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，表现出了两种不同的形态。 讨论：1.这两种叶形有什么区别？水中的叶比空气中的叶要狭小细长一些2.这两种形态的叶，其细胞的基因组成 一样吗？ 一样3.你能提出什么问题吗？,为什么细胞的基因组成相同，而性状却表现出明显不同？,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,DNA,RNA,翻译,蛋白质,内容,一、中心法则的提出及其发展,复制,资料分析,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。,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。,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形成。,2. 历史的步伐,讨论,1、你认为上述实验证据是否推翻了传统的中心法则，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，应该怎样修改？,3、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信息的可能传递途径，是对中心法则的补充而非否定,P69资料分析 中心法则的发展,转录,DNA,RNA,翻译,蛋白质,逆转录,需逆转录酶,实线表示确信无疑的结论，虚线表示可能正确的结论。,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,不同生物遗传信息的传递过程归纳,复制 RNA 蛋白质,遗传物质都是DNA,DNA RNA 蛋白质,复制,转录,翻译,翻译,遗传物质都是RNA,蛋白质,RNA,DNA,RNA,转录,逆转录,翻译,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。,蛋白质如何承担生命活动？,运动(如肌纤维中的肌球蛋白和肌动蛋白，助肌肉收缩),运输(如血红蛋白、协助扩散和主动运输时的载体蛋白),调节(如生长激素、胰岛素),防御免疫(如抗体),催化（各种酶）,基因,蛋白质,指导蛋白质的合成,二、基因、蛋白质与性状的关系,结构蛋白,功能蛋白,蛋白质生命活动的主要承担者,Q：蛋白质与生命性状特征有何关系?,基因指导_的合成,基因控制生物体的_,蛋白质,性状,基因控制生物性状的方式：,两种方式：间接控制和直接控制,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,1.间接控制,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,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,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,正常合成,白化病,白化病是一种较常见的皮肤及其附属器官黑色素缺乏所引起的疾病。 这类病人通常是全身皮肤、毛发、眼睛缺乏黑色素，表现出怕光等行为,人的白化病,控制酪氨酸酶形成的基因异常,控制酪氨酸酶形成的基因正常,酪氨酸酶不能正常合成,酪氨酸酶正常合成,酪氨酸不能正常转化为黑色素,酪氨酸能正常转化为黑色素,缺乏黑色素而表现为白化病,表现正常,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 镰刀型贫血症,囊性纤维病,CFTR基因缺失了3个碱基,结构蛋白(CFTR蛋白)异常，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,m,氨基酸,结构蛋白质,正常,异常,缬氨酸,谷氨酸,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,基因、蛋白质与性状的关系是,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,直接作用,间接作用,总之：a.生物性状主要是由蛋白质体现 b.蛋白质的合成又受基因的控制所以：生物的性状是由基因控制的,三、基因与性状的数量关系,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）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）,基因与性状并不都是简单的线性关系,人的身高可能是由多个基因决定的。后天营养和锻炼也很重要。,生物体性状的多基因因素举例,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。,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。因为它们都是由同一个受精卵经过有丝分裂产生的。,表现型=,基因型 + 外界环境,即表现型是基因型与环境相互作用的结果。,为什么细胞的基因组成相同，而性状却表现出明显不同？,因为这两种叶所处的环境不同。可见：基因型相同，表现型也不一定相同。,环境会影响基因的表达。,技能训练,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。 1、请针对出现残翅果蝇的原因提出假说，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？,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,DNA的分布,（所以说，染色体是DNA的主要载体）,例：线粒体肌病,细胞质遗传_孟德尔的遗传规律， 后代只表现出_的性状,_和_中的DNA中的基因都称为细胞质基因,线粒体DNA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。,这些疾病有什么特点？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,线粒体,叶绿体,不符合,母本,母患子女都患，父患子女都不患,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,技能训练,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。,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。,一、中心法则的提出和发展,转录,DNA,RNA,翻译,蛋白质,逆转录,复制,小结：,二、基因对性状的控制,1、通过控制酶的合成来控制代谢过程， 从而间接控制生物性状。,2、通过控制蛋白质分子的结构来直接控制性状。,小结：,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）,生物多样性的原因,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,直接原因,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,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、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、 B、 C、 D、,4、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,5、如下图是设想的一条生物合成途径的示意图。若将缺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,