第四章第二节 基因对性状的控制ppt课件

第2节基因对性状的控制,同一株水毛茛裸露在空气中的叶和浸泡在水中的叶表现出两种不同的形态。,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？,水中的叶比空气中的叶要狭小一些。,基因组成应该一样，由一个受精卵发育而来。,为什么叶片细胞的基因组成相同，而叶片却表现出明显的不同？,1、这两种叶形有什么不同？,问题探讨,1957年克里克的预测：,一、中心法则的提出及其发展,中心法则概括了生物遗传信息的主要传递方向。,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。,1、1965年，科学家在RNA肿瘤病毒里发现了一种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。,RNA,RNA,一、中心法则的提出及其发展,资料分析,RNA复制,RNA复制,通过RNA复制，繁殖出大量的RNA型病毒！,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。,RNA,DNA,一、中心法则的提出及其发展,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“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“逆转录”，这，需要逆转录酶来催化它。,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“逆转录”，这，需要逆转录酶来催化它。,DNA双螺旋,逆转录,通过DNA复制，繁殖出大量DNA型病毒。,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的形成。,蛋白质,蛋白质,一、中心法则的提出及其发展,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、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，应如何修改？（建议用实线表示确信无疑的结论，用虚线表示可能正确的结论。）,思考讨论,一、中心法则的提出及其发展,DNA,转录,复制,蛋白质,翻译,RNA复制,RNA,一、中心法则的提出及其发展,中心法则的补充,特别提醒：并非所有的生物均能发生中心法则的五大生理过程。,DNA,转录,复制,蛋白质,翻译,RNA,细胞生物：真核生物、原核生物,DNA,转录,复制,蛋白质,翻译,RNA,病毒：,（1）DNA病毒,（2）RNA病毒,蛋白质,翻译,复制,RNA,DNA,转录,复制,蛋白质,翻译,RNA,RNA,中心法则是对遗传信息的传递过程的概括。根据中心法则及其补充，你能找出遗传信息传递的几条途径？,转录,翻译,逆转录,小结,（DNA自我复制）,（RNA自我复制）,一、中心法则的提出及其发展,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）。（3）a过程发生在真核细胞分裂的期。,DNA复制,转录,翻译,逆转录,c,间（S）,（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（用类似本题图中的形式表述）：；。,细胞核,tRNA,氨基酸,二、基因、蛋白质与性状的关系,（一）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而（间接）控制生物体的性状。,实例1、豌豆的圆粒与皱粒,皱粒豌豆,单个基因控制的性状，显性为圆粒，隐性为皱粒。,豌豆的圆粒与皱粒相对形状形成的原因,编码淀粉分支酶的基因正常,淀粉分支酶正常合成,淀粉含量高有效保水而圆鼓,淀粉含量升高,DNA中插入一段外来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,淀粉含量降低,蔗糖含量升高,淀粉含量低,失水而皱缩,二、基因、蛋白质与性状的关系,形成圆粒豌豆,形成皱粒豌豆,实例2、人的白化病,二、基因、蛋白质与性状的关系,单个基因控制的常染色体隐性遗传病。显性为正常，隐性为白化症状。,主要症状为全身皮肤呈白色或粉红色，毛发为白色或淡黄色，畏光，皮肤对光高度敏感，晒后易发生皮炎。,人的白化病的病因,酪氨酸酶不能正常合成,酪氨酸不能正常转化为黑色素,控制酶形成的基因异常,缺乏黑色素而表现为白化病,二、基因、蛋白质与性状的关系,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,思维激活白化病与老人头发变白的原因相同吗？,不相同。白化病是由于控制酪氨酸酶的基因异常导致细胞不能合成酪氨酸酶而缺乏黑色素；而老年人头发变白是由于细胞衰老时酪氨酸酶活性下降而缺乏黑色素。,二、基因、蛋白质与性状的关系,实例1、囊性纤维病,一种常染色体隐性遗传病，多见于北美白种人，主要症状表现为反复咳嗽，长期腹泻。常于幼年时死于肺部感染。,（二）基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。,囊性纤维病的病因,编码跨膜蛋白（CFTR）的基因缺失了3个碱基对,导致CFTR蛋白缺少1个苯丙氨酸，影响了CFTR蛋白结构,使CFTR转运氯离子的功能异常，患者支气管内黏液增多,支气管管腔受阻，细菌大量繁殖，肺部功能严重受损,二、基因、蛋白质与性状的关系,实例2、镰刀型细胞贫血症,二、基因、蛋白质与性状的关系,一种常染色体隐性遗传病，主要症状是贫血。病人衰弱、头晕、气短、心脏有杂音和脉搏增高；血液血红蛋白含量仅及正常人的一半；红细胞数量少而且异常；出现许多长而薄，看起来像镰刀的新月形红细胞。,正常红细胞,镰刀形红细胞,镰刀型细胞贫血症的形成原因,控制血红蛋白形成的基因中一对碱基变化,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,二、基因、蛋白质与性状的关系,正常基因,基因突变,异常基因,谷氨酸,红细胞呈圆饼状,缬氨酸,红细胞呈镰刀状,基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，有些性状是由多个基因决定的，有的基因可决定或影响多个性状。基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个复杂的网络，精细地调控着生物性状。,三、基因型和表现型的关系,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。,三、基因型和性状的关系,1、生物的绝大多数性状受单个基因控制。2、生物的有些性状是由多个基因决定的。3、有些基因会影响到多种性状。4、环境因素会影响生物性状，即表现型=基因型+环境条件,细胞质基因：,细胞质中的叶绿体、线粒体内含有少量的DNA，这些DNA都能够进行半自主自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。为了与细胞核的基因相区别，将线粒体和叶绿体中的基因称为细胞质基因。,四、细胞质遗传,细胞质遗传不符合孟德尔遗传定律，细胞质基因只能通过母亲遗传给后代的。,四、细胞质基因（细胞质遗传）,1、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。,2、功能：控制一些蛋白质的合成，线粒体DNA缺陷会引起遗传病。,3、特点：1、