吉林省松原市扶余县第一中学高中生物 第4章第2节《基因对性状控制》课件 新人教版必修2.ppt

第四章基因的表达 基因对性状的控制 基因控制蛋白质的合成全过程 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 dddddddddddddddddddddddddddd 以dna自身为模板合成子代dna 以dna的一条链为模板合成信使rna 以信使rna为模板合成蛋白质从而决定生物的性状表现 叫做中心法则 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 dddddddddddddddddddddddddddd 中心法则的发展 先阅读教材p69页的三个资料并回答后面的问题 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 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 说明 前面两个已经完全确认 后面一个没有完全确认 dddddddddddddddddddddddddddd 中心法则是生命体系中最核心 最简约 最本质的规律 掌握中心法则对生命本质的把握有着重要作用 3 补充修正的中心法则 dna 转录 复制 蛋白质 翻译 rna复制 rna 蛋白质复制 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 核酸 蛋白质 联系 dddddddddddddddddddddddddddd 二 基因 蛋白质与性状的关系 基因指导 的合成 蛋白质 性状 蛋白质是生命活动的 者和 者 体现 承担 蛋白质与生命性状特征有何关系 蛋白质如何承担生命活动 蛋白质的功能 催化功能 各种酶 基因控制生物体的 dddddddddddddddddddddddddddd 运输功能 如血红蛋白 协助扩散和主动运输时的载体蛋白 血红蛋白 dddddddddddddddddddddddddddd 运动功能 如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白 助肌肉收缩 结构功能 丝蛋白 dddddddddddddddddddddddddddd 调节功能 如生长激素 胰岛素 某种胰岛素空间结构示意图 免疫防御功能 如抗体 基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的 我们能否从基因的角度来解释有关的遗传现象呢 下面我们通过几个具体的实例来看基因 蛋白质与生物体性状之间的关系 dddddddddddddddddddddddddddd 1 豌豆的圆粒和皱粒这一对相对性状 皱粒 园粒 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 2 人与动物的白化病 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 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蛋白缺少一个丙苯氨酸 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 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 正常红细胞 镰刀型红细胞 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 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 三 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 环境是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 四 生物体性状的多基因因素 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 基因与基因 基因与基因产物 基因和环境之间存在这复杂的相互作用 共同精细地调控生物的性状 所以要用系统的观点来看待生物体 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 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 多样性和变异性 细胞质基因的功能 控制一些蛋白质的合成 线粒体 叶绿体的dna缺陷会引起遗传病 细胞质遗传 孟德尔的遗传规律 后代只表现出 的性状 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 乳酸中毒 中风样发作综合症 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 癫痫发作 再发性脑损伤 并引起偏瘫 偏语 线粒体肌病 肥厚性心肌病 母系遗传或非遗传性 表现为骨骼肌异常及心肌病变 这些疾病有什么特点 为什么 受精过程中 受精卵的细胞质主要是来自母本的卵细胞 线粒体 叶绿体 不符合 母本 细胞质遗传的特点 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 细胞质遗传系谱实例 很多学者把线粒体和叶绿体的遗传信息系统称为真核细胞的第二遗传信息系统 或核外基因及其表达体系 研究发现 线粒体和叶绿体都具有自身转录dna和翻译蛋白质的体系 但它们中的绝大多数蛋白质是由核基因编码 在细胞质中的核糖体上合成的 也就是说 线粒体和叶绿体的自主程度是有限的 对细胞核遗传有很大的依赖性 所以称其为半自主性细胞器 线粒体和叶绿体dna都可以自我复制 也是以半保留复制方式进行复制 都受核的控制 读一读 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 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 谢谢 逆转录 科学家们同时还发现 在环境适宜的夏季只有rna的烟草花叶病病毒到了环境严酷的冬季 它们体内又具有dna了 显然 这些dna是以rna为模板合成的 以rna为模板合成dna的过程叫做 逆转录 这需要逆转录酶来催化它 以rna为模板合成的dna单链 逆转录 科学家们同时还发现 在环境适宜的夏季只有rna的烟草花叶病病毒到了环境严酷的冬季 它们体内又具有dna了 显然 这些dna是以rna为模板合成的 以rna为模板合成dna的过程叫做 逆转录 这需要逆转录酶来催化它 dna双螺旋