1、第2节 基因对性状的控制,问题: 为什么使用基因敲除技术能实现这种转变？ 基因如何控制生物性状？,罂粟，它的花朵娇艳欲滴，但果实却可能给人带来无穷的灾难与痛苦。为了得到观赏用罂粟，科学家目前利用基因敲除技术，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，阻断吗啡的合成途径，获得“安全的”罂粟植株。,1.解释中心法则。（重点） 2.举例说明基因、蛋白质与性状的关系。（重、难点） 3.运用证据和逻辑思维分析实验现象。,探究：生物体内遗传信息的流动,请用箭头和文字表示出图中遗传信息的传递过程。,一、中心法则的提出及发展,1957年克里克的预测：,中心法则内容：表示遗传信息流动的方向,DNA
2、 DNA,（DNA 的自我复制）,DNA RNA 蛋白质,（遗传信息的转录和翻译）,转录,翻译,DNA,RNA,蛋白质,生物界是否还有其他的遗传信息传递途径呢？,大胆猜想,1、资料分析：尝试对中心法则补充完善,（1）1965年，科学家在RNA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,RNA复制酶,（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,逆转录酶,（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
3、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。,【注意】这种“增殖”是以蛋白质为模板合成新的蛋白质吗？,不是合成新蛋白质，而是导致原有蛋白质发生同样的错误折叠。,1、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法则？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？,RNA,DNA,蛋白质,转录,翻译,复制,逆转录,复制,【思考】,是的，传统的中心法则存在不足之处。,不是，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。,（1）真核生物,（2）原核生物,（3）D
4、NA病毒,（4）RNA病毒,（5）逆转录病毒：,（遗传物质为DNA的生物）,2.各类生物遗传信息传递过程,中心法则的地位：是生命体系中最核心、 最简约、最本质的规律。,A、 B、 C、 D、,D,【例1】下图所示的过程，遵循碱基互补配对原则的 是（ ）,基因控制生物的性状主要有以下两个途径：,基因,结构蛋白,细胞结构,生物性状,酶或激素,细胞代谢,生物性状,蛋白质,直接控制,间接控制,总之：a.生物性状主要是由 体现。b.蛋白质的合成又受 的控制。 所以：生物的性状是由 控制的。,蛋白质,基因,基因,二、基因、蛋白质与性状的关系,基因蛋白质性状,转录翻译,？,生命活动的主要载体,结构成分,运输
5、功能,调节作用,催化作用,免疫作用,探究：基因、蛋白质与性状的关系,例一：豌豆的圆粒与皱粒,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,淀粉分支酶不能正常合成,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（性状：皱粒）,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，有效保留水分，豌豆显得圆圆胖胖（性状：圆粒）,从基因的角度来解释孟德尔豌豆的圆粒与皱粒,实例一：豌豆的圆粒与皱粒,控制酪氨酸酶的 异常,控制酪氨酸酶的 正常,不能正常合成,正常合成,表现为白化病,表现正常,基因,酪氨酸酶,酪氨酸能转化为黑色素,基因
6、,酪氨酸酶,酪氨酸不能转化为黑色素,基因,酶,性状,你能仿照实例一,来 解释白化病的病因吗?,实例二：白化病,从这两个例子中我们能总结出什么样的共同特点呢？,结论：,基因,控制,酶的合成,细胞代谢,控制,性状,控制,实例三：,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的红细胞不是正常的圆饼状,而是弯曲的镰刀状。症状是发烧和肌肉疼痛、疲劳、呼吸困难、咳嗽、心跳速率快速、生长及青春期迟缓。,你能仿照实例二， 来解释镰刀型细胞 贫血症这一现象吗?,学以致用,控制血红蛋白 的基因正常,血红蛋白结构正常,正常红细胞,控制血红蛋白的基因 中一个碱基对变化,血红蛋白结构发生变化,红细胞
7、呈镰刀状,囊性纤维病,从这两个例子中你又能总结出什么结论？,基因,控制,蛋白质的结构,性状,结论：,控制,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25，将孵化后47d的长翅果蝇幼虫在3537处理624h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。,技能训练,长翅果蝇,残翅果蝇,请针对出现残翅 果蝇的原因提出假说， 并进行解释。,这个实验说明 基因与性状的关 系是怎样的？,温度 酶的活性代谢翅的发育,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、pH等条件影响。,结论：基因控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境
8、的影响。,性状,基因,外界环境, 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。,延伸：性状还与其他因素有关系吗？,这两种叶片的基因组成一样吗？,为什么基因一样，却呈现出不同 的性状呢?,表现型 =,基因型 + 外界环境,环境与性状的关系,同一株水毛茛,裸露在空气中的叶是扁平的叶片,而浸在水中的叶片深裂成丝状。,人的身高可能是由多个基因决定的。后天的营养和锻炼也很重要。,生物体性状的多基因因素,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错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。,【例2】如下图是设想的一条生物合成途径的示意图。若将缺
9、乏此途径中必需的某种酶的微生物置于含X的培养基中生长，发现微生物内有大量的M和L，但没有Z，试问基因突变影响到哪种酶（ ）,M,A.E酶 B.B酶 C.C酶 D.A酶和D酶,C,1.分布：_ 和 _,线粒体DNA的缺陷与数十种人类遗传病有关，这些疾病多与脑部和肌肉有关，如：,线粒体肌病、神经性肌肉衰弱、运动失调及眼视网膜炎等。 这些疾病有什么特点？为什么？,线粒体,叶绿体,三、细胞质基因,2.特点：（1）母系遗传：只能通过母亲遗传给后代。受精过程中，受精卵的细胞质几乎全部来自母亲的卵细胞。（2）DNA分子半自主性复制；,DNA分子半自主性复制,因为自主性是完全自己发挥的特性。考察这些细胞器的时
10、候，发现他们的复制与后代的产生都要依赖细胞核基因的调控，不能完全独立运行。打个比方，细胞器只有在细胞内部可以复制分裂产生后代，但是离体的细胞器不会发生任何的复制分裂行为。它的行为受到核的控制，所以是半自主的细胞器。具体到DNA上和RNA上。细胞器DNA是可以自我复制的，但也要受到细胞核基因控制，它的复制也是半自主的。,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,母体,3.遗传方式：,四、细胞质基因与细胞核基因的区别,叶绿体、线粒体,细胞核中,否，DNA分子裸露,与蛋白质合成为染色体,少,多,母系遗传,遵循孟德尔遗传规律,半自主复制 转录、翻译,复制 转录、翻译,基因,转录,
11、DNA,RNA,翻译,蛋白质,复制,逆转录,酶的合成,蛋白质的结构,细胞代谢,性 状,复制,1.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,C,2.(2017全国卷丙T6)下列有关基因型、性状和 环境的叙述,错误的是 ( ) A.两个个体的身高不相同,二者的基因型可能相同, 也可能不相同 B.某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色,这种变化是 由环境造成的 C.O型血夫妇的子代都是O型血,说明该性状是由遗传 因素决定的 D.高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎,说明该相对性状 是由环境决定的,D,3.研究发现,人类免疫缺陷病毒(HIV
12、)携带的RNA在宿主 细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法 则(下图),下列相关叙述错误的是 ( )A.合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过 环节 B.侵染细胞时,病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞 C.通过形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上 D.科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病,C,4美国德克萨斯州科学家宣布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基 因的妈妈。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）,B,不要小看石子，因为它能垒起我们这个世界。,
