4.2基因对性状的控制 ppt课件--2023新人教版（2019）《高中生物》必修第二册.pptx

1、问题问题为什么使用基为什么使用基因敲除技术能因敲除技术能实现这种转变？实现这种转变？罂粟，它的花朵娇艳欲滴，但果实却可罂粟，它的花朵娇艳欲滴，但果实却可能给人带来了无穷的灾难与痛苦。为了能给人带来了无穷的灾难与痛苦。为了得到观赏用罂粟，科学家目前得到观赏用罂粟，科学家目前利用基因利用基因敲除技术敲除技术，去除某种吗啡合成酶基因，去除某种吗啡合成酶基因，可以使罂粟不生成某种吗啡合成酶，阻可以使罂粟不生成某种吗啡合成酶，阻断吗啡的合成途径，获得断吗啡的合成途径，获得“安全的安全的”罂罂粟植株。粟植株。基因如何控制基因如何控制生物性状？生物性状？4.2 4.2 基因对性状的控制基因对性状的控制请根据

2、请根据DNADNA的复制的复制和和基因的表达基因的表达，绘制流程图，表示，绘制流程图，表示遗遗传信息的传递方向传信息的传递方向。转录转录DNADNARNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质复制复制克里克：命名为克里克：命名为“中心法则中心法则”（揭示了遗传信息传递的一般规律）（揭示了遗传信息传递的一般规律）生物界是否还有其它的遗传信息传递途径呢？生物界是否还有其它的遗传信息传递途径呢？一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展P69“P69“资料分析资料分析”1.19651.1965年，科学家在年，科学家在RNARNA肿瘤病毒肿瘤病毒里发现了一种里发现了一种RNARNA复复制酶制酶，像，像D

3、NADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶复制酶能对能对RNARNA进行复制进行复制。转录转录DNADNA翻译翻译蛋白质蛋白质复制复制RNARNAP69“P69“资料分析资料分析”2.19702.1970年，科年，科学家在致癌的学家在致癌的RNARNA病毒病毒中发现中发现逆转录酶逆转录酶，它，它能以能以RNARNA为为模板模板合成合成DNADNA。转录转录DNADNA翻译翻译蛋白质蛋白质复制复制RNARNA逆转录逆转录P69“P69“资料分析资料分析”3.19823.1982年，科学家发现年，科学家发现疯牛病疯牛病是由一种结构异常的是由一种结构异常

4、的蛋白质蛋白质在脑细胞内在脑细胞内大量增殖大量增殖引起的。这种因错误折叠而形成的结引起的。这种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，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。质的形成。中心法则中心法则中心法则实质蕴涵着中心法则实质蕴涵着_和和_这两类这两类生物大分子之间的相互生物大分子之间的相互_和相互作用。和相互作用。核酸核酸蛋白质蛋白质联系联系中心法则的地位：是生命体系中最核心、最本质的规律中心法则的地位：是生命体系中最核心、最本质的规律转录

5、转录DNADNA翻译翻译蛋白质蛋白质复制复制RNARNA逆转录逆转录生物种类生物种类遗传信息传递过程遗传信息传递过程真核生物真核生物原核生物原核生物DNADNA病毒病毒RNARNA病毒病毒逆转录病毒逆转录病毒蛋白质遗传遗传物质物质都是都是DNADNA翻译翻译遗传遗传物质物质都是都是RNARNA蛋白质蛋白质RNARNADNADNARNARNA转录逆转录不同生物遗传信息的传递过程归纳不同生物遗传信息的传递过程归纳:蛋白质蛋白质复制转录翻译 DNA DNA RNA RNA 复制RNARNA根据下列图解回答下列问题：根据下列图解回答下列问题：1.1.图中的生理过程叫图中的生理过程叫_，进行的场所是细胞

6、的，进行的场所是细胞的_内，进行的时间是细胞分裂的内，进行的时间是细胞分裂的_期。期。2.2.图中的生理过程叫图中的生理过程叫_，进行的场所是细胞的，进行的场所是细胞的_内。内。3.3.图中的生理过程叫图中的生理过程叫_，该过程需要在，该过程需要在_作用下才能进行。作用下才能进行。4.4.图中的生理过程叫图中的生理过程叫_，该过程的发现，说，该过程的发现，说明明RNARNA也可作为生物的也可作为生物的_。5.5.图中的生理过程叫图中的生理过程叫_，进行的场所是细胞内的，进行的场所是细胞内的_。从从DNADNA的功能看，图中和过程属于的功能看，图中和过程属于DNADNA的的_功能。功能。DNAD

7、NA的复制的复制细胞核细胞核间间转录转录细胞核细胞核逆转录逆转录逆转录酶逆转录酶RNARNA的复制的复制遗传物质遗传物质翻译翻译核糖体（或细胞质）核糖体（或细胞质）遗传信息的表达遗传信息的表达二、基因、蛋白质与性状的关系二、基因、蛋白质与性状的关系 孟德尔的圆粒与皱粒豌豆孟德尔的圆粒与皱粒豌豆 DNADNA中插入了一段中插入了一段外来的外来的DNADNA序列序列，打乱打乱了编码了编码淀淀粉分支酶的基因粉分支酶的基因淀粉分支酶淀粉分支酶不能不能正常合成正常合成蔗糖蔗糖不能不能合成为淀粉合成为淀粉，蔗，蔗糖糖含量含量升高升高淀粉含量低的豌豆由于淀粉含量低的豌豆由于失水失水而显得而显得皱缩皱缩（性状

8、：（性状：皱粒皱粒）编码淀粉分支酶的基编码淀粉分支酶的基因正常因正常淀粉分支酶正常合成淀粉分支酶正常合成蔗糖蔗糖合成合成为淀粉为淀粉，淀粉淀粉含量含量升高升高淀粉含量高，有效保留淀粉含量高，有效保留水分水分，豌豆显得，豌豆显得圆鼓鼓圆鼓鼓（性状：（性状：圆粒圆粒）人的白化症人的白化症控制控制酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶的基因异常酪氨酸酶不能酪氨酸酶不能正常正常合成合成酪氨酸酪氨酸不能正常转化为黑色素不能正常转化为黑色素缺乏黑色素表现为白化病缺乏黑色素表现为白化病以上两个实例说明以上两个实例说明基因是如何控制性状基因是如何控制性状的？的？基因通过控制基因通过控制 来控制来控制 ，进而控制进而控制

9、。（间接控制）。（间接控制）酶的合成酶的合成代谢的过程代谢的过程生物体的性状生物体的性状编码血红蛋白的基编码血红蛋白的基因中因中一个碱基变化一个碱基变化血红蛋白的结构血红蛋白的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，患溶血性贫血镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症 CFTRCFTR基因基因缺失缺失3 3个碱基个碱基CFTRCFTR蛋白蛋白少一个苯丙少一个苯丙氨酸氨酸，导致，导致结构异常结构异常，从而使从而使功能异常功能异常患者支气管内黏液增患者支气管内黏液增多多黏液清除困难，细菌繁黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染殖，肺部感染结论：通过以上两个实例，基因通过控

10、制结论：通过以上两个实例，基因通过控制蛋白质的结蛋白质的结构构而而_控制生物体的控制生物体的性状性状。（直接控制）。（直接控制）直接直接囊性纤维病囊性纤维病小结小结基因通过控制基因通过控制_合成来控制代谢过程，进而控合成来控制代谢过程，进而控 制生物体的制生物体的_酶的酶的性状性状基因还能通过控制蛋白质的基因还能通过控制蛋白质的_而而_控制生物控制生物体的体的_性状性状结构结构直接直接以上实例涉及的都是以上实例涉及的都是 基因对生物体性状的控制基因对生物体性状的控制单个单个基因和性状的关系都是简单的线性关系吗？基因和性状的关系都是简单的线性关系吗？绝不是！绝不是！生物体的生物体的很多性状（如少

11、年型糖尿病）很多性状（如少年型糖尿病）都是由都是由多个多个基因基因共同决定的。共同决定的。性状受环境影响吗？性状受环境影响吗？遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养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温度为2525，将，将孵化后孵化后47d47d的长翅果蝇幼虫在的长翅果蝇幼虫在35373537处处理理624h624h后后，得到了某些残翅果蝇得到了某些残翅果蝇，这些，这些残翅果蝇在正常残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代环境温度下产生的后代仍然是仍然是长翅果蝇长翅果蝇。技能训练技能训练 1.1.请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，进行解释。提请针对出现残翅果蝇的原因提出假

12、说，进行解释。提示：翅的发育是否经过酶催化的反应？酶与基因的关系是示：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？怎样的？酶与温度的关系是怎样的？假设：翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因指假设：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、导下合成的，酶的活性受温度、pHpH等条件影响。等条件影响。遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼虫正常的培养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温度为2525，将，将孵化后孵化后47d47d的长翅果蝇幼虫在的长翅果蝇幼虫在35373537处处理理624h624h后后，得到了

13、某些残翅果蝇得到了某些残翅果蝇，这些，这些残翅果蝇在正常残翅果蝇在正常环境温度下产生的后代环境温度下产生的后代仍然是仍然是长翅果蝇长翅果蝇。2.2.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？基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到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。环境的影响。细胞质有没有基因存在？会不会影响个体的性状呢？细胞质有没有基因存在？会不会影响个体的性状呢？三、细胞质基因三、细胞质基因细胞质中的细胞质中的DNADNA。（叶绿体、线粒体）。（叶绿体、线粒体）4.4.传递特点：传递特点：能进行能进行半自主半自主自我自我复制复制，通

14、过通过转录和翻译转录和翻译控制某些蛋白质的合成。控制某些蛋白质的合成。不符合不符合孟德尔遗传定律。孟德尔遗传定律。只能通过只能通过母亲母亲遗传给遗传给后代。后代。1.1.概念：概念：2.2.功能：功能：3.3.实例：实例：线粒体脑肌病（线粒体脑肌病（MEME）是一组少见的线粒体结构和（或）是一组少见的线粒体结构和（或）功能异常所导致的以脑和肌肉受累为主的多系统疾病。功能异常所导致的以脑和肌肉受累为主的多系统疾病。其肌肉损害主要表现为骨骼肌极度不能耐受疲劳，神经其肌肉损害主要表现为骨骼肌极度不能耐受疲劳，神经系统主要表现有眼外肌麻痹、肌阵挛、偏头痛、智能障系统主要表现有眼外肌麻痹、肌阵挛、偏头痛

15、、智能障碍以及视神经病变等碍以及视神经病变等.受精过程中，受精卵的细胞质主要是来自自母亲的卵细胞受精过程中，受精卵的细胞质主要是来自自母亲的卵细胞细胞质基因细胞质基因细胞核基因细胞核基因存在部位存在部位是否与蛋是否与蛋白质结合白质结合基因数量基因数量遗传方式遗传方式功能功能进一步思考：细胞质基因与细胞核基因的区别进一步思考：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，DNADNA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

16、译10101111判断图中所示遗传病的遗传方式：判断图中所示遗传病的遗传方式：细胞质遗传的细胞质遗传的判断方法判断方法：正、反交结果不同，且子代表现都同于母本正、反交结果不同，且子代表现都同于母本本节小结本节小结 一、中心法则的提出及其发展一、中心法则的提出及其发展二、基因、蛋白质、性状的关系二、基因、蛋白质、性状的关系1.1.通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而间接控制间接控制生物性状。生物性状。2.2.通过控制蛋白质分子的结构来通过控制蛋白质分子的结构来直接控制直接控制性状。性状。DNADNA的多样性的多样性蛋白质的多样性蛋白质的多样性生物界的多样性生物

17、界的多样性决定决定导致导致根本原因根本原因直接原因直接原因/物质基础物质基础表现形式表现形式转录转录DNADNA翻译翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录RNARNA下图是基因的作用及基因与性状的关系示意图，据图分析下图是基因的作用及基因与性状的关系示意图，据图分析不正确的是不正确的是()A.A.过程是转录，它以过程是转录，它以DNADNA的一条链为模板合成的一条链为模板合成mRNAmRNA B.B.过程发生的场所与该基因复制的场所一定相同过程发生的场所与该基因复制的场所一定相同 C.C.过程中只需要过程中只需要mRNAmRNA、氨基酸、核糖体、酶、氨基酸、核糖体、酶、ATPATP即可即可完成完成 D.

18、D.过程可以表示酪氨酸酶与人类肤色的关系过程可以表示酪氨酸酶与人类肤色的关系C C2.2.白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，如图白化病和苯丙酮尿症是由于代谢异常引起的疾病，如图表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得表示在人体代谢中产生这两类疾病的过程。由图中不能得出的结论是出的结论是()A A基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状基因可以通过控制蛋白质的结构来控制生物的性状 B B基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状基因可以通过控制酶的合成来控制生物的性状 C C一个基因可以控制多种性状一个基因可以控制多种性状 D D一个性状可以由多个基因控制一个性状可以由多个基因控制A A