基因?qū)π誀畹目刂?高一下學(xué)期生物人教版必修2

4.2基因?qū)π誀畹目刂聘鶕?jù)DNA復(fù)制、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成過(guò)程，畫一張遺傳信息的傳遞方向圖動(dòng)動(dòng)手中心法則內(nèi)容中心法則圖解遺傳信息的傳遞規(guī)律（途徑/方向）轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)克里克的提出:P68一、中心法則的提出及其發(fā)展適用：DNA生物（原核生物、真核生物、DNA病毒）資料分析1、1965年，科學(xué)家在RNA病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復(fù)制酶，像DNA復(fù)制酶能對(duì)DNA進(jìn)行復(fù)制一樣，RNA復(fù)制酶能對(duì)RNA進(jìn)行復(fù)制。2、1970年，科學(xué)家在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。3、1982年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)瘋牛病是由一種結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)在腦細(xì)胞內(nèi)大量增殖引起的。這種因錯(cuò)誤折疊而形成的結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)，可能促使與其具有相同氨基酸序列的蛋白質(zhì)發(fā)生同樣的折疊錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致大量結(jié)構(gòu)異常的蛋白質(zhì)形成。P69歷史的步伐中心法則的發(fā)展RNA復(fù)制20世紀(jì)70年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)煙草花葉病病毒在環(huán)境條件適宜的夏季沒(méi)有DNA而只有RNA！顯然，此時(shí)的煙草花葉病病毒是以RNA為遺傳物質(zhì)的！煙草花葉病病毒能夠正常繁殖，說(shuō)明RNA也是可以進(jìn)行復(fù)制的。當(dāng)然，RNA的復(fù)制也遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯

ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧＵＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＵＵＵＵＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷逆轉(zhuǎn)錄科學(xué)家們同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在有些RNA的致癌病毒（如在有些艾滋病患者）中發(fā)現(xiàn)含有cDNA。顯然，這些cDNA是以RNA為模板合成的。┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯

ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷以RNA為模板合成的DNA單鏈以RNA為模板合成DNA的過(guò)程叫“逆轉(zhuǎn)錄”，這需要逆轉(zhuǎn)錄酶來(lái)催化它。逆轉(zhuǎn)錄ＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ＡＴＧＧＴＴＴＧＣＣＧＧＡＡＡＡＴＧcDNA單鏈復(fù)制成雙鏈然后，雙鏈DNA整合到宿主DNA中ＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ＡＴＧＧＴＴＴＧＣＣＧＧＡＡＡＡＴＧDNA雙螺旋隨宿主DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯，繁殖出大量病毒。討論P(yáng)691、你認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)證據(jù)是否推翻了傳統(tǒng)的中心法則，為什么？2、作為生物學(xué)的核心規(guī)律之一，中心法則應(yīng)該全面地反映遺傳信息的傳遞規(guī)律。根據(jù)上述資料，你認(rèn)為傳統(tǒng)的中心法則是否需要修改？如果需要，應(yīng)該怎樣修改？3、請(qǐng)根據(jù)討論結(jié)果，修改原中心法則圖解，建議用實(shí)線表示確信無(wú)疑的結(jié)論，用虛線表示可能正確的結(jié)論。沒(méi)有，實(shí)驗(yàn)證據(jù)指出了原有的中心法則沒(méi)包含的遺傳信息的可能傳遞途徑，是對(duì)中心法則的補(bǔ)充而非否定2、補(bǔ)充：①遺傳信息可以從RNA反過(guò)來(lái)流向DNA，如致癌RNA病毒；②遺傳信息可以從RNA流向RNA，如RNA腫瘤病毒；③遺傳信息可以從蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì)，如瘋牛病病毒。說(shuō)明：前面兩個(gè)已經(jīng)完全確認(rèn)，后面一個(gè)沒(méi)有完全確認(rèn)。注意：1.RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄只有部分病毒體內(nèi)才存在，如SARS、HIV、煙草花葉病毒等RNA病毒。而細(xì)胞生物體內(nèi)沒(méi)有。2.中心法則體現(xiàn)了基因?qū)z傳信息的傳遞功能和表達(dá)功能P69資料分析中心法則的發(fā)展轉(zhuǎn)錄DNARNA翻譯蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄遺傳物質(zhì)(DNA或RNA)都能通過(guò)復(fù)制將遺傳信息遺傳給后代，并通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成控制生物體的性狀表現(xiàn)。復(fù)制復(fù)制RNA復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄發(fā)現(xiàn)的意義：對(duì)“中心法則”的補(bǔ)充練一練：根據(jù)“原料”與“模板”確認(rèn)遺傳信息傳遞過(guò)程：（1）據(jù)“原料”核糖核苷酸：脫氧核苷酸：氨基酸：DNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄、RNA復(fù)制翻譯（2）據(jù)“模板”DNA：RNA：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系基因指導(dǎo)________的合成；基因控制生物體的_______蛋白質(zhì)性狀蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的______者和______者體現(xiàn)承擔(dān)1：蛋白質(zhì)與生命性狀特征有何關(guān)系?2：蛋白質(zhì)如何承擔(dān)生命活動(dòng)？結(jié)構(gòu)(如肌纖維中的肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白，助肌肉收縮)運(yùn)輸(如血紅蛋白、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸時(shí)的載體蛋白)調(diào)節(jié)(如生長(zhǎng)激素、胰島素)免疫(如抗體)催化(各種酶)

請(qǐng)閱讀P69－P70的內(nèi)容:1、豌豆的圓粒與皺粒

2、人的白化病

3、囊性纖維病

4、鐮刀型貧血癥下面我們?cè)偻ㄟ^(guò)具體的實(shí)例來(lái)看基因、蛋白質(zhì)與生物性狀之間的關(guān)系。1、從基因的角度來(lái)解釋孟德爾的圓粒與皺粒豌豆DNA中插入了一段外來(lái)的DNA序列，打亂了編碼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為淀粉，蔗糖含量升高淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮編碼淀粉分支酶的基因正常淀粉分支酶正常合成蔗糖合成為淀粉，淀粉含量升高淀粉含量高，有效保持水分，豌豆顯得圓鼓鼓控制酶形成的基因異常。酪氨酸酶不能正常合成。酪氨酸不能轉(zhuǎn)化成黑色素。缺乏黑色素而表現(xiàn)為白化病。控制酶形成的基因正常。酪氨酸酶正常合成。酪氨酸正常轉(zhuǎn)化成黑色素。表現(xiàn)正常。由這二個(gè)實(shí)例大家可以總結(jié)出什么共同點(diǎn)？①基因通過(guò)控制______合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而______控制生物體的_____酶的性狀間接2、白化病練一練：人體內(nèi)苯丙氨酸的代謝途徑如圖所示.人群中,有若干種遺傳病是由于苯丙氨酸的代謝缺陷所導(dǎo)致.例如,苯丙氨酸的代謝產(chǎn)物之一苯丙酮酸在腦中積累可阻礙腦的發(fā)育,造成智力低下.請(qǐng)分析:

1.缺乏哪一種酶可導(dǎo)致病人又“白”(白化病)又“癡”?

2.缺乏哪一種酶可導(dǎo)致病人只“白”不“癡”?

3.缺乏哪一種酶時(shí),嬰兒使用過(guò)的尿布留有黑色污跡(尿黑酸)?

4.出現(xiàn)上述各種代謝缺陷的根本原因是什么?

5.從上述實(shí)例中可以說(shuō)明基因是如何控制性狀的?

酶①酶⑤酶③基因突變基因通過(guò)控制酶的合成,控制代謝進(jìn)而控制性狀3、囊性纖維病CFTR基因缺失了3個(gè)堿基結(jié)構(gòu)蛋白(CFTR蛋白)異常，導(dǎo)致功能異?；颊咧夤軆?nèi)黏液增多黏液清除困難，細(xì)菌繁殖，肺部感染mＲＮＡ氨基酸結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)正常異常纈氨酸谷氨酸ＤＮＡＧＡＡＣＴＴＧＴＡＣＡＴＧＡＡ突變ＧＵＡ4、鐮刀型貧血癥編碼血紅蛋白的基因中一個(gè)堿基變化血紅蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化紅細(xì)胞成鐮刀型容易破裂，患溶血性貧血4、鐮刀形細(xì)胞貧血癥

基因還能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的______而_____

控制生物體的_______性狀結(jié)構(gòu)直接1.通過(guò)控制酶或激素的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，從而間接控制生物性狀。2.通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來(lái)直接影響性狀。小結(jié)

基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系直接作用間接作用總之：a.生物性狀主要是由蛋白質(zhì)體現(xiàn)b.蛋白質(zhì)的合成又受基因的控制.所以：生物的性狀是由基因控制的蛋白質(zhì)

同一株水毛茛裸露在空氣中的葉和浸泡在水中的葉表現(xiàn)出兩種不同的形態(tài)。2、這兩種形態(tài)的葉，其細(xì)胞的基因組成一樣嗎？3、你還能提出什么問(wèn)題？水中的葉比空氣中的葉要細(xì)長(zhǎng)一些?；蚪M成應(yīng)該一樣，由一個(gè)受精卵發(fā)育而來(lái)。為什么葉片細(xì)胞的基因組成相同，而葉片卻表現(xiàn)出明顯的不同？

1、這兩種葉形有什么不同？問(wèn)題探討三、基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系1、請(qǐng)針對(duì)出現(xiàn)殘翅果蠅的原因提出假說(shuō)，進(jìn)行解釋。提示：翅的發(fā)育是否經(jīng)過(guò)酶催化的反應(yīng)？酶與基因的關(guān)系是怎樣的？酶與溫度的關(guān)系是怎樣的？2、這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明基因與性狀的關(guān)系是怎樣的？表現(xiàn)型=基因型（內(nèi)因）+環(huán)境條件（外因）遺傳學(xué)家曾經(jīng)做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)：長(zhǎng)翅果蠅幼蟲正常的培養(yǎng)環(huán)境溫度為25℃，將孵化后4～7d的長(zhǎng)翅果蠅幼蟲放在35～37℃的環(huán)境中處理6～24h后，得到了一些殘翅果蠅，這些殘翅果蠅在正常溫度下繁殖的后代。環(huán)境(如溫度和pH值)通過(guò)影響酶的活性，來(lái)影響基因?qū)π誀畹目刂啤Ｈ匀皇情L(zhǎng)翅果蠅技能訓(xùn)練P71

想一想：解釋玉米白化苗形成的原因？基因與性狀的關(guān)系并不都是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系（一一對(duì)應(yīng)）一個(gè)基因可以控制一種或多種性狀一種性狀也可由一個(gè)或多個(gè)基因控制（生物的性狀還受到環(huán)境因素的影響）多基因控制某性狀：如人的身高、血壓、智力、長(zhǎng)相等總的來(lái)說(shuō)，基因與基因、基因與基因產(chǎn)物，基因和環(huán)境之間存在這復(fù)雜的相互作用，共同精細(xì)地調(diào)控生物的性狀。

所以要用系統(tǒng)的觀點(diǎn)來(lái)看待生物體。如：人的身高可能是由多個(gè)基因決定的，其中每個(gè)基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔谩?/p>

人的身高可能是由多個(gè)基因決定的。后天營(yíng)養(yǎng)和鍛煉也很重要。四、生物體性狀的多基因因素細(xì)胞質(zhì)基因：指存在于細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)中的遺傳物質(zhì)。與核基因一樣具有穩(wěn)定性、連續(xù)性和變異性。P70

和

中的DNA中的基因都稱為細(xì)胞質(zhì)基因線粒體DNA的缺陷與數(shù)十種人類的遺傳病有關(guān)，這些疾病多與腦部和肌肉有關(guān)，如：線粒體腦肌?。喝樗嶂卸?，中風(fēng)樣發(fā)作綜合癥，母系遺傳病。表現(xiàn)為身材矮小、多毛、頭痛、肌無(wú)力、運(yùn)動(dòng)誘發(fā)嘔吐、癲癇發(fā)作、再發(fā)性腦損傷，并引起偏癱等。這些疾病有什么特點(diǎn)？為什么？原因：受精過(guò)程中，受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來(lái)自母親的卵細(xì)胞線粒體葉綠體特點(diǎn)：只通過(guò)母親遺傳給后代。五、細(xì)胞質(zhì)基因（細(xì)胞質(zhì)遺傳）１２３４５６７８９1011細(xì)胞質(zhì)基因細(xì)胞核基因存在部位是否與蛋白質(zhì)結(jié)合基因數(shù)量是否遵循孟德爾遺傳規(guī)律功能聯(lián)系細(xì)胞質(zhì)基因與細(xì)胞核基因的比較葉綠體、線粒體細(xì)胞核中否，DNA分子裸露與蛋白質(zhì)合成為染色體少多不遵循，母系遺傳遵循半自主復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯質(zhì)基因的活動(dòng)還要受到核基因的控制復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯核基因復(fù)制轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核，翻譯在細(xì)胞質(zhì)的核糖體。質(zhì)基因復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯均在細(xì)胞質(zhì)的線粒體葉綠體內(nèi)完成，（這兩類細(xì)胞中有核糖體）第二節(jié)基因?qū)π誀畹目刂菩〗Y(jié)：一、中心法則的提出及其發(fā)展二、基因、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系三、基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系四、生物性狀是由多個(gè)基因控制的五、細(xì)胞質(zhì)基因DNA轉(zhuǎn)錄復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄RNA蛋白質(zhì)翻譯RNA復(fù)制基因酶或激素結(jié)構(gòu)蛋白細(xì)胞代謝細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物性狀生物性狀1、揭示生物體內(nèi)遺傳信息傳遞一般規(guī)律的是（）

A．基因的遺傳定律

B．堿基互補(bǔ)配對(duì)原則

C．中心法則

D．自然選擇學(xué)說(shuō)基礎(chǔ)訓(xùn)練C2、如下圖是設(shè)想的一條生物合成途徑的示意圖。若將缺乏此途徑中必需的某種酶的微生物置于含X的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)微生物內(nèi)有大量的M和L，但沒(méi)有Z，試問(wèn)基因突變影響到哪種酶（）MYLXZB酶C酶E酶D酶A酶A、E酶B、B酶C、C酶D、A酶和D酶C3、下圖所示的過(guò)程，正常情況下在動(dòng)植物細(xì)胞中都不可能發(fā)生的是（

）

A、①②

B、③④⑥

C、⑤⑥

D、②④

B4、甜豌豆的紫花對(duì)白花是一對(duì)相對(duì)性狀，由非同源染色體上的兩個(gè)相對(duì)基因共同控制，只有當(dāng)同時(shí)存在兩個(gè)顯性基因（A和B）時(shí)，花中的紫色素才能合成，下列說(shuō)法正確的是（）A．一種性狀只能由一種基因控制B．生物體的性狀完全由基因控制C．每種性狀都是由兩個(gè)基因控制的D．基因之間存在著相互作用D5．果蠅長(zhǎng)翅對(duì)殘翅顯性。用一定高溫處理長(zhǎng)翅基因純合子的幼蟲，其發(fā)育為成蟲后，翅膀表現(xiàn)為殘翅。下列解釋錯(cuò)誤的是：（）。A．翅膀基因在幼蟲階段就已經(jīng)開始表達(dá)B．高溫下相關(guān)蛋白質(zhì)活性下降C．這種長(zhǎng)翅個(gè)體的基因型已經(jīng)變?yōu)殡s合子D．表現(xiàn)型是基因與環(huán)境因素共同作用的結(jié)果6．美國(guó)德克薩斯州科學(xué)家在2002年2月14日宣布，他們已經(jīng)培育出世界上第一只克隆貓。這只名為CC的小貓毛色花白，看上去完全不像生養(yǎng)它的花斑貓媽媽，也不完全像為它提供細(xì)胞核的基因媽媽。對(duì)該克隆貓毛色的解釋合理的是：（