4.2-基因对性状的控制

同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，叶形有什么区别？水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些这两种不同形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？为什么细胞的基因组成相同，而性状却表现出明显不同？基因组成是一样的。因为它们都由同一个受精卵经有丝分裂产生的。学习目标•中心法则•基因、蛋白质与性状的关系•基因控制生物性状的方式•基因与性状的数量关系•细胞质基因1957年克里克提出中心法则中心法则图解表示了遗传信息的传递规律（流动方向）转录DNARNA翻译蛋白质一、中心法则的提出复制RNADNA蛋白质转录翻译复制以上中心法则是否完善呢？P69资料分析1和2RNA资料分析2：结论：RNA病毒中，在作用下，能以为模板合成。这个过程叫过程。病毒的RNA能以为模板，进行。资料分析1：结论：复制逆转录酶RNADNA逆转录一、中心法则的发展转录DNARNA翻译蛋白质逆转录（逆转录酶）复制（脱氧核苷酸序列）遗传信息核糖核苷酸序列遗传密码氨基酸序列复制中心法则的完善RNADNA蛋白质转录翻译复制逆转录复制小结：中心法则（逆转录酶）思考：中心法则表示了遗传信息传递的哪几个途径？•图解表示出遗传信息传递的5个途径：（1）表示DNA→DNA：主要发生在细胞核中DNA自我复制过程（2）表示DNA→RNA：主要发生在细胞核中的转录过程（3）表示RNA→蛋白质：翻译；发生在核糖体•（4）表示RNA→DNA：少数RNA病毒；在宿主细胞内的逆转录过程•（5）表示RNA→RNA：以RNA作为遗传物质的生物的RNA自我复制过程注：中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则不同生物遗传信息的传递过程归纳生物种类遗传信息传递过程真核生物原核生物DNA病毒RNA病毒逆转录病毒遗传物质都是DNA翻译遗传物质都是RNA蛋白质RNADNA蛋白质转录翻译复制RNA蛋白质（少数）RNADNARNA转录逆转录中心法则的地位•中心法则是生命体系中最核心、最简约、最本质的规律，掌握这个规律对生命本质的把握有着重要的作用。•（1）中心法则在信息角度论证了生物界的统一性。•（2）中心法则为现代生物学理论的大统一奠定了基础，遗传、发育和进化是最基本的三大生命现象。二、基因、蛋白质与性状的关系是控制生物性状的基本单位，而生物的性状由来体现的。所以基因是通过来控制生物的性状的。基因蛋白质指导蛋白质的合成蛋白质是生命活动的者主要承担结构蛋白(羽毛、肌肉、头发等)运输(如血红蛋白、协助扩散和主动运输的载体蛋白)调节(如生长激素、胰岛素)免疫(如抗体)催化（各种酶）（一）基因控制生物性状的方式两种方式：间接控制和直接控制1.间接控制基因通过控制酶或激素的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状例如：豌豆的粒形人的白化病从基因的角度来解释孟德尔的圆粒与皱粒豌豆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为淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保持水分，豌豆显得圆鼓鼓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白化病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正常转化为黑色素缺乏黑色素表现为白化病2.直接控制基因还能通过控制蛋白质的______而_____控制生物体的_______结构直接性状例如：囊性纤维病镰刀型细胞贫血症（一）基因控制生物性状的方式囊性纤维病CFTR基因缺失了3个碱基CFTR蛋白结构异常（缺少苯丙氨酸），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，肺部感染治疗方法——基因治疗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，患溶血性贫血镰刀型细胞贫血症①基因通过控制合成来控制代谢过程，进而控制生物体的_____（间接控制）酶或激素的性状②基因还能通过控制蛋白质的______而_____控制生物体的_______（直接控制）性状以上实例涉及的都是基因对生物体性状的控制单个那么基因和性状的关系都是简单的线性关系吗？小结：基因控制生物性状的方式结构直接（二）基因与性状的数量关系基因与性状并不都是简单的线性关系一对基因控制一对性状（一因一效）一对基因影响多对性状（一因多效）多对基因共同控制一种性状（多因一效）人的身高、血压、智力、长相、记忆力、性格、自尊、对社会的态度等同一株水毛茛，裸露在空气中的叶和浸在水中的叶，是两种不同形态的叶，其细胞基因组成一样，为什么性状却不同？环境基因型相同，表现型是否一定相同？不是表现型=基因型+环境基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间相互作用，精细地调控着生物体的性状。DNA的多样性蛋白质的多样性生物性状的多样性决定导致根本原因小结：基因、蛋白质与性状关系直接原因或物质基础表现形式DNA的分布主要在细胞核少量在细胞质细胞核遗传细胞质遗传生物的遗传线粒体叶绿体三、细胞质基因和中的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。所以将和中的基因都称为细胞质基因。线粒体叶绿体线粒体DNA的缺陷与数十种人类的遗传病有关，这些遗传病只能通过母亲遗传给后代，因此称为母系遗传或细胞质遗传。此类遗传病有什么特点？线粒体叶绿体三、细胞质基因细胞质遗传（母系遗传）有什么特点？为什么？受精过程中，受精卵的细胞质几乎全部来自母亲的卵细胞母亲患病则其儿子和女儿都患病细胞质遗传________孟德尔的遗传规律，后代只表现出______的性状不符合母本一、中心法则的提出和发展转录DNARNA翻译蛋白质逆转录复制二、基因对性状的控制1.通过控制酶或激素的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物性状。2.通过控制蛋白质的结构来直接控制生物性状。三、基因型和表现型的关系四、细胞质基因一对基因控制一对性状（一因一效）一对基因影响多对性状（一因多效）多对基因共同控制一种性状（多因一效）基因+环境共同决定性状（表现型是基因型与环境共同作用的结果）下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是A、①②B、③④⑥C、⑤⑥D、②④1、揭示生物体内遗传信息传递一般规律的是（）A．基因的遗传定律B．碱基互补配对原则C．中心法则D．自然选择学说C4、甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两个相对基因共同控制，只有当同时存在两个显性基因（A和B）时，花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是（）A．一种性状只能由一种基因控制B．基因在控制生物体的性状上是互不干扰的C．每种性状都是由两个基因控制的D．基因之间存在着相互作用D识图回答（1）此图解的全过程叫和。（2）图中①的生理过程叫；进行的场所是主要是细胞的内；进行的时间是细胞分裂的。（3）图中②的生理过程叫；进行的场所是细胞的内。（4）图中③的生理过程叫；这过程需要在的作用下才能进行。中心法则中心法则的发展DNA的复制细胞核间期转录细胞核逆转录逆转录酶（5）图中④的生理过程叫；该过程的发现，说明RNA也可作为生物的。（6）图中⑤的生理过程叫；进行的场所是细胞内。RNA的复制遗传物质翻译细胞质中的核糖体上2．果蝇长翅对残翅显性。用一定高温处理长翅基因纯合子的幼虫，其发育为成虫后，翅膀表现为残翅。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．高温下相关蛋白质活性下降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3．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）某人的胰岛细胞此人的神经细胞基因的种类和数量mRNA的种类和数量蛋白质的种类和数量细胞的形态和功能相同不完全相同不完全相同不同由同一个受精卵经过有丝分裂产生的基因的选择性表达都含有此人全套的基因基因的选择性表达实验：长翅果蝇幼虫正常的培养温度为25℃，将孵化后4~7d的长翅果蝇幼虫在35~37℃处理6~24h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。原因：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，酶的活性受温度、pH等条件影响。2.说明：基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响。1、出现残翅果蝇的原因：3.若这些残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代还是残翅果蝇，或者部分残翅，部分长翅。这又说明什么呢？环境温度已经导致果蝇的长翅基因突变成了残翅基因。5、引发非典型肺炎的SARS病毒为单链RNA病毒，复制不经过DNA中间体，使用标准密码子。下图为SARS病毒在宿主细胞内的增殖示意图：请概括出SARS病毒遗传信息传递和表达的主要途径：。（病毒）RNA→（互补）RNA→（病毒）RNA→蛋白质或RNA（自我复制）→蛋白质