表达B．高温下相关蛋白质活性下降C．这种长翅个体的基因型已经变为杂合子D．表现型是基因与环境因素共同作用的结果