基因对性状的控制(珍藏版)
基因对性状的控制
DNA甲基化：通过甲基化修饰影响 基因表达，进而调控性状
非编码RNA：通过microRNA、 siRNA等非编码RNA调控基因表达， 进而调控性状
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组蛋白修饰：通过组蛋白乙酰化、 甲基化等修饰影响基因表达，进而 调控性状
表观遗传学机制与基因对性状控制 的联系：表观遗传学机制如何影响 基因表达，进而调控性状的表现
基因突变、基因重组等变异方式会影响蛋白质的合成，进而影响生物体的性状
基因通过转录产生mRNA，mRNA进入核糖体作为蛋白质合成的模板。
基因的转录和蛋白质的合成在细胞核和细胞质中进行，基因通过控制蛋白质的合成来 控制生物体的性状。
基因通过蛋白质的磷酸化、乙酰化等修饰来改变蛋白质的结构和功能，从而影响生物 体的性状。
基因通过蛋白质合成控制性状
环境因素影响基因的表达
基因与环境相互作用共同决定 生物体的性状
表观遗传学研究基因与环境相 互作用的机制
囊性纤维化：由CF基因突变引起，影响肺部和消化系统 镰状细胞贫血：由血红蛋白β基因突变引起，导致红细胞镰状化 亨廷顿氏病：由HTT基因突变引起，导致神经系统退化 囊性纤维化：由CF基因突变引起，影响肺部和消化系统
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01.
02.
03.
04.
05.
06.
基因突变可能导致性状改变
基因通过蛋白质合成控制生 物性状
基因与环境共同决定性状表 现
基因通过调控酶的合成影响 代谢过程
基因通过转录和 翻译过程指导蛋 白质的合成
蛋白质是细胞中重 要的生物大分子， 参与多种生命活动 的调节
基因通过控制蛋白 质的结构和功能， 间接影响性状的表 现
第二节基因对性状的控制
第二节基因对性状的控制基因是物种遗传信息的基本单位，它们对生物的性状表现起着关键的作用。
在某些情况下，单个基因可以直接决定一个性状的表现，但在很多情况下，一个性状可能由多个基因共同作用决定。
这种复杂的基因对性状的控制通常被称为基因互作。
1. 单基因性状单基因性状是指由单个基因决定的性状。
在这种情况下，基因通常具有一种显性与隐性的表现形式。
当一个个体的两个等位基因中，至少有一个显性表现时，这个性状就会被表现出来。
如果个体的两个等位基因都是隐性的，那么这个性状就不会表现出来。
一个常见的例子是眼色基因对于果蝇的控制。
在果蝇中，红眼睛的基因是显性的，蓝眼睛的基因是隐性的。
因此，一个个体如果有一个红眼睛基因，那么它就会表现出红眼睛的性状。
2. 基因互作在许多情况下，性状可能由多个基因共同作用决定。
这种情况下的基因互作通常分为两种类型：加性和非加性。
•加性基因互作指的是多个基因的效应是相互累积的。
这意味着每个基因的贡献是独立的，没有相互影响。
一个常见的例子是人类身高的决定，身高是由许多基因的效应累积起来的。
•非加性基因互作指的是多个基因的效应是相互依赖的。
这意味着它们的效应只有在特定等位基因组合的情况下才会表现出来。
一个例子是蛇的体色，黑色和黄色基因的互作会产生不同颜色的蛇。
3. 基因型与表现型基因型是指个体基因所组成的基因组合，而表现型则是指基因型所导致的性状表现。
基因型和表现型之间的关系是复杂的。
在单基因性状中，由于显性与隐性基因的相互作用，同样的基因型可能会表现出不同的表现型。
例如，在果蝇中，一个个体可以是红眼睛基因型或者蓝眼睛基因型，但只有红眼睛基因型才会表现出红眼睛的性状。
在多基因性状中，基因型与表现型之间的关系更加复杂。
一个个体可能有多种基因型的组合，导致它具有多样化的表现型。
这种情况下，我们通常使用统计方法来分析基因型与表现型之间的关系。
4. 环境的影响除了基因的影响，环境也会对性状的表现产生影响。
人教版生物必修二第四章第二节-基因对性状的控制(非常全面)
②该病致病机理 CFTR基因缺失__3_个__碱__基____
CFTR蛋白缺少_苯___丙__氨__酸___， 结构异常，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
2.下图为人体内基因对性状的控制过程，判断如下分析：
(1)基因1和基因2一般不会出现在人体内的同一个细胞中( × ) (2)图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助( √ ) (3)④⑤过程的结果存在差异的直接原因是血红蛋白结构的不同( √ )
第四章 基因的表达 第2节 基因对性状的控制
一、中心法则的提出及发展 1. 提出者：__克___里__克_______。 2. 内容：
3.发展
（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。
RNA复制酶
遗传信息的流动方向： RNA
4.完善后的中心法则
（2）：逆转录和RNA复制2个过程会发生在相应病毒体内吗？ 不会；因为病毒无法独立进行代谢 发生在被病毒感染的相应细胞中
（3）：各类生物/细胞的遗传信息表达式 ①能分裂细胞： ②不能分裂细胞： ③DNA病毒： ④RNA病毒： ⑤逆转录病毒：
例题：利用图示分类剖析中心法则
①图示中_1__、__8_为转录过程；__2__、__5_、___9_为翻译过程；_3_、__1__0_为DNA复 制过程；_4_、__6__为RNA复制过程；__7_为逆转录过程。 ②更容易发生基因突变的病毒是：__乙___和__丙_________。 ③7过程需要的酶：_逆__转___录__酶___；原料是：_脱__氧__核__苷___酸__。
基因对性状的控制张
皱粒豌豆的形成
人白化病的形成
皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来 DNA序列，使编码③_淀__粉__分__支__酶___的 基因被打乱
↓ 不能合成④__淀__粉__分__支__酶______
↓ 细胞内⑤___淀__粉___含量下降，⑥ _游__离__蔗__糖_含量升高
↓ 豌豆成熟时失水而皱缩
控制⑦酪__氨__酸__酶__的基 因异常
↓ 不能合成⑧_酪__氨__酸__酶_
↓ ⑨_酪__氨__酸___不能转化 为黑色素
↓ 表现出白化症状
2.基因对性状的直接控制 (1)实质：基因通过控制⑩_蛋__白__质__的__结__构__直接控制生物 体的性状。
(2)举例
囊性纤维病
镰刀型细胞贫血症
编码CFTR蛋白的基因⑪
__缺__失__了__3_个__碱__基__
存在部位
是否与蛋 白质结合
结构 功能 基因数量
遗传方式
联系
细胞质基因
细胞核基因
叶绿体、线粒体 细菌质粒
细胞核
否，DNA分子裸露
与蛋白质结合为 染色体
双链DNA
双链DNA
复制和转录
复制和转录
少
多
母系遗传
遵循孟德尔遗传 规律
线粒体和叶绿体是半自主细胞器，这些部位的 基因的活动还要受核基因的控制、制约
♨特别提醒：细胞质基因的复制和转录过程均在细胞质 的线粒体、叶绿体内完成。
(4)若在AUG后插入3个核苷酸，合成的多肽链中除在甲硫 氨酸后多一个氨基酸外，其余氨基酸序列没有变化。由此证明 ________________________。
(5)苯丙酮尿症是由控制某种酶的基因异常引起的，这说明 基因和性状的关系是________________________________。
4.2基因对性状的控制(知识整理参考)
4.2基因对性状的控制
一、中心法则的提出及发展
1、提出人：克里克
2、内容及发展：
二、基因、蛋白质与性状的关系
1、基因对性状的控制方式
（1）方式一：间接途径
①内容：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；
②图解：基因→酶→细胞代谢→性状；
③举例：皱粒豌豆是由于淀粉分支酶基因异常；白化病是由于酪氨酸酶基因异常。
（2）方式二：直接途径
①内容：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状； ②图解：基因→蛋白质的结构→细胞结构→性状；
③举例：镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白基因发生碱基对替换；囊性纤维病是由于CFTR 蛋白的基因缺失了3个碱基。
2、基因与性状的关系
（1）基因与性状并非一一对应关系： （2）表现型=基因型+环境的共同作用；
（3）生物的性状是综合表现： 相互作用
基因与基因 基因与基因产物
基因与环境 一个基因可能控制多个性状 多个基因可能控制一个性状
三、细胞质遗传
1、位置：细胞质中的DNA。
（叶绿体、线粒体）
2、功能：能进行半自主自我复制，通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。
3、实例：线粒体DNA缺陷会引起遗传病。
4、传递特点：母系遗传（只能由母亲传递给后代），不符合孟德尔遗传定律。
《基因对性状的控制》 讲义
《基因对性状的控制》讲义在生命的奇妙世界中，基因就如同神秘的密码，掌控着生物体的各种性状。
那么，基因究竟是如何对性状进行控制的呢？让我们一起走进这个神奇的领域。
首先，我们要明白什么是基因和性状。
基因是具有遗传效应的DNA 片段，它承载着生物体的遗传信息。
而性状，则是生物体所表现出来的特征，比如人的眼睛颜色、头发的曲直、植物的花朵颜色和形状等等。
基因对性状的控制主要通过两种方式：直接控制和间接控制。
直接控制是指基因通过指导蛋白质的合成来直接影响性状。
这就好比一个工厂的生产流程，基因是设计图纸，蛋白质就是按照图纸生产出来的产品。
例如，人的血红蛋白基因能够指导合成血红蛋白这种蛋白质，从而决定了人的血型这一性状。
基因如何指导蛋白质的合成呢？这要从中心法则说起。
中心法则指出，遗传信息从 DNA 传递给 RNA，再由 RNA 指导蛋白质的合成。
具体来说，DNA 首先通过转录过程形成 RNA，然后 RNA 再通过翻译过程合成蛋白质。
在转录过程中，以DNA 的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成与之互补的 RNA 分子。
这个 RNA 分子被称为信使 RNA （mRNA）。
接下来是翻译过程。
mRNA 从细胞核进入细胞质，与核糖体结合。
核糖体就像是一个加工车间，tRNA 则像一个个搬运工，它们带着特定的氨基酸，根据 mRNA 上的密码子序列，将氨基酸依次连接起来，形成多肽链。
多肽链经过进一步的折叠、修饰等过程，最终形成具有特定结构和功能的蛋白质。
而间接控制则是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而影响性状。
比如，豌豆的圆粒和皱粒这一性状，就是由基因通过控制淀粉分支酶的合成来实现的。
圆粒豌豆中，基因正常表达，合成淀粉分支酶，淀粉含量高，表现为圆粒；皱粒豌豆中，基因突变导致不能合成淀粉分支酶，淀粉含量低，从而表现为皱粒。
基因对性状的控制并不是简单的一对一关系，而是非常复杂和多样化的。
一方面，一个基因可以影响多个性状。
基因对性状的控制
结构蛋白
功能蛋白：催化
功能蛋白：调节
功能蛋白：
运输载体功能蛋白：免疫 四、生物体性状的多基因因素基因与性状并不是都是一一对应的简单的线性关系， 一种性状由多个基因控制。而还受到环境因素的影响。
1、一对等位基因控制一种性状；
2、一对等位基因控制多种性状；
豌豆（R/r）圆和皱，也决定甜和非甜 例如：黄鼠*黄鼠 黄 :黑=2:1 同时控制 显性纯合致死
3、多对等位基因控制一种性状；
如：身高 多基因遗传病 9：3：3：1变形
基因与基因、基因与基因产物，基因和环境之间存 在这复杂的相互作用，共同精细地调控生物的性状。 所以要用系统的观点来看待生物体。
五、
六、
生物基因对性状的控制知识点
生物基因对性状的控制知识点
生物基因对性状的控制是通过遗传方式来影响个体的性状特征。
主要的知识点包括：
1. 基因的定义：基因是存在于染色体上的遗传物质，由一系列DNA序列组成，它们决定了个体的性状和功能。
2. 等位基因：基因存在多个变体，称为等位基因。
不同的等位基因决定着个体性状的差异。
3. 显性基因和隐性基因：如果一个等位基因的表现效果在个体中能够被观察到，那么这个基因被称为显性基因；如果一个等位基因的表现效果能够被掩盖，只在存在两个相同等位基因的情况下才能被观察到，那么这个基因被称为隐性基因。
4. 基因型和表型：基因型是指个体所拥有的基因的组合，而表型是基因型在外部环境条件下所呈现的性状特征。
5. 基因的遗传方式：
- 常染色体显性遗传：基因位于常染色体上，且显性基因只需要一个等位基因就能明显表现。
- 常染色体隐性遗传：基因位于常染色体上，隐性基因需要两个相同的等位基因才能表现。
- 性染色体遗传：基因位于性染色体上，性别决定因子在性染色体上的分布决定了性状的表现。
- 线粒体遗传：基因位于线粒体上，由母亲传给子代。
6. 基因组和表观遗传：基因组是一个个体所拥有的全部基因的总称，而表观遗传是指基因在表达过程中受到外界环境的影响而产生的变化。
7. 基因突变：基因突变是指基因序列的变化，包括点突变、插入突变和缺失突变等，是遗传变异的主要来源。
以上是关于生物基因对性状控制的一些基本知识点，读者可以根据自己的实际需求深入了解这些内容。
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各种生物的遗传信息传递过程
生物种类
以DNA作为遗传 物质的生物
原核生物
遗传信息的传递过程
复制 转录
真核生物
DNA病毒
翻译
RNA
DNA
蛋白质
某些RNA病毒
复制
翻译 RNA
蛋白质
以RNA作为遗 传物质的生物
逆转录病毒
RNA 翻译
逆转录
复 制
DNA
转录 RNA
蛋白质（性状）
基因、蛋白质与性状的关系
生命活动的承担者和体现者
淀粉含量高， 保水呈圆粒
代谢上的差异，最终导致了性状的不同
白化病
由于酪氨酸酶缺乏或功 能减退引起的一种皮肤 及附属器官黑色素缺乏 或合成障碍的遗传性白 斑病。
主要表现：畏光、毛发
及皮肤呈白色。
正 常 人
酪氨酸酶 基因正常
指导
酪氨酸酶 正常合成
催化
酪氨酸转化 为黑色素
表现型 正常
白 化 病
酪氨酸酶 基因异常
4.传递特点： 只能通过母亲遗传给后代。 是否符合孟德尔遗传定律? 不符合孟德尔遗传定律。
受细胞核控制
判断图中所示遗传病的遗传方式：
１ ２
３
４
７
５
８
６
９
10
细胞质遗传的判断方法：
11
正、反交结果不同，且子代表现型，都与母本相同
细胞质基因与核基因的比较
项目
存在部位 是否与蛋 白质结合 结构 功能 基因数量
– 例如：烟草花叶病毒、SARS病毒
• 1970年，在 复制RNA病毒中，科学家发现逆转录酶，能以RNA为模板合成 DNA。
转录
翻译
DNA
– 例如：HIV病毒、一些致癌的RNA病毒
逆转录
RNA
蛋白质
• 1982年，科学家发现一种结构异常的蛋白质可在大脑内大量“增殖”引 起疾病。
– 例如：疯牛病--朊病毒
酪氨酸酶 不能合成
酪氨酸不能 转为黑色素
白化病
代谢上的差异，最终导致了性状的不同
1.豌豆的圆粒和皱粒
2.人的白化症
以上实例说明基因是如何控制性状的？ 基因通过控制 酶的合成 ，
来控制 代谢过程
，
进而控制 生物体的性状 。
间 接
囊性纤维病
CFTR基因缺失3个碱基 CFTR蛋白结构异常，导致功能异常
B．碱基互补配对原则
C．中心法则 D．自然选择学说
2、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（ B ）
A、①② C、⑤⑥
B、③④⑥ D、②④
③④只出现于 RNA病毒 。⑥根本不存在 ③需要 逆转录 酶， ④需要 RNA复制 酶。
长翅
残翅
残翅果蝇在25℃培养下，产生的后代仍然是长翅。 2、实验说明基因与性状的关系是怎样的？
基因控制生物性状，而性状的形成同时还受到 环境的影响
细胞质基因
1.概念： 细胞质中的基因。（叶绿体、线粒体） 2.功能： 能进行半自主自我复制， 能通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。 3.实例： 线粒体DNA缺陷会引起遗传病。
基因对性状的控制
崇阳一中
中心法则的提出
1957年，克里克首先预见了遗传信息的传递规律，并将这一规律命名为中心法则
复制
DNA
转录
翻译 RNA
蛋白质
遗传信息的传递规律
中心法则的发展 （参见教材 P69 ） 目前完整的中心法则
• 1965年，在RNA病毒中，科学家发现RNA复制酶，能对RNA进行复制。
患者支气管内黏液增多
粘液清除困难，细菌繁殖，肺部感染
镰刀型细胞贫血症
正常红细胞 圆饼状
镰刀型红细胞 镰刀状
镰刀型细胞贫血症
编码血红蛋白的基因中一个碱基变化
血红蛋白结构发生变化 红细胞形态呈镰刀状 红细胞容易破裂，患溶血性贫血
3.囊性纤维病
4.镰刀型贫血症 以上实例说明基因是如何控制性状的？
基因通过控制 蛋白质的结构 ，
细胞质基因
线粒体、叶绿体 否，DNA分子裸露 双链DNA 复制、转录和翻译 少
细胞核基因
细胞核 与蛋白质结合 双链DNA 复制、转录和翻译 多
遗传方式 联系
母系遗传
遵循孟德尔遗传定律
线粒体和叶绿体是半自主性细胞器，这些部位的基因活动还要 受核基因的控制
1、揭示生物体内遗传信息传递 一般规律的是（ C ） A．基因的遗传定律
基因
指导合成
蛋白质
体现者
性状
基因
控制
性状
基因如何控制性状
豌豆的 圆粒 和 皱粒
差 异 如 何 形 成 ︖
皱粒豌豆
圆粒豌豆
豌豆的 圆粒 和 皱粒
编码淀粉分支 酶的基因异常 淀粉分支酶 不能合成 蔗糖不能被 合成为淀粉 淀粉含量低， 失水呈皱粒
编码淀粉分支 酶的基因正常
淀粉分支酶 正常合成
蔗糖被催化 合成为淀粉
直接控制 生物体的性状 。
直 接
基因表达的多样性
① 同一个基因会影响多个性状
② 多个基因控制、表达同一性状 身高、免疫球蛋白
基因与性状的关系不 都是简单的线性关系。
苯丙酮尿症：智力发育种性状的表达，且不受其它因素干扰
长翅果蝇幼虫 25℃培养 35～37℃培养