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第2节基因对性状的控制 一 中心法则的提出及其发展 二 基因 蛋白质与性状的关系 三 基因型和表现型的关系 重点 难点 教学重难点 1 基因表达过程中基因 信使RNA 转移RNA 氨基酸 蛋白质之间的关系 2 基因控制性状的原理 基因控制性状的原理 一 中心法则的提出及其发展 阅读P68想考以下问题 1 中心法则的提出者 3 画出中心法则图解 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 克里克 2 中心法则的主要内容 1 遗传信息可以从DNA流向DNA 即DNA是自我复制 2 也可以从DNA流向RNA 即遗传信息的转录 3 进而流向蛋白质 即遗传信息的翻译 4 遗传信息不能从蛋白质传递到蛋白质 也不能从蛋白质流向RNA或DNA 4 中心法则是指 以DNA自身为模板合成 以DNA的一条链为模板合成以信使RNA为模板合成从而决定生物的叫中心法则 资料分析 阅读P69页 1965年 科学家发现RNA可复制 1970年 科学家发现逆转录酶 以RNA为模板合成DNA 1982年 科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质大量 增值 引起的疾病 子代DNA RNA 蛋白质 性状表现 5 中心法则的发展 6 对原有中心法则进行补充 如何补充 说明 前面两个已经完全确认 后面一个没有完全确认 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 遗传信息可以从RNA反过来流向DNA 如致癌RNA病毒 遗传信息可以从RNA流向RNA 如RNA肿瘤病毒 遗传信息可以从蛋白质流向蛋白质 如疯牛病病毒 逆转录 生物的一切遗传性状都是受基因控制的 二 基因 蛋白质与性状的关系 DNA分子 基因 的脱氧核苷酸的排列顺序 信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序 多肽链中氨基酸的排列顺序 蛋白质的结构和功能的特异性 决定生物体表现出各种遗传性状 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 蔗糖不能合成为淀粉 蔗糖含量升高 淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩 正常合成 皱粒 淀粉分支酶正常合成 淀粉含量高 有效保持水分 豌豆显得圆鼓鼓 圆粒 编码淀粉分支酶的基因正常 蔗糖合成为淀粉 淀粉含量升高 基因是如何控制性状的 阅读P69页 从基因的角度来解释豌豆的圆粒与皱粒 控制酪氨酸酶的基因异常 酪氨酸酶不能正常合成 酪氨酸不能转化为黑色素 缺乏黑色素表现为白化病 从基因的角度来解释人的白化病现象 控制酶形成的基因正常 酪氨酸酶正常合成 酪氨酸能转化为黑色素 表现正常 基因控制性状的途径一是 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程 进而控制生物的性状 阅读P70页了解镰刀型细胞贫血症的病因 正常型红细胞 镰刀型细胞贫血症红细胞 途径二 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状 从基因的角度来解释镰刀型细胞贫血症 编码血红蛋白的基因中一个碱基变化 血红蛋白的结构发生变化 红细胞成镰刀型 容易破裂 患溶血性贫血 CFTR蛋白基因缺失了三个碱基 碱基缺失 CFTR蛋白缺少一个丙苯氨酸 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 从基因的角度来解释囊性纤维病 小组讨论 请构建基因 蛋白质 性状三者关系的概念图 基因 酶的合成 蛋白质结构 性状 控制 控制 直接控制 控制 间接控制 结构基因 直接控制作用 调节基因 间接控制作用 结构蛋白 细胞结构 酶或激素 细胞代谢 细胞代谢 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 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 三 基因型和表现型的关系 说明什么 表现型 基因型 环境条件 基因与性状并不是都是一一对应的简单的线性关系 一种性状由多个基因控制 而还受到环境因素的影响 四 细胞质基因 细胞质遗传 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 如叶绿体 线粒体 特点 1 DNA分子半自主性复制 2 能转录和翻译某些蛋白质的合成 3 母系遗传 只能通过母亲遗传给后代 阅读P70页了解基因与性状的关系 细胞质基因 如何判断遗传方式为 细胞质遗传 2008上海 中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程 请回答下列问题 1 a b c d所表示的四个过程依次分别是 和 2 需要tRNA和核糖体同时参与的过程是 用图中的字母回答 DNA复制 转录 翻译 逆转录 c 3 a过程发生在真核细胞分裂的 期 4 在真核细胞中 a和b两个过程发生的主要场所是 5 能特异性识别信使RNA上密码子的分子是 后者所携带的分子是 6 RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有 间 细胞核 tRNA 氨基酸 3 在A B C D四支试管内都加入一定量的水和ATP 都加入若干种酶 另外 A 加入DNA 脱氧核苷酸B 加入RNA 脱氧核苷酸C 加入DNA 核糖核苷酸D 加入RNA 核糖核苷酸请根据实验结果回答下列问题 1 据分析 A B管内产物相同 但A管内是 过程 B管内是过程 2 据分析 C D管内产物相同 但C管内是 过程 D管内是过程 3 加入C管内DNA有60对碱基 那么 C管内产物中最多含有个碱基 有密码子个 4 B与A相比 必须有酶 DNA复制 逆转录 转录 RNA复制 60 20 逆转录 2 某种牧草体内形成氰的途径为 前体物质 产氰糖苷 氰 基因A控制前体物质生成产氰糖苷 基因B控制产氰糖苷生成氰 表现型与基因型之间的对应关系如下表 1 在有氰牧草 AABB 后代中出现的突变个体 AAbb 因缺乏相应的酶而表现无氰性状 如果基因b与B的转录产物之间只有一个密码子的碱基序列不同 则翻译至mRNA的该点时发生的变化可能是 编码的氨基酸 或者是 种类 不同 合成终止 或翻译终止 2 与氰形成有关的二对基因自由组合 若两个无氰的亲本杂交 F1均表现为氰 则F1与基因型为aabb的个体杂交 子代的表现型及比例为 有氰 无氰 1 3 或有氰 有氰糖苷 无氰 无氰糖苷 无氰 1 1 2 1 B和b基因控制翻译出的蛋白质不同 是因为转录的mRNA上的一个密码子不同 突变后 可能编码另外一种氨基酸 或者直接突变为终止密码 使肽链合成终止 2 两个无氰的亲本基因型是A bb和aaB 或aabb 又知道F1均表现为氰 A B 所以推知亲本的基因型为AAbb和aaBB F1为AaBb AaBb和aabb进行测交 后代的基因型为AaBb Aabb aaBb aabb四种 表现型为有氰 无氰 1 3 或有氰 有产氰糖苷 无氰 无产氰糖苷 无氰 1 1 2 2009上海 甲型H1N1流感病毒能在宿主细胞内繁殖 其主要原因是该病毒 A 基因组变异过快B 基因复制和表达过程过于简单C 基因和蛋白质的结构与宿主的相似性很高D 利用宿主细胞的酶完成基因复制和表达 D 2 基因控制性状表现的主要途径及途径是 A RNA蛋白质 性状 B DNA蛋白质 性状 C RNADNA蛋白质 性状 D DNARNA蛋白质 性状 D 习题答案 一 基础题 1 A 2 1 2 3 二 拓展题 1 提示 红眼基因正常是形成红艳的必要而非充分条件 红眼基因正常 而且其他涉及红眼形成的基因也正常时 过硬的红眼才能形成 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 是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 存在哪些区别等问题 从而建立起性状与基因的对应关系 因为性状是有基因控制的 如果某一性状发生异常 并且能够稳定遗传 说明控制该形状的基因发生了突变 根据异常性状的遗传方