遺傳信息控制生物的性狀第2課時(shí)課件-高一下學(xué)期生物必修2

第三節(jié)

遺傳信息控制生物的性狀第二章

遺傳的分子基礎(chǔ)第2課時(shí)遺傳信息可以從DNA流向DNA（DNA自我復(fù)制），也可以從DNA流向RNA（轉(zhuǎn)錄），進(jìn)而流向蛋白質(zhì)（翻譯）。這可以用1957年克里克提出的中心法則來(lái)表示。當(dāng)時(shí)，克里克認(rèn)為，遺傳信息流從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)是單向的。課前引入復(fù)制積極思維遺傳信息流是單向的嗎？事實(shí)：1.流行性感冒病毒等RNA病毒，在感染人體后，它們的RNA能夠自我復(fù)制并以自身為模板指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。2.勞斯肉瘤病毒等RNA病毒，能以自身RNA為模板。反向合成一段DNA，再以這段DNA為模板，互補(bǔ)合成病毒RNA。朊病毒是一類不含核酸而僅由蛋白質(zhì)構(gòu)成的具有感染性的因子。朊病毒與正常蛋白質(zhì)接觸后能改變其折疊狀態(tài)，將其變?yōu)殡貌《?。朊病毒能引起羊瘙癢癥，瘋牛病。思考：質(zhì)疑

怎樣修改克里克提出的中心法則？中心法則1957年，克里克率先提出遺傳信息傳遞的一般規(guī)律——中心法則。復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNA隨著研究的深入，科學(xué)家對(duì)中心法則做出了補(bǔ)充。RNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNARNA逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復(fù)制；也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNARNA逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制12345煙草花葉病毒（TMV）人免疫缺陷病毒（HIV）3123RNA病毒54具備分裂能力的細(xì)胞不能分裂的細(xì)胞造血干細(xì)胞：123神經(jīng)細(xì)胞：23原核細(xì)胞噬菌體123123(發(fā)生在：_____________)宿主細(xì)胞內(nèi)中心法則生物種類遺傳信息的傳遞過(guò)程原核生物真核生物DNA病毒RNA復(fù)制病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNARNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNARNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNARNA翻譯蛋白質(zhì)RNARNA復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DNARNA逆轉(zhuǎn)錄RNA中心法則基因、蛋白質(zhì)、性狀三者間究竟存在怎樣的聯(lián)系？基因控制蛋白質(zhì)體現(xiàn)性狀蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者怎樣控制？

結(jié)合教材第64頁(yè),閱讀相關(guān)內(nèi)容,請(qǐng)仔細(xì)分析下面的實(shí)例，說(shuō)說(shuō)基因是如何控制生物性狀的？中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系請(qǐng)閱讀P64，從基因的角度解釋以下現(xiàn)象：1.豌豆的花色2.人的身高3.囊性纖維病4.鐮狀細(xì)胞貧血中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系實(shí)例：白化病人的白化?、傩誀顚?duì)比

正常：皮膚顏色正常，毛發(fā)為黑色

患?。浩つw、毛發(fā)為淡白色②基因?qū)Ρ龋?/p>

正常：含有編碼酪氨酸酶的基因

患病：編碼酪氨酸酶的基因異常白化病患者正常人中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系正常的形成機(jī)制患者的形成機(jī)制編碼酪氨酸酶的基因正常酪氨酸酶正常酶將酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏乇憩F(xiàn)正常編碼酪氨酸酶的基因被打亂酪氨酸酶異常，無(wú)法正常合成缺少酶，酪氨酸無(wú)法合成黑色素缺乏黑色素表現(xiàn)白化癥狀基因酶細(xì)胞代謝性狀實(shí)例：白化病中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系實(shí)例：豌豆的圓粒與皺粒①性狀對(duì)比（淀粉在細(xì)胞中具有保留水分的作用）

圓粒：飽滿，能有效保留水分

皺粒：皺縮，失水②基因?qū)Ρ龋?/p>

圓粒：含有編碼淀粉分支酶的基因

皺粒：插入了一段外來(lái)DNA序列，打亂了編碼淀粉分支酶的基因中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系______淀粉分支酶___________________淀粉含量_____淀粉________，含量降低豌豆能有效地保留水分，十分飽滿___________________正常的淀粉分支酶基因被插入的DNA序列打亂的異常淀粉酶基因正常的異常的淀粉分支酶豐富合成受阻豌豆由于失水而皺縮基因酶細(xì)胞代謝性狀中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系實(shí)例：豌豆的圓粒與皺粒結(jié)論：基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程,進(jìn)而控制生物體的性狀?；蜷g接控制性狀實(shí)例1：豌豆的圓粒和皺粒實(shí)例2：白化病中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系實(shí)例三：囊性纖維化囊性纖維化是北美白種人中一種常見(jiàn)的遺傳病，大約70%的囊性纖維化患者中編碼CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的基因缺失了3個(gè)堿基，導(dǎo)致CFTR蛋白在第508位缺少苯丙氨酸，其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使CFTR轉(zhuǎn)運(yùn)氯離子的功能出現(xiàn)異常，導(dǎo)致患者支氣管中黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量生長(zhǎng)繁殖，最終使肺功能嚴(yán)重受損。中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系編碼CFTR蛋白的基因_____________CFTR蛋白在508位缺少________CFTR蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)_______的功能異常支氣管黏液增多，管腔受阻，細(xì)菌在肺部大量繁殖，肺功能嚴(yán)重受損基因蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)性狀表現(xiàn)CFTR蛋白________發(fā)生變化缺失3個(gè)堿基苯丙氨酸空間結(jié)構(gòu)氯離子實(shí)例三：囊性纖維化中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系實(shí)例四：鐮狀細(xì)胞貧血編碼血紅蛋白的基因中一個(gè)堿基對(duì)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，患溶血性貧血基因性狀表現(xiàn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系結(jié)論：基因能通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。直接控制實(shí)例3：囊性纖維病實(shí)例4：鐮刀型細(xì)胞貧血癥中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系2.基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。例3囊性纖維病、例4鐮刀型細(xì)胞貧血癥1.基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀。

例1豌豆的圓粒和皺粒

例2白化病性狀控制控制酶的合成細(xì)胞代謝蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)間接直接基因基因與生物性狀的關(guān)系同一生物體中不同類型的細(xì)胞，基因都是相同的（都是來(lái)自同一個(gè)受精卵），而形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能卻各不相同，這是為什么呢？細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)分析不同類型細(xì)胞中DNA和mRNA的檢測(cè)結(jié)果，回答下列問(wèn)題：檢測(cè)的三種細(xì)胞卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰島素基因卵清蛋白mRNA珠蛋白mRNA胰島素mRNA輸卵管細(xì)胞++++--紅細(xì)胞+++-+-胰島細(xì)胞+++--+(1)這3種細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)種類有什么差別？細(xì)胞中有各自特異性的蛋白質(zhì)(2)3種細(xì)胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和胰島素基因，但只檢測(cè)到其中一種基因的mRNA，這一事實(shí)說(shuō)明了什么？細(xì)胞中并非所有的基因都表達(dá)，不同種類細(xì)胞中基因的表達(dá)情況有差別。

細(xì)胞分化的本質(zhì)就是基因的選擇性表達(dá)細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)細(xì)胞分化的“不變”與“變”DNA、tRNA、rRNA

①不變細(xì)胞的數(shù)目②變細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能mRNA、蛋白質(zhì)的種類細(xì)胞分化的本質(zhì)基因的選擇性表達(dá)基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。特別提醒：基因選擇性表達(dá)過(guò)程中，遺傳物質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變。細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)細(xì)胞分化的標(biāo)志(1)分子水平：基因選擇性表達(dá)，合成了某種細(xì)胞特有的蛋白質(zhì)，如卵清蛋白、胰島素。(2)細(xì)胞水平：形成不同種類的細(xì)胞。細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因選擇性表達(dá)表觀遺傳及其作用機(jī)制表觀遺傳是指生物體基因的堿基序列保持不變，而表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。表觀遺傳在一定的條件下才能遺傳給后代。自然界中存在一些非常典型的表觀遺傳現(xiàn)象。例如，多年生花卉柳穿魚(yú)通常是對(duì)稱花型，在自然界中也發(fā)現(xiàn)了不對(duì)稱花型的柳穿魚(yú)。1999年，英國(guó)科學(xué)家科恩（E.Coen）等人在《自然》上發(fā)表文章，揭示了柳穿魚(yú)花型改變的分子機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)，對(duì)稱花型的柳穿魚(yú)，基因L?yc甲基化水平低，基因正常表達(dá)；不對(duì)稱花型的柳穿魚(yú)，基因Lcyc發(fā)生了高度甲基化，引起基因表達(dá)水平下降，最終導(dǎo)致柳穿魚(yú)的花器官由對(duì)稱變成了不對(duì)稱。他們還證明了這種高度甲基化能通過(guò)種子遺傳給后代。Lcyc基因植株ALcyc基因表達(dá)Lcyc基因植株BLcyc基因不表達(dá)柳穿魚(yú)性狀改變的原因甲基化柳穿魚(yú)花形態(tài)改變，是因?yàn)榛虻牟糠謮A基被高度甲基化表觀遺傳及其作用機(jī)制少部分植株的花與植株B相似絕大部分植株的花與植株A相似Lcyc基因正常植株A開(kāi)花時(shí)表達(dá)Lcyc基因高度甲基化植株B開(kāi)花時(shí)不表達(dá)×（雜交）F1（自交）F2（與植株A相似）F1植株同時(shí)含有來(lái)自植株A和植株B的Lcyc基因；植株A的Lcyc基因能夠表達(dá)，表現(xiàn)為顯性；植株B的Lcyc基因由于部分堿基被甲基化,基因表達(dá)受到抑制，表現(xiàn)為隱性；甲基化的·Lcyc的基因可遺傳，并控制生物的性狀表觀遺傳及其作用機(jī)制。①基因組成相同的同卵雙胞胎所具有的微小差異就與表觀遺傳有關(guān)不變性可遺傳普遍性表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動(dòng)過(guò)程中。在蜂王和工蜂的腦中具有不同的DNA甲基化特征，而被敲除Dnmt3基因的蜜蜂的腦中，其DNA甲基化特征與那些由蜂王漿誘導(dǎo)的正常蜂王相似。可見(jiàn)，持續(xù)取食蜂王漿的營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)之與DNA甲基化有關(guān)。

持續(xù)吃蜂王漿只吃三天蜂王漿蜂王工蜂表觀遺傳及其作用機(jī)制同卵雙胞胎吸煙會(huì)使人的體細(xì)胞內(nèi)的DNA的甲基化水平升高，而戒煙多年后，DNA的甲基化水平會(huì)降低。表觀遺傳及其作用機(jī)制中心法則詮釋了基因與生物性狀的關(guān)系細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)分化的實(shí)質(zhì)不同類型細(xì)胞中基因表達(dá)的分類表觀遺傳間接：基因→酶→代謝過(guò)程→性狀直接：基因→蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)→性狀概念修飾類型實(shí)例表觀遺傳的特點(diǎn)課堂小結(jié)隨堂小測(cè)1、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、①②B、③④⑥C、⑤⑥ D、②④B2、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．基因在控制生物體的性狀上