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1、一、基因概念一、基因概念( (一一) )本质：本质：基因是具有遗传效应的基因是具有遗传效应的DNADNA片段片段 ( (三三) )基因与染色体、基因与染色体、DNADNA、脱氧核苷酸的关系：、脱氧核苷酸的关系： 基因是基因是DNADNA片段，每个片段，每个DNADNA分子上有很分子上有很多基因；基因在染色体上呈线性排列；每多基因；基因在染色体上呈线性排列；每个基因中又有成百上千个脱氧核苷酸。个基因中又有成百上千个脱氧核苷酸。 每个基因有特定的脱氧核苷酸排列顺每个基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，它代表着序，它代表着遗传信息遗传信息。( (二二) )功能：功能：基因是决定生物性状的基本单位基因是决
2、定生物性状的基本单位 ( (一一) )转录转录 场所：细胞核场所：细胞核模板：模板：DNADNA的一条链的一条链原料：游离的核糖核苷酸（四种）原料：游离的核糖核苷酸（四种）产物：产物：mRNAmRNA( (二二) )翻译翻译 场所：细胞质场所：细胞质( (核糖体核糖体) )模板：信使模板：信使RNA(mRNA)RNA(mRNA)工具：转移工具：转移RNARNA（tRNAtRNA）原料：氨基酸原料：氨基酸产物：蛋白质产物：蛋白质 第四章基因的表达第四章基因的表达第第2节基因对性状的控制节基因对性状的控制知识目标知识目标1.1.解释中心法则。解释中心法则。2.2.举例说明基因与性状的关系。举例说明
3、基因与性状的关系。能力目标能力目标1.1.培养学生从资料中分析、获取信息的能力。培养学生从资料中分析、获取信息的能力。2.2.引导学生从遗传现象中得出基因与性状的关系，培养学引导学生从遗传现象中得出基因与性状的关系，培养学生分析、归纳问题的能力。生分析、归纳问题的能力。情感目标情感目标认同科学研究是不断深入、完善的，引导学生树立科学的认同科学研究是不断深入、完善的，引导学生树立科学的发展观。发展观。探究一、生物体内遗传信息的流动 请你根据DNA复制、基因指导蛋白质合成过程，画出一张遗传信息的传递方向图。动动手动动手遗传信息：指核酸碱基的排列顺序遗传信息：指核酸碱基的排列顺序转录转录DNADNA
4、RNARNA翻译翻译蛋白质蛋白质复复制制一、中心法则的提出及发展一、中心法则的提出及发展大胆猜大胆猜想想生物界是否还有其它的遗传信息传递途径呢？19571957年克里克的预测年克里克的预测1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，像DNADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能对复制酶能对RNARNA进行复制。进行复制。资料分析资料分析1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，像DNADNA
5、复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能对复制酶能对RNARNA进行复制进行复制。资料分析资料分析1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，像DNADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能对复制酶能对RNARNA进行复制进行复制。2 2、19701970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒中发现逆病毒中发现逆转录酶，它能以转录酶，它能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。资料分析资料分析1 1、19651
6、965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，像DNADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能对复制酶能对RNARNA进行复制进行复制。2 2、19701970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒中发现病毒中发现逆逆转录酶转录酶，它能以，它能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。资料分析资料分析1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，像DNADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复
7、制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能对复制酶能对RNARNA进行复制进行复制。2 2、19701970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒中发现病毒中发现逆逆转录酶转录酶，它能以，它能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。3 3、19821982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异年，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与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠
8、错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。资料分析资料分析1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，像DNADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能对复制酶能对RNARNA进行复制进行复制。2 2、19701970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒中发现病毒中发现逆逆转录酶转录酶，它能以，它能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。3 3、19821982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异年，科学家发现疯
9、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错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使异常的蛋白质，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与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。资料分析资料分析1 1、19651965年，科学家在年，科学家在RNARNA病毒里发现了一种病毒里发现了一种RNARNA复制酶，像复制酶，像DNADNA复制酶能对复制酶能对DNADNA进行复制一样，进行复制一样，RNARNA复制酶能对复制酶能对R
10、NARNA进行复制进行复制。2 2、19701970年，科学家在致癌的年，科学家在致癌的RNARNA病毒中发现病毒中发现逆逆转录酶转录酶，它能以，它能以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。3 3、19821982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异年，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错误折叠而形成的结构异常的蛋白质，可能促使异常的蛋白质，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与其具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误叠错误，从而导致大量结构异常的蛋白质形成。，从而导致
11、大量结构异常的蛋白质形成。资料分析资料分析转录转录DNADNARNARNA翻译蛋白质蛋白质逆转录逆转录复制复制复制复制中心法则的发展中心法则的发展基因基因蛋白质蛋白质性状性状？实例一：白化病 白化病是一种较常见的白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素缺皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病。这种病是乏所引起的疾病。这种病是由于控制由于控制酪氨酸酶的酪氨酸酶的基因异基因异常而引起的。常而引起的。探究二、基因、蛋白质与性状的关系：你能从基因控制你能从基因控制蛋白质合成的角度蛋白质合成的角度来解释白化病来解释白化病这一现象吗这一现象吗?控制酪氨酸酶的控制酪氨酸酶的 异常异常控制酪氨酸酶的控制酪氨
12、酸酶的 正常正常 不能正常合成不能正常合成 正常合成正常合成表现为表现为白化病白化病表现正常表现正常基因基因酪氨酸酶酪氨酸酶酪氨酸能转化为黑色素酪氨酸能转化为黑色素基因基因酪氨酸酶酪氨酸酶酪氨酸不能转化为黑色素酪氨酸不能转化为黑色素 基因基因酶酶代谢代谢过程过程 性状性状实例二：豌豆的圆粒和皱粒 你能仿照实例一你能仿照实例一,来来解释豌豆圆粒和皱粒解释豌豆圆粒和皱粒这一相对性状吗这一相对性状吗?学以致用学以致用 DNADNA中插入了一段外来的中插入了一段外来的DNADNA序序列，打乱了编码淀粉分支酶的列，打乱了编码淀粉分支酶的基因基因淀粉分支酶淀粉分支酶不能正常合成不能正常合成蔗糖不合成为淀粉
13、蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而显得淀粉含量低的豌豆由于失水而显得皱缩（皱缩（性状：皱粒性状：皱粒）编码淀粉分支酶的编码淀粉分支酶的基因基因正常正常淀粉分支酶淀粉分支酶正常合成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，有效保留水分，豌豆淀粉含量高，有效保留水分，豌豆显得圆鼓鼓显得圆鼓鼓（性状：圆粒）（性状：圆粒）结论一：基因结论一：基因酶酶代谢过程代谢过程性状性状二、基因、蛋白质与性状关系二、基因、蛋白质与性状关系：CFTRCFTR基因缺失了基因缺失了3 3个碱基个碱基CFTRCFTR蛋白结构异常，导致功能异常蛋白结构异常
14、，导致功能异常患者支气管内黏液增多患者支气管内黏液增多黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染黏液清除困难，细菌繁殖，肺部感染 基因基因蛋白质蛋白质结构结构 性状性状实例三：囊性纤维病 囊性纤维病是北美囊性纤维病是北美白种人中常见的一种白种人中常见的一种遗传病，患者汗液中遗传病，患者汗液中氯离子的浓度升高，氯离子的浓度升高，支气管被异常的黏液支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死堵塞，常于幼年时死于肺部感染。于肺部感染。你能从基因控制你能从基因控制蛋白质合成的角度来蛋白质合成的角度来解释囊性纤维病解释囊性纤维病这一现象吗这一现象吗?实例四： 镰刀型细胞贫血症镰刀型红细胞 正常红细胞 镰刀型细胞贫血症患者
15、的红镰刀型细胞贫血症患者的红细胞不是正常的圆饼状细胞不是正常的圆饼状, ,而是弯而是弯曲的镰刀状。症状是发烧和肌肉曲的镰刀状。症状是发烧和肌肉疼痛疼痛, ,疲劳、呼吸困难、咳嗽、疲劳、呼吸困难、咳嗽、心跳速率快速、生长及青春期迟心跳速率快速、生长及青春期迟缓。缓。 你能仿照实例三，你能仿照实例三，来解释镰刀型细胞来解释镰刀型细胞贫血症这一现象吗贫血症这一现象吗?学以致用学以致用控制血红蛋白控制血红蛋白的基因正常的基因正常血红蛋白结构正常血红蛋白结构正常正常红细胞正常红细胞控制血红蛋白的基因控制血红蛋白的基因中一个碱基对变化中一个碱基对变化血红蛋白结构发生变化血红蛋白结构发生变化红细胞呈镰刀状红
16、细胞呈镰刀状结论二：基因结论二：基因蛋白质的结构蛋白质的结构 性状性状二、基因、蛋白质与性状关系二、基因、蛋白质与性状关系： 基因基因结构蛋白结构蛋白酶或激素酶或激素 细胞代谢细胞代谢生物性状生物性状蛋白质蛋白质直接控制直接控制间接控制间接控制总之：总之：a.a.生物生物性状性状主要是由主要是由蛋白质蛋白质体现体现 b.b.蛋白质的合成又受蛋白质的合成又受基因基因的控制的控制所以：生物的性状主要是由基因控制的所以：生物的性状主要是由基因控制的 实例五： 人的身高是由多个基因决定的，其中每一个基因对人的身高都有一定的作用。 结论三：有的性状是由多个基因控制的结论三：有的性状是由多个基因控制的 同
17、一株水毛茛同一株水毛茛, ,裸裸露在空气中的叶是露在空气中的叶是扁平的叶扁平的叶片片, ,而浸在水中的叶片深裂而浸在水中的叶片深裂成成丝状丝状。延伸：延伸：性状还与其他因素有关系吗？性状还与其他因素有关系吗？这两种这两种叶片的基因组成一样吗？叶片的基因组成一样吗？为什么基因一样，却呈现出不同为什么基因一样，却呈现出不同的性状呢的性状呢?结论四：生物的性状结论四：生物的性状= 基因基因 + 环境环境三细胞质基因三细胞质基因 特点：细胞质遗传。不符合特点：细胞质遗传。不符合孟德尔遗传规律，后代不出孟德尔遗传规律，后代不出现一定的分离比，而是只表现一定的分离比，而是只表现母本的性状。由细胞质控现母本
18、的性状。由细胞质控制的性状只能通过母亲遗传制的性状只能通过母亲遗传给后代，称为母系遗传。给后代，称为母系遗传。举例：线粒体肌病、神经性举例：线粒体肌病、神经性肌肉衰弱、运动失调及眼视肌肉衰弱、运动失调及眼视网膜炎等。网膜炎等。实例六：线粒体肌病一、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、蛋白质与性状的关二、基因、蛋白质与性状的关系系复制复制DNA转录转录逆转录逆转录复制复制RNA翻译翻译蛋白质基因基因环境环境影响影响性性状状控制控制控制控制酶或激素的合成酶或激素的合成细胞代谢细胞代谢蛋白结构蛋白结构知识小结知识小结课堂反馈课堂反馈 1 1、下列关于基因与性状关系的叙述，错误的
19、是、下列关于基因与性状关系的叙述，错误的是 ( () ) A A一对相对性状可由多对基因控制一对相对性状可由多对基因控制 B B基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状基因可通过控制酶的合成进而控制生物的性状 C C蛋白质的结构可以直接影响性状蛋白质的结构可以直接影响性状 D D基因型相同，表现型就相同基因型相同，表现型就相同D2 2正常情况下，下图所示的过程在动植物细胞正常情况下，下图所示的过程在动植物细胞中都不可能发生的是中都不可能发生的是 ( () )A A B BC C D DB3 3下列生物或细胞及其内的遗传信息传递情况下列生物或细胞及其内的遗传信息传递情况正确的是正确的是( ()
20、)答案：答案：D D 遗传学家曾做过这样的实验：长翅果蝇幼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虫正常的培养温度为2525，将孵化后，将孵化后4-7d4-7d的长的长翅果蝇幼虫在翅果蝇幼虫在35-3735-37处理处理6-24h6-24h后，得到了某后，得到了某些残翅果蝇，这些残翅果蝇在正常环境温度下些残翅果蝇，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。产生的后代仍然是长翅果蝇。 技能训练技能训练长翅果蝇长翅果蝇残翅果蝇残翅果蝇请针对出现残翅请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，果蝇的原因提出假说，并进行解释。并进行解释。这个实验说明这个实验说明基因与性状的关基因与性状的关系是怎样的？系是怎样的？温度温度 酶的活性酶的活性代谢代谢翅的发育翅的发育DNA聚合聚合酶酶解旋解旋酶酶DNADNA聚合聚合酶酶RNA聚合聚合酶酶RNA聚合聚合酶酶核糖体核糖体DNAmRNA多肽链多肽链DNA复制复制转录转录翻译翻译