2021-2022学年高一下学期生物人教版必修2 4.2基因对性状的控制课件 （27张ppt）

(共27张PPT)
第四章
基因的表达
DNA聚合酶
解旋酶
DNA聚合酶
RNA聚合酶
RNA聚合酶
核糖体
DNA
mRNA
多肽链
复制
转录
翻译
你能根据DNA复制和基因指导蛋白质合成的过程画一张流程图，表示遗传信息的传递方向吗？
中心法则 P68
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
中心法则 P68
1957年，克里克率先提出遗传信息传递的一般规律——中心法则。
遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；
复制
转录
翻译
蛋白质
DNA
RNA
也可以从DNA流向RNA ，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。
随着研究的深入，科学家对中心法则进行补充：
资料：1.1965年，科学家在某种RNA病毒中发现了RNA复制酶，RNA复制酶
能催化RNA的复制。
2.1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现了逆转录酶，它能
以RNA为模板合成DNA。
逆转录
复制
在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，可见，生命是物质、能量和信息的统一体。
不同生物的不同遗传信息传递图解
1.以DNA为遗传物质的生物（原核生物、真核生物、DNA病毒）
⑴高度分化的细胞：
（不会存在DNA复制，只有转录和翻译）
修改为：
⑵哺乳动物成熟的红细胞中，没有遗传信息的传递
2.一般RNA病毒（含RNA复制酶的病毒，如烟草花叶病毒等）
注意：RNA复制产生的是与遗传物质互补的RNA，因此不能直接作为遗传物质；
中心法则 P68
不同生物的不同遗传信息传递图解
3.逆转录病毒（含逆转录酶的病毒，如HIV病毒等）
注意：该过程需要病毒自己携带逆转录酶进入宿主细胞；逆转录的产物是DNA片段，原料是脱氧核苷酸；逆转录的场所是细胞质！
重要提示：逆转录和RNA复制通常发生在RNA病毒中，一般认为正常细胞不发生逆转录和RNA复制。实际上干细胞中的端粒酶也具有逆转录活性。
中心法则 P68
①
②
③
④
⑤
（1）图解中，人体细胞内可发生的生理过程
（2）图解中，人的成熟红细胞中可发生的生理过程
（3）图解中，成熟组织细胞（成熟红细胞除外）均可发生的生理过程
（4）图解中，人的B、T淋巴细胞中可发生的生理过程
（5）图解中，感染HIV的T细胞中可发生的生理过程
（6）图解中，根尖分生区细胞中可发生的生理过程及其对应的场所
（7）图解中，病毒体内可发生的生理过程
①②③
均不能发生
②③
①②③
①②③④
①②发生在细胞核、线粒体；③发生在核糖体
均不能发生
①②③
及时检测
利用图示分类剖析中心法则
已知甲、乙、丙三种的遗传信息的遗传方式用上图表示。
（1）对几种类型的生物分别举例（HIV病毒、T2噬菌体、烟草花叶病毒）
甲 ； 乙 ； 丙 。
（2）图甲中遗传信息传递的过程图式为： ，
甲生物的这些过程发生在 细胞内。
T2噬菌体
烟草花叶病毒
HIV病毒
大肠杆菌
及时检测
利用图示分类剖析中心法则
（3）图中1、8表示遗传信息的____ _____过程；图中2、5、9表示遗传信息的_________过程。
（4）图中7表示遗传信息的 过程，此过程的进行需要的
催化。
（5）图中3、10表示遗传物质的 过程，此过程正常进行所必备的条件有：
酶、 酶、 。
转录
翻译
逆转录
逆转录酶
DNA的复制
DNA解旋
DNA聚合
ATP、4种游离的脱氧核苷酸、模板
及时检测
下图中分别表示了哪种生理过程_____
A
B
C
D
判断中心法则中的生理过程
DNA的复制
转录
RNA的复制
逆转录
及时检测
“三步法”判断中心法则各过程
“一看”模板 “二看”原料 “三看”产物 生理过程
DNA 脱氧核苷酸 DNA DNA复制
核糖核苷酸 RNA 转录
RNA 脱氧核苷酸 DNA 逆转录
核糖核苷酸 RNA RNA复制
氨基酸 多肽链 翻译
中心法则 P68
基因对性状的控制 P68
“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似，其实味不同。所以然者何？水土异也。”
像这种随环境不同，生物性状发生改变的例子非常普遍。
第二节
基因对性状的控制
同一株水毛茛裸露在空气中的叶和浸泡在水中的叶表现出两种不同的形态。
2.这两种叶形的差异，可能是由什么因素引起的？
1.这两种形态的叶，其细胞的基因组成一样吗？
讨论
浮在水面上的叶子是宽阔的五边形或者手掌形，而沉在水中的叶子则变成了细细的丝状叶。
这两种形态的叶，其细胞的基因组成是一样的。
这两种叶形的差异，可能是由叶片所处的环境因素引起的。
问题探讨 P68
①性状对比
豌豆的圆粒与皱粒
②基因对比：
（淀粉在细胞中具有保留水分的作用）
圆粒：饱满，淀粉含量高，能有效保留水分
皱粒：皱缩，淀粉含量低，失水（蔗糖含量高、甜）
圆粒：含有编码淀粉分支酶的基因
皱粒：插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因
例一：豌豆的圆粒和皱粒
基因对性状的控制 P68
圆粒豌豆的形成机制
编码淀粉分支酶的基因正常
淀粉分支酶活性正常
淀粉合成正常，含量增加
淀粉含量高，有效保留水分
皱粒豌豆的形成机制
编码淀粉分支酶的基因被打乱
淀粉分支酶异常，活性降低
淀粉合成受阻，含量降低
淀粉含量低的由于失水而皱缩
基因
酶
细胞代谢
性状
例一：豌豆的圆粒和皱粒
基因对性状的控制 P68
例二：白化病的形成机制
编码酪氨酸酶的基因异常
缺少酶，酪氨酸不能转化为黑色素
基因
酶
细胞代谢
性状
酪氨酸酶无法正常合成
缺乏黑色素表现白化症状
图1 白化病患者
白化病是由于基因不正常，缺少酪氨酸酶，导致机体不能合成黑色素。毛发白色，皮肤淡红色，畏光。
基因对性状的控制 P68
例1、豌豆的圆粒和皱粒； 例2、白化病的形成机制
1、基因通过控制__________来控制__________，进而控制生物体的性状
酶的合成
代谢过程
基因对性状的控制 P68
例三：囊性纤维病形成机制
编码CFTR蛋白的基因缺失3个碱基
CFTR转运氯离子的功能异常
基因
蛋白质结构
功能
性状
CFTR蛋白缺少1个苯丙氨酸，蛋白结构异常
支气管内黏液增多，管腔受阻，细菌大量繁殖，肺功能严重受损
囊性纤维化气管
正常气管
囊性纤维化是北美白种人常见的一种遗传病，患者支气管被异常的黏液堵塞，常于幼年时死于肺部感染。
基因对性状的控制 P68
例三：囊性纤维病形成机制
基因对性状的控制 P68
CFTR
CFTR
蛋白质的结构
基因
控制
性状
控制
控制血红蛋白形成基因的一个碱基发生变化（碱基替换）
血红蛋白的结构发生变化
红细胞呈镰刀状
红细胞容易破裂，患溶血性贫血。
例四、镰刀型细胞贫血症
基因对性状的控制 P68
例1、豌豆的圆粒和皱粒； 例2、白化病的形成机制
例3、囊性纤维病的形成机制；例4、镰刀型细胞贫血症
直接控制
间接控制
基因
蛋白质结构
酶的合成
细胞代谢
生物
性状
1、基因通过控制__________来控制__________，进而控制生物体的性状
酶的合成
代谢过程
2、基因还能通过控制_______________来_______控制生物体的性状
蛋白质的结构
直接
基因对性状的控制 P68
1.基因决定生物性状
①一个基因 一种性状
控制
②一个基因 多种性状
控制
③多个基因 一种性状
控制
水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要作用。
人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。
基因与性状并不是简单的一一对应的关系
生物的大多数性状是受单基因控制，即一对等位基因控制。
基因与性状的关系 P70
25℃下培养
产生的后代
如后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。
如刚孵化的残翅果蝇幼虫
31℃下培养
得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫
残翅果蝇
2.生物性状还会受到环境等条件的影响
表现型=基因型+环境
基因与性状的关系 P70
　　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而又繁而有序的网络，精细地调控着生物体的性状。
基因与性状的关系 P70
例：蒜黄和韭黄是在缺乏光照的环境下培育的蔬菜，对形成这种现象的最好解释是（ ）
A.环境因素限制了有关基因的表达
B.两种均为基因突变
C.叶子中缺乏形成叶绿素的基因
D.黑暗中植物不进行光合作用
A
请阅读教材70页“细胞质基因”部分的内容，讨论。
1、由细胞质基因控制的遗传病，在遗传上有什么特点？
这些遗传病只能通过母亲遗传给后代
2、为什么会具有“母系”遗传的特点？
卵细胞中含有大量的细胞质，而精子只含有极少量的细胞质，这就是说受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞。
3、相对于细胞核中的基因，细胞质中的基因遵循孟德尔遗传定律吗？
不遵循
细胞质遗传 P70
DNA的分布
主要在染色体上
细胞质内
细胞核遗传
细胞质遗传
生物的遗传
（所以说，染色体是DNA的主要载体）
例：紫茉莉叶色的遗传
DNA的分布
基因的表达
基因指导蛋白质的合成
翻译
转录
主要表现为
基因
转录
翻译
蛋白质
DNA
复制
RNA
逆转录
复制
中心法则
细胞分化
选择性表达
控制酶的合成
控制蛋白质的结构
控制性状
环境
影响
总结