高中生物會考第八講基因?qū)π誀畹目刂?/h1>
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1、,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,第八講基因?qū)π誀畹目刂?一、認(rèn)識基因(結(jié)構(gòu)、功能),(一)基因的提出:孟德爾“遺傳因子”;約翰遜“基因”,(二)基因概念的發(fā)展(了解):,1.摩爾根:基因在染色體上的線性排列。,2.,比德爾和泰特姆:“一基因一酶說”,另:“一基因一肽鏈說”,3.艾弗里:基因本質(zhì)為DNA。,4.,沃森、克里克:DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。,基因是DNA分子上的一段核苷酸序列,是遺傳的功能單位,可編碼一段肽鏈或者RNA。,含義相同,(果蠅),肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗,5.雅各布、莫諾:大腸桿菌乳糖代謝的調(diào)節(jié)機制實驗。,基因功能上是可分

2、的:,結(jié)構(gòu)基因:編碼結(jié)構(gòu)蛋白或酶,調(diào)節(jié)基因:編碼作用于結(jié)構(gòu)基因的,激活蛋白或阻遏蛋白,啟動基因/啟動子:RNA聚合酶結(jié)合的部位,操縱基因/操作子:激活蛋白或阻遏蛋白結(jié)合的部位,另:轉(zhuǎn)錄而不翻譯的基因:轉(zhuǎn)錄成tRNA和rRNA。,轉(zhuǎn)錄且翻譯,不轉(zhuǎn)錄,(三)基因的現(xiàn)代含義,1.斷裂基因:真核生物 外顯子 內(nèi)含子,2.重疊基因:,3.可動基因:轉(zhuǎn)座因子,(四)基因的概念:小結(jié),基因是遺傳的基本物質(zhì)和功能單位,它攜帶了逐,代傳遞的信息,是組成一個轉(zhuǎn)錄區(qū)域和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié),的一段DNA序列。,基因是DNA分子上有遺傳功能的片段,是遺傳的,結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。,有限的DNA序列儲存更多的遺傳信息,原核生物基因

3、,真核生物基因,RNA聚合酶,結(jié)合位點,(啟動子),非編碼區(qū),非編碼區(qū),編碼區(qū),(連續(xù)的),非編碼區(qū),非編碼區(qū),編碼區(qū),(不連續(xù)的),內(nèi)含子,外顯子,補:真、原核生物的基因結(jié)構(gòu),小結(jié),染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系:,染色體是DNA的載體,沒有染色單體時,每一條染色體含一個DNA分子,間期DNA復(fù)制后,每條染色體含有兩條姐妹染色單體,此時每條染色體含有兩個DNA分子。,基因是DNA分子上有遺傳效應(yīng)的片段。一個DNA分子上有很多基因。每個基因有成百上千個脫氧核苷酸組成。,(DNA分子上還有很多沒有遺傳效應(yīng)的片段。),基因分為編碼區(qū)和非編碼區(qū)。真核生物的編碼區(qū)不連續(xù),分為外顯子和內(nèi)含子。,

4、(非編碼區(qū)和真核生物編碼區(qū)的內(nèi)含子不編碼蛋白質(zhì),但有遺傳效應(yīng),例如,調(diào)節(jié)等),二、基因的表達(dá),(一)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄,1.RNA的結(jié)構(gòu):,(1)基本單位:核糖核苷酸,(2)結(jié)構(gòu):單鏈,(3)種類:,核糖,磷酸,堿基:A U G C,P,核糖,堿基,信使RNA(mRNA):接受遺傳信息,作為蛋白質(zhì)合成的模板,轉(zhuǎn)運RNA(tRNA):轉(zhuǎn)運特定的氨基酸,核糖體RNA(rRNA):核糖體的組成成分,(1)場所:,(2)條件:,(3)轉(zhuǎn)錄過程:,模板:,原料:,能量:,酶:,基因的一條鏈,游離的核糖核苷酸,ATP,DNA解旋酶、RNA聚合酶,細(xì)胞核(主要)、線粒體、葉綠體,2.轉(zhuǎn)錄:,解旋,合成,釋放,加

5、工 螺旋,(二)遺傳信息的翻譯,1.翻譯:,(1)概念:,(2)場所:核糖體,(3)運載工具:tRNA,(4)堿基配對:,A-U;U-A;G-C;C-G,(5)過程:,2.密碼子:,(1)概念:,?為什么是3個堿基組成一個密碼子呢?,(2)種類:64種;決定氨基酸的是61種;,起始密碼 終止密碼,(3)密碼子表:,1.核糖體和mRNA結(jié)合,2.兩氨基酸依次進入位點,(tRNA和mRNA配對),3.脫水縮合,形成肽鍵,4.核糖體移動三個堿基,(一個密碼子),5.氨基酸進入位點,mRNA,上決定一個特定,氨基酸的堿基三聯(lián)體,(4)密碼子的特點:,連續(xù)性:兩密碼子間無核苷酸隔開,簡并性:多數(shù)氨基酸有

6、幾個密碼子,轉(zhuǎn)移性(擺動性):密碼子第三個堿基的改變,常不引起氨基酸的改變,通用性:病毒、原核生物、真核生物通用。,特殊密碼子:終止密碼、起始密碼,3.反密碼子:,(1)概念:,(2)種類:61種,注:中心法則:,轉(zhuǎn) 錄,翻 譯,信息傳遞,時 間,場 所,原 料,模 板,堿基互補配 對,產(chǎn) 物,小結(jié):DNA分子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯過程比較,DNADNA,DNARNA,RNA蛋白質(zhì),細(xì)胞分裂間期,整個生命過程,整個生命過程,細(xì)胞核,細(xì)胞核,細(xì)胞質(zhì)中核糖體,脫氧核糖核苷酸,核糖核苷酸,氨基酸,DNA分子兩條鏈,DNA分子一條鏈,信使RNA,A-T,T-AG-C,C-G,A-U,T-AG-C,C-G,

7、A-U,U-AG-C,C-G,兩個雙鏈DNA,一條單鏈RNA,多肽或蛋白質(zhì),DNA分子復(fù)制,三、基因與性狀,(一)基因與性狀的關(guān)系,1.基因控制性狀,蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀,2.基因控制性狀的兩種途徑,3.基因不是影響性狀的唯一因素,性狀還受環(huán)境影響,(1)通過控制蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)控制性狀,如:鐮刀型細(xì)胞貧血癥,(2)通過控制酶的合成來控制代謝過程,從而控 制生物個體性狀表現(xiàn) 如:黑色素的形成,(二)基因突變,1.概念:,指基因結(jié)構(gòu)的改變,包括堿基對的增添、缺失或改變。,?哪種改變對生物的影響最小?,?說說基因突變與染色體結(jié)構(gòu)變異的區(qū)別?,2.原因:,(1)外因,(物理因素、化學(xué)因素、生物因素),(2

8、)內(nèi)因(,DNA復(fù)制時,堿基對的替換、插入和缺失),3.特征:,普遍性、低頻性、可逆性、多方向性、隨機性、有害性,4.時期:DNA復(fù)制時,即細(xì)胞分裂的間期,5.種類:,(1)自然突變:,生物受自然界物理、化學(xué)、生物因素的影響,發(fā)生基因突變。,(2)人工誘變:,人工使用物理、化學(xué)的方法處理生物,促使其發(fā)生基因突變。,?區(qū)分依據(jù)是什么,?人工誘變符合自然突變的六大特征嗎,(三)基因重組,1.概念:,生物體進行有性生殖的過程中,控制不同性狀的,基因的重新組合。,2.方式(原因):,非同源染色體上的非等位基因的自由組合:減,后期,同源染色體非姐妹染色單體的交叉互換:減,前期,3.結(jié)果:,產(chǎn)生新的基因型

9、,產(chǎn)生新的性狀組合,4.應(yīng)用:雜交育種,6.結(jié)果:,可能,產(chǎn)生新的基因(等位基因),從而可能產(chǎn),生新性狀。,7.意義:生物進化;生物多樣性,8.應(yīng)用:誘變育種,補:染色體變異,1.染色體變異的種類及特例:,2.染色體組:,3.單倍體、多倍體:,特例:三倍體西瓜,小結(jié):,變異的類型,可遺傳的變異,:遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變,其后代將繼承這種改變。,不可遺傳的變異:,由環(huán)境不同引起,遺傳物質(zhì)沒有改變,不能進一步遺傳給后代。如肥沃土壤與貧瘠土壤中的植物不同。,染色體結(jié)構(gòu)變異,:,染色體數(shù)目變異,非整倍變異,:,整倍變異,:,整個染色體組增減(單倍體、多倍體),基因突變:,單個的基因改變,基因變成原基因的等

10、位基因,染色體變異,基因重組:,現(xiàn)有的基因分離后重新組合。,缺失、易位,倒位、重復(fù),單個染色體,的增減,基因重組,基因突變,染色體變異,概念,因基因的,重新組合,而產(chǎn)生的變異,基因結(jié)構(gòu)的改變,包括,DNA,堿基對的,增添,、,缺失,和,替換,染色體,結(jié)構(gòu)或數(shù)目,變化而引起的變異,類型,非同源染色體上的非等位基因自由組合,同源染色體上的非姐妹染色單體之間交叉互換,自然狀態(tài)下發(fā)生的,自然突變,人為條件下發(fā)生的,誘發(fā)突變,染色體,結(jié)構(gòu),變異,染色體,數(shù)目,變異,適用,范圍,真核生物進行有性生殖產(chǎn)生配子時在核遺傳中發(fā)生,任何生物均可發(fā)生(包括原核、真核生物及非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物),真核生物核遺傳中發(fā)生,產(chǎn)

11、生,結(jié)果,只改變,基因型,,未發(fā)生,基因的改變,,既無“質(zhì)”的變化,也無“量”的變化,產(chǎn)生,新的基因,,發(fā)生基因“種類”的改變或“質(zhì)”的改變,但量未變,可引起基因“數(shù)量”,上的變化,意義,形成多樣性的重要原因,對生物進化有十分重要的意義,生物變異的根本來源,提供生物進化的原始材料,對生物進化有一定意義,育種,應(yīng)用,雜交育種,誘變育種,單倍體、多倍體育種,雜交育種,誘變育種,單倍體,多倍體,轉(zhuǎn)基因,依據(jù)原理,基因重組,基因突變,染色體變異,基因重組,配子直接發(fā)育,再加倍成純種,染色體,成倍增加,常用方法,(,1)雜交選優(yōu)自交(選優(yōu)自交),n,純種,(2)雜交雜種,物理方法(輻射、激光),化學(xué)方法

12、,花藥離體培養(yǎng),再用秋水仙素加倍,秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,重組,DNA,技術(shù),優(yōu)點,使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中于一個個體上,可以提高變異頻率或出現(xiàn)新性狀,加速育種進程,明顯縮短,育種年限,器官大,,提高產(chǎn)量和,營養(yǎng)成分,目的性強,定向培育新品種;,克服種間界限,缺點,時間長,需及時發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀,目的性差,有利變異少,,技術(shù)復(fù)雜一些,,須與雜交育種,配合,適用于植物,在動物方面難以開展,技術(shù)要求高,小結(jié):幾種育種方法的比較,四、轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品(一)重組DNA技術(shù),1.概念:,2.步驟:,3.意義:,4.應(yīng)用:基因工程育種,(二)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品,1.轉(zhuǎn)基因生物:,由于目的基

13、因?qū)?,引起原有遺傳物質(zhì)組成改變的生物,2.轉(zhuǎn)基因食品:,用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)或制造的食品、食品原料及食品添加劑等,3.轉(zhuǎn)基因生物、食品的優(yōu)勢:,(1)轉(zhuǎn)基因植物:抗蟲、抗逆、耐儲存、提高,營養(yǎng)價值、改善食品風(fēng)味,(2)轉(zhuǎn)基因動物:體型巨大品質(zhì)優(yōu)良、哺乳動,物乳腺細(xì)胞表達(dá)出激素、抗體、酶等,(3)轉(zhuǎn)基因微生物:產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因藥物(胰島,素、干擾素),3.轉(zhuǎn)基因生物的風(fēng)險:,(1)有風(fēng)險:生物多樣性、生態(tài)環(huán)境、人類健康,(2)無風(fēng)險:加工過程基因活性喪失、人類消化,五、基因組和人類基因組,1.基因組概念:,一個單倍體細(xì)胞核中,一個細(xì)胞器(如線粒體、,葉綠體)中或一個病毒中所包含的全部DNA(或,RNA)

14、分子的總稱。,2.基因組類型:,核基因組、,線粒體基因組、,葉綠體基因組、,病毒基因組,3.人類基因組:人類核基因組,(1)概念:,是指單倍體細(xì)胞中整套染色體,即22條常染色體,一條X染色體和一條Y染色體所具有的全部DNA分子。,(2)特征:,31.647億個堿基對,約33.5萬個基因。分為編碼序列和非編碼序列,能編碼蛋白質(zhì)的序列僅占3%,?基因組和一個染色體組所含的DNA相同嗎?,?果蠅的基因組包含多少條染色體上的DNA?,水稻?玉米?,?編碼序列、非編碼序列的含義?,六、人類基因組計劃,1.啟動:,2.目標(biāo):,3.意義:,4.正負(fù)面效應(yīng)分析:,正面:,(1)了解復(fù)雜疾病基因,從而進行基因診

15、斷和基因治療,(2)出生時通過遺傳分析進行遺傳病的風(fēng)險預(yù)測和預(yù)防,(3)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,負(fù)面:,(1)帶來“疾病基因組”和“正?;蚪M”的遺傳歧視,(2)利用人種基因差異制造“種族選擇性生物滅絕武器”,(3)發(fā)達(dá)國家可能爭奪發(fā)展中國家的基因資源,七、人類常見遺傳病的類型,1.單基因遺傳病,(1)概念:受一對等位基因控制的遺傳病,(2)分類:,常染色體顯性?。?常染色體隱形?。?伴X染色體顯性?。?伴X染色體隱形病:,伴Y染色體遺傳?。?多指、并指、軟骨發(fā)育不全,白化病、鐮刀型細(xì)胞貧血癥、,苯丙酮尿癥、先天聾啞,抗VD佝僂病,色盲、血友病,外耳道多毛,2.多基因遺傳病,(1)概念:受兩對以上的等

16、位基因控制的人類遺傳病,(2)特點:與環(huán)境因素有關(guān);,發(fā)病有家族聚集傾向;,群體發(fā)病率高。,(3)類型:,唇裂、無腦兒、,原發(fā)性高血壓、,青少年型糖尿病,3.染色體異常遺傳病,(1)概念:有染色體畸變引起的疾病,(2)分類:,染色體結(jié)構(gòu)異常貓叫綜合征,染色體數(shù)目異常21三體,八、人類遺傳病的預(yù)防、監(jiān)測、治療,1.預(yù)防、監(jiān)測、治療的相應(yīng)方法:,1、以人群,為檢測對象,2、以大的醫(yī)院,為檢測對象,1、群體普查,和普防,2、家族調(diào)查,3、攜帶者檢出,4、婚姻和計劃,生育指導(dǎo),藥物治療、手術(shù)治療、,飲食治療、基因治療,遺傳病,監(jiān)測,預(yù)防,治療,2.優(yōu)生工作的主要措施:,禁止近親結(jié)婚;,進行遺傳咨詢;,提倡“適齡生育”;,產(chǎn)前診斷,?近親?,?遺傳咨詢的主要步驟?,?產(chǎn)前診斷的主要措施?,B超、羊水、孕婦血細(xì)胞、基因診斷,3.基因治療:運用重組DNA技術(shù)糾正或彌補患者細(xì)胞中有缺陷的基因,使細(xì)胞恢復(fù)正常功能。,身體檢查、了解家庭病史,,診斷是否患某種遺傳病,分析遺傳病的傳遞方式,推算出后代的再發(fā)風(fēng)險率,向咨詢對象提出防治對策和,建議,鞏固:,1、轉(zhuǎn)錄過程中,下列片段中包含的堿基種類、核苷酸種類依次

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