必修二4.2基因对性状控制

1、第第4章章 基因的表达基因的表达第第2节基因对性状的控制节基因对性状的控制基因基因是是怎么怎么控制性状控制性状的的? 本节聚焦o能够解释中心法则能够解释中心法则o能利用相关资料对中心法则进行科学能利用相关资料对中心法则进行科学的补充的补充o理解基因理解基因,蛋白质蛋白质,性状之间的关系性状之间的关系o举例说明基因与性状的关系举例说明基因与性状的关系o知道细胞质基因知道细胞质基因o了解细胞质基因能够引起的一些疾病了解细胞质基因能够引起的一些疾病DNA 蛋白质蛋白质 结构结构 抗体抗体 激素激素 转录转录 翻译翻译 细胞核细胞核 核糖体核糖体 DNA或或RNA 同一种同一种隐性隐性 细胞核细胞核

2、mRNA 信使信使RNA(mRNA) 转运转运RNA(tRNA) 核糖体核糖体RNA(rRNA) 核糖体核糖体 mRNA 蛋白质蛋白质 氨基酸序列氨基酸序列 3个相邻碱基个相邻碱基 AUGGUG UAG UAA UGA 复习复习:基因的表达基因的表达包括转录转录和翻译翻译两个过程.以DNA的一条链为模板,在细胞核细胞核里转录成mRNA,mRNA通过核孔核孔,与细胞质中细胞质中的核糖体结合的核糖体结合,进行遗传信息的翻译翻译,形成具有一定氨基酸顺序的蛋白质.探究点探究点一一:中心法则的提中心法则的提出及其发展出及其发展根据根据DNA复制、基因指导蛋白复制、基因指导蛋白质合成过程，画一张遗传信息质

3、合成过程，画一张遗传信息的传递方向图的传递方向图动动手动动手一、中心法则的提出及其发展1 1、19571957年克里克提出中心法则：年克里克提出中心法则：n个基因个基因（脱氧核苷酸序列）（脱氧核苷酸序列）核糖核苷酸排列序列核糖核苷酸排列序列遗传信息遗传信息遗传密码遗传密码氨基酸序列氨基酸序列RNADNA 蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译复复制制1.中心法则中心法则oDNADNA:DNA的复制过程的复制过程.是是以以DNA的两条链为模板的两条链为模板,形成两个子形成两个子代代DNA分子的过程分子的过程.oDNARNA:细胞核中的转录过细胞核中的转录过程程.它是以它是以DNA的一条链为模板的一条链为模

4、板,按按照碱基互不配对原则照碱基互不配对原则,合成合成RNA的过的过程程.oRNA蛋白质蛋白质:细胞质核糖体的翻译细胞质核糖体的翻译过程过程.以以RNA为模板为模板,利用游离的氨利用游离的氨基酸基酸,合成具有一定氨基酸顺序的蛋合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质白质.此后此后,科学家确认了克里克提出的科学家确认了克里克提出的中心法则中心法则,但是但是,随着科学技术的发随着科学技术的发展展,人们认识到人们认识到,传统的中心法则还传统的中心法则还存在着一些存在着一些不足不足.2.中心法则的发展中心法则的发展课本课本69页资料分析页资料分析，填写导学案填写导学案53页内容页内容资料分析资料分析,并写出遗传

5、信息的传递方向并写出遗传信息的传递方向o1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA肿瘤病毒肿瘤病毒里里发现了一种发现了一种RNARNA复制酶复制酶，像，像DNADNA复制酶复制酶能对能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能复制酶能对对RNARNA进行复制进行复制。RNA RNA RNA复制酶复制酶o2 2、19701970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病病毒毒中发现中发现逆转录酶逆转录酶，它能以，它能以RNARNA为模为模板板合成合成DNADNA。RNA DNA 逆转录酶逆转录酶3 3、19821982年，科学家发现年，科学家发现疯牛

6、病疯牛病是由一种结构是由一种结构异常的异常的蛋白质蛋白质在脑细胞内在脑细胞内大量增值大量增值引起的。引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能可能促使与其具有相同氨基酸序列的蛋白质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。常的蛋白质的形成。蛋白质蛋白质 蛋白质蛋白质 1、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法则，为什么？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、作为生物学的核心规律之一，中心法则应该

7、全面地反映遗传信息的传递规律。根据上述资料，你认为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，应该怎样传统的中心法则是否需要修改？如果需要，应该怎样修改？修改？3、请根据讨论结果，修改原中心法则图解，建议、请根据讨论结果，修改原中心法则图解，建议用实线表示确信无疑的结论，用虚线表示可能正确用实线表示确信无疑的结论，用虚线表示可能正确的结论。的结论。没有，实验证据指出了原有的中心法则没包含的遗传没有，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信息的可能传递途径，是对中心法则的补充而非否定蛋白质蛋白质 DNA DN

8、A逆转录逆转录 RNA翻译翻译中心法则的补充中心法则的补充转录转录尚尚未未明明确确oRNADNA:个别病毒在肿瘤细胞中的逆转录过程,在进行转录过程的时候,需要逆转录酶来参与,合成DNA.oRNARNA:以RNA作为遗传物质的生物的自我复制.以RNA为模板,按照碱基互补配对原则,形成RNA的过程.o蛋白质蛋白质:朊病毒的复制倍增并不是以核酸为模板,而是朊病毒自身(蛋白质)为模板的导学案导学案54页页探究点二:基因,蛋白质和性状的关系1.复习思考复习思考（1）基因与基因与DNA 的关系的关系?（2）基因与蛋白质的关系基因与蛋白质的关系?（3）蛋白质之与性状的关系蛋白质之与性状的关系?（4）基因与性

9、状之间是什么关基因与性状之间是什么关系系? 基因基因控制控制蛋白质蛋白质的合成到底与基的合成到底与基因控制生物的因控制生物的性状性状有什么关系呢？有什么关系呢？ 请阅读请阅读P69 P69 P70P70的内容的内容: : 1 1、 豌豆的圆粒与皱粒豌豆的圆粒与皱粒 2 2、 人的白化病人的白化病 3 3、 囊性纤维病囊性纤维病 4 4、 镰刀型贫血症镰刀型贫血症基因指导基因指导_的合成的合成，从而基因控制生物体的，从而基因控制生物体的_蛋白质蛋白质性状性状从从基因的角度基因的角度来解释孟德尔来解释孟德尔皱粒皱粒与与圆粒圆粒豌豆豌豆DNADNA中插入了一段外来的中插入了一段外来的DNADNA序列

10、，序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因打乱了编码淀粉分支酶的基因 淀粉分支酶不能淀粉分支酶不能蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖不能合成为淀粉，蔗糖含量升高蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩失水而显得皱缩编码淀粉分支酶的编码淀粉分支酶的 基因正常基因正常淀粉分支酶正常合成淀粉分支酶正常合成蔗糖合成为淀粉，蔗糖合成为淀粉， 淀粉含量升高淀粉含量升高淀粉含量高，有效保持淀粉含量高，有效保持 水分，豌豆显得圆鼓鼓水分，豌豆显得圆鼓鼓正常合成正常合成控制酪氨酸酶的控制酪氨酸酶的基因异常基因异常酪氨酸酶不能酪氨酸酶不能正常合成正常合成酪氨酸不能正常酪氨酸不能正常转化为黑色素转化为黑色素

11、缺乏黑色素表现缺乏黑色素表现为白化病为白化病由这二个实例大家可以总结出什么共同点？由这二个实例大家可以总结出什么共同点？结论：结论：基因基因通过控制通过控制酶或激素酶或激素的的合成来控制合成来控制代谢的过程代谢的过程，进而，进而控制生物体的性状控制生物体的性状基因到底是怎样来控制性状的呢?2.基因对性状的控制基因对性状的控制o基因通过控制基因通过控制酶酶的合成来控制代谢的合成来控制代谢的过程的过程,进而进而间接间接控制生物性状控制生物性状(白白化病化病)o基因还能通过控制基因还能通过控制蛋白质的结构蛋白质的结构直直接接控制生物的性状控制生物的性状.(囊性纤维病囊性纤维病,镰刀型细胞贫血症镰刀型

12、细胞贫血症)导致导致CFTR蛋白蛋白缺少苯丙氨酸缺少苯丙氨酸，影响了，影响了CFTR蛋白结构蛋白结构使使CFTR转运氯离子的功能异常，患者支气管内黏液增多转运氯离子的功能异常，患者支气管内黏液增多黏液增多，支气管管腔受阻，细菌大量繁殖，肺部功黏液增多，支气管管腔受阻，细菌大量繁殖，肺部功能严重受损能严重受损编码跨膜蛋白（编码跨膜蛋白（CFTR）的基因）的基因缺失缺失了了3个碱基对个碱基对编码血红蛋白的编码血红蛋白的 基因中一个基因中一个碱基碱基变化变化血红蛋白的血红蛋白的结构结构发生变化发生变化红细胞成红细胞成镰刀型镰刀型容易破裂，患溶血性贫血容易破裂，患溶血性贫血由这二个实例大家可以说明？由

13、这二个实例大家可以说明？结论：结论：基因基因通过控制通过控制蛋白质结构蛋白质结构，控制生物体的性状控制生物体的性状 控制控制酶酶或激素或激素的合成的合成来控制代谢来控制代谢生物性状生物性状基因基因 控制控制蛋白质结构蛋白质结构直接控制直接控制 生物性状生物性状 上述涉及的性状都是由上述涉及的性状都是由单个基因单个基因控制控制的，生物体的的，生物体的很多性状很多性状都是由都是由多个基因多个基因共同决定的，如共同决定的，如人的身高人的身高等。等。总之：总之：a.a.生物性状主要是由蛋白质体现生物性状主要是由蛋白质体现 b.b.蛋白质的合成又受基因的控制蛋白质的合成又受基因的控制所以：生物的性状是由

14、基因控制的所以：生物的性状是由基因控制的 多多 多多 本课栏目开关本课栏目开关导学案54页导学案54页环境条件环境条件 不都是不都是 基因基因 基因产物基因产物 环境环境 本课栏目开关本课栏目开关生物体的性状除了受基因控制外，还受哪些因素的影响？生物体的性状除了受基因控制外，还受哪些因素的影响？基因型相同，表现型是否一定相同？基因型相同，表现型是否一定相同？遗传控制遗传控制 + + 后天环境的影响后天环境的影响表现型表现型 = = 基因型基因型 + + 外界环境外界环境3.技能训练引导学生按照引导学生按照“提出假说，得出结论提出假说，得出结论”的步骤，理解果蝇翅的发育是经过酶的步骤，理解果蝇翅

15、的发育是经过酶的催化反应，而酶是在基因指导下和的催化反应，而酶是在基因指导下和合成的，酶的活性受温度等条合成的，酶的活性受温度等条件的影响这个实验也说明了，基因件的影响这个实验也说明了，基因控制生物的性状，而性状还受到环境控制生物的性状，而性状还受到环境的影响的影响 遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度为培养温度为25，将孵化后，将孵化后47d的长翅果蝇幼虫在的长翅果蝇幼虫在3537处理处理624h后，得到了某些残翅果蝇，这些残后，得到了某些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是长翅果蝇。翅果蝇在正常环境温度下产生的后

16、代仍然是长翅果蝇。 1、请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解、请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。释。 提示：翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因提示：翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因的关系是怎样的？酶与温度的关系是怎样的？的关系是怎样的？酶与温度的关系是怎样的？ 2、这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？、这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？假设假设：翅的发育需要经过酶催化的反翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，酶应，而酶是在基因指导下合成的，酶的活性受温度、的活性受温度、pH等条件影响等条件影响。结论结论：基因控制生物体的性状，而基因控制生物体的性

17、状，而性状的形成同时还受到环境的影响。性状的形成同时还受到环境的影响。性状性状 基因基因外界环境外界环境 性状的形成往往是内因（基因）与外因性状的形成往往是内因（基因）与外因（环境因素等）相互作用的结果（环境因素等）相互作用的结果 细胞质中的细胞质中的叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体内含有少量内含有少量的的DNA，其上的基因，叫做细胞质基因。其上的基因，叫做细胞质基因。 细胞质基因能进行细胞质基因能进行半自主自我复制半自主自我复制。 4 4. .细胞质基因细胞质基因细胞质遗传细胞质遗传_孟德尔的遗传规律，孟德尔的遗传规律， 后代只表现出后代只表现出_的性状的性状 线粒体线粒体DNADNA的缺陷与数

18、十种人类的遗传病有关，这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：些疾病多与脑部和肌肉有关，如：线粒体脑肌病线粒体脑肌病：乳酸中毒，中风样发作综合症，母系遗传病。表现：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：母系遗传或非遗传性，表现为骨骼肌 异常及心肌病变。异常及心肌病变。这些疾病有什么特点？为什么？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接受自母亲的卵细胞受精过程中，受精卵的细胞质主要是接受自母亲的卵细胞不符合不符合母本母本点金点金56页页5、细胞质基因与细胞核基因的区别、细胞质基因与细胞核基因的区别叶绿体、线粒体叶绿体、线粒体细胞核中细胞核中否，否，DNA分子裸露分子裸露与蛋白质合成与蛋白质合成为染色体为染色体少少多多母系遗传母系遗传遵循孟德尔遗传规律遵循孟德尔遗传规律半自主复制半自主复制转录、翻译转录、翻译复制复制转录、翻译转录、翻译第二节第二节 基因对性状的控制基因对性状的控制一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出