基因对性状的控制.ppt

同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，表现出了两种不同的形态。讨论：1、这两种叶形有什么区别？2、这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？3、你还能提出什么问题吗？,水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些,一样,为什么叶片细胞的基因组成相同，而叶片却表现出明显不同的形态？,第二节基因对性状的控制,你能根据基因指导蛋白质的合成过程画一张遗传信息流程图吗？,RNA,DNA,蛋白质,转录,翻译,在对蛋白质合成过程完全研究清楚之前，克里克就认为这是遗传信息的传递规律（或流动方向），并将这一规律命名为中心法则。,(一）、中心法则的提出（1957年克里克）：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。人和动植物及绝大多数微生物的遗传信息传递都遵循这一法则。,一、中心法则的提出及其发展,遗传信息能不能从蛋白质传递到蛋白质呢，能不能从蛋白质流向RNA或DNA呢？,（二）、中心法则的发展,1、没有推翻中心法则，实验证据指出了原有中心法则所没有包含的遗传信息的可能传递途径，是对原有中心法则的补充而非否定。,2、补充：遗传信息可以从RNA反过来流向DNA，如致癌RNA病毒；HIV等遗传信息可以从RNA流向RNA，如RNA肿瘤病毒；烟草花叶病毒等遗传信息可以从蛋白质流向蛋白质，如疯牛病病毒。但没有被确认。,以RNA为模板合成RNA的过程叫做RNA复制，需要RNA聚合酶催化。通过RNA复制，繁殖出大量的RNA型病毒！,（三）、补充修正的中心法则,DNA,转录,复制,蛋白质,翻译,RNA复制,RNA,1、表达式,2含义：包括五个方面，而且都表现出碱基互补配对原则。,DNA的复制；遗传信息从DNA传递给信使RNA的转录；在逆转录酶的作用下，以RNA为模板合成DNA；以RNA为模板复制RNA(如某些只有RNA的病毒)；以RNA为模板翻译成蛋白质，体现生物性状,中心法则实质蕴涵着_和_这两类生物大分子之间的相互_和相互作用。,联系,核酸,蛋白质,(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递,RNA的复制和逆转录不共存,(1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息传递,例：烟草花叶病毒,例：HIV病毒,DNA的重要功能：(1)DNA分子能够储存遗传信息(2)DNA的复制体现了遗传信息的传递功能(3)DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，mRNA、tRNA、rRNA均是转录产生的，在翻译过程中一起发挥作用。注意：DNA复制只发生在具有分裂能力的细胞中。而转录和翻译无论细胞能否分裂，只要是活的细胞均可能进行(成熟的红细胞除外)。,编码淀粉分支酶的基因正常,淀粉分支酶正常合成,蔗糖合成淀粉，淀粉含量升高。,淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓（性状：圆粒）,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(基因增添),淀粉分支酶不能正常合成,蔗糖不能合成淀粉，蔗糖含量显著升高。,淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（性状：皱粒）,例1、豌豆的圆粒和皱粒这一对相对性状。,二、基因、蛋白质与性状的关系,例2、人与动物的白化病,全身皮肤呈白色或粉红色，毛发为白色或淡黄色，虹膜透明，脉络膜也失去色素，瞳孔发红，畏光，皮肤对光高度敏感，晒后易发生皮炎，本病常属染色体隐性遗传。,人或动物体内控制酪氨酸酶合成的基因异常,体内的酪氨酸酶不能正常合成,酪氨酸不能正常转化为皮肤所需的黑色素,皮肤内缺乏黑色素表现为白化病,从前面两个例子来看，同学们认为基因是如何控制生物体的性状的？,结论：基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物体的性状。,间接控制,例3、囊性纤维病,CFTR（囊性纤维）基因缺失了三个碱基(碱基缺失),CFTR蛋白缺少一个苯丙氨酸，导致结构异常，从而使其功能异常。,导致患者支气管内黏液增多,黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染。,例4、镰刀型贫血症,控制血红蛋白形成基因的一个碱基发生变化（碱基替换）,血红蛋白的结构发生变化,红细胞呈镰刀状,红细胞容易破裂，患溶血性贫血。,从这两个例子来看，同学们认为基因是如何控制生物体的性状的？,结论：基因是通过控制蛋白质分子的结构来直接控制生物体的性状的。,直接控制,基因与性状并不是都是一一对应的简单的线性关系，一种性状可由多个基因控制（多因一效）：一种基因也可能影响多个性状（一因多效）。而且还受环境因素的影响。,基因与基因、基因与基因产物，基因和环境之间存在着复杂的相互作用，共同精细地调控生物的性状。,三、多基因控制某些性状,人的身高、血压、智力、长相、记忆力、性格、自尊、对社会的态度等,基因与性状间的对应关系：,（1）.生物的绝大多数性状受单个基因控制（2）.生物有些性状是由多个基因控制的（3）.生物的性状还受环境条件的影响，是生物的基因和环境条件共同作用的结果,四、基因型和表现型的关系,表现型=基因型,+环境条件,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47d的长翅果蝇幼虫放在3537的环境中处理624h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。（环境是如何影响基因的对性状的控制的）,环境(如温度和pH)通过影响酶的活性，来影响基因对性状的控制。,基因、蛋白质与性状的关系总结,基因,酶或激素,结构蛋白,细胞代谢,细胞结构,生物性状,生物性状,五、细胞质基因（细胞质遗传）,DNA的分布,主要在染色体上,细胞质内,细胞核遗传,细胞质遗传,生物体的遗传方式,（所以说，染色体是DNA的主要载体）,例：紫茉莉叶色的遗传,_和_中的DNA中的基因都称为细胞质基因,线粒体DNA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：线粒体脑肌病、线粒体肌病、肥厚性心肌病,线粒体,叶绿体,特点：母系遗传：只能通过母亲遗传给后代。,细胞质遗传系谱实例,不符合孟德尔的遗传规律，后代只表现出母本的性状,理由是：受精过程中，受精卵的细胞质主要是来自母本的卵细胞,基因对性状的控制,1.基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物性状。,2.基因通过控制蛋白质分子的结构来直接控制性状。,DNA蛋白质性状的关系,DNA的多样性,蛋白质的多样性,生物界的多样性,决定,导致,根本原因,直接原因/物质基础,表现形式,3中心法则与基因表达的关系,4关于中心法则的有关计算(1)基因对性状的控制是通过对蛋白质的合成过程进行控制来实现的。包括转录和翻译两个过程，这两个过程都要遵循碱基互补配对原则。有关知识可以总结出关系式：氨基酸数1/3mRNA的碱基数1/6基因中的碱基数。(2)在双链DNA及其转录的RNA之间：在碱基数量上，a链上的(AT)b链上的(AT)RNA分子中(AU)1/2DNA分子中的(AT)；a链上的(GC)b链上的(GC)RNA分子中(GC)1/2DNA分子中的(GC)。,1果蝇长翅对残翅显性。用一定高温处理残翅基因纯合子的幼虫，其发育为成虫后，翅膀表现为长翅。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高温下相关蛋白质回复正常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,2美国德克萨斯州科学家在2002年2月14日宣布，他们已经培育出世界上第一只克隆猫。这只名为CC的小猫毛色花白，看上去完全不像生养它的花斑猫妈妈，也不完全像为它提供细胞核的基因妈妈。对该克隆猫毛色的解释合理的是（）。（1）发生了基因重组所造成的结果（2）提供卵细胞的雌猫细胞质基因表达的结果（3）表现型是基因型与环境共同作用的结果（4）生养它的花斑猫妈妈的基因表达的结果A、（1）B、（2）（3）C、（2）（3）（4）D、（1）（2）（3）（4）,补充练习,如下图所示为甲、乙、丙三种病毒的遗传信息的传递过程，请依图回答：（l）3种病毒的遗传物质分别甲_；乙_；丙_。（2）用图示表示它们的遗传信息传递过程甲_；乙_；丙_。,DNA,RNA,RNA,补充练习,12.已知一个蛋白质分子由2条肽链组成,连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有198个,翻译成这个蛋白质分子的mRNA中有A和G共200个,则转录成信使RNA的DNA分子中,最少有C和T多少个A400B200C600D800,12.已知一个蛋白质分子由2条肽链组成,连接蛋白质分子中氨基酸的肽键共有198个,翻译成这个蛋白质分子的mRNA中有A和G共200个,则转录成信使RNA的DNA分子中,最少有C和T多少个A400B200C600D800,13.设控制某含a条肽链的蛋白质合成的基因含X个碱基对,氨基酸的平均分子量为Y,则该蛋白质的分子量约为A.2/3XY6X+18aB.1/3XY6XC.(X/3a)18D.X/3Y(X/3a)18,13.设控制某含a条肽链的蛋白质合成的基因含X个碱基对,氨基酸的平均分子量为Y,则该蛋白质的分子量约为A.2/3XY6X+18aB.1/3XY6XC.(X/3a)18D.X/3Y(X/3a)18,三、填充题,14根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：,三、填充题,14根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：,C,三、填充题,14根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：,C,C,三、填充题,14根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：,C,C,G,三、填充题,14根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：,C,C,G,A,三、填充题,14根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：,C,C,G,A,T,三、填充题,14根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：,C,C,G,A,T,A,三、填充题,14根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：,C,C,G,A,T,A,G,三、填充题,14根据在蛋白质生物合成中遗传信息传递的规律，在下面表格数码中填入相应的字母：,