第四章·第二節(jié)基因對性狀的控制激趣導學

同一株水毛茛，裸露在空氣中的葉和浸在水中的葉，表現(xiàn)出了兩種不同的形態(tài)。

討論：1.這兩種葉形有什么區(qū)別？

水中的葉比空氣中的葉要狹小細長一些2.這兩種形態(tài)的葉，其細胞的基因組成一樣嗎？

一樣3.你能提出什么問題嗎？

為什么細胞的基因組成相同，而性狀卻表現(xiàn)出明顯不同？1.什么是中心法則？2.為什么說基因控制生物的性狀？3.基因是怎么控制生物性狀的？目標導學一、中心法則的提出及其發(fā)展二、基因、蛋白質與性狀的關系復制DNA轉錄逆轉錄復制RNA翻譯蛋白質基因環(huán)境影響性狀控制控制酶的合成細胞代謝蛋白結構間接直接導思點撥以DNA自身為模板合成子代DNA，以DNA的一條鏈為模板合成RNA，以信使RNA為模板合成蛋白質從而決定生物的性狀表現(xiàn)，叫中心法則。人和動植物及絕大多數微生物的遺傳信息傳遞都遵循這一法則。一、中心法則的提出及其發(fā)展復制DNA轉錄RNA翻譯蛋白質新課講授1、1965年，科學家在RNA病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復制酶，像DNA復制酶能對DNA進行復制一樣，RNA復制酶能對RNA進行復制。2、1970年，科學家在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。3、1982年，科學家發(fā)現(xiàn)瘋牛病是由一種結構異常的蛋白質在腦細胞內大量增殖引起的。這種因錯誤折疊而形成的結構異常的蛋白質，可能促使與其具有相同氨基酸序列的蛋白質發(fā)生同樣的折疊錯誤，從而導致大量結構異常的蛋白質形成。資料分析中心法則的發(fā)展

先閱讀書本P69頁的三個資料并回答后面的問題。

1、沒有推翻中心法則，實驗證據指出了原有中心法則所沒有包含的遺傳信息的可能傳遞途徑，是對原有中心法則的補充而非否定。2、補充：①遺傳信息可以從RNA反過來流向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流向蛋白質，如瘋牛病病毒。說明：前面兩個已經完全確認，后面一個沒有完全確認。新課講授中心法則是生命體系中最核心、最簡約、最本質的規(guī)律，掌握中心法則對生命本質的把握有著重要作用。3、補充修正的中心法則復制DNA轉錄逆轉錄復制RNA翻譯蛋白質新課講授二、基因、蛋白質與性狀的關系蛋白質是生命活動的主要承擔者和體現(xiàn)者。

蛋白質是如何承擔生命活動的呢？

蛋白質與生物性狀特征有什么關系？

結構功能，催化功能；運輸載體功能；調節(jié)功能；免疫功能。新課講授

下面我們再通過及格具體的實例來看基因、蛋白質與生物性狀之間的關系。1、豌豆的圓粒和皺粒這一對相對性狀。編碼淀粉分支酶的基因正常。淀粉分支酶正常合成。蔗糖合成淀粉，淀粉含量升高。淀粉含量高，有效保留水分，豌豆顯得圓鼓鼓（性狀：圓粒）。DNA中插入了一段外來的DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因(基因增添)淀粉分支酶不能正常合成。蔗糖不能合成淀粉，蔗糖含量升高。淀粉含量低的豌豆由于失水而顯得皺縮（性狀：皺粒）。新課講授白化病

白化病是一種較常見的皮膚及其附屬器官黑色素缺乏所引起的疾病。這類病人通常是全身皮膚、毛發(fā)、眼睛缺乏黑色素，表現(xiàn)出怕光等行為新課講授2.人的白化病控制酶形成的基因異常控制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轉化為黑色素酪氨酸能正常轉化為黑色素缺乏黑色素而表現(xiàn)為白化病表現(xiàn)正常新課講授

這兩個例子來看，大家可以總結出基因是如何控制生物的性狀的？

基因通過控制酶的結構來控制代謝過程，從而控制生物性狀。新課講授3.囊性纖維病CFTR基因缺失了3個堿基結構蛋白(CFTR蛋白)異常，導致功能異常患者支氣管內黏液增多黏液清除困難，細菌繁殖，肺部感染治療方法——基因治療新課講授控制血紅蛋白形成基因的一個堿基發(fā)生變化。（堿基替換）血紅蛋白的結構發(fā)生變化。紅細胞呈鐮刀狀。紅細胞容易破裂，患溶血性貧血

這兩個例子來看，大家可以總結出基因是如何控制生物的性狀的？4、鐮刀型貧血癥

基因通過控制蛋白質分子的結構來直接控制生物的性狀。新課講授基因控制生物的性狀主要有以下兩個途徑：基因結構蛋白細胞結構生物性狀酶或激素

細胞代謝生物性狀蛋白質直接控制間接控制總之：a.生物性狀主要是由

_______體現(xiàn)

b.蛋白質的合成又受

的控制所以：生物的性狀是由

控制的蛋白質基因基因新課講授三、基因型和表現(xiàn)型的關系表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件

遺傳學家曾經做過這樣的實驗：長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仍然是長翅果蠅。問：請針對出現(xiàn)殘翅果蠅的原因提出假說，進行解釋。（環(huán)境如何影響基因的對性狀的控制的）

環(huán)境(如溫度和pH值)通過影響酶的活性，來影響基因對性狀的控制。新課講授四、生物體性狀的多基因因素

基因與性狀并不是都是一一對應的簡單的線性關系，一種性狀由多個基因控制。而還受到環(huán)境因素的影響。新課講授人的身高可能是由多個基因決定的。后天營養(yǎng)和鍛煉也很重要。

基因與基因、基因與基因產物、基因與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用，這種相互作用形成了一個錯綜復雜的網絡，精細地調控著生物體的性狀。所以要用系統(tǒng)的觀點來看待生物體。新課講授五、細胞質基因（細胞質遺傳）

細胞質基因：指存在于細胞質結構中的遺傳物質。與核基因一樣具有穩(wěn)定性、連續(xù)性和變異性。功能：控制一些蛋白質的合成，線粒體DNA缺陷會引起遺傳病。特點：1、DNA分子半自主性復制；

2、母系遺傳：只能通過母親遺傳給后代。１２３４５６７８９1011新課講授艾滋病是人類第一大殺手，至今沒有辦法消滅它。你知道它的遺傳物質是什么嗎？它的遺傳信息傳遞過程是什么？【提示】

HIV的遺傳物質是RNA。它的遺傳信息傳遞過程是：RNA通過逆轉錄合成DNA，DNA再通過轉錄形成信使RNA，然后通過翻譯過程合成蛋白質。設問尋疑C1、揭示生物體內遺傳信息傳遞一般規(guī)律的是（）

A．基因的遺傳定律

B．堿基互補配對原則

C．中心法則

D．自然選擇學說診斷反饋C2、如下圖是設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，發(fā)現(xiàn)微生物內有大量的M和L，但沒有Z，試問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酶診斷反饋B3、下圖所示的過程，正常情況下在動植物細胞中都不可能發(fā)生的是（）A、①② B、③④⑥C、⑤⑥D、②④診斷反饋D4、甜豌豆的紫花對白花是一對相對性狀，由非同源染色體上的兩個相對基因共同控制，只有當同時存在兩個顯性基因（A和B）時，花中的紫色素才能合成，下列說法正確的是（）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基因控制的D．基因之間存在著相互作用診斷反饋拓展延伸

科學家們同時還發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境適宜的夏季只有RNA的煙草花葉病病毒到了環(huán)境嚴酷的冬季，它們體內又具有DNA了。顯然，這些DNA是以RNA為模板合成的。以RNA為模板合成DNA的過程叫“逆轉錄”，這，需要逆轉錄酶來催化它。┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯

ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧＴＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＴＴＴＴＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷以RNA為模板合成的DNA單鏈逆轉錄ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧＵＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＵＵＵＵＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ＡＵＧＧＵＵＵＧＣＣＧＧＡＡＡＡＵＧ┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯ＵＡＣＣＡＡＡＣＧＧＣＣＵＵＵＵＡＣ┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷┷