苏教版（2019）高中生物 必修二 2.3.2 中心法则、细胞分化的实质、表观遗传 课件（共26张PPT）
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| 名称 | 苏教版（2019）高中生物 必修二 2.3.2 中心法则、细胞分化的实质、表观遗传 课件（共26张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-09-02 13:46:04 | ||
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(共26张PPT)
第2课时 中心法则、细胞分化的实质、表观遗传
第三节 遗传信息控制生物的性状
第二章 遗传的分子基础
回忆DNA复制、基因指导蛋白质合成过程，尝试画出一张遗传信息的传递方向图。
DNA→DNA
DNA→RNA
RNA→蛋白质
前情回顾
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。
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
复制
一、中心法则诠释了基因与生物性状的关系
1
中心法则
1.流行性感冒病毒等RNA病毒，在感染人体后，它们的RNA能够自我复制并以自身为模板指导蛋白质的合成。
2.劳斯肉瘤病毒等RNA病毒，能以自身RNA为模板反向合成一段DNA，再以这段DNA为模板，互补合成病毒RNA。
3.朊病毒是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的具有感染性的因子。朊病毒与正常蛋白质接触后能改变其折叠状态，将其变为朊病毒。朊病毒能引起羊瘙痒症、疯牛病。
积极思维
遗传信息流是单向的吗
质疑 根据上述事实，我们会质疑克里克提出的中心法则吗 如果有修改意见，怎样标示在下图呢
积极思维
遗传信息流是单向的吗
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
复制
逆转录
生物种类 遗传信息的传递过程
以DNA作为遗传物质的生物 原核生物
真核生物 DNA病毒 以RNA作为遗传物质的生物 某些RNA病毒
逆转录病毒
翻译
蛋白质
复制
DNA
转录
RNA
复制
RNA
蛋白质
翻译
蛋白质
翻译
转录
DNA
RNA
逆转录
RNA
复制
不同生物遗传信息传递的过程
例如，敲除斑马鱼的一种tbx4基因，相关蛋白质的缺失会导致斑有腹鳍。
2
基因与生物性状的关系
基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
例如，一个人由于控制合成酪氨酸酶的基因异常不能合成酪氨酸酶，进而不能将酪氨酸转变为黑色素表现为白化病。
基因还能通过控制酶的合成控制代谢，进而间接控制生物性状。
说明一个基因一般控制一个性状。
酪氨酸酶基因异常
酪氨酸酶缺乏
不能合成黑色素
白化症状
2
基因与生物性状的关系
多个基因控制一个性状，如人的身高就受到多个基因的综合作用；
一个基因影响多种性状，如控制豌豆开紫色花的基因也其种皮呈现灰色的性状。
基因和性状之间的关系也不总是线性的
2
基因与生物性状的关系
过渡
为什么基因组内的遗传信息会在特定发育阶段、特定组织部位、特定细胞类型上有不同的表达呢
多莉羊的成功克隆说明乳腺细胞含有全套基因组序列。
每个人都来自一个受精卵，但受精卵通过分裂和分化形成了约200种不同类型的细胞，如血细胞、肌细胞、神经细胞，每种类型细胞中的DNA序列都是相同的。
奢侈基因
只在某些细胞中特异性表达的基因。
比如：卵清蛋白基因、胰岛素基因。
细胞中的基因可以分为两类
管家基因
所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必须的。
比如：核糖体蛋白基因，ATP合成酶基因。
二、细胞分化的本质
在不同的体细胞中，虽然基因组序列都一样，但基因的表达却是有选择性的。
·
检测的3种 细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰岛素mRNA
输卵管细胞 +++ + - -
红细胞 +++ - + -
胰岛细胞 +++ - - +
检测鸡的基因表达的结果
二、细胞分化的本质
——基因的选择性表达
二、细胞分化的本质
例如，不参与编码蛋白质的微RNA (miRNA) 也能在转录后介导对mRNA的降解，一些 miRNA具有组织特异性和时序性，即只在特定的组织或某个发育阶段起着调控作用。
1.基因选择性表达的机制非常复杂，涉及多种调控方式。
2.细胞分化是多细胞生物个体发育的基础。
基因选择性表达造成了细胞分化，形成了在形态、结构和功能上不同的细胞类型。不同类型的细胞形成了组织、器官(系统)和个体。
干细胞
造血干细胞
脂肪细胞
肝脏
骨骼
心脏
免疫系统
肌肉细胞
神经细胞
血细胞
二、细胞分化的本质
指生物体基因的碱基序列保持不变，而表型发生可遗传变化的现象。
三、表观遗传及其作用机制
表观遗传学主要研究非基因改变所致基因表达水平的变化。
1
表观遗传的概念
主要是发生在基因组DNA上某些区域的胞嘧啶上，它的第5位碳原子和甲基之间通过共价键结合，被修饰为5-甲基胞嘧啶。
DNA甲基化
2
基因组表观遗传的修饰形式
指在生物体内不同酶的作用下，在核小体的组蛋白不同氨基酸中加上多种化学基团的现象。
组蛋白修饰
这种修饰能改变染色质状态及其开放程度，进而调控基因的表达。
2018年，我国科学家运用体细胞核移植技术首次克隆出两只猕猴。科学家通过改变表观遗传修饰的水平，提高了猕猴胚胎发育的成功率。
“中中”和“华华”
2
基因组表观遗传的修饰形式
对称花型的柳穿鱼，基因Lcyc甲基化水平低，基因正常表达；
不对称花型的柳穿鱼，基因Lcyc发生了高度甲基化，引起基因表达水平下降；
还证明了这种高度甲基化能通过种子遗传给后代。
对称花型的柳穿鱼
不对称花型的柳穿鱼
3
表观遗传现象在自然界普遍存在
在蜂王和工蜂的脑中具有不同的DNA甲基化特征，而被敲除Dnmt3基因的蜜蜂的脑中，其DNA甲基化特征与那些由蜂王浆诱导的正常蜂王相似。可见，持续取食蜂王浆的营养效应之与DNA甲基化有关。
DNA序列信息、表观遗传信息和环境信息之间相互作用，共同调控着生物的各种生命活动。
3
表观遗传现象在自然界普遍存在
同卵双胞胎
吸烟会使人的体细胞内的DNA的甲基化水平升高，而戒烟多年后，DNA的甲基化水平会降低。
3
表观遗传现象在自然界普遍存在
4
表观遗传的特点
可遗传性
01
不改变DNA的碱基配对特性
02
DNA的碱基序列不变
03
可逆性
04
中心法则诠释了基因与生物性状的关系
细胞分化的实质是基因的选择性表达
分化的实质
不同类型细胞中基因表达的分类
表观遗传
间接：基因→酶→代谢过程→性状
直接：基因→蛋白质的结构 →性状
概念
修饰类型
实例
表观遗传的特点
课堂小结
1、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（ ）
A、①② B、③④⑥ C、⑤⑥ D、②④
B
课堂检测
2、甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两个相对基因共同控制，只有当同时存在两个显性基因（A和B）时，花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是（ ）
A．一种性状只能由一种基因控制
B．基因在控制生物体的性状上是互不干扰的
C．每种性状都是由两个基因控制的
D．基因之间存在着相互作用
D
课堂检测
3、许多基因的启动子内富含CG重复序列，若其中的部分胞嘧啶（C）被甲基化成为5-甲基胞嘧啶，就会抑制基因的转录。下列与之相关的叙述中，正确的是（ ）
A. 胞嘧啶甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合
B. 胞嘧啶甲基化导败表达的蛋白质结构改变
C. 基因的表达水平与基因的甲基化程度无关
D. 在一条单链上相邻的C和G之间通过氢键连接
A
课堂检测
谢 谢 观 看 ！
第2课时 中心法则、细胞分化的实质、表观遗传
第三节 遗传信息控制生物的性状
第二章 遗传的分子基础
回忆DNA复制、基因指导蛋白质合成过程，尝试画出一张遗传信息的传递方向图。
DNA→DNA
DNA→RNA
RNA→蛋白质
前情回顾
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。
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
复制
一、中心法则诠释了基因与生物性状的关系
1
中心法则
1.流行性感冒病毒等RNA病毒，在感染人体后，它们的RNA能够自我复制并以自身为模板指导蛋白质的合成。
2.劳斯肉瘤病毒等RNA病毒，能以自身RNA为模板反向合成一段DNA，再以这段DNA为模板，互补合成病毒RNA。
3.朊病毒是一类不含核酸而仅由蛋白质构成的具有感染性的因子。朊病毒与正常蛋白质接触后能改变其折叠状态，将其变为朊病毒。朊病毒能引起羊瘙痒症、疯牛病。
积极思维
遗传信息流是单向的吗
质疑 根据上述事实，我们会质疑克里克提出的中心法则吗 如果有修改意见，怎样标示在下图呢
积极思维
遗传信息流是单向的吗
转录
DNA
RNA
翻译
蛋白质
复制
逆转录
生物种类 遗传信息的传递过程
以DNA作为遗传物质的生物 原核生物
真核生物 DNA病毒 以RNA作为遗传物质的生物 某些RNA病毒
逆转录病毒
翻译
蛋白质
复制
DNA
转录
RNA
复制
RNA
蛋白质
翻译
蛋白质
翻译
转录
DNA
RNA
逆转录
RNA
复制
不同生物遗传信息传递的过程
例如，敲除斑马鱼的一种tbx4基因，相关蛋白质的缺失会导致斑有腹鳍。
2
基因与生物性状的关系
基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
例如，一个人由于控制合成酪氨酸酶的基因异常不能合成酪氨酸酶，进而不能将酪氨酸转变为黑色素表现为白化病。
基因还能通过控制酶的合成控制代谢，进而间接控制生物性状。
说明一个基因一般控制一个性状。
酪氨酸酶基因异常
酪氨酸酶缺乏
不能合成黑色素
白化症状
2
基因与生物性状的关系
多个基因控制一个性状，如人的身高就受到多个基因的综合作用；
一个基因影响多种性状，如控制豌豆开紫色花的基因也其种皮呈现灰色的性状。
基因和性状之间的关系也不总是线性的
2
基因与生物性状的关系
过渡
为什么基因组内的遗传信息会在特定发育阶段、特定组织部位、特定细胞类型上有不同的表达呢
多莉羊的成功克隆说明乳腺细胞含有全套基因组序列。
每个人都来自一个受精卵，但受精卵通过分裂和分化形成了约200种不同类型的细胞，如血细胞、肌细胞、神经细胞，每种类型细胞中的DNA序列都是相同的。
奢侈基因
只在某些细胞中特异性表达的基因。
比如：卵清蛋白基因、胰岛素基因。
细胞中的基因可以分为两类
管家基因
所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必须的。
比如：核糖体蛋白基因，ATP合成酶基因。
二、细胞分化的本质
在不同的体细胞中，虽然基因组序列都一样，但基因的表达却是有选择性的。
·
检测的3种 细胞 卵清蛋白基因、珠蛋白基因、胰岛素基因 卵清蛋白mRNA 珠蛋白mRNA 胰岛素mRNA
输卵管细胞 +++ + - -
红细胞 +++ - + -
胰岛细胞 +++ - - +
检测鸡的基因表达的结果
二、细胞分化的本质
——基因的选择性表达
二、细胞分化的本质
例如，不参与编码蛋白质的微RNA (miRNA) 也能在转录后介导对mRNA的降解，一些 miRNA具有组织特异性和时序性，即只在特定的组织或某个发育阶段起着调控作用。
1.基因选择性表达的机制非常复杂，涉及多种调控方式。
2.细胞分化是多细胞生物个体发育的基础。
基因选择性表达造成了细胞分化，形成了在形态、结构和功能上不同的细胞类型。不同类型的细胞形成了组织、器官(系统)和个体。
干细胞
造血干细胞
脂肪细胞
肝脏
骨骼
心脏
免疫系统
肌肉细胞
神经细胞
血细胞
二、细胞分化的本质
指生物体基因的碱基序列保持不变，而表型发生可遗传变化的现象。
三、表观遗传及其作用机制
表观遗传学主要研究非基因改变所致基因表达水平的变化。
1
表观遗传的概念
主要是发生在基因组DNA上某些区域的胞嘧啶上，它的第5位碳原子和甲基之间通过共价键结合，被修饰为5-甲基胞嘧啶。
DNA甲基化
2
基因组表观遗传的修饰形式
指在生物体内不同酶的作用下，在核小体的组蛋白不同氨基酸中加上多种化学基团的现象。
组蛋白修饰
这种修饰能改变染色质状态及其开放程度，进而调控基因的表达。
2018年，我国科学家运用体细胞核移植技术首次克隆出两只猕猴。科学家通过改变表观遗传修饰的水平，提高了猕猴胚胎发育的成功率。
“中中”和“华华”
2
基因组表观遗传的修饰形式
对称花型的柳穿鱼，基因Lcyc甲基化水平低，基因正常表达；
不对称花型的柳穿鱼，基因Lcyc发生了高度甲基化，引起基因表达水平下降；
还证明了这种高度甲基化能通过种子遗传给后代。
对称花型的柳穿鱼
不对称花型的柳穿鱼
3
表观遗传现象在自然界普遍存在
在蜂王和工蜂的脑中具有不同的DNA甲基化特征，而被敲除Dnmt3基因的蜜蜂的脑中，其DNA甲基化特征与那些由蜂王浆诱导的正常蜂王相似。可见，持续取食蜂王浆的营养效应之与DNA甲基化有关。
DNA序列信息、表观遗传信息和环境信息之间相互作用，共同调控着生物的各种生命活动。
3
表观遗传现象在自然界普遍存在
同卵双胞胎
吸烟会使人的体细胞内的DNA的甲基化水平升高，而戒烟多年后，DNA的甲基化水平会降低。
3
表观遗传现象在自然界普遍存在
4
表观遗传的特点
可遗传性
01
不改变DNA的碱基配对特性
02
DNA的碱基序列不变
03
可逆性
04
中心法则诠释了基因与生物性状的关系
细胞分化的实质是基因的选择性表达
分化的实质
不同类型细胞中基因表达的分类
表观遗传
间接：基因→酶→代谢过程→性状
直接：基因→蛋白质的结构 →性状
概念
修饰类型
实例
表观遗传的特点
课堂小结
1、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（ ）
A、①② B、③④⑥ C、⑤⑥ D、②④
B
课堂检测
2、甜豌豆的紫花对白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两个相对基因共同控制，只有当同时存在两个显性基因（A和B）时，花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是（ ）
A．一种性状只能由一种基因控制
B．基因在控制生物体的性状上是互不干扰的
C．每种性状都是由两个基因控制的
D．基因之间存在着相互作用
D
课堂检测
3、许多基因的启动子内富含CG重复序列，若其中的部分胞嘧啶（C）被甲基化成为5-甲基胞嘧啶，就会抑制基因的转录。下列与之相关的叙述中，正确的是（ ）
A. 胞嘧啶甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合
B. 胞嘧啶甲基化导败表达的蛋白质结构改变
C. 基因的表达水平与基因的甲基化程度无关
D. 在一条单链上相邻的C和G之间通过氢键连接
A
课堂检测
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